上海师范大学分析化学习题选编(4)

3 某一溶液由HCl、KH2PO4和HAc混合而成,其浓度分别为cHCl = 0.10 mol L-1，

cKH2PO4= 1.0×10mol L，cHAc = 2.0×10mol L 。计算该溶液的pH及[Ac]，[PO4]各为

-3

-1

-6

-1

－

3-

多少?

已知：H3PO4的pKa1～pKa3分别是2.12、7.20、12.36， HAc 的pKa = 4.74 解： cHCl>>cKH

2PO

4

，溶液[H]由HCl决定，故 pH = 1.00 [OAc] = Ac cHAc =

-

+

－

[Ka][H] Ka

cHAc

=

1010

1

4.74

4.74

10

10

5.7

10.

9.44

= 3.6×10-10 (mol L-1)

[PO

3

4

] PO3- cH

4

2PO4

Ka1Ka2Ka3

1.0 10

3

[H] Ka1[H] Ka1Ka2[H] Ka3Ka2Ka3

10

10

3

21.68

10.32

3 2

10

4.12

10 10

21.68

1.0 10

3

10

21.71

= 1.9×10-22 (mol L-1)

4 分别用最简式计算分析浓度均为0.10mol L的NaH2PO4和Na2HPO4水溶液的pH值。(已知H3PO4的pKa1～pKa3分别是2.12、7.20、12.36.)

解：（1）H2PO 为两性物质，根据离解平衡，

4

H3PO4

+

-1

KH2PO4

-

+

HPO

2-4

+

KPO4

3-

[H]

Ka1Ka2

2.12 7.20

10

4.66

(mol L-1)

pH = 4.66

（2）HPO

2

4

为两性物质，根据离解平衡，有

[H]

Ka2Ka3

7.20 12.36

10

9.78

(mol L-1)

pH = 9.78

5 将0.12 mol L HCl与0.10 mol L ClCH2COONa等体积混合，试计算该溶液的pH。已知：ClCH2COOH的Ka = 1.4×10

解：将ClCH2COOH简写作HA，混合后形成HCl+HA溶液

-3

-1

-1

cHA

+

0.102

0.050(mol L)， cHCl

-1

0.12 0.10

2

0.010 (mol L)

-1

PBE： [H] = [A]+cHCl

Ka

[H] Ka

1.4 10

cHA cHCl

3

3

+

[H] 1.4 10

-1

0.05 0.01

解得 [H] = 0。029 mol L pH = 1.54

6 讨论含有两种一元弱酸（分别为HA1和HA2）混合溶液的酸碱平衡问题，推导其H+

浓度计算公式。并计算0.10 mol·LNH4Cl和 0.10 mol·LH3BO3混合液的pH值。

答：(1) H+ 浓度计算公式推导

设HA1和HA2两种一元弱酸的浓度分别为cHA和cHAmol·L-1。两种酸的混合液的PBE

1

2

-1-1

为

[H+]=[OH-]+[A1－ ]+[A2－ ]

混合液是酸性，忽略水的电离，即[OH]项可忽略，并代入有关平衡常数式得如下近似式

[H]

－

[HB1]KHA1

[H]

[HA

2

]KHA2

[H]

[H]

HA1]KHA1 [HA2]KHA2 ①

当两种酸都较弱，可忽略其离解的影响，即[HA1]≈cHA ，[HA2]≈cHA。

1

2

则式 ① 简化为

[H]

cHA1KHA1 cHA2KHA2 ②

若两种酸都不太弱，先由式（2）近似求得[H+]，对式（1）进行逐步逼近求解。

(2) 计算0.10 mol·L-1NH4Cl和 0.10 mol·L-1H3BO3混合液的pH值 查表得 Kb，NH 1.8 10 5 ，则

3

Ka，NH Kw/Ka，NH3 1.0 10

4

14

/1.8 10

10

5

5.6 10

10

Ka，

H

3BO

3

5.8 10

根据公式得：

[H]

cHA1KHA1 cHA2KHA2 0.1 5.6 10

5

10

0.1 5.8 10

10

1.07 10

（mol L-1） pH = 4.97

7 今欲配制pH为7.50的磷酸缓冲液1 L，要求在50 mL此缓冲液中加入5.0 mL 0.10 mol L-1 的HCl后pH为7.10，问应取浓度均为0.50 mol L-1 的H3PO4和NaOH溶液各多少毫升? (H3PO4的pKa1～pKa3分别是2.12、7.20、12.36)

解：在pH = 7.5时，为H2PO4－ HPO4缓冲液，其浓度分别是ca、cb，根据缓冲溶液[H+ ]的计算公式，

[H] Ka2

cacb

-2-

cacb

则有 10 7.50 10 7.20 (1)

10

7.10

10

7.20

50ca 0.10 5.050cb 0.10 5.0

(2)

解得 ca = 0.015 mol L-1 ， cb = 0.030 mol L-1 此溶液中 cPO3-= 0.015+0.030 = 0.045 (mol L-1 )

4

cNa = 0.015+2×0.030 = 0.075 (mol L-1 )

故 VH

3PO4

0.045 1000

0.50

90 (mL)

VNaOH

0.075 1000

0.50

150(mL)

8 在450 mL水中加入6.2 g NH4Cl (忽略其体积变化)和50 mL 1.0 mol L-1 NaOH 溶液，此混合溶液的pH是多少? （已知M解：总体积V = 500 mL

cNH3

1.0 50500

0.10 (mol L)

-1

r ， NH

4 Cl

= 53.5，NH3的 pKb = 4.74)

6.2 1000

cNH

4

53.5

1.0 50

0.13(mol L)

-1

500

根据缓冲溶液[H+ ]的计算公式，有

pH pKa lg

cNH3cNH

4

9.26 lg

0.100.13

9.15

9 今有浓度均为0.1000 mol L-1盐酸羟胺(NH3+OH·Cl-)和NH4Cl的混合溶液，能否用 0.1000mol L NaOH溶液滴定混合溶液中的盐酸羟胺（允许误差1%），说明判断根据。若能，计算化学计量点的pH。 [已知 羟胺Kb， NH

2OH

-1

= 9.1×10，NH3的Kb = 1.8×10]

-9-5

解： 第一步 先判断能否准确滴定盐酸羟胺： 由于盐酸羟胺的Ka 直接滴定。

由于NH4Cl的Ka 接滴定。

又由于

c1Ka1c2Ka2

0.1 1.1 100.1 5.6 10

5 10

KwKb

10

14

9

9.1 10

1.1 10

6

， cKa＞10-8，故盐酸羟胺可用NaOH

KwKb

10

14

5

1.8 10

5.6 10

10

，cKa＜10-8，故NH4Cl不能NaOH直

2.0 10＞10，故能准确滴定盐酸羟胺。

44

第二步计算化学计量点的pH值：

化学计量点时的滴定产物为NH2OH和NH4Cl

[H]

KNH OHKNH

3

4

.1 10

5

5.6 10

10

7.8 10

8

(mol L-1)

pH = 7.1

10 用0.10 mol L-1 NaOH溶液滴定同浓度邻苯二甲酸氢钾(简写成KHB)。计算化学计量点及其前后0.1%的pH。 应选用何种指示剂？ (已知H2B的pKa1 = 2.95, pKa2 = 5.41)

解：(1) 化学计量点前0.1%

此时溶液的组成为NaKB－KHB，是缓冲体系，按缓冲溶液的pH值的计算公式有 …… 此处隐藏：1459字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……