无机及分析化学(第三版)呼世斌 答案

(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,

?c进行计算,代入数值后即解出 故运用公式c(H?)?Kac(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)????2??Ka1?Ka1?4Ka1c2进行计算,代入数值后即解出

c(H+)=5.11×10-2mol·L-1 pH=1.29

(5)KCN的Ka?=6.2×10-10

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

??c进行计算,代入数值后即解出 c/Kbo>500,故运用公式c(OH?)?Kbc(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?)???2??Kb?K?4Kb1b1c12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?)?Ka1?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?)????KHAc(KNH??c??Kw)4?KHAc?c

?由于KNH10-10×1.00×10-4=5.6×10-14<20 Kwo, ??c=5.6×

4c=1.00×10-4<20Ka(HAc)o所以运用公式

???KHAc(KNH?c??Kw)4c(H?)???KHAc?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

??8??13???解:已知H3PO4的Ka,由于c?25Ka2?6.3?10,Ka3?4.4?102,而Ka3c?25Kw,故应用式

c(H)?????Ka1?(Ka2?c?Kw)c

6.3?10?8?(4.4?10?13?0.001?1.0?10?14)? 0.001?8.1?10?10mol?L?1pH?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。 如果选择H3BO3 –NaH2BO3,则pH?pKa?lg?c(共轭酸)代入数据计算得

c(共轭碱)c(H3BO3)c(H2BO3)???0.1380

如果选择NH4Cl-NH3,则pH?pKa?lgc(共轭酸)代入数据计算得

c(共轭碱)c(NH?4)?0.1445 c(NH3)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?

??lg解:由于pH?pKac(共轭酸)即

c(共轭碱)

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-1HAc1.14ml, 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?)?Kb?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?)?Kac=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?)?Kac=5.57×10-6mol·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

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