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第5章_酸碱滴定法习题解答.pdf
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第5章_酸碱滴定法习题解答.pdf
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第 5 章 酸碱滴定法 思考题与习题
1.下列各组酸碱物质中,哪些是共轭酸碱对?
(1) OH
-
-H3O
+
(2) H 2SO4-SO4
2-
(3) C 2H5OH-C2H5OH2
+
(4) NH 3-NH4
+
(5) H 2C2O4-C2O4
2-
(6) Na 2CO3-CO3
2-
(7) HS
-
-S
2-
(8) H 2PO4
-
-H3PO4 (9) (CH 2) 6N4H
+
-(CH2) 6N4
(10) HAc -Ac
-
答:(3)、(4)、(7)、(8)、(9)、(10)是共轭酸碱对。
2. 写出下列溶液的质子条件式。
(1) 0.1 mol/L NH
3·
H
2
O (2) 0.1mol/L H
2
C
2
O
4
(3) 0.1mol/L (NH
4
)
2
HPO
4
(4) 0.1 mol/L Na 2S (5) 0.1mol/L (NH 4) 2CO3 (6) 0.1mol/L NaOH
(7) 0.1mol/L H 2SO4 (8) 0.1mol/L H 3BO3
答:(1)[H
+
]+[ NH 4]= [OH
-
]
(2)[H
+
]= [OH
-
]+[H C 2O4
-
]+2[ C 2O4
2-
]
(3)[H
+
]+[H 2PO4
-
]+2[ H 3PO4]=[NH3]+[PO4
3-
]+[OH
-
]
(4)[H
+
]+[ HS
-
]+2[ H
2
S]= [OH
-
]
(5)[H
+
]+[H CO
3
-
]+2[H
2
CO
3
] = [OH
-
]+[ NH
3
]
(6)[H
+
]+0.1= [OH
-
]
(7)[H
+
]= [OH
-
]+[H SO
4
-
]+2[SO
4
2-
] 或[H
+
]= [OH
-
]+0.1+2[SO
4
2-
]
(8)[H
+
]= [ H 2BO3
-
]+[OH
-
]
3. 欲配制 pH为 5 的缓冲溶液,应选下列何种酸及其共轭碱体系 ?
(1) 一氯乙酸 (p
K
a=2.86) (2) 邻苯二甲酸氢钾 KHP (p
K
a2=5.41)
(3) 甲酸(p
K
a
=3.74) (4) HAc(p
K
a
=4.74)
(5) 苯甲酸 (p K
a
=4.21) (6) HF (p K
a
=3.14)
答:由 pH≈pKa 可知,应选 HAc-NaAc 配制 pH为 5 左右的缓冲溶液。
4.以 NaOH或 HCl 溶液滴定下列溶液时,在滴定曲线上出现几个滴定突战跃?分别采用何
种指示剂确定终点?
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(1) H 2SO4 (2) HCl +NH4Cl (3) NH 3·H2O+NaOH
(4) H 2C2O4 (5) HF +HAc (6) Na 2HPO4+NaOH
(7) H
3
PO
4
(8) Na
2
CO
3
+Na
3
PO
4
(9) HCl +H
3
PO
4
答:
5. 下列各物质的浓度均为 0.1 mol/L ,能否用等浓度的强酸强碱标准溶液滴定?如果能够,
应选用哪种指示剂确定终点 ?
(1) 苯酚(p
K
a=9.95) (2) NaHS(p
K
a2=14.92, p
K
b2=6.76)
(3) 吡啶(p
K
b=8.77) (4) NaF (HF 的 p
K
a=3.14)
(5) 苯甲酸 (p
K
a
=4.21) (6) HAc(p
K
a
=4.74)
答:(2)NaHS(p
K
a2=14.92, p
K
b2=6.76) ,可用 HCl 标准溶液滴定,甲基橙为指示剂。
(5)苯甲酸 (p Ka=4.21) ,可用 NaOH标准溶液滴定,酚酞为指示剂。
(6) HAc(p K
a
=4.74) ,可用 NaOH标准溶液滴定,酚酞为指示剂。
6.一元弱酸(碱)直接准确滴定的条件是 csp
K
a≥10
-8
或 csp
K
b≥10
-8
。如果以
K
t 表示滴定反应
的平衡常数,则一元弱酸(碱)滴定反应的 csp
K
t 应是多少?
答:因为
K
t =
K
a/
K
w,
K
a=
K
t ·
K
w,
所以 csp
K
a
=c
sp
·
K
t
·
K
w
突跃数 指示剂
H
2
S0
4
1 酚酞,甲基橙等
HCl+NH4Cl 1 甲基红
NH3·H2O+NaOH 1 甲基红
H2C2O4 1 酚酞
HF+HAc 1 酚酞
Na2HPO4+NaOH 2 Sp1 酚酞 , Sp 2 甲基橙
H
3
PO
4
2 Sp
1
甲基橙 , Sp
2
酚酞
Na
2
CO
3
+Na
3
PO
4
2 Sp
1
酚酞 , Sp
2
甲基橙
HCl+H3PO4 2 Sp1 甲基橙 , Sp 2 酚酞
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csp·
K
t = c sp
K
a/
K
w≥10
-8
/10
-14
≥6
7.酸碱滴定中选择指示剂的原则是什么 ?
答:选择指示剂的原则是:指示剂的变色范围全部或部分落在突跃范围内。
8.某酸碱指示剂 HIn 的
KHIn
=10
-5
,则该指示剂的理论变色点和变色范围是多少?
答:该指示剂的理论变色点是 pH=p
K
HIn=5,变色范围是 pH=p
K
HIn±1,pH 4~6
9.判断下列情况对测定结果的影响。
(1)用吸收了 CO2 的 NaOH标准溶液测定某一元强酸的浓度,分别用甲基橙或酚酞指示终
点时。
(2)用吸收了 CO
2
的 NaOH标准溶液测定某一元弱酸的浓度。
(3)标定 NaOH溶液的浓度采用了部分风干的 H2C204·2H2O。
(4)用在 110℃烘过的 Na2CO3 标定 HCl 溶液的浓度。
(5)标定 NaOH溶液时所用的基准物邻苯二甲酸氢钾中混有邻苯二甲酸。
(6)用在相对湿度为 30%的容器中保存的硼砂标定 HCl 溶液的浓度。
答:(1)NaOH标准溶液吸收了 CO2 生成 Na2CO3,当用酚酞指示终点时, Na2CO3 与强酸反应生
成 NaHCO3,多消耗了 NaOH标准溶液,因此测出的强酸的浓度偏高。
如果用甲基橙指示终点, NaOH标准溶液中的 Na2CO3 与强酸反应生成 CO2和水,此时
对测定结果的准确度无影响。
(2)当用吸收了 CO2 的 NaOH标准溶液测定某一元弱酸的浓度时,只能用酚酞指示终点,
故测出的弱酸的浓度偏高。
(3)因为
c
(NaOH)=
)()2(
)2(
2222
2422
NaOHVOHOCHM
OHOCHm
当 H
2
C
2
0
4
·2H
2
O有部分风化时,
V
(NaOH)增大,使标定所得 NaOH的浓度偏低。
(4)在 110℃烘过的 Na
2
CO
3
时, V(NaOH)减少,使标定所得 NaOH的浓度偏高。
(5)
)()(
)(
)(
32
32
HClVCONaM
CONam
HClc
Na2C03 应在 270℃烘干,当用 110℃烘过的 Na2CO3 作基准物时, Na2CO3 中可能有一
些水分,滴定时消耗 HCl 溶液减少,使标定 HCl 溶液浓度偏高。
(6)当空气相对湿度小于 39%时,硼砂容易失去结晶水,故用在相对湿度为 30%的容器
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中保存的硼砂标定 HCl 溶液浓度时,会使标定 HCl 溶液浓度偏低。
10.有一碱液可能含 NaOH、Na2CO3、NaHCO3 或它们的混合物。若用 HCl 溶液滴定至酚酞变
色, 消耗 HCl 溶液的体积为 V1 mL,继续以甲基橙为指示剂滴定至橙色,又用去 V2 mL,根
据以下 V1 与 V2 的关系判断该碱液的组成。
(1)V
1
= V
2
(2)V
1
=0,V
2
>0 (3)V
1
>0,V
2
=0
(4)V1 >V2 (5)V1 <V2
答:(1)V1 = V2 时,组成为 Na2C03
(2)V
1
=0,V
2
>0 时,组成为 NaHC0
3
(3)
V2
=0,V
1
>0 时,组成为 Na0H
(4)
V
1﹥
V
2 时,组成为 Na2C03 和 Na0H
(5)
V1
﹤
V2
时,组成为 Na
2
C0
3
和 NaHC0
3
,
11.用非水滴定法测定下列物质时,哪些宜选择碱性溶剂,哪些宜选择酸性溶剂?
(1)吡啶( pK
b
=8.77) (2)NaAc(pK
b
=9.26)
(3)氢氰酸( p
K
a=9.14) (4)NH4Cl(p
K
a=9.26 )
(5)硼酸( p
Ka
=9.24) (6)喹啉( p
Kb
=9.2 )
答:(1)、(2)、(6)宜选择酸性溶剂;(3)、(4)、(5)宜选择碱性溶剂。
12.设计方案测定下列混合液中各组分的含量(包括测定原理、标准溶液、指示剂和含量
计算公式,以 g/mL 表示 ) 。
(1) HCl +H
3
BO
3
(2) HCl +H
3
PO
4
(3) NH
3
·H
2
O+NH
4
Cl
(4) HAc +NaAc (5) NaOH +Na
3
PO
4
(6) 硼砂+ H
3
BO
3
答:(1)测定原理:
HCl+NaOH = NaCl+H2O
以 NaOH为标准溶液,甲基红为指示剂,消耗
V1
mL,测出 HCl 含量为
然后加入甘露醇和硼酸反应,
C
C
H
H
R
H
R
OH
OH
+
H
3
BO
3
C
C
H
H
R
R
O
O
B
C
C
H
H
R
R
O
O
+
3H
2
O
以 NaOH为标准溶液滴定生成的配位酸,以酚酞指示滴定终点,消耗
V
2
mL。硼酸的
3 3
1NaOH H BO
HCl
c V M
V
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