第四、五章分析化学答案

第四章 滴定分析概论

1. 当加入的标准溶液与待测组分按反应式的化学计量关系恰好反应完全时，反应即达到了化学计量点。

滴定度是指每毫升滴定剂相当于待测物质的克数，用T T/A 表示；每毫升滴定剂中所含溶质的克数表示的滴定度用T M 表示。

先用适当的试剂与待测物质反应，使之置换出一种能被定量滴定。

2. 用来直接配置标准溶液的物质即称为基准物质。

基准物质应具备的条件：

1) 物质具有足够的纯度，即杂质含量小于滴定分析所允许的误差限度；

2) 物质的组成要与化学式完全符合；

3) 物质的性质稳定，加热干燥时不分解，称量时不吸湿，不吸收CO 2，不被空气氧化；

4) 物质最好具有较大的摩尔质量以减少称量误差。

5. 计算下列各物质的量浓度。

（1）用0.630g 的H 2C 2O 4· 2H 2O 配制成100.0ml 的溶液；

（2）用98.0mg 的H2SO4配成20.0ml 的溶液；

（3）用3.00g 的NaOH 配制成0.100L 溶液；

（4）用69.0 g 的BaCl2配制成2.00L 溶液

（2） L mol /04997.0100.2008.98100.983

3

=??-- （3） L mol /7500.0100

.000.4000

.3= （4） L mol /1657.000

.223.2080

.69=

4. 已知浓盐酸的相对浓度为1.19，其中含HCl 为37%，求其浓度为多少？如欲配制1L 0.1mol/L 的HCl 溶液，应取这种浓盐酸多少毫升？ L mol /08.121

46.36%

37100019.1=?? v 08.121.01=? ml v 28.8=

9. 现有0.0968mol/L HCl 溶液1000ml, 欲配成0.1000mol/L HCl 溶液2000ml,需加入盐酸溶液多少毫升？

20001000.008.1210000968.0?=+?v ml v 60.8=

10. 用20.00ml KMnO 4溶液恰好能氧化一定重量的KHC 2O 4· 2H 2O ，同样重量的KHC 2O 4· 2H 2O 能被0.1000mol/L NaOH 溶液22.10ml 中和，试求KMnO 4溶液的浓度。

2KMnO 4 ～ 5KHC 2O 4 ～ 5NaOH

L mol V V C a t V V C a t C KMnO NaOH NaOH KMnO O H O KHC O H O KHC KMnO /04420.000

.2010.221000.052442422424

=??===??

第五章 酸碱滴定

1.（1） 写出下列碱的共轭酸

HCO 3-, CH 3COO -, H 2O, C 6H 5NH 2, NH 3, Ac -, S 2-

解：H 2CO 3, CH 3COOH, H 3O +, C 6H 5NH 3+, NH 4+, HAc, HS -

( 2 ) 写出下列酸的共轭碱

HNO 3, H 2O, H 2PO 4-, HCO 3-, HC 2O 4-, H 2S, HPO 42-

解：NO 3-, OH -, HPO 42-, CO 32-, C 2O 42-, HS -, PO 43-

2. HA + B == BH + + A -

酸碱的离解、酸碱中和反应都是质子转移的酸碱反应，是两个共轭酸碱对共同作用的结果，酸碱中和反应所生成的盐实质上是酸、碱或两性物质。盐的水解实质也是酸、碱质子转移反应。

3. 写出下列酸碱组分在水溶液中的质子平衡式：

HNO 3 ：[H +] == [NO 3- ] + [OH -]

HCN ：[H +] == [CN - ] + [OH -]

NH 3 ：[H +] + [ NH 4

+ ] == [OH -] NH 4HCO 3 ：[H +] +[H 2CO 3] == [ NH 3 ] + [ CO 32-] +[OH -]

NH 4Ac ： [H +] +[HAc] == [OH -] + [NH 3]

Na 2HPO 4 ： [H + ] + [H 2PO 4-] + 2[H 3PO 4] == [ OH - ] + [PO 43-]

Na 3PO 4 ： [H +] + [HPO 42-] + 2[H 2PO 4-] + 3[H 3PO 4]== [OH -]

H 2CO 3 ： [H +] == [HCO 3- ] +2 [CO 32-] + [OH -]

H 3PO 4 ： [H +] == [ H 2PO 4- ] + 2[HPO 42-] + 3[PO 43-] +[OH -]

4. 计算：

(1) 计算0.10 mol/L NaAc 水溶液的pH. (K a(HAc)=1.8×10-5)

(2) 计算0.10 mol/L NH 4Cl 水溶液的pH. (K b(NH3)=1.8×10-5)

(1) 计算10514

1056.510

8.110---?=?=b K

CK b >20K W ,C/K b >500,用最简式计算。

6-10-1046.710.0105.56 ][OH -?=??==b CK

POH = 5.12 PH = 8.88

(2) 同理 101056.5Ka -?= CK a >20K W ,C/K a >500, 用最简式计算。

6-101046.710.0105.56 ][H -+?=??==a CK [H +] = 7.46?10-6

PH = 5.12

5. 酸碱指示剂一般是有机弱酸或有机弱碱，它们的共轭酸式和共轭碱式由

于具有不同的结构而呈现不同的颜色。当溶液的pH 值改变时，指示剂失去质子，由酸式转变为共轭碱式，或得到质子，由碱式转变为共轭酸式，由于结构上的改变，从而引起溶液颜色的变化。

指示剂的变色范围：pH=pK I n ±1

选择指示剂的原则：指示剂的变色终端应落在计量点附近的pH 突跃范围内。

6. 甲基橙为一有机弱酸，理论变色范围pH2.4～4.4，而实际变色范围为

pH3.1～4.4。产生这种差异的原因是由于人眼对红色（深色）较之对黄色（浅色）更为敏感的缘故，所以甲基橙的变色范围在pH 小的一端就短一些。

7. 酸碱在滴定过程中，溶液pH 值随滴定剂加入的变化情况,即以加入的滴定

剂体积（或滴定百分率）为横坐标，以相应溶液的pH 值为纵坐标绘制的曲线称pH 滴定曲线。

滴定过程中计量点前后(计量点前后±0.1％相对误差范围内)pH 值的突变称为滴定突变。

影响滴定曲线的因素：滴定突变范围的大小受酸碱浓度以及离解常数的影响。

8. 下列酸碱能否直接用0.10 mol/L NaOH 或HCl 标准溶液滴定，如能滴定，计算计量点的pH 。并说明应选用何种指示剂？

（1）0.10 mol/L HCOOH 水溶液（K a =1.8×10-4）

（2）0.10 mol/L NH 4Cl 水溶液(K b =1.8×10-5）

（3）0.10 mol/L C 6H 5COOH 水溶液（K a =6.2×10-5）

（4）0.10 mol/L C 6H 5COONa 水溶液

（5） 0.10 mol/L C 6H 5OH 水溶液(Ka=1.1×10-10 )

（6） 0.10 mol/L C 6H 5ONa 水溶液

解：（1）甲酸（HCOOH ） K a = 1.8×10-4

C a ·K a > 10-8，能被准确滴定

计量点产物：HCOO — 一元弱碱 C b K b ≥ 20K W , C b / K b > 500

[]64141067.1210.010

8.110----?=??=?=b a W C K K OH ()78.567.1lg 61067.1lg 6=-=?-=-pOH

22.878.500.14=-=pH

可选酚酞或苯酚红为指示剂

（2）K b =1.8×10-5 10514

1056.510

8.110---?=?==b W a K K K C a K a =5.56×10-10﹤10-8

所以不能被准确滴定

（3）C 6H 5COOH K a = 6.2×10-5 C a =0.1mol/L

C a ·K a > 10-8，能被准确滴定

计量点产物：C 6H 5COO — 一元弱碱 C b K b ≥ 20K W , C b / K b > 500 []65141084.2210.010

2.610----?=??=?=b a W C K K OH ()55.584.2lg 61084.2lg 6=-=?-=-pOH

45.855.500.14=-=pH

可选酚酞或百里酚红为指示剂

（4） 1054

106.110

2.610---?=?==a W b K K K C a K a

=1.6×10-11﹤10-8 所以不能被准确滴定

（5） Ka=1.1×10-10

C a K a =1.1×10-11﹤10-8

所以不能被准确滴定

(6) C 6H 5ONa K a = 1.1×10-10 C b =0.10mol/L

51014

101.9101.110---?=?==a

W b K K K C b ·K b > 10-8，能被准确滴定

计量点产物：C 6H 5OH 一元弱酸 CaK a ≥ 20K W , C a / K a > 500 []6101034.2101.12

10.0--+?=??==a a K C H ()63.534.2lg 61034.2lg 6=-=?-=-pH

可选甲基红为指示剂

9. 下列酸碱水溶液能否进行分步滴定或分别滴定？

（1）H 3PO 4 C=0.10mol/L K a1=7.6×10-3 K a2 =6.3×10-8 K a3=4.4×10-13

C K a 1﹥10-8 K a1/ K a 2≥104

C K a 2﹤10-8 K a2/ K a 3≥104

所以，H 3PO 4可以被分步滴定，有两个滴定突跃。

第一计量点，产物H 2PO 4-，

[]5831019.2103.6106.721---+?=???==a a K K H

pH=-lg(2.19×10-5)=4.66, 选择甲基红为指示剂。

第二计量点，产物HPO 42-

[]108131066.1103.6104.432---+?=???==a a K K H

pH=-lg(1.66×10-10)=9.78，选择酚酞为指示剂。

（2）H 2C 2O 4 C=0.10mol/L K a1=5.9×10-2 K a2 =6.4×10-3

C K a 1﹥10-8 C K a 2 ﹥10-8 ，K a1/ K a2＜104

所以，H 2C 2O 4不能被分步滴定,两个H +都能被准确滴定，只有一个滴定突跃。

计量点时产物C 2O 42-,

[]6514103.210

4.6100.1310.01----?=???==b K C OH pOH=-lg(2.3×10-6)=

5.64, pH=14-5.64=8.36，选择酚酞为指示剂。

10. 有一含有Na 2CO 3的NaOH 药品1.179g, 用0.3000 mol/L 的HCl 溶液滴定

至酚酞终点，耗去酸48.16ml, 继续滴定至甲基橙终点，又耗去酸24.08ml, 试计算Na 2CO 3和NaOH 的质量分数。

解：

Na 2CO 3 0.3mol/L HCl NaHCO 3 NaCl

NaOH 48.16ml NaCl 24.08ml

Na 2CO 3% %95.64%100179

.11099.10508.240.30002213

=??????=- NaOH% = %51.24%100179

.11000.40)08.2416.48(3000.03

=???-?-

11. 某一含有Na 2CO 3、NaHCO 3及杂质的试样0.6020g(杂质不与酸反应), 用0.2120mol/L HCl 溶液滴定，用酚酞做指示剂，变色时用去HCl 溶液20.50ml,继续滴定至甲基橙变色，用去25.88ml, 求试样中各成分的百分含量。 （M Na2CO3=105.99, M NaHCO3=84.01）

解：

Na 2CO 3 0.2120mol/L HCl NaHCO 3 NaCl

NaHCO 3 20.50ml NaCl 25.88ml

Na 2CO 3% = %52.76%1002000

6020.099.10550.2022120.0=????? NaHCO 3% =%92.15%1001000

6020.001.84)50.2088.25(2120.0=???-?

12. 用基准物硼砂（Na 2B 4O 7· 10H 2O ）标定HCl 溶液的浓度。称取硼砂0.5722g,溶解于水后加入甲基橙指示剂，以HCl 溶液滴定，消耗HCl 25.30ml,计算HCl 溶液的浓度。（M Na2B4O7· 10H2O =381.37）

molL V M m a t C HCl HCl 1186.030

.251000237.3815722.01000=??=?=硼砂

硼砂

14. 称取0.2500g 不纯的CaCO 3试样，溶解于25.00ml HCl 溶液（0.2480mol/L ）中，过量的酸用6.80ml NaOH 溶液（0.2450mol/L ）回滴，求试样中CaCO 3的百分含量？（M CaCO3=381.37）

CaCO 3 ～ 2HCl ～2NaOH

()%68.90%1002500

.010000.10080.62450.000.252480.02

1%3=???-??=CaCO

15.准确称取某草酸试样 1.500g, 加水溶解并定容至250.00ml ，取25.00ml,以0.1000mol/L NaOH 23.50ml 滴定酚酞指示剂显微红色，计算H 2C 2O 4· 2H 2O 的百分含量。（M H2C2O4· 2H2O =126.06）

22421250.00126.060.100023.502

25.001000%100%98.75%1.500

H C O H O ?????=?=

18. 何谓溶剂的拉平效应和区分效应？在下列何种溶剂中，醋酸、苯甲酸、盐酸、高氯酸的强度都相同？

（1）纯水；（2）浓硫酸；（3）液氨；（4）甲基异丁酮；（5）乙醇。

解：不论酸的固有酸常数有多大区别，但溶于水后其固有酸强度的差异已不能表现出来，都被拉到H 3O +的强度水平，结果使它们的酸强度均相等，溶剂的这种

作用称为拉平效应。

将四种酸溶于某种弱酸中，由于该弱酸的碱性比水弱，这四种酸在其中的质子转移反应不完全，并且在程度上有差别，该弱酸的这种作用称为区分效应。 在(3)液氨中酸强度相同。

20.指出下列溶剂中，何者为质子性溶剂？何者为非质子性溶剂？若为质子性溶剂，是酸性溶剂还是碱性溶剂？若为非质子性溶剂，是惰性溶剂还是显碱性的非质子性溶剂？

（1）甲基异丁基酮：非质子性溶剂；碱性溶剂

（2） 苯：非质子性溶剂；惰性溶剂

（3） 水：质子性溶剂；两性溶剂

（4） 冰醋酸：质子性溶剂；酸性溶剂

（5） 乙二胺：质子性溶剂；碱性溶剂

（6） 二氧六环：非质子性溶剂；惰性溶剂

（7） 乙醚：非质子性溶剂；碱性溶剂

（8） 异丁醇：质子性溶剂；两性溶剂

（9） 丁胺：质子性溶剂；碱性溶剂

（10） 丙酮：非质子性溶剂；碱性溶剂

27. 精密称取盐酸麻黄碱试样0.1498g,加冰醋酸10ml 溶解后，加入醋酸汞4ml 与结晶紫指示剂1滴，用0.1003mol/L 的HClO 4的标准溶液8.02ml 滴定到终点，空白消耗标准溶液0.65ml,计算此试样中盐酸麻黄碱的百分含量。

解：C 10H 15NO·HCl ～HClO 4

()%53.99%1001000

1498.07.20165.002.81003.01000%441510=???-?=?=

?S M V C HCl NO H C HClO HClO

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