稀释后?c?Ka?0.01?10?4.74>10Kw[H?]?c/Ka?0.01>105 10?4.740.01?10?4.74?4.24?10?4(mol?L?1)pH?3.37(4) [H?]?KapH=9.26 稀释后
ca0.1?10?9.26??10?9.26(mol?L?1) cb0.10.01?10?9.26 0.01pH = 9.26 说明(4)为缓冲溶液,稀释后溶液的pH保持不变。 [H?]?10?9.26?
13.将具有下述pH的各组强电解质溶液,以等体积混合,所得溶液的pH各为多少?
(1) pH 1.00 + pH 2.00; (2) pH1.00 + pH5.00;(3) pH13.00 + pH1.00; (4) pH 14.00 + pH 1.00;(5) pH 5.00 + pH 9.00。 解:(1)
[H?]?10?1?V?10?2?V?0.055 2VpH?1.26(2)
10?1?V?10?5?V[H]??0.05
2VpH?1.30?(3) pH=13.00 〔H+〕=10-13 〔OH-〕=10-1
pH=1.00 〔H+〕=10-1 H+ + OH- = H2O pH=7.00 (4) pH=14.00 〔OH-〕=1.00
pH=1.00 〔H+〕=10-1
[OH?]?1.0?V?0.1?V?0.45 2VpH?13.65(5) pH = 5.00 〔H+〕= 10-5
pH = 9.00 〔H+〕= 10-9 〔OH-〕= 10-5 +
H+ OH- → H2O pH=7.00
14. 欲配制pH=10.0的缓冲溶液1 L。用了16.0 mol·L-1氨水420 mL,需加NH4C1多少克? 解:设需加NH4C1m克
c(NH3)?10?10
16.0?0.420?6.721.0 m10?14??4。?53.49746.7210m = 65.4(g)
15.欲配制500 mL pH = 5.0的缓冲溶液,用了6 mol·L-1HOAc 34 mL,需加NaOAc·3H2O多少克? 解:设需加NaOAc·3H2O m克
6?0.03410?5?10?4.74?0.50
m136.080.50m =202.1(g)
16.需配制pH = 5.2的溶液,应在1 L 0.01 mol·L-1苯甲酸中加人多少克苯甲酸钠? 解:需加苯甲酸钠m克
22110?5。?10?4。?0.01m 144.09 m =14.2(g)
17. 需要pH=4.1的缓冲溶液,分别以HOAc十NaOAc和苯甲酸+苯甲酸钠(HB+NaB)配制。试求[NaOAc]/[HOAc]和[NaB]/[HB],若两种缓冲溶液的酸的浓度都为0.1mol·L-1,哪种缓冲溶液更好?解释之。
解:HAc-NaAc
c(HAc)c(HAc)10?4.1?10?4.74??0.23
c(NaAc)c(NaAc)HB-NaB
10?4.1?10?4.21?c(HB)c(NaB)c(HB)?0.78
c(NaB)用HB?NaB好,因为ca?1,缓冲容量大。 cb
18.将一弱碱0.950g溶解成100mL溶液,其pH为11.0,已知该弱碱的相对分子质量为125,求弱碱的pKb。 解:
0.950cb?125?0.076(mol?L?1)0.10pH?11.0[OH?]?10?3?cb比较大,经判断可用最简式进行计算 ?10?3?Kb?0.076Kb?1.32?10?5pKb?4.88
习题答案4-3
1. 标定HCI溶液时,以甲基橙为指示剂,用Na2C03为基准物,称取Na2C03 0.613 5g,用去HCI溶液24.96mL,求HCl溶液的浓度。 解:反应方程式
Na2CO3 + 2HCl→ 2NaCl + CO2 + H2O
1n(HCl) = n (Na2CO3) 20.61351??24.96?10?3?c(HCl) c (HCl) = 0.4638(mol?L-1) 105.992
2.以硼砂为基准物,用甲基红指示终点,标定HCl溶液。称取硼砂0.985 4g。用去HCI溶液23.76mL,求HCI溶液的浓度。 解:反应方程式
Na2B4O7?10H2O + 2HCl = 4H3BO3 + 10H2O + 2NaCl
1n(HC)l?n(Na2B4O7?10H2O) 20.98541??23.76?10?3?c(HCl) c (HCl) = 0.2175(mol?L-1)
386.372
3.标定NaOH溶液,用邻苯二甲酸氢钾基准物0.5026g,以酚酞为指示剂滴定至终点,用去NaOH溶液21.88 mL。求NaOH溶液的浓度。 解:n (NaOH) = n (邻苯二甲酸氢钾)
0.5026?21.88?10?3?c(NaOH) c (NaOH) = 0.1125 (mol?L-1) 204.23
4.称取纯的四草酸氢钾 (KHC204·H2C204·2H20) 0.6174g,用NaOH标准溶液滴定时,用去26.35 mL。
求NaOH溶液的浓度。
解:反应方程式:2KHC2O4?H2C2O4?2H2O + 6NaOH →3Na2C2O4 + K2C2O4 + 8H2O
1n (KHC2O4?H2C2O4?2H2O) =n(NaOH)
30.61741??26.35?10?3?c(NaOH) c (NaOH) = 0.2765 mol?L-1
254.193
5.称取粗铵盐1.075g,与过量碱共热,蒸出的NH3以过量硼酸溶液吸收,再以0.3865mol·L-1HCl滴定至甲基红和溴甲酚绿混合指示剂终点,需33.68 mLHCl溶液,求试样中NH3的质量分数和以NH4Cl表示的质量分数。
解: n (NH4+) = n (HCl)
0.3865?33.68?10?3?17.03c(HCl)?V(HCl)?10?3?17.03?100% = 20.62% NH3%=?100% =
1.075G0.3865?33.68?10?3?53.49?100= 64.77% NH4Cl%=
1.075
6.称取不纯的硫酸铵1.000g,以甲醛法分析,加入已中和至中性的甲醇溶液和0.3638mol·L-1NaOH溶液50.00mL,过量的NaOH再以0.3012mol·L-1HCI溶液21.64mL回滴至酚酞终点。试计算(NH4)2SO4的纯度。 解:
(0.3638?0.05000?0.3012?0.02164)?1?132.142?100%(NH4)2SO4% =
1.000= 77.12%
7.面粉和小麦中粗蛋白质含量是将氮含量乘以5.7而得到的(不同物质有不同系数),2.449g面粉经消化后,用NaOH处理,蒸出的NH3以100.0mL 0.01086mol·L-1HCl溶液吸收,需用0.01228mol·L-1NaOH溶液15.30mL回滴,计算面粉中粗蛋白质的质量分数。 解:
(100.0?10?3?0.01086?0.01128?15.30?10?3)?5.7?14.01?100%= 2.930% 粗蛋白质含量=
2.449
8.一试样含丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]和惰性物质,用克氏法测定氮,称取试样2.215g,消化后,蒸馏出NH3并吸收在50.00 mL 0.1468 mol·L-1H2SO4溶液中,再以0.09214mol·L-1NaOH 11.37mL回滴,求丙氨酸的质量分数。 解:
(50.00?10?3?0.1468?2?0.09214?11.37?10?3)?14.06?100%= 64.04% 丙氨酸质量分数=
2.215
9.吸取10.00mL醋样,置于锥形瓶中,加2滴酚酞指示剂,用0.163 8mol·L-1NaOH溶液滴定醋中的HOAc,如需要28.15 mL,则试样中HOAc浓度是多少? 若吸取的HOAc溶液ρ=1.004g·mL-1,试样中HOAc的质量分数为多少?
0.1638?28.15?10?3解:c (HOAc) == 0.4611 (mol?L-1) ?310.00?100.4611?10?10?3?60.05?100%= 2.760% HOAc质量分数 =
1.004?10
10.称取浓磷酸试样2.000g,加入适量的水,用0.8892 mol·L-1NaOH溶液滴定至甲基橙变色时,消耗NaOH标准溶液21.73 mL。计算试样中H3P04的质量分数。若以P205表示,其质量分数为多少? 解:当滴定至甲基橙变色时,反应为:
H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O
n (H3PO4) = n (NaOH)
94.68%?141.950.8892?21.73?10?3?98.00?100%= 94.68% P2O5% =H3PO4% = = 68.57%
2.00098.00?2
11.欲用0.2800 mol·L-1HCl标准溶液测定主要含Na2C03的试样,应称取试样多少克? 解: 设需要HCl标准溶液20~40mL
n (HCl) = n (Na2CO3) m (Na2CO3) = 0.5× 0.28 00 × (0.020~0.040) × 105.99 ≈ 0.2968 ~ 0.5935(g)