第03章 酸碱反应 习题解答 下载本文

溶液。问需要多少毫升4.0mol·L-1NaAc和多少毫升4.0mol·L-1HAc。(K(HAc)=1.75×10-5)

解:解:1.00mol·L-1×0.500L=4.00mol·L-1V(NaAc) V(NaAc)=0.125L=125mL

pH=4.750, c(H+)=1.78×10-5mol·L-1

12 (4分)

c(H+)=130?0.647×1.75×10-5mol·L-1=1.78×10-5mol·L-1 x=1.02

c(HAc)=1.02mol·L-1 1.02mol·L-1×0.500L=4.00mol·L-1V(HAc) V(HAc)=0.128L=128mL

(6分) (10分)

第03章(01301)为使0.100mol·L-1HAc溶液中的c(H+)降低为原来的1/100,需在50.0mLHAc溶液中加入固体NaAc多少克?(K(HAc)=1.75×10-5,相对原子质量H1,C12,Na23) 解:解:

c(H+)=0.100?1.75?10?5mol·L-1=1.32×10-3mol·L-1 c(H+)=1.32?10mol·L-1=1.32×10-5mol·L-1

10010mol·L-1=0.133mol·L-1 c(Ac-)=0.100?1.75??51.32?10?5 (4分)

?3

(6分) (8分)

Mr(NaAc)=82

m(NaAc)=(0.133×0.0500×82)g=0.55g

(10分)

第03章(01300)欲使0.10mol·L-1HAc溶液的pH值增加2.00,在100.0mLHAc溶

液中需加入

NaAc(s)的物质的量。(K(HAc)=1.75×10-5)

解:解:c(H+)=0.10?1.75?10?5mol·L-1=1.3×10-3mol·L-1

pH=2.89 pH=4.89,

x (4分)

(6分)

c(H+)=1.3×10-5mol·L-1

10×1.75×10-5mol·L-1=1.3×10-5mol·L-1 c(H+)=0.x=0.13

c(Ac-)=0.13mol·L-1

n(NaAc)=0.13mol·L-1×0.10L=0.013mol (10分)

第03章(01302)0.100mol·L-1某一元弱酸(HA)溶液与36.12mL0.100mol·L-1NaOH溶液正好中和,然后再加入18.06mL0.100mol·L-1HCl溶液,测得此时溶液的pH=4.92。试计算该弱酸的标准解离常数。

解:解:根据题意,V(HA)=36.12mL,加入HCl后混合溶液的总体积: V=(36.1×2+18.06)mL=90.30mL 其中

c(HA)=c(A-)=0.100?18.06mol·L-1

90.30 (4分)

pH=4.92 c(H+)=1.2×10-5mol·L-1

(6分)

1.2?10?5?c(A?)K==1.2×10-5

c(HA) (10分)

第03章(01304)将50mL0.30mol·L-1NaOH与100mL0.45mol·L-1NH4Cl混合,计算所得溶液的pH值。(K(NH3·H2O)=1.8×10-5)。在上述混合溶液中再加入50mL0.30mol·L-1HCl,其pH值为多少? 解:解:混合后:

c(NH3·H2O)=0.10mol·L-1 c(NH4Cl)=0.20mol·L-1

0.20 (2分)

c(OH-)=0.10×1.8×10-5mol·L-1=9.0×10-6mol·L-1

pOH=5.05 pH=8.95 (4分) 加HCl与NaOH完全中和,该溶液为NH4Cl溶液,

c(NH4Cl)=0.45?100mol·L-1=0.225mol·L-1

200 (6分)

NH4++H2O

1.8?10NH3·H2O+H+

?14K=1.00?10?5=5.6×10-10

c(H+)=5.6?10?10?0.225mol·L-1=1.1×10-5mol·L-1

pH=4.96 (10分)

第03章(01303)将100gNaAc·3H2O加到13mL6.0mol·L-1HAc溶液中,再加水使其溶解并稀释至1.0L,计算该缓冲溶液的c(H+)、pH值及HAc的解离度。(K(HAc)=1.75×10-5,相对原子质量 H:1,C:12,Na:23)

解:解:Mr(NaAc·3H2O)=136 (2分)

c(NaAc)=100136?1.0mol·L=0.74mol·L

-1-1

(4分)

c(HAc)=0.013?6.0mol·L-1=0.078mol·L-1

1.0(6分)

c(H+)=0.078×1.75×10-5mol·L-1=1.8×10-6mol·L-1

0.74pH=5.74 ?=1.8?10?6

-3

(8分)

(10分)

0.078×100%=2.3×10%

第03章(01305)已知K

(NH3·H2O)=1.8×10-5,40.0mL0.10mol·L-1氨水与

20.0mL0.10mol·L-1HCl溶液混合,试计算混合后溶液的pH值以及混合溶液中NH3·H2O的解离度。

解:解:混合后HCl与NH3反应生成NH4Cl,并有NH3剩余。此时,

c(NH4+)=0.10?20.0mol·L-1

60.0c(NH3)=0.10?(40.0?20.0)mol·L-1=0。033mol·L-1

60.0 (4分)

pH=pK-pK+lg

?c(NH4)c(NH3)

=14.00-4.74=9.26 NH3·H2ONH4++OH- c(OH-)=1.8×10-5

-?5 (8分)

8?10×100%=0.054% ?=c(OH)×100%=1.?2c(NH3)3.3?10(10分)

第03章(01306)在10.0mL0.30mol·L-1NaHCO3溶液中,需加入多少毫升

0.20mol·L-1Na2CO3,才能使溶液pH=10.00?(K(H2CO3)=4.4×10-7,K(H2CO3)=4.7×10-11)

解:解:设加入Na2CO3溶液体积为V,c(H+)=1.0×10-10mol·L-1 (2分)

?1c(NaHCO3)=10mL?0.30mol?L

10mL+Vc(Na2CO3)=0.20V

HCO3

-

10mL?V (5分)

CO32-+H+

1.0?10?10?0.20V=4.7×10-11 10mL?0.30V=7.1mL (10分)

第03章(01307)已知K(HAc)=1.75×10-5。欲使100.0mL0.010mol·L-1HAc溶液

pH=5.00,需加入固体NaOH多少克?(NaOH的相对分子质量为40) 解:解:设加入xg固体NaOH 反应后:

c(NaAc)=

-1-1xmol·L=0.25xmol·L

0.100?40c(HAc)=(0.010-0.25x)mol·L-1

pH=5.00, c(H+)=1.0×10-5mol·L-1

?5K=1.0?10?0.25x=1.75×10-5

(6分)

0.010?0.25x x=2.5×10-2

m(NaOH)=2.5×10-2g (10分)

第03章(01309)已知K(HAc)=1.75×10-5。欲配制1.0LpH=4.00的缓冲溶液,需要多少克冰醋酸(HAc)和多少克NaOH?(设缓冲溶液中HAc及NaAc总浓度等于1.0mol·L-1,HAc和NaOH的相对分子质量分别为60和40) 解:解:pH=4.00, c(H+)=1.0×10-4mol·L-1 HAcH++Ac-

平衡c/(mol·L-1)1.0-x1.0×10-4x (2分)

1.0?10?4x=1.75×10-5x 1.0?x

x=0.15

c(Ac-)=0.15mol·L-1 m(NaOH)=(0.15×1.0×4.0)g=6.0g m(HAc)=(1.0×1.0×60)g=60g

(6分) (8分) (10分)

第03章(01308)欲使100.0mL0.10mol·L-1的一元弱酸HA(K=1.0×10-5)溶液pH=5.00,需加入固体NaOH多少克?(NaOH的相对分子质量为40) 解:解:设加入xgNaOH,加入NaOH反应后

c(NaA)=

-1-1xmol·L=0.25xmol·L

0.100?40c(HA)=(0.10-0.25x)mol·L-1 pH=5.00, c(H+)=1.0×10-5mol·L-1

1.0?10?5?0.25x=1.0×10-5 0.10?0.25x (3分) (5分)

x=0.20

m(NaOH)=0.20g (8分) (10分)

第03章(01310)已知K(HAc)=1.75×10-5。欲配制0.50LpH=5.00的缓冲溶液,若用去250mL1.0mol·L-1NaAc溶液,还需要多少升0.40mol·L-1HCl?需另加水多少升? 解:解:pH=5.00, c(H+)=1.0×10-5mol·L-1 (2分) 设V(HCl)=xL,NaAc与HCl反应生成HAc。

HAc

H++Ac-

0.50-5

1.0×100.250?1.0?0.40x

平衡c/(mol·L-1)0.40x

0.50 (4分)

1.0?10?5?(0.250?1.0?0.40x)-5

=1.75×10 0.40x

x=0.23

V(HCl)=0.23L V(H2O)=(0.50-0.25-0.23)L=0.02L

(8分) (10分)

第03章(01311)有三种弱酸HA,HB,HC,K分别为6.4×10-7,1.4×10-3,1.76×10-5。(1)配制pH=6.50的缓冲溶液用哪种酸最好?(2)计算配制1.00L这样的溶液,分别需要这种酸的物质的量和NaOH的物质的量。(其中酸和对应盐的总浓度等于1.00mol·L-1) 解:解:

(1)选用HA最好,pKa=-lg6.4×10-7=6.19,与6.50很接近。 (2)c(H+)=3.16×10-7mol·L-1

c(A-)6.4?10?7==2.0 c(HA)3.16?10?7 (2分)

c(A-)=2.0c(HA)

c(A-)+c(HA)=1.00mol·L-1 (4分) 即c(HA)=0.33mol·L-1

c(NaA)=1.00-0.33=0.67mol·L-1 (6分) 则n(NaOH)=0.67mol·L-1×1.0L=0.67mol

n(HA)=0.33mol·L-1×1.0L+0.67mol=1.00mol (10分) 第03章(01312)已知K(H3PO4)=7.1×10-3,K(H3PO4)=6.3×10-8,K(H3PO4)=4.2×10-13。今有1.00L0.40mol·L-1NaH2PO4和4.0L0.20mol·L-1Na2HPO4,若配制pH=7.50的缓冲溶液,不允许加水,最多能配制多少升这种缓冲溶液?用去多少升Na2HPO4溶液?

解:解:pH=pK-lg

lg

?c(H2PO4)?c(HPO24)?c(H2PO4)?c(HPO24)

=pK-pH=7.20-7.50=-0.30