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1、缓冲溶液和同学问题解答本讲稿第一页，共三十页 8.阿司匹林阿司匹林(乙酰水杨酸、以乙酰水杨酸、以HAsp表示）以游离酸表示）以游离酸（未解离的）形式从胃中吸收，若病人服用解酸药，调整（未解离的）形式从胃中吸收，若病人服用解酸药，调整胃溶物的胃溶物的pH为为2.95,然后口服阿司匹林然后口服阿司匹林0.65g,假设阿司匹假设阿司匹林立即溶解林立即溶解,且胃溶物的且胃溶物的pH不变不变,问病人可以从胃中立即问病人可以从胃中立即吸收的阿司匹林为多少克吸收的阿司匹林为多少克(乙酰水杨酸的乙酰水杨酸的Mr=180.2、pKa=3.50)?p61又又：n(Asp-)+n(HAsp)=0.00361mol解
2、二元一次方程组得：解二元一次方程组得：n(HAsp)=0.00281mol本讲稿第二页，共三十页被吸收的阿司匹林的质量为：被吸收的阿司匹林的质量为：m=0.00281 mol 180.2 gmol-1=0.51 g继续继续 8.阿司匹林阿司匹林(乙酰水杨酸、以乙酰水杨酸、以HAsp表示）以游离酸表示）以游离酸（未解离的）形式从胃中吸收，若病人服用解酸药，（未解离的）形式从胃中吸收，若病人服用解酸药，调整胃溶物的调整胃溶物的pH为为2.95,然后口服阿司匹林然后口服阿司匹林0.65g,假设假设阿司匹林立即溶解阿司匹林立即溶解,且胃溶物的且胃溶物的pH不变不变,问病人可以从胃问病人可以从胃中立即吸
3、收的阿司匹林为多少克中立即吸收的阿司匹林为多少克(乙酰水杨酸的乙酰水杨酸的Mr=180.2、pKa=3.50)?p61本讲稿第三页，共三十页P619、配制配制pH7.40的缓冲溶液的缓冲溶液1500 mL。如如选选用用的的缓缓冲冲系系的的总总浓浓度度为为0.200 molL-1，需需要要固固体体共共轭轭酸酸和和固固体体共共轭轭碱碱物物质质的的量量为为多多少少(假假设不考虑体积的变化设不考虑体积的变化)?今今有有缓缓冲冲系系CH3COOH-CH3COONa、KH2PO4-Na2HPO4、NH4Cl-NH3，问选用何种缓冲系最好问选用何种缓冲系最好?本讲稿第四页，共三十页【解解】(1)CH3COO
4、H-CH3COONa pKa=4.76 KH2PO4-Na2HPO4 pKa=7.21 NH4Cl-NH3 pKa=9.25 选用选用KH2PO4-Na2HPO4 缓冲系最好。缓冲系最好。P619、配制配制pH7.40的缓冲溶液的缓冲溶液1500 mL。今今 有有 缓缓 冲冲 系系CH3COOH-CH3COONa、KH2PO4-Na2HPO4、NH4Cl-NH3，问问选选用用何何种种缓缓冲冲系系最好最好?本讲稿第五页，共三十页P619、配制配制pH7.40的缓冲溶液的缓冲溶液1500 mL。如如选选用用的的缓缓冲冲系系的的总总浓浓度度为为0.200 molL-1，需需要要固固体体共共轭轭酸酸和
5、和固固体体共共轭轭碱碱物物质质的的量量为为多多少少(假假设设不考虑体积的变化不考虑体积的变化)?【解解】本讲稿第六页，共三十页 n(HPO42-)=0.182 mol n(H2PO4-)=0.118 mol继续继续P619、配制配制pH7.40的缓冲溶液的缓冲溶液1500 mL。如如选选用用的的缓缓冲冲系系的的总总浓浓度度为为0.200 molL-1，需需要要固固体体共共轭轭酸酸和和固固体体共共轭轭碱碱物物质质的的量量为为多多少少(假假设设不考虑体积的变化不考虑体积的变化)?n(总)=n(HPO42-)+n(H2PO4-)=0.200 molL-11.5L =0.3 mol 解二元解二元一次方
6、一次方程组程组【解解】本讲稿第七页，共三十页 12、由由184 mL 0.442 mol L-1 HCl 和和 0.500L 0.400 mol L-1 NaAc混合形成的缓冲溶液，已知混合形成的缓冲溶液，已知pKa(HAc)=4.76，KOH的的Mr=56,问问：此缓冲溶液的此缓冲溶液的pH为多少为多少?多少质量多少质量KOH固体加到固体加到 0.500 L此缓冲溶液此缓冲溶液可以使可以使pH 改变改变0.15(pH=0.15)?p62本讲稿第八页，共三十页 12、由由184 mL 0.442 mol L-1 HCl 和和 0.500L 0.400 mol L-1 NaAc混合形成的缓冲溶液
7、，已知混合形成的缓冲溶液，已知pKa(HAc)=4.76，KOH的的Mr=56,问问：此缓冲溶液的此缓冲溶液的pH为多少为多少?【解解】此缓冲溶液的此缓冲溶液的pH 为为：p62本讲稿第九页，共三十页 12、由由184 mL 0.442 mol L-1 HCl 和和 0.500L 0.400 mol L-1 NaAc混合形成的缓冲溶液，已知混合形成的缓冲溶液，已知pKa(HAc)=4.76，KOH的的Mr=56,问问：多少质量多少质量KOH固体加到固体加到 0.500 L此缓冲溶液可此缓冲溶液可以使以使pH 改变改变0.15(pH=0.15)?【解解】p62本讲稿第十页，共三十页加入加入KOH
8、后缓冲溶液时后缓冲溶液时pH：n(KOH)=0.0115molm(KOH固体固体)=56g/mol0.0115mol=0.64g继续继续本讲稿第十一页，共三十页 13、柠檬酸柠檬酸（缩写为缩写为H3Cit）及其盐为一种及其盐为一种多元酸缓冲系，常用于配制供培养细菌用的缓多元酸缓冲系，常用于配制供培养细菌用的缓冲溶液。如用冲溶液。如用1 000 mL的的0.200 molL-1柠檬酸，须柠檬酸，须加入多少质量的加入多少质量的NaOH固体，才能配成固体，才能配成pH为为5.00的的缓冲溶液缓冲溶液?(已知柠檬酸的已知柠檬酸的pKa13.14，pKa24.77，pKa36.39)由由于于pKa2更更
9、接接近近所所需需的的缓缓冲冲溶溶液液的的pH，所所以以应应该该选选择择H2Cit-和和HCit2-缓缓冲冲系系，而而H2Cit-和和HCit2-是是H3Cit与与NaOH反应生成：反应生成：H3Cit+NaOH=H2Cit-+H2O 【解解】本讲稿第十二页，共三十页 第一步反应需要第一步反应需要NaOH物质的量为物质的量为n1，则则 n1=n(H3Cit)=0.200 molL-1 1.00 L=0.200 mol，生生成成的的H2Cit-物物质质的的量量也也相相等等：n(H2Cit-)=0.200 mol。13、柠檬酸柠檬酸（缩写为缩写为H3Cit）及其盐为一种多及其盐为一种多元酸缓冲系，常
10、用于配制供培养细菌用的缓冲元酸缓冲系，常用于配制供培养细菌用的缓冲溶液。如用溶液。如用1 000 mL的的0.200 molL-1柠檬酸，须加柠檬酸，须加入多少质量的入多少质量的NaOH固体，才能配成固体，才能配成pH为为5.00的缓的缓冲溶液冲溶液?(已知柠檬酸的已知柠檬酸的pKa13.14，pKa24.77，pKa36.39)【解解】本讲稿第十三页，共三十页 13、柠檬酸柠檬酸（缩写为缩写为H3Cit）及其盐为一种多及其盐为一种多元酸缓冲系，常用于配制供培养细菌用的缓冲溶元酸缓冲系，常用于配制供培养细菌用的缓冲溶液。如用液。如用1 000 mL的的0.200 molL-1柠檬酸，须加入柠檬
11、酸，须加入多少质量的多少质量的NaOH固体，才能配成固体，才能配成pH为为5.00的缓冲的缓冲溶液溶液?(已知柠檬酸的已知柠檬酸的pKa13.14，pKa24.77，pKa36.39)设第二步反应所需设第二步反应所需NaOH物质的量为物质的量为n2，则则 H2Cit-+NaOH=HCit2-+H2O 0.200n2 n2 n2【解解】本讲稿第十四页，共三十页 13、柠檬酸柠檬酸（缩写为缩写为H3Cit）及其盐为一种多及其盐为一种多元酸缓冲系，常用于配制供培养细菌用的缓冲溶元酸缓冲系，常用于配制供培养细菌用的缓冲溶液。如用液。如用1 000 mL的的0.200 molL-1柠檬酸，须加入柠檬酸，
12、须加入多少质量的多少质量的NaOH固体，才能配成固体，才能配成pH为为5.00的缓冲的缓冲溶液溶液?(已知柠檬酸的已知柠檬酸的pKa13.14，pKa24.77，pKa36.39)【解解】本讲稿第十五页，共三十页 13、柠檬酸柠檬酸（缩写为缩写为H3Cit）及其盐为一种多及其盐为一种多元酸缓冲系，常用于配制供培养细菌用的缓冲溶元酸缓冲系，常用于配制供培养细菌用的缓冲溶液。如用液。如用1 000 mL的的0.200 molL-1柠檬酸，须加入柠檬酸，须加入多少质量的多少质量的NaOH固体，才能配成固体，才能配成pH为为5.00的缓冲溶的缓冲溶液液?(已知柠檬酸的已知柠檬酸的pKa13.14，pK
13、a24.77，pKa36.39)n2=0.126 moln(NaOH)=n1+n2=0.200+0.126=0.326(mol)m(NaOH)=n(NaOH)MB =0.326 40.0=13.0(g)【解解】继续继续本讲稿第十六页，共三十页 14、今欲配制今欲配制37时时pH近似为近似为7.40的缓冲溶液，试的缓冲溶液，试求在求在Tris和和TrisHCl【三三(羟甲基羟甲基)甲胺盐酸盐甲胺盐酸盐】浓度均为浓度均为0.050 molL-1，总体积为，总体积为1.0 L的溶液中，需加的溶液中，需加0.10 molL-1 HCl多少体积多少体积?在此溶液中需加入多少在此溶液中需加入多少NaCl固
14、体才能配成固体才能配成与渗透浓度为与渗透浓度为300 mmolL-1等渗的溶液等渗的溶液?(已知已知TrisHCl在在37时的时的pKa 7.85；忽略离子强度的影响忽略离子强度的影响)。【解解】继续继续本讲稿第十七页，共三十页 设需加设需加0.10 molL-1HCl的体积为的体积为V（HCl），则则 V（HCl）=0.24 L继续继续本讲稿第十八页，共三十页 14、今欲配制今欲配制37时时pH近似为近似为7.40的缓冲溶液，试的缓冲溶液，试求在求在Tris和和TrisHCl【三三(羟甲基羟甲基)甲胺盐酸盐甲胺盐酸盐】浓度均为浓度均为0.050 molL-1，总体积为，总体积为1.0 L的溶
15、液中，需加的溶液中，需加0.10 molL-1 HCl多少体积多少体积?在此溶液中需加入多少在此溶液中需加入多少NaCl固体才能配固体才能配成与渗透浓度为成与渗透浓度为300 mmolL-1等渗的溶液等渗的溶液?(已知已知TrisHCl在在37时的时的pKa 7.85；忽略离子强度的影响忽略离子强度的影响)。总体积为总体积为V（总总）=1.0 L+0.24 L=1.24 L，设需，设需加入加入NaCl的质量为的质量为m，有，有【解解】继续继续本讲稿第十九页，共三十页m（NaCl）=5.8(g)继续继续本讲稿第二十页，共三十页7.解释下列现象解释下列现象（1）CaC2O4溶于溶于HCl而不溶于而
16、不溶于HAc；（2）在在H2C2O4中加入中加入CaCl2溶液，则产生溶液，则产生CaC2O4沉淀；当滤去沉淀；当滤去沉淀后，加氨水于滤液中，又产生沉淀后，加氨水于滤液中，又产生CaC2O4沉淀。沉淀。P75解：解：（1）H2C2O4的的Ka1=5.8910-2，Ka2=6.4610-5，HAc的的Ka=1.7910-5，HAc是弱酸而是弱酸而HCl是强酸。是强酸。HCl解离的解离的H+与与C2O42-离子结合成弱酸离子结合成弱酸HC2O4-（或（或H2C2O4），C2O42-不断减少，不断减少，Ca2+C2O42-Ksp，使平衡向右（溶解），使平衡向右（溶解）方向移动，所以方向移动，所以Ca
17、C2O4能溶于能溶于HCl中。中。继续继续本讲稿第二十一页，共三十页 而而HAc的酸常数的酸常数（1.7410-5）比比HC2O4-的的Ka2（6.4610-5）还小，因此加入还小，因此加入HAc溶液后不能形成比它还强的溶液后不能形成比它还强的HC2O4-，更不能形成，更不能形成H2C2O4。加入。加入HAc后，后，CaC2O4沉淀平衡中任沉淀平衡中任一离子的浓度都不减小，故一离子的浓度都不减小，故CaC2O4不溶于不溶于HAc。7.解释下列现象解释下列现象（1）CaC2O4溶于溶于HCl而不溶于而不溶于HAc；（2）在在H2C2O4中加入中加入CaCl2溶液，则产生溶液，则产生CaC2O4沉
18、淀；当滤去沉淀；当滤去沉淀后，加氨水于滤液中，又产生沉淀后，加氨水于滤液中，又产生CaC2O4沉淀。沉淀。P75解：解：继续继续本讲稿第二十二页，共三十页（2）aH2C2O4+CaCl2 Ca C2O4 +HCl 滤去沉淀，溶液滤去沉淀，溶液(饱和溶液饱和溶液)中：中：Ca2+C2O42-=Ksp bH2C2O4 2H+C2O42-溶液中的溶液中的C2O42-增大。增大。此时，此时，Ca2+C2O42-Ksp ，生成，生成CaC2O4。7.解释下列现象解释下列现象（1）CaC2O4溶于溶于HCl而不溶于而不溶于HAc；（2）在在H2C2O4中加入中加入CaCl2溶液，则产生溶液，则产生CaC2
19、O4沉淀；当滤去沉沉淀；当滤去沉淀后，加氨水于滤液中，又产生淀后，加氨水于滤液中，又产生CaC2O4沉淀。沉淀。P75解：解：继续继续本讲稿第二十三页，共三十页14、将将1.0 molL-1CaCl2 溶液通入溶液通入CO2 气体至饱和，则溶液中气体至饱和，则溶液中有无有无CaCO3 沉淀？沉淀？已知：已知：CaCO3 的的Ksp=2.910-9，H2CO3 的的Ka1=4.210-7，Ka2=5.610-11P75A.刚好饱和，无沉淀刚好饱和，无沉淀 B.未达到饱和，无沉淀未达到饱和，无沉淀 C.有沉淀有沉淀 D.与溶液与溶液pH 无关，无沉淀无关，无沉淀 E.与溶液与溶液pH 无关，有沉淀
20、无关，有沉淀解：解：根据题意，溶液中根据题意，溶液中Ca2+=1.0 mol L-1 CO32-=Ka2=5.610-11 mol L-1Q Ca2+CO32-1.05.610-11 5.610-11 Ksp=2.910-9 所以，答案是所以，答案是：B。继续继续本讲稿第二十四页，共三十页15、如果溶液中如果溶液中Fe3+和和Mg2+离子的浓度都是离子的浓度都是0.1 molL-1，如何控，如何控制溶液的制溶液的pH 使使Fe3+定量形成氢氧化物沉淀定量形成氢氧化物沉淀,而与而与Mg2+加以分离加以分离?已知已知:KspFe(OH)32.641039,KspMg(OH)25.611012。解：
21、解：Fe3+离子开始沉淀离子开始沉淀c(OH-)=2.9810-13 molL-1pOH=12.53 pH=1412.53=1.47Mg2+离子不生成沉淀时离子不生成沉淀时c(OH-)=pH 8.87 控制溶液控制溶液pH在在1.47 8.87之间，之间，Fe3+离子定量形成氢氧化物离子定量形成氢氧化物沉淀，而与沉淀，而与Mg2+加以分离。加以分离。继续继续本讲稿第二十五页，共三十页P76【解解】为了不使为了不使Mn(OH)2沉淀形成，允许最高沉淀形成，允许最高OH-为为等体积混合浓度减半。等体积混合浓度减半。17、在在0.20 molL-1 MnCl2 100 mL溶液中，加入含溶液中，加入
22、含有有NH4Cl的的0.10 molL-1 NH3H2O溶液溶液100.0 mL，为了不，为了不使使Mn(OH)2沉淀形成，需含沉淀形成，需含NH4Cl多少克多少克?已知已知:Mn(OH)2的的Ksp=2.0610-13，Kb(NH3H2O)=1.7810-5继续继续本讲稿第二十六页，共三十页 17、在在0.20 molL-1 MnCl2 100 mL溶液中，加入含溶液中，加入含有有NH4Cl的的0.10 molL-1 NH3H2O溶液溶液100.0 mL，为了，为了不使不使Mn(OH)2沉淀形成，需含沉淀形成，需含NH4Cl多少克多少克?c(NH4+)NH4+=0.618 mol L-1需含
23、需含NH4Cl至少为至少为6.61g。【解解】已知已知:Mn(OH)2的的Ksp=2.0610-13，Kb(NH3H2O)=1.7810-5继续继续本讲稿第二十七页，共三十页 18、500 mL 0.20 molL-1的的Na2SO4溶液与同浓度同体积的溶液与同浓度同体积的BaCl2溶液混合，计算混合后的溶液溶液混合，计算混合后的溶液（1）离子强度；离子强度；（2）渗透浓度。渗透浓度。已知：已知：Ksp(BaSO4)1.081010 解：解：Na2SO4溶液与溶液与BaCl2溶液混合后，反应生成了溶液混合后，反应生成了BaSO4与与NaCl，由于两种溶液的浓度和体积都相同，两者刚好反应，由于两
24、种溶液的浓度和体积都相同，两者刚好反应完全，生成完全，生成NaCl的浓度为的浓度为0.20 mol L-1，而，而BaSO4因为其溶度因为其溶度积很小而以沉淀的形式存在，所以混合后溶液中可认为只有积很小而以沉淀的形式存在，所以混合后溶液中可认为只有NaCl，因此可以通过，因此可以通过NaCl的浓度来计算混合后溶液离子强度和渗的浓度来计算混合后溶液离子强度和渗透浓度。透浓度。（1 1）离子强度为）离子强度为I=1/2c(Na+)z2(Na+)+c(Cl-)z2(Cl-)=1/2(0.20)(+1)2+(0.20)(-1)2 =0.20 molL-1继续继续本讲稿第二十八页，共三十页 18、500
25、 mL 0.20 molL-1的的Na2SO4溶液与同浓度同体积的溶液与同浓度同体积的BaCl2溶液混合，计算混合后的溶液溶液混合，计算混合后的溶液（1）离子强度；离子强度；（2）渗透渗透浓度。已知浓度。已知Ksp(BaSO4)1.081010 解：解：Na2SO4溶液与溶液与BaCl2溶液混合后，反应生成了溶液混合后，反应生成了BaSO4与与NaCl，由于两种溶液的浓度和体积都相同，两者刚好反应，由于两种溶液的浓度和体积都相同，两者刚好反应完全，生成完全，生成NaCl的浓度为的浓度为0.20 mol L-1，而，而BaSO4因为其溶度因为其溶度积很小而以沉淀的形式存在，所以混合后溶液中可认为
26、只有积很小而以沉淀的形式存在，所以混合后溶液中可认为只有NaCl，因此可以通过，因此可以通过NaCl的浓度来计算混合后溶液离子强度和的浓度来计算混合后溶液离子强度和渗透浓度。渗透浓度。（2 2）渗透浓度为）渗透浓度为 cos=ic(NaCl)=20.20 =0.4 molL-1 =400 mmolL-1继续继续本讲稿第二十九页，共三十页 19、把把0.01 molL-1的的MgCl2，加入，加入1L pH5的酸性溶液的酸性溶液中，会有沉淀出现吗？中，会有沉淀出现吗？已知：已知：KspMg(OH)25.61012 解：解：在溶液中在溶液中，c(Mg2+)=0.01 molL-1 c(OH-)=Kw/c(H+)=1.010-14/10-5=1.010-9 mol L-1所以，所以，Q=Mg2+OH-2 =0.01（1.010-9）2 =1.010-20 KspMg(OH)2结束结束因此溶液中没有沉淀生成。因此溶液中没有沉淀生成。本讲稿第三十页，共三十页