分化习题答案

1.下列各酸,哪些能用NaOH溶液直接滴定或分步滴定?哪些不能?如能直接滴定,各应采用什么指示剂?

?甲酸(HCOOH) Ka = 1.8×10-4 ?硼酸(H3BO3) Ka1 = 5.4×10-10 ?琥珀酸(H2C4H4O4) Ka1 = 6.9×10-5 , Ka2 = 2.5×10-6 ?柠檬酸(H3C6H5O7) Ka1 = 7.2×10-4 , Ka2 = 1.7×10-5 , Ka3 = 4.1×10-7 ?顺丁烯二酸 Ka1 = 1.5×10-2 , Ka2 = 8.5×10-7 (6)邻苯二甲酸 Ka1 = 1.3×10-3 , Ka2 = 3.1×10-6

解:设Cb = Ca = 0.10 mol/L,Va = 20.00 ml (1) 甲酸(HCOOH) Ka = 1.8×10-4 Ca ·Ka > 10-8,能被准确滴定

计量点产物:HCOO— 一元弱碱 CbKb≥ 20KW , Cb / Kb > 500

OH????KW10?140.10?6?Cb???1.67?10 ?4Ka21.8?10 pOH??lg1.67?10?6?6?lg1.67?5.78 pH?14.00?5.78?8.22 选酚酞指示剂

(2) 硼酸H3BO3 Ka1 = 5.4×10-10,Ka2 = 1.8×10-13,Ka3 = 1.6×10-14, Ca Ka1< 10-8,Ca Ka2< 10-8,Ca Ka3< 10-8

无滴定突跃,指示剂在终点无明显颜色变化,不能用NaOH准确滴定。

(3) 琥珀酸(H2C4H4O4)Ka1 = 6.9×10-5,Ka2 = 2.5×10-6

Ca Ka1 > 10-8,Ca Ka2 > 10-8,Ka1 / Ka2 < 104 只有一个滴定突跃,两级离解的H+被同时滴定。 计量点产物:Na2C4H4O4 二元弱碱

???CKa1?20KW,2Ka2?0.05,CKa1?500? ??Ka1Ca?????OH???Kb?Cb?KW10?140.10?5?Cb???1.15?10mol/L?6 Ka232.5?10pH?9.06pOH?4.94选酚酞指示剂

(4) 柠檬酸(H3C6H5O7)Ka1 = 7.2×10-4,Ka2 = 1.7×10-5,Ka3 = 4.1×10-7 Ca Ka1 > 10-8,Ca Ka2 > 10-8,Ca Ka3 ≈ 10-8,Ka1 / Ka2 < 104,Ka2 / Ka3 < 104 只有一个滴定突跃,三级离解的H+被同时滴定。 计量点产物:Na3C6H5O7 三元弱碱 用最简式计算:

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?OH???Kb1?Cb?KW10?140.10?5?Cb???2.47?10 Ka344.1?10?7pH?9.39选酚酞指示剂pOH?4.61 (5) 顺丁烯二酸 Ka1 = 1.5×10-2,Ka2 = 8.5×10-7

Ca Ka1 > 10-8,Ca Ka2 > 10-8,Ka1 / Ka2 > 104

可准确分步滴定,有两个滴定突跃。 第一计量点:产物NaHA 两性物质

?H??

?Ka1?Ka2?1.5?10?2?8.5?10?7?1.13?10?4mol/L选甲基橙指示剂pH?4?lg1.13?3.95

第二计量点:产物Na2A 二元弱碱

?OH???KW10?140.10?5?Cb???1.98?10mol/L?7 Ka238.5?10pH?9.30选酚酞指示剂pOH?5?lg1.98?4.70

(6)邻苯二甲酸 Ka1 = 1.3×10-3 , Ka2 = 3.1×10-6

-8-84

Ca Ka1 > 10,Ca Ka2 > 10,Ka1 / Ka2 < 10

只有一个滴定突跃,两级离解的H+被同时滴定。 计量点产物:Na2A 二元弱碱

??OH???Kb1?Cb?pOH?4.98?KW10?140.10?Cb???1.04?10?5mol/L?6 Ka233.1?10pH?9.02 选酚酞作指示剂

2. Na2CO3液(0.1mol/L)20ml两份,用HCl液(0.2 mol/L)滴定,分别用甲基橙和酚酞为指示剂,问变色时所用盐酸的体积各为多少?

解:甲基橙做指示剂的反应式:Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 +H2O

nNa2CO3?Vn

HCl?12nHCl2(C?V)Na2CO3CHCl2?0.1?20??20ml0.2

酚酞做指示剂的反应式:Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl

Na2CO3?nHCl(C?V)Na2CO3CHClVHCl? 0.1?20??10ml0.2 甲基橙变色消耗HCl 20 ml,酚酞变色消耗HCl 10 ml

3. 以HCl溶液(0.01000 mol/L)滴定NaOH溶液(0.01000mol/L)20.00ml, ①甲基

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橙为指示剂,滴定到pH4.0为终点; ②用酚酞为指示剂, 滴定到pH8.0为终点,分别计算滴定终点的误差,并指出哪种指示剂较为合适.

?OH??H? 解:强酸滴定强碱 TE%???Csp????????100

?? ①终点pH=4.0

?10?4.0?10?10? TE%???0.01000/2???100?2.0 终点在计量点后

??②终点pH=8.0

?10?8.0?10?6.0? TE%???0.01000/2???100??0.02 终点在计量点前

?? 用酚酞较合适

4.在下列何种溶剂中醋酸、苯甲酸、盐酸及高氯酸的酸强度都相同? (1)纯水 (2)浓硫酸 (3)液氨 (4)甲基异丁酮

答:在液氨中相同。

第五章 配位滴定法习题解答

3、在0.10 mol/L的AlF63-溶液中,游离F-的浓度为0.010 mol/L。求溶液中游离Al3+的浓度,并指出溶液中配合物的主要存在形式。 解:查表得:

Al(F?)的lg?1~lg?6分别为6.1,11.5,15.0,17.7,19.4,19.7。而

[F-]=0.010mol/L

CAl3??0.10mol/L

?Al(F)?1??1[F?]??2[F?]2??3[F?]3??4[F?]4??5[F?]5??6[F?]6??1?106.1?0.010?1011.5?(0.010)2?1015.0?(0.010)3?1017.7?(0.010)4?1019.4?(0.010)5?1019.7?(0.010)6?8.6?109所以[Al]?3?CAl3??Al(F?)?0.10?1.2?10?11(mol/L) 98.6?10[AlF2?]??1[Al3?][F?]?106.1?1.2?10?11?0.010?1.5?10?7(mol/L)

2[AlF2?]??2[Al3?][F?]2?1011.5?1.2?10?11?(0.010)?3.8?10?3(mol/L)3[AlF3]??3[Al3?][F?]3?1015.0?1.2?10?11?(0.010)?1.2?10?2(mol/L)4[AlF4?]??4[Al3?][F?]4?1017.7?1.2?10?11?(0.010)?6.0?10?2(mol/L)5[AlF52?]??5[Al3?][F?]5?1019.4?1.2?10?11?(0.010)?3.0?10?2(mol/L)

6[AlF63?]??6[Al3?][F?]6?1019.7?1.2?10?11?(0.010)?6.0?10?4(mol/L)

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溶液中配合物的主要存在形式是AlF3、AlF4-、AlF52- 。

6. 取100 ml水样,用氨性缓冲溶液调节至pH=10, 以EBT为指示剂,用EDTA标准液(0.008826mol/L)滴定至终点,共消耗12.85 ml,计算水的总硬度(即含CaCO3 mg/L)。如果将上述水样再取100 ml, 用NaOH调节pH=12.5, 加入钙指示剂,用上述EDTA 标准液滴定至终点,消耗10.11ml,试分别求出水样中Ca2+和Mg2+的含量。 解:

水的总硬度(CaCO3)?CEDTAVEDTA?M碳酸钙V?1000?0.008826?12.58?100.1?1000?111.1mg/L100

CV?M钙0.008826?10.11?40.08水中的Ca?EDTAEDTA?1000??1000?35.76mg/L

V100CV?M镁0.008826?(12.58-10.11)?24.31水中的Mg?EDTAEDTA?1000??1000?5.299mg/LV100

7. 称取葡萄糖酸钙试样0.5500g,溶解后,在pH 10的氨性缓冲溶液中用EDTA滴定(EBT为指示剂),消耗浓度为0.04985 mol/L的EDTA标准溶液24.50ml,试计算葡萄糖酸钙的含量。(分子式为C12H22O14Ca﹒H2O,MC12H22O14Ca﹒H2O=448.4)

CEDTAVEDTA?SM葡萄糖酸钙1000?100?0.05000?23.90?0.5500448.71000?100?99.57葡萄糖酸钙%? 补充题

1. 若被滴定的[Fe3+]=1.0×10-2mol/L,试计算用相同浓度EDTA滴定时,(1)最低pH值和最高pH值(仅考虑酸效应);(2)pH=10, [F-]= 0.1 mol/L时,求条件稳定常数。(lgβ1~ β3分别为5.2、9.2、11.9)

?8lgKFeY?lg?Y(H)?8, lK?,??6,解:(1)根据lgCFeKFeY即g只考虑酸效应时,YeF查表得lgKFeY?25.1, lg?Y(H)?lgKFeY?8?25.1?8?17.1,

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