酸碱滴定法作业精讲.ppt

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1、第四章酸碱滴定法作业答案酸碱滴定法作业答案n4写写出出下下列列酸酸碱碱组组分分的的MBE、CBE和和PBE(设设定定质质子子参参考考水水准准直直接接写写出出)，浓度为，浓度为c（molL-1）。）。n（1）KHPn（2）NaNH4HPO4n（3）NH4H2PO4n（4）NH4CNn（1）KHPn MBE：K+=cn H2P+HP-+P2-=cn CBE：K+H+=2P2-+OH-+HP-n PBE：H+H2P=P2-+OH-OH-HP-H2O-H+H+-H+H+P2-H+H2P(2)NaNH4HPO4MBE：Na+=NH4+NH3=c H3PO4+H2PO4-+HPO42-+PO43-=cCB

2、E：Na+NH4+H+=OH-+H2PO4-+2HPO42-+3PO43-PBE：H+H2PO4-+2H3PO4=OH-+NH3+PO43-H2OOH-H+H+-H+H+HPO42-NH4+NH3PO43-H+H+H2PO4-H3PO4+2H+n（3）NH4H2PO4MBE：NH4+NH3=cnH3PO4+H2PO4-+HPO42-+PO43-=cCBE：NH4+H+=H2PO4-+2HPO42-+3PO43-+OH-PBE：H+H3PO4=OH-+NH3+HPO42-+2PO43-n(4)NH4CNnMBE：NH4+NH3=cnCN-+HCN=cnCBE：NH4+H+=OH-+CN-nPBE

3、：HCN+H+=NH3+OH-n5.（1）讨讨论论两两种种一一元元弱弱酸酸混混合合溶溶液液的的酸酸碱平衡问题，推导其碱平衡问题，推导其H+浓度计算公式。浓度计算公式。n（2）计算）计算0.10molL-1NH4Cl和和0.10molL-1H3BO3混合液的混合液的pH值。值。n已知已知:NH3Kb=1.8 10-5nH3BO3Ka=5.8 10-10解:n(1)设设HA和和HB分别为两种一元弱酸，分别为两种一元弱酸，n浓度分别为浓度分别为CHA和和CHBmolL-1。n两种弱酸混合液的两种弱酸混合液的PBE为为nH+=OH-+A-+B-n混混合合液液是是酸酸性性，忽忽略略水水的的电电离离，即即

4、OH-项项可可忽略，并代入有关平衡常数式得如下近似式忽略，并代入有关平衡常数式得如下近似式.(1)n(1)当当两两种种酸酸都都较较弱弱，可可忽忽略略其其离离解解的影响，的影响，HACHA，HBCHB。n式（式（1）简化为）简化为n.(2)(2)若两种酸都不太弱，先由式（若两种酸都不太弱，先由式（2）近似求）近似求得得H+，对式（，对式（1）进行逐步逼近求解。）进行逐步逼近求解。pH=4.97(2)n6.根根据据图图5-3说说明明NaH2PO4Na2HPO4缓冲溶液适用的缓冲溶液适用的pH范围。范围。nH3PO4的的pKa1=2.12，pKa2=7.20，pKa3=12.36H3PO4H2PO4

5、-HPO42-PO43-答：答：n范围为：范围为：7.2 1n9强碱（酸）滴定一元弱酸（碱），强碱（酸）滴定一元弱酸（碱），cspKa(Kb)10-8就可以直接准确滴就可以直接准确滴定。如果用定。如果用Kt表示滴定反应的形成表示滴定反应的形成常数，那么该反应的常数，那么该反应的cspKt应为多少应为多少？解解:n因为因为CspKa10-8nKa=KtKw，n故：故：CspKt106HA H+A-HA+OH-=A-+H2On12HCl与与HAc的的混混合合溶溶液液（浓浓度度均均为为0.10molL-1），能能否否以以甲甲基基橙橙为为指指示示剂剂，用用0.1000molL-1NaOH溶溶液液直直接

6、接滴滴定定其其中中的的HCl？此此时时有有多多少少HAc参参与与了反应？了反应？n已知已知:HAcKa=1.810-5解：n(1)CHAc=0.10molL-1，nKa=1.810-5n假假设设HCl被被全全部部滴滴定定，HAc未未被被滴滴定定，则溶液的则溶液的pH由由HAc决定。决定。而甲基橙变色时而甲基橙变色时pH=4。故故HAc参与了反参与了反应，不能以甲基橙为指示剂准确滴定应，不能以甲基橙为指示剂准确滴定HCln（2）因因为为甲甲基基橙橙的的变变色色范范围围为为3.14.4，当当pH=4.0时为变色转折点，时为变色转折点，n所以所以n14判断下列情况对测定结果的影响：判断下列情况对测定

7、结果的影响：n（1）用用混混有有少少量量的的邻邻苯苯二二甲甲酸酸的的邻邻苯苯二甲酸氢钾标定二甲酸氢钾标定NaOH溶液的浓度；溶液的浓度；n（2）用用吸吸收收了了CO2的的NaOH标标准准溶溶液液滴滴定定H3PO4至至第第一一计计量量点点；继继续续滴滴定定至至第第二计量点时，对测定结果各如何影响？二计量点时，对测定结果各如何影响？答：答：n（1）使测定值偏小。）使测定值偏小。n邻苯二甲酸是二元酸，能与邻苯二甲酸是二元酸，能与2molNaOH反应，反应，m/M=cNaOHVNaOH，则消耗的则消耗的VNaOH增加，增加，cNaOH降低，降低，负误差。负误差。n（2）对第一计量点测定值不影响，对第一

8、计量点测定值不影响，n第二计量点偏大。第二计量点偏大。nCO2被被NaOH吸吸收收，在在强强碱碱性性溶溶液液中中进进行行，则则一一定定转转变变为为Na2CO3，即即1mol CO2消消耗耗了了2molNaOH。n反反 过过 来来 NaOH滴滴 定定 H3PO4至至 第第 一一 计计 量量 点点H2PO4-时时，应应以以甲甲基基橙橙(pH=3.14.4)为为指指示示剂剂，则则此此时时Na2CO3也也被被中中和和至至H2CO3，即即1molH3PO4被被 滴滴 定定 至至 H2PO4-时时 又又 消消 耗耗 了了 2molNa2CO3，此此时时相相当当于于NaOH直直接接滴滴定定H3PO4至至H2

9、PO4-，故无影响。，故无影响。n总反应为：总反应为：n2NaOH+H2CO3=Na2CO3+2H2OnNa2CO3+2H3PO4=H2CO3+2NaH2PO4n总反应：总反应：NaOH+H3PO4=NaH2PO4+H2On当滴定至第二计量点当滴定至第二计量点HPO42-时，应以酚酞为指时，应以酚酞为指示剂，此时示剂，此时Na2CO3只被中和至只被中和至NaHCO3，nNa2CO3+H3PO4=NaHCO3+NaH2PO4n即即1molH3PO4被滴定，只消耗了被滴定，只消耗了1molNa2CO3，这样，吸收时消耗，这样，吸收时消耗2molNaOH，反应时给出，反应时给出1mol，少的部分只能

10、由，少的部分只能由NaOH来补充，来补充，这样使这样使消耗的消耗的NaOH的体积增加，产生正误差。的体积增加，产生正误差。n15一一试试液液可可能能是是NaOH、NaHCO3、Na2CO3或或它它们们的的固固体体混混合合物物的的溶溶液液。用用20.00mL0.1000molL-1HCl标标准准溶溶液液，以以酚酚酞酞为为指指示示剂剂可可滴滴定定至至终终点点。问问在在下下列列情情况况下下，继继以以甲甲基基橙橙作作指指示示剂剂滴滴定定至至终终点点，还还需需加加入入多多少少毫毫升升HCl溶液？第三种情况试液的组成如何？溶液？第三种情况试液的组成如何？n（1）试液中所含）试液中所含NaOH与与Na2CO

11、3物质的量比为物质的量比为3:1；n（2）原固体试样中所含）原固体试样中所含NaHCO3和和NaOH的物质量比为的物质量比为2:1；n（3）加入甲基橙后滴半滴）加入甲基橙后滴半滴HCl溶液，试液即成终点颜色。溶液，试液即成终点颜色。答：答：n（1）还需加入）还需加入HCl为；为；20.004=5.00mLn（2）还需加入）还需加入HCl为：为：20.002=40.00mLn（3）由）由NaOH组成。组成。n17酸酸碱碱滴滴定定法法选选择择指指示示剂剂时时可可以以不不考考虑的因素：虑的因素：nA.滴定突跃的范围；滴定突跃的范围；nB.指示剂的变色范围；指示剂的变色范围；nC.指示剂的颜色变化；指

12、示剂的颜色变化；nD.指示剂相对分子质量的大小指示剂相对分子质量的大小nE.滴定方向滴定方向答：选答：选 D n22若配制若配制pH=10.00，cNH3+cNH4+=1.0molL-1的的NH3-NH4Cl缓冲溶液缓冲溶液1.0L，问需要问需要15molL-1的氨水多少毫升？需的氨水多少毫升？需要要NH4Cl多少克？多少克？nKb=1.8 10-5M(NH4-1解法一：解法一：需需NH3.H2O为为0.85mol.L-1 1.0L=0.85mol,NH4Cl=0.15molV(NH3.H2O)=0.85/15=57mL,m(NH4Cl)=0.15 53.5=8.0g解法二：解法二：npH=1

13、0.00H+=10-10.00nKb=1.8 10-5Ka=5.6 10-10n25计算下列标准缓冲溶液的计算下列标准缓冲溶液的pHn（考虑离子强度的影响）：（考虑离子强度的影响）：n（2）0.010molL-1硼砂溶液。硼砂溶液。n已知已知:H3BO3Ka=1.8 10-10解：n硼砂溶液中有如下酸碱平衡硼砂溶液中有如下酸碱平衡nB4O72-+5H2O=2H2BO3-+2H3BO3n因因此此硼硼砂砂溶溶液液为为H2BO3-H3BO3缓缓冲冲体体系。考虑离子强度影响：系。考虑离子强度影响：n28计算用计算用0.1000molL-1HCl溶液滴溶液滴定定20.00mL0.10molL-1NH3溶

14、液时溶液时.n（1）计量点；）计量点；n（2）计量点前后）计量点前后0.1%相对误差时溶相对误差时溶液的液的pH；n（3）选择那种指示剂？）选择那种指示剂？n已知：已知：Kb=1.8 10-5解：n(1)计量点时，计量点时，HCl和和NH3定量反应全部生成定量反应全部生成NH4Cl，又因为溶液体积增大一倍，又因为溶液体积增大一倍，n则则cNH4+-1nKb=1.8 10-5,Ka=5.6 10-10n(2)计量点前计量点前-0.1%相对误差，即加入相对误差，即加入HCl19.98mL，此时体系为，此时体系为NH3-NH4+缓冲溶液，按最简式计算：缓冲溶液，按最简式计算：n计量点前计量点前+0.

15、1%相对误差，即加入相对误差，即加入HCl20.02mL，此时体系为强酸，此时体系为强酸HCl和弱酸和弱酸NH4Cl混合体系，按强酸计算：混合体系，按强酸计算：pH:4.30 6.26(3)因为因为 pH:4.30 6.26 所以，选择甲基红所以，选择甲基红(4.4 6.2)为指示剂为指示剂解法二：解法二：n由林邦误差公式：由林邦误差公式：pH=0.98 pH=5.28 0.98 4.306.26n32在一定量甘露醇存在下，以在一定量甘露醇存在下，以0.02000molL-1NaOH滴定滴定0.020molL-1H3BO3（此时（此时Ka=4.010-6）至）至pHep=9.00，n（1）计算

16、计量点时的）计算计量点时的pHn（2）终点误差终点误差n（3）选用何种指示剂？）选用何种指示剂？解：n(1)H3BO3被强化后，也生成的是一元酸，可表被强化后，也生成的是一元酸，可表示为示为HA，其，其Ka=4.010-6。ncHA,spKa=0.02000/2 4.0 10-6=4.0 10-810-8n能被准确滴定能被准确滴定n计量点时，体系为计量点时，体系为NaH2BO3(NaA),ncsp-1nKb=KW/Ka=1.0 10-14/4.0 10-6=2.5 10-9n(2)pHep=9.00H+=1.0 10-9(2)另一解法另一解法n计量点时计量点时pHsp=8.70,终点时终点时p

17、Hep=9.00npH=pHep-pHsp=9.00-8.70=0.30ncsp-1nKt=Ka/KW=10-5.4/10-14.00=108.60代入林邦公式：代入林邦公式：n(3)计量点的计量点的pHsp=8.70n所以选择酚酞为指示剂。所以选择酚酞为指示剂。n34 用用 0.1000 molL-1HCl溶溶 液液 滴滴 定定20.00 mL 0.10 molL-1NaOH。若若NaOH溶溶 液液 中中 同同 时时 含含 有有 0.20 molL-1NaAc，n（1）求计量点时的）求计量点时的pH；n（2）若若滴滴定定到到pH=7.00结结束束，有有多多少少NaAc参加了反应？参加了反应？

18、n已知：已知：Ka=1.810-5解：nHAcKa=1.810-5Kb=5.610-10ncNaAc,sp-1ncNaAc,spKb=0.10 5.6 10-10=5.6 10-1120Kw 故使用最简式计算是合理的。故使用最简式计算是合理的。解法二解法二n设中和至计量点时设中和至计量点时,NaA溶液的浓度为溶液的浓度为cA-,spn此时加入此时加入NaOH的体积为的体积为VNaOHn由于中和至计量点时由于中和至计量点时pH=9.00,体系为体系为NaA则有则有:cA-,sp(60.00+VNaOH)=cNaOH.VNaOH 0.10(60.00+VNaOH)=0.2500 VNaOH VNaOH=40mL解法三解法三n设中和至计量点时设中和至计量点时,用了用了VmLNaOHn则则