4-酸碱滴定习题答案

第四章 酸碱滴定法习题答案

练习题答案

1． H2CO3的共轭碱是__HCO3-___；CO32-的共轭酸是__ HCO3-__。

2． 已知吡啶的Kb=1.7x10-9，其共轭酸的Ka=____Ka=5.9X10-6______。

3． 酸碱反应的实质是_______，根据质子理论，可以将_______ ________ ______ _____和都统一为酸碱反应。 （离解、水解、中和、质子自递）

4． 酸的浓度是指酸的____浓度，用符号______表示，规定以______为单位；酸度是指溶液中_____的浓度，常用符号_____表示，习惯上以_____表示。 (分析，C，mol/L，H+，[H+]，pH)

5． 标定NaOH常用的基准物有______、______。 （邻苯二甲酸氢钾，草酸）

6． 写出下列酸的共轭碱：H2PO4-，NH4+，HPO42-，HCO3-，H2O，苯酚。

答：HPO42-, NH3 , PO43- , CO32- , OH- , C6H5O-

7. 写出下列碱的共轭酸：H2PO4-，HC2O4-，HPO42-，HCO3-，H2O，C2H5OH。

答：H3PO4，H2C2O4，H2PO4-，H2CO3，H3O+，C2H5OH2+

1

8. 酸碱滴定中指示剂的选择原则是什么?

答：酸碱滴定中指示剂的选择原则是使指示剂的变色范围处于或部分处于滴定的pH突跃范围内；指示剂的变色点等于或接近化学计量点的pH。

9. 下列各种弱酸、弱碱，能否用酸碱滴定法直接测定?如果可以，应选用哪种指示剂?为什么?

(1)CH2ClCOOH，HF，苯酚，羟胺，苯胺。

(2)CCl3COOH，苯甲酸，吡啶，六亚甲基四胺。

答：（1）CH2ClCOOH，HF，苯酚为酸，其pKa分别为2.86，3.46，9.95。

CH2ClCOOH，HF很容易满足cKa≥10-8的准确滴定条件，故可用NaOH标准溶液直接滴定，以酚酞为指示剂。苯酚的酸性太弱，不能用酸碱滴定法直接测定。

羟胺，苯胺为碱，其pKb分别为8.04,9.34, 羟胺只要浓度不是太稀，可以满足cKb≥10-8的准确滴定条件，故可用HCl标准溶液直接滴定，以甲基橙为指示剂。苯胺的碱性太弱，不能用酸碱滴定法直接测定。

（2）CCl3COOH，苯甲酸为酸，其pKa分别为0.64和4.21，很容易满足cKa≥10-8的准确滴定条件，故可用NaOH标准溶液直接滴定，以酚酞为指示剂。

吡啶，六亚甲基四胺为碱，其pKb分别为8.77和8.85，不能满足cKb≥10-8的准确滴定条件，故不能用酸碱滴定法直接测定。

2

10. 为什么NaOH标准溶液能直接滴定醋酸，而不能直接滴定硼酸?试加以说明。

答：因为醋酸的pKa为4.74，满足cKa≥10-8的准确滴定条件，故可用NaOH标准溶液直接滴定；硼酸的pKa为9.24，不满足cKa≥10-8的准确滴定条件，故不可用NaOH标准溶液直接滴定。

11. 判断并改错

1) 当用NaOH溶液滴定HCl时，酚酞指示剂用量越多，变色越灵敏，滴定误差越小。(不灵敏，越大)

2) 酚酞指示剂在酸性溶液中呈现无色，在碱性溶液中呈现红色。（pH<8, 无色；pH>10，红色）

3) 标定溶液时，若基准物吸潮而纯度不高所引起的试剂误差可用空白试验校正。（对照）

4) 一元弱酸溶液的氢离子浓度等于酸的浓度。（小于）

5) 指示剂的变色范围必须全部落在滴定突跃范围之内（部分在突跃范围）

12. 计算0.10mol·L-1HF和0.20mol·L-1 HOAc溶液的pH值。

解：已知

cHF0.10Kmol·L-1，af(HF)103.18，

cHOAc0.20Kmol·L-1，af(HOAc)104.74

故

[H](cHA/KafAcHB/KafB)1/2

3

3.184.741/2(0.10/100.20/10)

3 8.410（mol·L-1）

pH=2.08

13. 计算0.10mol·L-1NH4OAc溶液的pH值。

解：已知

c=0.10mol·L-1，NH4的

Kaf109.26Kaf1，HOAc的

Kaf104.74Kaf2。

cKwf/Kaf120，cKaf220，故用最简式计算，即：

[H][1/(Kaf1Kaf2)]1/2

9.264.741/2(1010)

7 1.010（mol·L-1）

pH=7.00

14. 已知试样可能含有Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4或它们的混合物，以及其它不与酸作用的物质。今称取试样2.0000g，溶解后用甲基橙指示终点，以0.5000mol·L-1 HCl溶液滴定，消耗HCl溶液32.00mL。同样质量的试样，当用酚酞指示终点时，消耗HCl标准溶液12.00mL。求试样中各组分的质量分数。

解：当用HCl溶液滴定到酚酞变色时，发生下述反应：

4

Na3PO4+HCl=Na2HPO4+NaCl 消耗滴定剂体积V1mL

当用HCl溶液滴定到甲基橙变色时，发生下述反应：

Na3PO4+HCl=Na2HPO4+NaCl

Na2HPO4+HCl=NaH2PO4+NaCl

消耗滴定剂体积V2mL

V2(32.00mL) > 2V1(12.00mL)

 此试样应为Na2PO4和Na2HPO4的混合物（试样中不会含有NaH2PO4）

根据反应式可知：

mNa3PO4nNa3PO4nHCl，

nNa2HPO4nHCl

即：

MNa3PO4CHClV1

mNa2HPO4

MNa2HPO4CHCl(V22V1)

Na3PO4mNa3PO4G100%

CHClV1MNa3PO4G100%

0.500012.00163.90103100%2.0000

5

49.17%

mNa2HPO4G

Na2HPO4100%

0.5000(32.0012.002)103142.0100%2.0000

=28.40%

试样含Na3PO449.17%，含Na2HPO428.40%。

15. 分别以Na2CO3和硼砂（Na2B4O7·10H2O）标定HCl溶液（大约浓度为0.2mol·L-1），希望用去的HCl溶液为25mL左右。已知天平本身的称量误差为±0.1mg(0.2mg)，从减少称量误差所占的百分比考虑，选择哪种基准物较好？

解：欲使HCl消耗量为25mL，需称取2种基准物的质量m1和m2可分别计算如下：

Na2CO3:Na2CO32HCl2NaClCO2H2O

根据反应式可知：

1nNa2CO3nHCl2

nNa2CO3即：

MNa2CO31CHClVHCl2

6

0.2251032m1106.0

m10.2650g0.26g

硼砂：Na2B4O7·10H2O+2HCl=4H3BO3+2NaCl-+5H2O

m2381.4

同理：

0.2251032

m20.9535g1g

可见以Na2CO3标定HCl溶液，需称0.26g左右，由于天平本身的称量误差为0.2mg，称量误差为：

0.2103/0.267.71040.08%

同理，对于硼砂，称量误差约为0.02%。可见Na2CO3的称量误差约为硼砂的4倍，所以选用硼砂作为标定HCl溶液的基准物更为理想。

湖大《分析化学》第二版课后习题答案

题2.3 用NaOH或HCl标准溶液滴定下列物质的溶液，求化学计量点（一个或两个）时溶液的pH，并指出用何种指示剂。

(1) 0.10mol·L-1H2CO3

7

(2) 0.10mol·L-1HNO2

(3) 0.10mol·L-1丙二酸，pKa1=2.80，pKa2=6.10

(4) 0.10mol·L-1，Na3PO4

解 (1)查得H2CO3的pKa1=6.38，pKa2=10.25

可用NaOH标准溶液滴定至NaHCO3，此时，有

[H]Ka1Ka2108.32

所以 计量点pH=8.23，可用酚酞作为指示剂。

(2)查得HNO2的pKa=3.29，可用NaOH标准溶液直接滴定。

计量点产物为NaNO2，

[OH]0.05KwKa

10140.050.02910

=9×10-7

pOH=6.0 pH=8.0

可用酚酚制为指示剂

8

(3) 因为

cKa1108，

cKa21084，且K1/K210

所以 当用NaOH标准溶液滴定时，两级H+同时被滴定

计量点产物为丙二酸钠

[OH]cspKb1



0.1Kw3Ka2

=2.0×10-5 pOH=4.7 pH=9.3

可用酚酞作为指示剂

(4)查得H3PO4的pKa=2.12，pKa=7.20，pKa=12.36，

123Na3PO4的pKb=1.64，pKb=6.8，pKb=11.9

123884cK10cK10K/K10bbbb2因为1，2，1

所以用HCl标准溶液可分别滴定第一级和第二级电离的OH—，

第一计量点，产物为Na2HPO4

[H]Ka2Ka3109.8

pH=9.8

9

可选用酚酞作为指示剂

第二计量点产物为NaH2PO4

[H]Ka2Ka3104.7 pH=4.7

可选用甲基红作为指示剂

题2.4 设酸碱指示剂HIn的变色范围有2.4个pH单位，若观察到刚显酸式色或碱式色的比率是相等的，此时HIn或In—所点的质量分数是多少？

[In][HIn]lg1.2lg1.2[HIn][In]解 根据题意有 或

[In]15.85[HIn]或刚显碱式色，即

设[HIn]=1.00，则

[In]5.8594.05%[HIn][In]16.85

即，此时，In—所点的质量分数为94.05%

同理，刚显酸式色时，[HIn]所占的质量分数也为94.05%

题2.5 将0.12mol·L-1HCl与0.10mol·L-1NaNO2溶液等体积混合，溶液的pH是多

10

少？若将0.10mol·L-1HCl与0.12mol·L-1 NaNO2溶液等体积混合，溶液的pH又是多少？

解 0.12mol·L-1HCl与0.10mol·L-1NaNO2等体积混合后，剩余HCl的浓度为

0.020.012mol·L-1

HNO2的浓度为0.05mol·L-1，cKa103.29

[NO2]cHNO2NO2

103.290.05210103.29 0.003

c20[NO] HCl2因为

(102103.29)0.05(102103.29)24103.29(0.01)[H]2



0.012

pH=1.92

又，0.10mol·L-1HCl与0.12mol·L-1NaNO2等体积混合后，剩余NaNO2的浓度为0.01mol·L-1

HNO2的浓度为0.05mol·L-1

11

组成缓冲溶液

pHpKalg0.010.05

2.59

12