《分析化学[第五版]》武汉大学 - 课后习题答案(4)

2019-03-22 14:17

质子条件式为:[ H+ ] + [NH4+] = [Cl-] + [OH-] 或[ H+ ] + [NH4+] = c2 + [OH-]

c. 直接取参考水平:H3PO4 , HCOOH , H2O

质子条件式:[H+] = [H2PO4-] + 2[HPO42-] + 3[PO43-] + [HCOO-]+[OH-]

3.计算下列各溶液的pH。 a.0.050 mol·L-l NaAc; c.0.10 mol·L-l NH4CN; e.0.050 mol·L-l氨基乙酸; g.0.010 mol·L-l H2O2液;

i.0.060 mol·L-l HCl和0.050 mol·L-l氯乙酸钠(ClCH2COONa)混合溶液。 解:

a.对于醋酸而言,Kb = Kw / Ka = 5.6 ? 10-10

应为cKb = 5.6 ? 10-10? 5 ?10-2 = 2.8 ? 10-11> 10Kw c/Kb> 100 故使用最简式; [OH-] =

5.6?10?10?0.05 = 5.29? 10-6

pH = 14 – pOH = 8.72

c. NH4+ Ka’ = 5.6 ? 10-10

HCN Ka = 6.2. ? 10-10 cKa’ > 10Kw c > 10 Ka 由近似公式可以得到: [H] =

+

KaKa' =

6.2?5.6?10?20 = 5.89? 10-10

pH = 10 – 0.77 = 9.23

e. 氨基乙酸一端羧基显酸性,一端氨基显碱性,Ka1 = 4.5? 10-3 , Ka2 = 2.5 ? 10-10

c/Ka2> 100 且c > 10 Ka1 所以[H+] =

Ka1Ka2 = 4.2?2.5?10?13 = 1.06 ? 10-6

pH = 6-0.03 = 5.97

g. 对于双氧水而言,Ka = 1.8 ? 10-12 cKa < 10Kw c/Ka> 100 所以可以计算氢离子浓度 [H] =

+

cKa?Kw = 1.8?10?14?1?10?14 = 1.67 ? 10-7

pH = 7 – 0.22 = 6.78

i. 由于ClCH2COONa + HCl = ClCH2COOH + NaCl

所以原溶液可以看成0.050mol/L的ClCH2COOH和0.010mo/LHCl的混合溶液设有x mol/L的ClCH2COOH发生离解,则 ClCH2COOH ------ ClCH2COO- + H+

0.05-x x 0.01+x

(0.01?x)x 所以有0.05?x = Ka = 1.4 ? 10-3

解得x = 4.4 ? 10-3mol/L

那么[H+] = 0.0144mol/L pH = -log [H+] = 1.84

5.某混合溶液含有0.10 mol·L-l HCl、2.0×10-4 mol·L-l NaHSO4和2.0×10-6 mol·L-l HAc。

a.计算此混合溶液的pH。

b.加入等体积0.10 mol·L-l NaOH溶液后,溶液的pH。 解:a. HSO4- Ka2=1.0×10-2 HAc Ka=1.8×10-5

均为弱酸,且浓度远低于HCl的浓度,所以此体系中的HSO4-和HAc在计

算pH值时刻忽略。故pH=1.00。 b.加入等体积0.1mol/LNaOH溶液,HCl被中和,体系变为HSO4-和HAc的

????H?K??HSO4??KHA?HA??KW?HSO4?混酸体系,?? 忽略KW及KHA[HA],

[H]=

+ 2

KHSO?4(CHSO4--[H+ ])

解得[H+ ]=9.90×10-5 故pH=4.00

7.已知Cr3+的一级水解反应常数为10-3.8,若只考虑一级水解,则0.010 mol·L-l

Cr(ClO4)3 的pH为多少? 此时溶液中Cr(OH)2+的分布分数是多大?

?3.8?2?5.8K?c?10?10?10?10KW a解:1)

c?101.8?100 Ka

?Ka?Ka2?4Kac?3??H??1.182?10??2 mol/L

? 故pH=2.93

?Cr(OH) 2)

2??Ka10?3.8??3.8?0.12?2.93?10?10??Ka??H?

9.今用某弱酸HB及其盐配制缓冲溶液,其中HB的浓度为0.25 mol·L-l。于100mL

该缓冲溶液中加入200 mg NaOH(忽略溶液体积的变化),所得溶液的pH为5.60。

?6K?5.0?10问原来所配制的缓冲溶液的pH为多少? (已知HB的a)

解:

CNaOH?200?0.0540?100(mol/L)

已知p Ka=5.30,pH=5.60

5.60?5.30?lg0.05?x0.25?x

设原缓冲溶液中盐的浓度为x mol/L,故 得x=0.35

5.30?lg0.35?5.440.25

则原缓冲溶液pH=

11.配制氨基乙酸总浓度为0.10 mol·L-l的缓冲溶液(pH =2.0)100mL,需氨基乙酸

多少克?还需加多少毫升1 mol·L-l酸或碱,所得溶液的缓冲容量为多大? 解:设酸以HA表示,p Ka1=2.35 p Ka2=9.60

?3 1)需HA质量m=0.10×100×75.0×10=0.75(g)

2)因为氨基乙酸及质子化氨基乙酸构成缓冲溶液,设pH=2时,质子化氨

??cHA???H??pH?pKa1?lg?cHA???H?? 基乙酸浓度为xmol/L,则

?0.1?x???H???x??H???2.00?2.35?lg 即,解得x=0.079

生成0.079mol/L的质子化氨基乙酸,需加酸为0.079×100=7.9ml

13.计算下列标准缓冲溶液的pH(考虑离子强度的影响),并与标准值相比较。 a.饱和酒石酸氢钾(0.034 0 mol·L-l); c.0.010 0 mol·L-l 硼砂。 解:a. p Ka1=3.04,p Ka2=4.37

1(1?0.034?1?0.034)?0.034 I= 2(mol/L),

查表得,

aH??900,

aHB??400,

aB2??500

lg?H??0.512?1?0.034??0.06??0.8711?0.00328?900?0.034,得H?

同理可得

?HB?0.84?,

?B?0.512?

c?20 又Ka2?c?20KW Ka1

12H? 最简式

?00??H?K?K?K?Ka1a2a1a2????B2?


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