分析化学第三版答案(3)

2019-07-13 16:57

(7)H2SO4+H3PO4 pHsp=[(pcKa1Ka2/(c+Ka1)]/2=4.70

甲基红,由黄色变为红色 pHsp=[(p(Ka2(cKa3+Kaw)/c]/2=9.66

故可直接滴定到磷酸二氢盐、磷酸一氢盐,酚酞,由无色变为红色; (8)乙胺+吡啶 pKb1=3.25 pKb2=8.77 pHsp= pcKa/2=(-lg0.1/2+14-3.25)/2=6.03

故可直接滴定乙胺,甲基红,由红色变为黄色。 12.HCl与HAc的混合溶液(浓度均为0.10 mol·L-1),能否以甲基橙为指示剂?用0.1000 mol·L-1 NaOH溶液直接滴定其中的HCl,此时有多少HAc参与了反应?

解:C1=0.10mol?L-1 , Ka2=1.8×10-5 ,所以 (1)不能以甲基橙为指示剂准确滴定HCl

(2)因为 甲基橙的变色范围为3.1~4.4 所以 当pH=4.0时为变色转折点

A? pH=pKa+lg

HA 4.0=4.74+lg

x%

0.1?x% x%=15%

13.今有H2SO4和(NH4)2SO4的混合溶液,浓度均为0.050 mol·L-1,欲用0.1000 mol·L-1NaOH溶液滴定,试问: (1)能否准确滴定其中的H2SO4?为什么?采用什么指示剂?

(2)如何用酸碱滴定法测定混合溶液中(NH4)2SO4的含量?指示剂又是什么? 解:(1)能。因为H2SO4的第二步电离常数pKa2=2.00,而NH4+的电离常数pKa=9.26,所以能完全准确滴定其中的H2SO4 ,可以采用甲基橙或酚酞作指示剂。

(2)可以用蒸馏法,即向混合溶液中加入过量的浓碱溶液,加热使NH3逸出,并用过量的H3BO3溶液吸收,然后用HCl标准溶液滴定H3BO3吸收液:

????NH3??H2O NH4?OH?? NH3 + H3BO3== NH4+ H2BO3-

+- H+ H2BO3== H3BO3

终点的产物是H3BO3和NH4+(混合弱酸),pH≈5 ,可用甲基橙作指示剂,按下式计算含量:

w(NH4)2SO4?(cV)HCl

2(cV)(NH4)2SO414.判断下列情况对测定结果的影响:

(1)用混有少量的邻苯二甲酸的邻苯二甲酸氢钾标定NaOH溶液的浓度;

(2)用吸收了CO2的NaOH标准溶液滴定H3PO4至第一计量点;继续滴定至第二计量点时,对测定结果各如何影响? 答:(1)使测定值偏小。

(2)使第一计量点测定值不影响,第二计量点偏大。 15.一试液可能是NaOH、NaHCO3、、Na2CO3或它们的固体混合物的溶液。用20.00mL0.1000 mol·L-1HCl标准溶液,以酚酞为指示剂可滴定至终点。问在下列情况下,继以甲基橙作指示剂滴定至终点,还需加入多少毫升HCl溶液?第三种情况试液的组成如何? (1)试液中所含NaOH与Na2CO3、物质的量比为3∶1;

(2)原固体试样中所含NaHCO3和NaOH的物质量比为2∶1; (3)加入甲基橙后滴半滴HCl溶液,试液即成重点颜色。 答:(1)还需加入HCl为;20.00÷4=5.00mL (2)还需加入HCl为:20.00×2=40.00mL (3)由NaOH组成。

16.用酸碱滴定法测定下述物质的含量,当它们均按指定的方程式进行反应时,被测物质与H+的物质的量之比各是多少? (1)Na2CO3,Al2(CO3)3,CaCO3(CO32-+2H+=CO2+H2O)。

(2)Na2B4O7·10H2O,B2O3,NaBO2·4H2O,B(B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3)。 答:(1)物质的量之比分别为:1∶2、1∶6、1∶2。

(2)物质的量之比分别为:1∶2、1∶2、1∶1、1∶1。 17.酸碱滴定法选择指示剂时可以不考虑的因素:

A.滴定突跃的范围; B.指示剂的变色范围;

C.指示剂的颜色变化; D.指示剂相对分子质量的大小 E.滴定方向 答:选 D

18.计算下列各溶液的pH:

(1)2.0×10-7 mol·L-1HCl (2)0.020 mol·L-1 H2SO4 (3) 0.10 mol·L-1NH4Cl (4)0.025 mol·L-1HCOOH (5)1.0×10-4 mol·L-1 HCN (6)1.0×10-4 mol·L-1NaCN (7)0.10 mol·L-1(CH2)6N4 (8)0.10 mol·L-1NH4CN (9)0.010 mol·L-1KHP (10)0.10 mol·L-1Na2S (11)0.10 mol·L-1NH3CH2COOH(氨基乙酸盐) 解:(1)pH=7-lg2=6.62

(0.02?1.0?10?2)?(0.02?1.0?10?2)2?8?0.02?1.0?10?2(2)[H]?

2? 11

=5.123?10

?2

pH=lg[H+]=1.59

(3)[H+]=CK?14a?KW=0.10?5.6?10?10?1.0?10?7.48?10?6 pH=-lg[H+]=5.13

(4)[H+]=CKa=0.025?1.84?10?4?2.1?10?3 pH=-lg[H+]=2.69

(5)[H+]=CKa=1.0?10?4?7.2?10?10?2.68?10?7 pH=-lg[H+]=6.54

(6)[OH-

]=CK?1.0?10?4?1.0?10?14?b7.2?10?10?3.74?105 pOH=4.51 pH=9.49

(7)[OH-]=CKb?0.1?1.4?10?9?1.18?10?5

pOH=4.93 pH=9.07 (8)[OH-

]=Ka(HCN)(CKa(NH?K4?)W)C?Ka?6.35?10?10

(HCN) pH=9.20 (9)

[OH]?KK2?w1.0?10?14b1Kb2?K?a1Ka21.1?10?3?3.9?10?6

?1.0?10?1410?1.5?10?106.55??5 pOH=9.82 pH=4.18

(10)[OH-]=CKb1?0.1?1.0?10?14/1.2?10?15?0.91

pOH=0.04 pH=13.96 (11)[H+]=CKa1?0.1?4.5?10?3?2.12?10?2

pH=1.67

19.计算0.010 mol·L-1H3PO4溶液中(1)HPO42-,(2)PO43-的浓度 解:∵

CK a1。=0.01?7.6?10?3>40Ka2 Ka2>>Ka2

且CKa1=0.01×7.6×10-3

∴ H3PO4的第二级、第三级解离 和水的解离均又被忽略。于是可以按一元酸来处理, 又因为

CKa?0.01?10?3?400 17.62故[H?]??Ka1?Ka2?4CKa?7.6?10?3?(7.6?10?3)2?4?0.010?7.6?10?32?2[H?12PO4]?[H?]?1.14?10?2mol?L?

?,

[HPO2?4]?[H2PO4]Ka2??Ka2?6.3?10?8mol?L?1[H]

2?

[PO3?]?[HPO4]Ka3Ka2Ka36.3?10?8?4.4?10?134[H?]?[H?]?1.14?10?2?2.43?10?18mol?L?1 20.(1)250mgNa2C2O4溶解并稀释至500 mL,计算pH=4.00时该溶液中各种型体的浓度。

(2)计算pH=1.00时,0.10 mol·L-1H2S溶液中各型体的浓度。 解:(1) [H?]?10?4mol?L?1

250[NaC2O4]?1000?1340.5?3.73?10?3mol?L?1

根据多元酸(碱)各型体的分布分数可直接计算有: CKa1=5.9×10-2 , CKa2=6.4×10-5

Na2C2O4在酸性水溶液中以三种形式分布即:C2O42-、HC2O4-和H2C2O4。

=1.14×10-2mol.L-1

12

其中:[H2C2O4]?C?H2C2O4[H?] ?3.73?10??2?[H]?[H]Ka1?Ka1Ka2?3?3 =3.37?1010?8?6?1??3.73?10mol?L ?69.686?10?3 [HC2O4]?C?HCO?24_[H?]Ka1 ?3.73?10??2[H]?[H?]Ka1?Ka1Ka2?2.27?10?3mol?L?1

[C2O4]?C?C2?2O42??3.73?10?3?Ka1Ka2 ?2?[H]?[H]Ka1?Ka1Ka2 =1.41×10-3 mol·L-1

(2) H2S的Ka1=5.7×10-8 ,Ka2=1.2×10-15 ,

由多元酸(碱)各型体分布分数有: [H2S]?C?H2S0.12?0.1?2 =0.1 mol·L-1

?80.1?0.1?5.7?100.1?5.7?10?8?0.1?0.12?0.1?5.7?10?8

[HS]?C?HS?=5.7×10-8 mol·L-1

2? [S]?C?S2?5.7?10?8?1.2?10?15?0.1? 2?80.1?0.1?5.7?10 =6.84×10-2 mol·L-1

21.20.0g六亚甲基四胺加12 mol·L-1HCl溶液4.0 mL,最后配制成100 mL溶液,其pH为多少? 解:形成(CH2)6N4—HCl缓冲溶液,计算知:

c(CH2)2N420n??140?1.43mol?L?1

100V1000V?12?0.004?0.48mol?L?1

0.1cHCl?V1C((CH2)2N4)?1?1故体系为(CH2)6N4-(CH2)6N4H+缓冲体系,c(CH2)2N4?0.95mol?L ,cHCl?0.48mol?L ,则

pH?pKa?lgC((CH2)2N4)C((CH2)2?5.12?lgNH4H?0.95?5.45 0.48?122.若配制pH=10.00,cNH3?cNH??1.0mol?L的NH3- NH4Cl缓冲溶液1.0L,问需要15 mol·L-1的氨水多少毫升?需要NH4Cl多少克?

4解:由缓冲溶液计算公式pH?pKa?lgCNH3CNH4? , 得10=9.26+lg

CNH3CNH4?

lg

CNH3CNH4?=0.74 ,

CNH3CNH4?=0.85 mol

又CNH3?CNH4??1.0

?则 CNH3?0.15mol CNH即 需 NH3?H2O为0.85mol 则

4?0.85mo l0.85?0.057L?57ml 15即 NH4Cl为0.15mol 0.15×53.5=8.0 g

23.欲配制100 mL氨基乙酸缓冲溶液,其总浓度c=0.10 mol·L-1,pH=2.00,需氨基乙酸多少克?还需加多少毫升1.0 mol·L-1酸或碱?已知氨基乙酸的摩尔质量M=75.07g·mol-1。 解:1)设需氨基乙酸x g,由题意可知

m?c MVx?0.10 ∴

75.07?0.1000 ∵

13

x?0.75g

(2)因为氨基乙酸为两性物质,所以应加一元强酸HCl ,才能使溶液的pH=2.00 。 设应加y mL HCl

pH?pKa?lgcA?cHA

0.1?0.1? 2.00?2.35?lg1.0y1.0y1000

y=6.9 mL 24.(1)在100 mL由1.0mol·L-1HAc和1.0mol·L-1NaAc组成的缓冲溶液中,加入1.0mL6.00.1000mol·L-1NaOH溶液滴定后,溶液的pH有何变化? (2)若在100mLpH=5.00的HAc-NaAc缓冲溶液中加入1.0mL6.0mol·L-1NaOH后,溶液的pH增大0.10单位。问此缓冲溶液中HAc、NaAc的分析浓度各为多少? 解:(1)CHAcc?CA?C100?1?1?6106 mol·L-1 ?100?1101100?1?1?694 mol·L-1 ??100?1106pH2?pKa?logCA?CCHAc?4.69

pH1?pKa?logCAc?CHAc?4.74

pH1-pH2=0.05

(2)设原[HAc-]为x,[NaAc]为y。

y?5.00 xy?1?6 pH2?pKa?log?5.10

x?1?6则 pH1?pKa?log得 x=0.40 mol?L-1 y=0.72 mol?L-1

25.计算下列标准缓冲溶液的pH(考虑离子强度的影响): (1)0.034 mol·L-1饱和酒石酸氢钾溶液;(2)0.010 mol·L-1硼砂溶液。 解:(1)I? =

12?2([HA?]ZHA]ZK??[K?) 21(0.034?12?0.034?1?2)?0.034 20.034logrA2??0.50?22(?0.30?0.034)??0.29

1?0.0341''(pKa1?pKa2?logr2?) A21 ?(3.04?4.37?0.29)?3.56

2pH?(2)硼砂溶液中有如下酸碱平衡

B4O72-+5H2O = 2H2BO3-+2H3BO3

因此硼砂溶液为

H3BO3?H2BO3缓冲体系。考虑离子强度影响:

? pH?pK'a1?log?9?H2BO3??HBO33

?1 Ka1?5.8?10,CH3BO3?0.020mol0?L,CH溶液中

2BO3??0.020mol0?L?1

1(cNa?Z2Na??cH3BO3Z2H2BO3?) 21 ?(0.020?0.020)?0.020

2 I? logrH rH2BO3?0.020??0.50(?0.30?0.020)??0.059

1?0.02023?2BO3?0.873,?HBO??0.873?0.020(0mol?L?1)

14

rH3BO3?1,?H3BO3?0.0200(mol?L?1) 则pH?9.24?log0.873?0.0200?9.18

0.020026.某一弱酸HA试样1.250 g用水溶液稀释至50.00 mL,可用41.20 mL 0.09000mol·L-1NaOH滴定至计量点。当加入8.24 mLNaOH时溶液的pH=4.30。

(1) 求该弱酸的摩尔质量;(2)计算弱酸的解离常数Ka和计量点的pH;选择何种指示剂? 解:(1)由

1.250?0.09?0.041 2MCb Ca 得 M=337.1g/mol (2)pH?pKa?log0.09?8.2450?8.24?4.90 pKa?pH?log0.09?41.2?0.09?8.2450?8.24 Ka=1.3×10-5

?CKb??20KW,C?400 Kb?[OH?]?CK2?5.6?10?6

pH?pOH?14?14?5.26?8.75

故 酚酞为指示剂。

27.取25.00 mL苯甲酸溶液,用20.70 mL0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定至计量点。 (1)计算苯甲酸溶液的浓度;(2)求计量点的pH;(3)应选择那种指示剂。 解:(1)设苯甲酸的浓度为x

则 25.00x?20.70?0.1000 得 x=0.08280 mol?L-1

(2)当达计量点时,苯甲酸完全为苯甲酸钠,酸度完全由苯甲酸根决定.

C?400,CKb?20KW Kb[OH?]?CKb?0.2584?10?5mol?L?1

pOH=5.58 pH=8.42

(3)酚酞为指示剂。 28.计算用0.1000 mol·L-1HCl溶液滴定20.00 mL0.10 mol·L-1NH3溶液时.(1)计量点;(2)计量点前后±0.1%相对误差时溶液的pH;(3)选择那种指示剂? 解:(1)?CKa?20KW,C?400 Ka?5 ?NH4Cl的[H+]=CKa?0.529?10

pH=5.28

0.02?0.1(2)pH?pKa?lg20?19.98?9.26?3.00?6.26

19.98?0.120?19.980.02?0.1pH??lg?4.30

40.02(3)?pH?(4.30~6.26)

?甲基红为指示剂。 29.计算用0.1000 mol·L-1HCl溶液滴定0.050 mol·L-1Na2B4O7溶液至计量点时的pH(B4O72-+2H++5H2O=4H3BO3)。选用何种指示剂? 解:在计量点时,刚好反应

?L ?[H3BO3]?0.1mol ?CKa1?25KW,??1C?500,CKa1?100Ka2 Ka1 ?[H]? pH=5.12

CKa1?0.1?5.8?10?10?0.76?10?5

15


分析化学第三版答案(3).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:敏洞中学2017年秋季学期工作计划

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: