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酸碱滴定练习

计算题

1. 某学生标定一NaOH溶液,测得其浓度为0.1026 mol/L。但误将其暴露于空气中,致使吸收了CO2。为测定CO2的吸收量, 取该碱液50.00 mL, 用0.1143 mol/L HCl溶液滴定至酚酞终点, 计耗去HCl溶液44.62 mL。计算:

(1)每升该碱液吸收了CO2多少克?

(2)用该碱液去测定弱酸浓度,若浓度仍以0.1026 mol/L计算,则因CO2的影响引起的最大相对误差是多少? [M r(CO2)=44.00]

解：（1）c(NaOH) = 0.1143×44.62/50.00 = 0.1020 (mol/L)

m(CO2) = (0.1026-0.1020)×44.00 = 0.026 (g)

0.1026-0.1020

（2）. E r = ────────×100% = 0.6%

0. 1020

9. 某一溶液由HCl,KH2PO4和HAc混合而成,其浓度分别为c(HCl) = 0.10 mol/L, c(KH2PO4) = 1.0×10-3mol/L, c(HAc) = 2.0×10-6mol/L 。计算该溶液的pH及[Ac-],[PO43-]各为多少?

(已知H3PO4的p K a1~p K a3分别是2.12,7.20, 12.36, HAc 的p K a = 4.74)

解：c(HCl)>>c(H2PO4-),溶液[H+]由HCl决定pH = 1.00

10-4.74

[Ac-]=10-5.7────────=10-9.44

10-4.74+10-1.0

= 3.6×10-10 (mol/L)

10-21.68

[PO43-]= 10-3.0────────────────

10-3.0+10-4.12+10-10.32+10-21.68

= 10-21.71 = 1.9×10-22 (mol/L)

10. 将0.12 mol/L HCl与0.10 mol/L ClCH2COONa等体积混合, 试计算该溶液的pH。(已知ClCH2COOH的K a = 1.4×10-3)

解：将ClCH2COOH简写作HB,混合后形成HCl+HB溶液

c(HB) = 0.050 (mol/L), c(HCl) = 0.010 (mol/L)

PBE: [H+] = [B-]+c(HCl)

0.050×1.4×10-3

= ──────────+ 0.01

[H+]+1.4×10-3

解得[H+] = 1.4×10-2 mol/L pH = 1.85

11. 计算以下各溶液的pH:

(1) 20 mL 0.10 mol/L HCl溶液与20 mL 0.10 mol/L HAc混合

(2) 0.20 mL 0.10 mol/L HCl溶液与20 mL 0.10 mol/L HAc相混合[p K a(HAc) = 4.74]

解：HCl与HAc混合液的质子条件式是[H+] = c(HCl)+[Ac-] +[OH-] 因为是强酸性，所以[OH-]可忽略不计

(1).用最简式[H+] = c(HCl) = 20×0.10/40 = 0.050 (mol/L) pH=1.30

K a c(HAc) 10-4.74×0.05

此时[Ac-] = ─────= ─────

[H+] 0.05

= 10-4.74(mol/L)<<0.05mol/L

忽略Ac-项合理

(2). c(HCl) = 0.0010 (mol/L) c(HAc) = 0.10 mol/L

用近似式

10-4.74

[H+] = 0.0010+───────×0.10

[H+] +10-4.74

解得[H+] = 10-2.72mol/L pH = 2.72

12.

将0.20 mol/L NH4Cl ─0.20 mol/L NH3溶液与0.020 mol/L HAc ─0.020 mol/L NaAc溶液等体积混合,计算混合后溶液的pH。

解：溶液混合后浓度各减半,并发生HAc与NH3中和反应,平衡时

c(NH3) = 0.10-0.01 = 0.09 (mol/L)

c(NH4+) = 0.10+0.01 = 0.11 (mol/L)

c(Ac-) = 0.01+0.01 = 0.02 (mol/L)

此时为NH3-NH4+缓冲体系, pH≈9,此时Ac-是主要型体,不影响pH,故

c(NH4+) 0.11

[H+] = ─────K a = ───10-9.25 = 10-9.16

c(NH3) 0.09

pH = 9.16

13. 在400 mL水中加入6.2 g NH4Cl(忽略其体积变化)和45 mL 1.0 mol/L NaOH 溶液, 此混合溶液的pH是多少? (M r(NH4Cl) = 53.5, NH3的p K b = 4.74)

解：总体积V = 445 mL

1.0×45

c(NH3) = ──────= 0.10 (mol/L)

445

6.2×1000/53.5－1.0×45

c(NH4+) = ─────────────= 0.16 (mol/L)

445

c(NH3) 0.10

pH = p K a+ lg────= 9.26 + lg────= 9.06

c(NH4+) 0.16

14.

若将0.10 mol/L HAc溶液和0.20 mol/L NaOH溶液直接混合,配制成pH为5.20 的缓冲溶液1 L,问需加入上述溶液各多少毫升? [已知p K a(HAc) = 4.74]

解：[Ac-]

pH = p K a+ lg──── 5.20 = 4.74 + lg([Ac-]/[HAc])

[HAc]

[Ac-] /[HAc] = 2.88

设1 L混合溶液中需加入0.20 mol/L NaOH溶液x mL,则消耗0.10 mol/L HAc

溶液为2x mL,代入上式:

0.20x

────────= 2.88 x = 270 (mL)

0.10(1000－3x)

故需加入0.20 mol/L NaOH溶液270 mL,

0.10 mol/L HAc溶液1000-270 = 730 (mL)

1000-x：应加HAc体积，再减2x，为剩余的HAc．

15. 0.60 mol/L HCl溶液与1.8 mol/L氨基乙酸溶液等体积混合后,该溶液的pH是多大? (p K a1 = 2.35, p K a2 = 9.78)

解：NH3+CH2COO-+ H+→NH3+CH2COOH

等体积混合后:

c(NH3+CH2COO-) = (1.8-0.6)/2 = 0.6 (mol/L)

c(NH3+CH2COOH) = 0.6/2 = 0.3 (mol/L)

pH = p K a1+ lg(c b/c a) = 2.35 + lg(0.6/0.3) = 2.65

16. 某分析工作者欲配制pH = 0.64的缓冲溶液。称取纯三氯乙酸(CCl3COOH)

16.3 g,溶于水后,加入2.0 g固体NaOH,溶解后以水稀至1 L.试问:

(1) 实际上所配缓冲溶液的pH为多少?

(2) 若要配制pH = 0.64的三氯乙酸缓冲溶液,需加入多少摩尔强酸或强碱?

[已知M r(CCl3COOH) = 163.4, K a(CCl3COOH) = 0.23, M r(NaOH) = 40.0] 解：因Cl3CCOOH加入NaOH后,构成缓冲溶液,c a = c b = 0.050 mol/L

c a-[H+]

可直接代入[H+] = K a ─────计算,

c b+[H+]

0.050-[H+]

[H+] = 0.23×────────, 解得[H+] = 0.037 mol/l, pH = 1.43

0.050+[H+]

(2) 设加入HCl 的浓度为c a (mol/L), 根据质子平衡式

K a

[H +] = ─────×C (CCl3COOH)+c a

[H +]+K a

0.23

0.23 = ──────×0.10+c a

0.23+0.23

c a = 0.18 mol/L

加入 n (HCl) = 0.18×1 = 0.18 (mol)

17 欲配制氨基乙酸总浓度为0.10 mol/L 的缓冲溶液100 mL,使其溶液的pH 为2.00,需氨基乙酸多少克?需加入1.0 mol/L 的强酸或强碱多少毫升? 缓冲容量为多大？已知氨基乙酸盐H 2A +的K a1 = 4.5×10-3, K a2 = 2.5×10-10, M r (NH 2CH 2COOH) = 75.07。

解：

(1) 需氨基乙酸的质量m (NH 2CH 2COOH) = 0.10×75.07/10 = 0.75 (g)

(2)解法一：

设加入HCl 溶液后的浓度为c a mol/L,以HA 为质子参考水平,其质子平衡式为:

[H +] + [H 2A +] = [A -] +[OH -]+ c a 参考水平：HA

忽略[A -] +[OH -]，所以 c a ≈[H +]+[H 2A +]

(1.0×10-2 )2×0.10

C a = 0.010 + ────────────────────────── (1.0×10-2)2+4.5×10-3×1.0×10-2+4.5×10-3×2.5×10-10 = 7.9×10-2 (mol/L)

故应加入1.0 mol/L HCl 的体积V (HCl) = 7.9×10-2×100/1.0 = 7.9 (mL) 解法二：

设H 2A + 的浓度为x(mol/L ），则HA 的浓度为0.1-x(mol/L ），∵p H ﹤6,要按近似式计算，

2[]1[]lg HA H A C H C

H pH pKa +++-=+ 即 2.00=2.35+0.10[]

[]lg x H x H ++-+-,解得x=0.079(mol/L ）

需加1.0(mol/L ）的HCl ：0.079×100/1=7.9mL.

（3）β=2.30×C +12

H K ([]K )H a a +????+=2.30×0.10×2 2.352 2.3521010(1010)0.049----?+=

18 取10 mL pH = 4.74的醋酸缓冲溶液,加至某分析操作液中, 使其总体积为100 mL,如果要求该操作液具有最大缓冲容量0.10 mol/L,那么欲配制500 mL 此缓冲溶液需取冰醋酸(17 mol/L)多少毫升? 需醋酸钠NaAc ·3H 2O 多少克?

[M r (NaAc ·3H 2O) = 136, p K a (HAc) = 4.74]

解：βmax = 0.575×c总= 0.10

c = 0.10/0.575 = 0.17 (mol/L)

[HAc] = [Ac-] = c总/2 = 0.085 (mol/L)

0.085×10×500

V(HAc) = ──────────= 25 (mL)

0.085×10×500×136

m(NaAc·3H2O) = ─────────────= 58 (g)

1000

19.假设某酸碱指示剂HIn的变色pH范围为2.60, 若观察到刚显酸式(HIn)色时比率[HIn]/[In-]和碱式(In-)色时[In-]/[HIn]是相同的。当指示剂刚显酸色或碱色时,HIn或In-形体所占的百分比为多少?

解：

由题意可知,指示剂的变色pH范围为

pH = p K a±1.3

[HIn] [H+]

即───= ───= 101.3 = 20

[In-] K a

[HIn] 20

──────= ──= 0.95

[HIn]+[In-] 21

所以指示剂刚显酸色或碱色时,HIn或In-形式所占的百分比为95%。

20.

用0.10 mol/L HCl滴定0.10 mol/L NaOH, 而NaOH试液中还含有0.10 mol/L NaAc, 计算：化学计量点及化学计量点前后0.1%的pH [p K a(HAc) = 4.74]

解：(1) 化学计量点时溶液为0.05 mol/L NaAc

────

[OH-]= √10-9.26-1.30 = 5.28(mol/L) pH = 8.72

化学计量点前0.1%为NaOH- NaAc,忽略后者

0.1×0.1%

[OH-]= ──────=10-4.30(mol/L) pH = 9.70

化学计量点后0.1%为HAc-Ac-缓冲溶液

c(HAc) 10-4.30

[H+] = ────K a = ─────×10-4.74 = 10-7.74(mol/L)

c(Ac-) 10-1.30

pH = 7.74

填空题选择题

在滴定分析中若指示剂的变色点与化学计量点恰好相同,__ 不能__(能或不能)说滴定误差为零。这是因为___只能说不存在系统误差,但人眼判断颜色有±0.3pH(或pM)的不确定性,总有随机误差存在,故不会为零__

用四种分析方法来分析已知铝质量分数为24.83%的标准试样,这四种方法所测得的平均结果(%)和标准差(%)如下:

(A) x = 25.28, s = 1.46 (B) x = 24.76, s = 0.40

四种方法中最优的是__ B __,差的是__A__和__C__。其中__ D __存在系统误差,若找出原因可加以校正。

4. 水溶液呈中性是指-----------------------------------------------------( B )

(A) pH = 7 (B) [H +] = [OH -]

K w 随温度变化，所以pH 随温度变化

5. 某病人吞服10g NH 4Cl 1小时后, 他血液的pH = 7.38。已知H 2CO 3的 p K a1 =

6.38, p K a2 = 10.25。此时他血液中[HCO 3-]/[H 2CO 3]之比为--------------( B )

(A) 1/10 (B) 10 (C) 1/2 (D) 2

6. 有甲、乙、丙三瓶同体积同浓度的H 2C 2O 4、NaHC 2O 4和Na 2C 2O 4溶液, 若用HCl 或NaOH 调节至同样pH,最后补加水至同样体积,此时三瓶中[HC 2O 4-]的关系是----------------( D )

(A) 甲瓶最小 (B) 乙瓶最大

7. 含0.10mol/L HCl 和0.20mol/L H 2SO 4的混合溶液的质子条件式是---( C )

(A) [H +] = [OH -]+[Cl -]+[SO 42-] (B) [H +]+0.3 = [OH -]+[SO 42-]

8. 用NaOH 滴定某一元弱酸HA,在化学计量点时,[H +]的计算式是-----( D )

(A) )(a HA ?c K (B)

)()(a -A HA ?c c K (C) )(a W -A ?c K K (D)

)

(W a -A ?c K K

配位滴定

计算题

用0.0200 mol/L EDTA 滴定pH=10.0每升含有0.020 mol 游离氨的溶液中的Cu 2+

[c (Cu 2+)=0.0200 mol/L], 计算滴定至化学计量点和化学计量点前后0.1% 时的pCu'和pCu 值。

[lg K (CuY)=18.8； pH=10.0时lg αY(H)=0.5, lg αCu(OH)=0.8； Cu-NH 3络合物的各级累积常数 lg β1~lg β4: 4.13、7.61、10.48、12.59]

解： )Cu(N H 3α =1+10-2.00+4.13+10-4.00+7.61 +10-6.00+10.48 +10-8.00+12.59 =104.9

αCu =104.9+100.8-1=104.9

lg K '(CuY)=18.8-4.9-0.5=13.4

化学计量点 pCu' = (13.4+2.0)/2 = 7.7 pCu = 7.7+4.9 = 12.6

0.020×0.1%

化学计量点前0.1% [Cu']= ─────── =10-5.0 (mol/L)

2 →体积增大一倍

pCu=5.0+4.9=9.9

[CuY] 103 1

化学计量点后0.1% [Cu']= ────── = ──×─── =10-10.4 (mol/L)

[Y'] K '(CuY) 1 1013.4 pCu=10.4+4.9=15.3

在一定条件下用0.010 mol/L EDTA 滴定50.00 mL 同浓度金属离子M 2+, 在加入49.95 mL 到50.05 mL EDTA 时pM 值改变 1 单位, 计算 K '(MY)。

解：加入49.95 mL 和50.05 mL EDTA 相当于化学计量点前后0.1%。

依题意: E t =±0.1% ?pM = 1/2 =0.5 c (M 计) = 0.010/2 = 0.005

根据'pM

pM t 1010K c E 计?-?-= （林邦公式）

100.5-10-0.5

0.1%= ─────── 解得 K '=109.2

√ 0.005×K '

10.

酸碱滴定 练习

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