分析化学讲稿第5章 酸碱滴定法 习题课15doc.docx
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分析化学讲稿第5章酸碱滴定法习题课15doc
第5章酸碱滴定法
小结
1、酸碱反应的基本概念,Ka和Kb的关系
2、酸度对弱酸(碱)形态分布的影响(一元、多元),分布分数计算,各种形态浓度的计算;
3、质子条件的书写;酸碱溶液的[H+]计算:
一元(多元)酸碱,两性物质,共车厄酸碱体系。
4、酸碱缓冲溶液:
缓冲容量和缓冲范围,会选择缓冲溶液并配制需要的缓冲溶液(定量计算)。
5、酸碱指示剂:
了解作用原理,影响因素,掌握常用指示剂(M0、MR、PP)的变色区间和变色点。
6、酸碱滴定曲线和指示剂的选择
强酸(碱)滴定、一元弱酸(碱)滴定过程中pH计算,重点是化学计量点及±0.1%时的pH计算。
了解滴定突跃与浓度、Ka(Kb)的关系,一元弱酸碱能被准确滴定的条件;正确选择指示剂;了解多元酸、混合酸、多元碱溶液分步滴定或全部滴定的条件及指示剂的选择。
7、终点误差的计算。
8、酸碱滴定法的应用:
混合碱(酸)、含氮量、H3BO3的测定。
习题课
例1:
称取一元弱酸HA试样l.OOOg,溶于60.00mL水中,用
0.2500mol・L"NaOH滴定。
已知中和HA至50%时,溶液的pH=5.00,
当滴定至化学计量点时pH=9.00o计算试样中HA的质量分数。
(假设HA的摩尔质量为82.00g・moU)(P165习题23)
解:
HA被中和一半时,pH=pKa,即pKa=5.00
中和至计量点时,溶液为一元弱碱溶液,[OH~]=^cNaAKb例3:
用1.000mobL'NaOH溶液滴定50.00mLH2SO4和H3PO4混合酸,结果如下:
设加入NaOH溶液VmL,则计量点时
0.2500xv=0.1000x(60.00+V)
溶液滴定,以甲基红为指示剂,消耗HC1溶液20.00mL;再加甘露
醇强化后,以酚駄为指示剂,用0.2000molL_1NaOH标准溶液滴定
消耗30.00mLo计算试样中硼砂和硼酸的质量分数。
(师大本Pl5)
思考题与习题35)
用HC1溶液滴定硼砂生成的硼酸的物质的量
n=4nB^2-=4X1/2,777C7=2nHd
力口入NaOH(mL)26.0030.00
pH值7.209.78
计算混合酸中H2SO4和H3PO4浓度各为多少?
已知:
H2SO4Ka2=1.0xIO2,H3PO4的Kai=7.6x10?
Ka2=6.3x10巴Ka3=4.4xW,3O
解:
pH=7.20时,%比叫=%叫
H2SO4的两个H+全部被滴定,H3PO4被滴定3/2个H+pH=9.78,H3PO4被滴定2个FT
X50.00=(30.00-26.00)x1.000,cH^=0A6molUl
例4:
设计测定混合物中各组分含量的方法。
(包括主要步骤、滴定
剂、指示剂、含量计算公式,固体试样用质量分数表示,液体试样用质量浓度g-L'1表示)(武大本P162思考题9)
准确移取VmL混合试液,以甲基红为指示剂,用浓度为c的
NaOH标准溶液滴定,消耗NaOH溶液VimL;再加适量甘露醇或
甘油溶液强化后,以酚駄为指示剂,用NaOH标准溶液继续滴定,又消耗VzmL。
cV2M
(")
(2)H2SO4+H3PO4
准确移取VmL混合试液,以甲基红为指示剂,用浓度为c的NaOH标准溶液滴定H2SO4至Na2SO4,H3PO4至NaHzPOs消耗NaOH溶液VimL;再加入酚駄为指示剂,用NaOH标准溶液继续滴定,又消耗VzmL。
(3)HC1+NH4CI
准确移取VmL混合试液,以甲基红为指示剂,用浓度为c的NaOH标准溶液滴定HC1至NaCl,消耗NaOH溶液V(mL;再加适量甲醛溶液强化后,以酚駄为指示剂,用NaOH标准溶液继续滴定,又消耗VzmL。
(4)Na3PO4+Na2HPO4
准确称取试样mg加适量水溶解,以酚駄为指示剂,用浓度为c的HC1标准溶液滴定Na3PO4至NazHPCU,消耗HC1溶液V|mL;再加入甲基红为指示剂,继续用浓度为c的HC1标准溶液滴定Na2HPO4至NaH2PO4,又用去V2mL。
(5)NaOH+Na3PO4
准确称取试样mg加适量水溶解,以百里酚駄为指示剂,用浓度为c的HC1溶液将NaOH滴定至NaCl,PO43'至HPO产,消耗HC1溶液V|mL;以甲基橙为指示剂,用HC1溶液继续将HPO4-至滴定H2PO4\又消耗HC1溶液V2mLo
(6)NaH2PO4+NaHSO4
准确称取试样mg加适量水溶解,以酚駄为指示剂,用浓度为c]的NaOH标准溶液滴定NaH2PO4至NazHPCU,NaHSO4至N^SCU消耗NaOH溶液V|mL;再加入甲基红指示剂,用浓度为c?
的HC1
标准溶液滴定NagHPCU至NaFhPCU,消耗V2mL。
_(CJ^~NaHSOA
^NaHSO4=
m
质子理论部分
提出酸碱质子理论的科学家是(A)
A.Bronsted一Lowry
B.Arrhennius
C.DebyeHuckel
D.Lewis
2、按酸碱质子理论,下面哪个物质是酸?
(A)
A.Fe(H2O)63+
B.(CH2)6N4
C・NaAc
D.HzNCHqCOCT
3、按酸碱质子理论,NagHPCU是(D)
A.中性物质
B.酸性物质
C.碱性物质
D.两性物质
4、共辄酸碱对的Ka和心的关系是(C)
A.Ka=Kb
B・Ka・Kb=l
C・KaKb=Kw
D.Kb/Ka=Kw
5、H2PO/的共辄碱是(B)
A.H3PO4B.HPO42_C・PO43-D.OPT
6、已知H3PO4的pKal-pKa3分别为2.12、7.20.12.36,则PO43-
的pKbl为(C)
A.11.88B・6.80
C.1.64D.2」2
7、下列阴离子的水溶液,若浓度相同,则何者碱度最强?
(B)
A.CN_(Khcn=6.2x1O_10)
B.S2-(H2S的也、Ka2分别为:
1.3xl07,7.1X1015)
C.F(KHF=3.5x1O'4)
D・CH3COO_(KHAc=1.8X10-5)
8、酸碱滴定法是以(酸碱)反应为基础的一种滴定分析法,其反
应实质可用下式表示:
(H++OFT—H2O)
9、已知某三元酸H3A的pKal=2.00,pKa2=7.00,pKa3=12.00o则其共轨碱A%的pKb|值为(2.00)
10、已知H2CO3的pKaI=6.38,pKa2=10.25,则Na2CO3的
pKbl=(3.75),pKb2=(7.62)
分布分数部分
1、某三元酸H3A的离解常数为pKaI(2.12)、pKa2(7.20)、pKa3(12.36),在下列不同pH值的溶液中,HA、的分布分数最大的那种溶液的pH值是(C)
A.5.00B.7.21C・9.78D・12.32
2、已知某酸的浓度为0Jmol-L\而其酸度大于O-lmobf1,则这种酸为(A)
A.H2SO4B・HNO3C・HC1D・H3PO4
3、已知某酸的浓度与其酸度均为O.lmol-L-1,则这种酸为(C)
A.H2SO4B.HAcC・HC1D.HF
质子条件部分考题
b(NH4)2HPO4的质子条件是
([H+]+[H2PO4]+2[H3PO4]=[OH-]+[NH3]+[PO43])o
2、写NH4HCO3水溶液的质子条件应选(NHf)、(HCO3-)和(出0)为参考水准,质子条件为([H+]+[H2CO3]=[Oir]+[CO32l+[NH3]).
3、0.100mobL-,H2S04溶液的质子条件是([H+]=[OH]+[SO42]+0.100)
4、cmol・L」NaAc+cmobL_INH4Cl溶液的质子条件是
([H+]+[HAc]=[OH]+[NH3])
5、在0.40mol-L^NHs溶液中加入等体积0.20mobL_,HCl
([H+]4-[NH4+]=[OH]+0.10)
6、c1mobL-,NaH2PO4+c2mobL1Na2HPO4水溶液的质子条件是
(LH+J+LH3PO4J=LOHJ+2[PO43J+[HPO42]-c2)
([OHJ+[PO43]=[H+]+2[H3PO4]+[H2PO42]-c,)
7、下列有关Na2CO3在水溶液中质子条件的叙述,哪个是正确的?
A.[H+]+2[Na+]4-[HCO3-]=[OH-]
B.H+]+2[H2CO3]4-[HCO3]=[OH]
C・[HJ+[H2CCM+[hco3j=lohj
D.[HJ+[HCO3]=[OH]+2[CO32]
pH计算部分
1、等体积的pH=1.00和pH=13.00的强电解质混合溶液的pH值是
(B)A.10OB.7.00C.6.00D・1300
2、NH4+Ka=10_9-26,则0.10molL_lNH3水溶液的pH值为(B)
A.9.26B.11・13C.4.74D.2.87
3、EDTA的pKai~pK“6分别是09162.0,2.67,6.16和10.26。
EDTA二钠盐(Na2H2Y)水溶液pH约是(D)
4、当下列各酸水溶液中的H+离子浓度相等时,哪一种溶液中物质的量浓度最大?
(B)
A.HAc(Ka=l$xl()d)b.H3BO3(Ka=5.7xl(y")
C・H2C2O4(Kal=5.9xl0-2)D.HF(Ka=3・5xl(/)
5、浓度为0.1mol・L"的某弱酸弱碱盐NH4A溶液pH=7.00,则HA
的pKa为(NH3H2O的Kb=1.8xlO5)(B)
A.9.26B・4.74C・7.00D・1000
6、计算一元弱酸溶液的pH值,常用的最简式为[H+]=(/瓦),使用此式时要注意应先检查是否满足两个条件:
(c/Ka>100)和(cKa〉10Kw),否则将引入较大误差。
7、用O.lOOOmol-L1的NaOH滴定0.1000mol.LlH2S04,计算滴定百分数分别为0和100时溶液的pH值(H2SO4的Ka2=1.0xW2)e
解:
滴定百分数为0时,溶液的组成为0.1000mol-L_,H2S04,可按一元强酸和一元弱酸的混合溶液进行计算:
[H+]=(一KQ+J(c-%
2
_(0」000-1.0xl(r2)+J(0」000-1.0xl(y2)2+8x0」000x1.0x10-2
_2
=0・llmol・L"pH=0.96
滴定百分数为100时,溶液的组成为0.033mol・L"Na2S04,
SO42-+H2O—HSO]+OH-Kb=Kw/Ka2=10'12
可按一元弱碱溶液进行计算:
又VC/Kb>100,cKb<10Kw
••・采用一元弱碱近似式进行计算:
[OH~]=JcK〃+心=Jo.O33x10^+10"=2.1x\0^mol-㈡pOH=6.68pH=7.32
8、计算2.0xl0_2mobL1NaHSO4溶液的pH值(硫酸pKa2=2.0)解:
•・•HSO4_—SO42-4-H+
可作为一元弱酸处理。
又•・•cKa>10Kw,c/Ka<100
-1.0x10-2+J(1.0x10-2)2+4x1.0x10-2x2.0x1(f2
缓冲溶液部分
1、对由弱酸和其共辄碱组成的缓冲溶液来说,决定其缓冲容量大小的是(C)
A.弱酸的Ka值和共辄碱的Kb值
B.弱酸和共车厄碱的总浓度
C.弱酸和共辄碱的总浓度及两者的浓度比
D.弱酸的Ka值和溶液的H+离子浓度
2、缓冲溶液的缓冲容量的大小与缓冲溶液的(组分比)和(总浓度)有关。
3、0.20mol-L_1NH3—0.20mol-L_1NH4C1溶液的缓冲容量在pH=(9.26)时最大,其数值为(0.23),(已知:
NH3的pKb=4.74)。
4、某一元弱酸和其共辄碱形成的缓冲溶液总浓度为lmol・L",其最大的缓冲容量为(A)
A.0.575B.2.30C.0.1D・1.0
5、配制总浓度为0.20mol・L"六亚甲基四胺缓冲溶液,最大缓冲指数Pmax=(0・115mol・L"),出现在pH=(5.15)时。
(已知:
六亚甲基四胺pg二&85)
6、配制pH=9.0的缓冲溶液,缓冲体系最好选择(B)
A.—氯乙酸(pKa=2.86)一盐
B.氨水(pKb二4.74)一盐
C.六亚甲基四胺(pKb=8.85)-盐
D.醋酸(pKa=4.74)-盐
7、以下溶液稀释10倍时pH改变最小的是(A)
A.0.10molL-,NH4Ac溶液B・O.lOmobL^NaAc溶液
C・0.10molL_1HAc溶液D・0.10mol-L_,HCl溶液
8、欲配制pH=5.00缓冲液500mL,已用去6mol・L」HAc34.0mL,则需加NaAc-3H2O约多少克(已知pKa=4.74,NaAc-3H2O式量:
136.1)
A.20B・30C.40D・50
9、酉己制1升HAc-NaAc缓冲液,使用时需稀释10倍,如要求在lOOmL操作液中加入1.0xW3mo1的强酸或强碱(忽略体积变化),
pH值改变不超过0.30个单位,应如何配制?
取冰醋酸(17mobL_,)多少毫升?
醋酸钠多少克?
(HAc的pKa二4.74,水合醋酸钠式量:
136.1)
解:
设HAc和NaAc浓度相同,均为nmol-L'1
未加强酸或强碱时:
pH=pKa=4.74
力口入弓虽酸l.OxlO^mol日寸,pH=4.74-0.30=4.44
则pH=pKa+lg(O.ln-l.OxlO-3)/(O.ln+l.OxlO-3)
即4.44=4.74+lg(0.1n-l.OxIO-3)/(0.1n+1.Ox10-3)
求得:
n=0.03mol-L_I
因使用时需稀释10倍,则原先溶液中HAc和NaAc浓度应为:
[HAc]=[NaAc]=OJOmolL1
水合醋酸钠:
0.30x1x136.1=41(g)
冰醋酸:
0・30xl000ml7=17.6mL
10、欲配制pH=9.49的NH3—NH4C1缓冲溶液500mL,且使其溶液在加入2.5mmol的HC1时pH值的改变不大于0.09。
(1)制备该缓冲溶液需要多少克NH4CI和多少毫升氨水?
(2)计算缓冲溶液在pH=9.49时的缓冲指数(微分缓冲容量)B。
已知浓氨水中含NH325%,d=0.90gmL\NH3的pKb=4.74,
M(NH3)=17.03,M(NH4C1)=53.5o
解:
加入2.5mmolHCl时,pH=9.49-0.09=9.40
(1)根据题意得:
9.49=9.26+lg亘①
将两式联立求解:
cNHi=0.063m^-L_l,c昭二0.037〃血•L设需氨水VmL,则有:
0.90Vx25%^17.03=0.063x500xl0-3
得:
V=2.4(mL)
需NH4CI的质量为:
0.037x500xl0_3x53.5=0.99(g)
2)九=—乞—=—=0.63
叫[HJ+K“10-9.26+10-9.49
5叭"—九j=1-0.63=0.37
c=0.063+0.037=0.10mol-f1
0=2.3•+°c=2.3x0.63x0.37x0.10=0.054
3rl4
指示剂部分
1、用O.lOOOmolL^NaOH滴定O.lOmol-L1HAc(pKa=4.7)6勺pH突跃范围为7.7~9.7,由此可推算用O.OlOOOmolLNaOH滴定pKa为
3.7的O.OlOmoH?
某一元弱酸的突跃范围为(A)
A.6.7-8.7B.6.7-9.7C.6.7-10.7D.7.7-10.7
2、酸碱滴定中使用混合指示剂是因为(单一指示剂颜色变化不够敏锐)或(滴定终点限制在较窄的pH范围)。
3、指示剂的变色范围为pH=pKa±1,如甲基橙应为pH=3.4±l,
而实际上甲基橙的变色范围为pH=3・l~4.4,这是因为(人眼对
红色的反应较敏锐)。
4、酸碱滴定中选择指示剂的原则是(C)
A・Ka=Knin
B.指示剂的变色范围与化学计量点完全符合
C.指示剂的变色范围全部或部分落入滴定的突跃范围内
D.指示剂应在pH=7.00时变色
5、某三元酸的电离常数分别为pKaI=2.0,pKa2=6.0,pKa3=12.0o用NaOH标准液滴定该酸至第一化学计量点时,溶液的pH=(4.0),可选用(甲基橙)作指示剂。
滴定至第二化学计量点时,溶液的pH=
(9.0),可选用(甲基红)作指示剂。
6、用O.lOmol-L^NaOH标准溶液滴定O.lOmol-L-1甲酸(pKa=3.75)时,最好应选用的指示剂是(C)
A.甲基橙(pKa=3.4)B.甲基红(pKa=5.2)
C・酚红(pKa=8.0)D.酚駄(pKa=9.1)
酸碱应用部分
1、某碱样溶液,以酚駄为指示剂,用标准盐酸溶液滴定至终点时,耗去的体积为VimL,继以甲基橙为指示剂,又耗去盐酸的体积为V2mLo若V2小于V|,则此碱样溶液是(C)
A.NazCChB・NaOH
C・NaOH+NazCChD・Na2CO3+NaHCO32、用双指示剂法测定某含有NaOH或NaHCCh或NazCCh或某任意
混合物的样品,若V2〉V|〉0,则溶液组成为(B)
A.NaOHB・N^CCh+NaHCCh
C・NaHCO3D・NaOH+NazCC^
3、有一磷酸盐混合试液,今用标准酸滴定至酚駄终点时耗去酸的体积为V|,继以甲基橙为指示剂又耗去酸的体积为V2。
试依据V|与V2的关系判断试液的组成:
(1)当Vi=V2时为(NasPOj
(2)当Vi (3)当V|=0,V2〉0时为(Na2HPO4或Na2HPO4+NaH2PO4) (4)当V! =V2=0时为(NaHzPCU) 4、用甲醛法测定(NH4)2SO4质量百分数>98%的肥田粉中NHf含量时,若将试样溶解后用250mL容量瓶定容,用25.00mL移液管吸取三份溶液作平行测定,分别用0.2000mol・LJNaOH溶液滴定,则应称取多少克试样? (NH4)2SO4的Mr=132)(A) A.2.6g~4.0gB・1.3g~2.0g C・5・2g~80gD・10g~l・5g 5、鞍盐中氮的测定,常用浓H2SO4分解试样,再加浓NaOH将NH3蒸馅出来,用一定量过量的HC1来吸收,剩余的HC1再用NaOH标准溶液滴定,则化学计量点的在下列哪种范围(B) A.强酸性B.弱酸性C.强碱性D.弱碱性 6、今有A克的某N^CCh试样,以甲基橙为指示剂,用浓度为cmobf1的HC1溶液滴定,耗去BmL(已知Na2CO3的摩尔质量为 106.0g・mol"),则Na£03%=(丄x: "W100%)o 〜2lOOOxA 7、以甲基橙为指示剂,用0.1molLJHCl滴定0.1mol-f1的Na2B4O7溶液,以测定试剂Na2B4O710H2O的纯度,结果表明该试剂的纯度为110%。 已确定HC1浓度及操作均无问题,则引起此结果的原因是(Na2B4O7・10H2O失去部分结晶水)。 8、下列溶剂中,能使HC1O4.HNO3、HC1和H2SO4四种酸显出不同强度的是(B) A.纯水 B.乙酸C.液氨D.NaCl水溶液
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