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pH=2.87

(2)二氯乙酸的Ka?=5.0×10-2

cKao=0.150×5.0×10-2=7.5×10-3>20 Kwo, c/

Kao=0.150/5.0×10-2<500,故运用公式

c(H?)??K?a?K?2a?4K?ac2进行计算,代入数

值后即解出

c(H+)=6.5×10-2mol·L-1 pH=1.19

(3)NH4Cl的Ka?=5.6×10-10,

cKao

=0.100×5.6×10-10

=5.6×10-11

>20 Kwo

, c/ Kao=0.100/5.6×10-10>500, 故运用公式c(H?)?K?ac进行计算,代入数值后

即解出

c(H+)=7.48×10-6mol·L-1 pH=5.13 (4)H3PO4的Ka1o=7.6×10-3,Ka2o=4.4×10-8,

Ka3o=4.4×10-13

cKa1o=0.400×7.6×10-3/1=3.04×10-3>20 Kwo, c/ Ka1o=0.400/7.6×10-3=52.6<500,故运用公式

c(H?)??K?a1?K?2a1?4K?a1c2进行计算,代入数

值后即解出

c(H+

)=5.11×10-2

mol·L-1

pH=1.29

(5)KCN的K-10

a?=6.2×10Kbo=Kwo/ Kao=1.0×10-14/6.2×10-10=1.61×10-5 cKbo=1.61×10-6>20 Kwo

c/Kbo>500,故运用公式c(OH?)?K?b?c进行计

算,代入数值后即解出

c(OH-)=1.27×10-3mol·L-1 pH=11.10 (6)Na3PO4的

Ka1o=7.6×10-3,Ka2o=4.4×10-8,

Ka3o=4.4×10-13,则Kb1o=Kwo/Ka3o=2.3×10-2,Kb2o=Kwo/ Ka2o=1.6×10-7,Kb3o=Kwo/ Ka1o=1.3×10-12

cKb1o=0.0500×2.3×10-2=1.15×10-3>20 Kwo, c/ Kb1o=0.0500/2.3×10-2=2.17<500,故运用公式

c(OH?)?K??2??b1?Kb1?4Kb1c2进行计算,代入

数值后即解出

c(OH-)=9.0×10-3mol·L-1 pH=11.95

(7)邻苯二甲酸氢钾的Ka1o= 1.1×10-3

Ka2o=3.9×10-6

cKa2o=0.025×3.9×10-6=9.75×10-8>20 Kwo,c=0.025>20 Ka1o 所以运用公式

c(H?)?K??a1?Ka2?进行计算,

代入数值后即解出 c(OH-)=6.5×10-5 mol·L-1 pH=4.18

(8) NH4Ac的Ka(HAc)o=1.8×10-5, Ka(NH4+)o=5.6×10-10是两性物质,则运用公式

c(H?)K?(K???HAcNH?4?c??Kw)K?HAc?c

由于K?NH??c4=5.6×10-10×1.00×10-4=5.6×10-14<20 Kwo ,

c=1.00×10-4<20Ka(HAc)o 所以运用公式

c(H?)?K???HAc(KNH?4c??Kw)K?HAc?c

1.8?10?5(5.6?10?10?10?4?1.0?10?14?)1.8?10?5?1.0?10?4=1.0?10-7 mol·L-1 pH=7.00 (9)1.00×10-3mol·L-1Na2HPO4溶液 解:已知H3PO4的K??6.3?10?8,K??13a2a3?4.4?10,由于c?25K?a2,而K?a3c?25K?w,故应用式 c(H?)?K?a1?(K?a2?c?K?w)c ?6.3?10?8?(4.4?10?13?0.001?1.0?10?14)0.001 ?8.1?10?10mol?L?1 pH?9.09 3.下列四对化合物可供你选择以配制pH=10.10的缓冲溶液,应选择哪一对?其共轭酸碱的浓度比应是多少? (1)HCOOH-HCOONa (2)HAc-NaAc (3) H3BO3-NaH2BO3 (4) NH4Cl-NH3 解:首先查表找出酸对应的pKao,然后要求配制的缓冲溶液pH=pKao±1的原则选择合适的缓冲对。运用缓冲溶液计算公式计算浓度比,并控制总浓度在0.1~1mol.L-1之间。 所要求的缓冲溶液pH=10.10,则应该选pKao在9.10~11.10之间。 pKao(HCOOH)=3.74 pKao(HAc)=4.74 pKao(H3BO3)=9.24 pKao(NH4+)=9.26

可见选择H3BO3 –NaH2BO3和NH4Cl-NH3均可以。 如

H3BO3

–NaH2BO3

pH?pK?(共轭酸)a?lgcc(共轭碱)代入数据计算得

c(H3BO3)c(H0.1380

2BO?3)?如果选择

NH4Cl-NH3

pH?pK?c(共轭酸)a?lgc(共轭碱)代入数据计算得

c(NH?4)c(NH?0.1445 3)4. 欲配制250mL pH=5.00的缓冲溶液,需在12.5mL

1.00 mol · L -1NaAc溶液中加入6.00mol·L-1HAc溶液和水各多少毫升?

解:由于pH?pK??lgc(共轭酸)ac(共轭碱) 即

5.00?4.74?lgc(HAc)c(Ac?) 解出

c(HAc)c(Ac?)?0.55

解得

VHAc=0.00114

VH2O=250.0-1.14-12.5=236.4ml

即需6.00mol.L-1HAc1.14 ml, H2O 236.4 ml。 5. 下列弱酸、弱碱能否用酸碱滴定法直接滴定?如果可以,化学计量点的pH为多少?应选什么作指示剂?假设酸碱标准溶液及各弱酸、弱碱始浓度为0.10mol·L-1。

(1)CH2ClCOOH (2) HCN (3)C6H5OH (4) C6H5NH2 (5)CH3CH2NH2 (6)NH4Cl (7) NaCN (8) C6H5ONa (9)NaAc

(10) Na2B4O7·10H2O

解:解题思路:首先判断是否能被滴定,然后判断能否被分布滴定。如果不能被滴定,则不具有滴定突跃;如果能被滴定,但不能被分布滴定,则具有一个滴定突跃;如果能被滴定,并能被分布滴定,则能被分几步滴定则具有几个滴定突跃。 (1)CH2ClCOOH:

Kao=1.4×10-3,cKao>10-8 ,故可以直接滴定,有一个滴定突跃。终点产物为碱式盐,并且浓度变为原来的一半。

Kbo=Kwo/Kao=7.14×10-12,故cKbo>20Kwo,c/Kbo>500。

c(OH?)?K?b?c=5.97×10-7 mol·

L-1 pH =7.78

选用中性红指示剂。 (2)HCN

Kao=6.2×10-10,cKao<10-8 ,故不可以直接滴定,无滴定突跃。 (3)苯酚

Kao=1.1×10-10,cKao<10-8 ,故不可以直接滴定,无滴定突跃。 (4)苯胺

Kbo=4.17×10-10,cKbo<10-8 ,故不可以直接滴定,无滴定突跃。 (5)CH3CH2NH2

Kbo=5.6×10-4,cKbo>10-8, 故可以直接滴定,有一个滴定突跃。终点产物为酸式盐,并且浓度变为原来的一半。

Kao=Kwo/Kbo=1.8×10-11,故cKao>20Kwo,C/Kao>500。

c(H?)?K?ac=9.48×10-7mol·

L-1 pH=6.02

选用甲基红指示剂。 (6)NH4Cl

该物质为酸性盐,则Kao=5.6×10-10,cKao<10-8 ,故不可以直接滴定,无滴定突跃。 (7)NaCN

该物质为碱性盐,则Kbo=Kwo/Kao=1.6×10-5,故cKbo>10-8,故可以直接滴定,有一个滴定突跃。终点产物为酸HCN,并且浓度变为原来的一半。 cKao>20Kwo, c/Kao>500 故

c(H?)?K?-6ac=5.57×10mol·

L-1 pH=5.25

选用甲基红指示剂。 (8)苯酚钠

该物质为碱性盐,则Kbo=Kwo/Kao=9.09×10-5,故cKbo>10-8,故可以直接滴定,有一个滴定突跃。终点产物为苯酚,并且浓度变为原来的一半。 cKao>20Kwo, c/Kao>500 故

c(H?)?K?ac=5.57×10-6mol·

L-1 pH=5.63

选用甲基红指示剂。 (9)NaAc

该物质为碱性盐,则Kbo=Kwo/Kao=5.59×10-10,故cKbo<10-8 ,故不可以直接滴定,无滴定突跃。 (10)Na2B2O7.10H2O

该物质为碱性盐,Kao=5.8×10-10,故cKbo>10-8,可以直接滴定,有一个滴定突跃。终点产物为硼酸H3BO3,并且浓度变为原来的三分之一。因为1摩尔盐酸对应与2摩尔硼酸。 cKao>20Kwo, c/Kao>500 故

c(H?)?K?ac=5.8?10?10?0.033?4=8.75×10-

5

mol·L-1 故一级电离就OH-离子可以滴定,第二个OH-离子不能直接滴定。

又因为: Kb1o/Kb2o = 3.0?10-6 / 7.6?10-15=3.9?10-8>104

所以可以分步滴定,即有一个突跃。

计量点时,为H2NNH3Cl两性物质体系(HA- 型)。pH=4.06

选用甲基红指示剂。

6. 下列多元弱酸弱碱(始浓度均为0.10mol·L-1) 能否用酸碱滴定法直接滴定?如果能滴定,有几个突跃?应选什么作指示剂?

(1)柠檬酸 (2)H2NNH2 (3)Na2C2O4

(4)Na3PO4 (5)Na2S (6)酒石酸 解:

(1)柠檬酸 : HOOH2CC(OH)COOHCH2COOH ,三元弱酸

因为: cKa1o=7.4?10-4?0.1=7.4?10-5>10-8 cKa2o=1.7?10-5?0.1=1.7?10-6>10-8 cKa3o=4.0?10-7?0.1=4.0?10-8>10-8 所以,可以用碱直接滴定。

又因为: Ka1o/Ka2o = 7.4?10-4/1.7?10-5=53<104 Ka2o/Ka3o = 1.7?10-4/4.0?10-5=42<104 显然不能分步滴定,有一个突跃。 计量点时pH近似为一元弱碱处理。

因为: cKb1o=6.25?10-10 > 20Kwo, c/Kb1o =10-6 >500 所以: 可以应用最简式计算

c(OH?)?K?b?c?2.5?10?5mol·

L-1 pH=9.4

滴定终点位于碱性区,可选酚酞(变色范围:8.0~9.6)和百里酚酞(变色范围:9.4~10.6)作为指示剂。 (2)H2NNH2,

二元弱碱 Kb1o = 3.0?10-6, Kb2o = 7.6?10-15 cKb1o=3.0

?10-7 >10-8,cKb2o=7.6?10-16 < 10-8

则:

c(OH?)?K??-12b1?Kb2=1.51?10mol·

L-1 pH=10.82

指示剂可选为溴百里酚酞。 (3)Na2C2O4,

Kb1o=Kwo/Ka2o=1.6?10-10 , Kb2o=Kwo/Ka1o=1.7?10-13 cKb1o=1.6?10-11 <10-8,cKb2o=1.7?10-14 < 10-8 所以,不能直接滴定, 无滴定突跃。 (4)Na3PO4,

cKb1o=2.3?10-3 >10-8,cKb2o=1.6?10-8 > 10-8,cKb3o=1.3?10-13 < 10-8

所以,前两级可以直接滴定,第三级不能直接滴定。 又因为: Kb1o/Kb2o = 2.3?10-2 / 1.6?10-7=1.4?105>104

Kb2o/Kb3o = 1.6?10-7 / 1.3?10-12=1.2?105>104 显然,可以分步滴定,有两个突跃。

第一计量点时体系为HPO42- 体系(两性物质水溶液),浓度为原来的一半: cKa3o=2.2

?10-14

>

20Kwo

c/Ka3o

co=1.14?1010 >500 , c>20Ka2o, 所以

c(H?)?K???c?K?a2(Ka3w)=2.04?10-10c mol·L-1

pH=9.69, 指示剂可选百里酚酞

第二计量点时体系为H2PO4- 体系(两性物质水溶液),浓度为原来的三分之一: