2024年5月16日发(作者：iphone13屏幕尺寸多大)

第四章 酸碱平衡与酸碱滴定法

4-1．将300mL0.20 molL

1

HAc溶液稀释到什么体积才能使解离度增加一倍。

1

0.20molL300mL

c

V

解：设稀释到体积为V ，稀释后

2

2

0.20





0.20300(2



)

c



K

a



V(12



)

1



得：

1



由

因为K



a

=1.7410

5

c

a

= 0.2 molL

1

c

a

K



a

> 20K



w

c

a

/K



a

>500

故由 12



=1



得 V =[3004/1]mL =1200mL

此时仍有 c

a

K



a

>20K



w

c

a

/K



a

>500 。

4-2．奶油腐败后的分解产物之一为丁酸(C

3

H

7

COOH)，有恶臭。今有0.40L含0.20 molL

1

丁酸的溶液， pH为2.50,

求丁酸的K



a

。

解：pH=2.50 c(H

+

) =10

2.5

molL

1



=10

2.5

/0.20 = 1.610

2

2



c



2



0.20(1.610)

5.210

5

11.610

2

K



a

=

1



1



4-3． What is the pH of a 0.025molL solution of ammonium acetate at 25℃? pK

a

of acetic acid at 25℃ is 4.76, pK



a

of

the ammonium ion at 25℃ is 9.25, pK

w

is 14.00.

22

解： c(H

+

)=

K

a1

K

a2

10

4.76

10

9.24

10

7.00

4-4．已知下列各种弱酸的K

a

值，求它们的共轭碱的K



b

值，并比较各种碱的相对强弱。

(1)HCN K



a

=6.2×10

10

； (2)HCOOH K



a

=1.8×10

4

；

(3)C

6

H

5

COOH(苯甲酸) K



a

=6.2×10

5

； (4) C

6

H

5

OH (苯酚) K



a

=1.1×10

10

；

(5)HAsO

2

K



a

=6.0×10

10

； (6) H

2

C

2

O

4

K



a1

=5.910

2

；K



a2

=6.410

5

；

解： (1)HCN

K

a

= 6.210

10

K

b

=K

w

/6.210

10

=1.610

5

(2)HCOOH

K

a

= 1.810

4

K

b

=K

w

/1.810

4

=5.610

11

(3)C

6

H

5

COOH

K

a

= 6.210

5

K

b

=K

w

/6.210

5

=1.61×10

10

(4)C

6

H

5

OH

K

a

=1.110

10

K

b

=K

w

/1.110

10

=9.110

5

(5)HAsO

2

K

a

=6.010

10

K

b

=K

w

/6.010

10

=1.710

5

(6)H

2

C

2

O

4

K

a1

=5.910

2

K

b2

=K

w

/5.910

2

=1.710

13

K

a2

=6.410

5

K

b1

=K

w

/6.410

5

=1.5

×10

10



pH= logc(H

+

) = 7.00

碱性强弱：C

6

H

5

O



> AsO

2



> CN



> C

6

H

5

COO



>C

2

O

4

2

> HCOO



> HC

2

O

4



4-5．用质子理论判断下列物质哪些是酸？并写出它的共轭碱。哪些是碱？也写出它的共轭酸。其中哪些既是酸又是

碱？

－－－－－

H

2

PO

4

，CO

3

2

，NH

3

，NO

3

，H

2

O，HSO

4

，HS，HCl

解：

酸 共轭碱 碱 共轭酸 既是酸又是碱

－－－

H

2

PO

4

H

2

PO

4

H

3

PO

4

H

2

PO

4

HPO

4

2

NH

3

NH

3

NH

4

+

NH

3

NH

2



H

2

O H

2

O H

3

O

+

H

2

O

OH



－－－

HSO

4

HSO

4

H

2

SO

4

HSO

4

SO

4

2

－－－

HS HS H

2

S HS

S

2

－

HCl NO

3

HNO

3

Cl



CO

3

2

HCO

3



4-6．写出下列化合物水溶液的PBE：

(1) H

3

PO

4

(2) Na

2

HPO

4

(3) Na

2

S (4)NH

4

H

2

PO

4

(5) Na

2

C

2

O

4

(6) NH

4

Ac (7) HCl+HAc (8)NaOH+NH

3

解：

(1) H

3

PO

4

：

c( H

+

) = c(H

2

PO

4



) + 2c( HPO

4

2

) + 3c (PO

4

3

) + c(OH



)

(2) Na

2

HPO

4

：

c(H

+

) + c(H

2

PO

4



) + 2c(H

3

PO

4

) = c(PO

4

3

) + c(OH



)

(3) Na

2

S：

c(OH



) = c(H

+

) + c(HS



) + 2c(H

2

S )

(4)NH

4

H

2

PO

4

：

c(H

+

) + c(H

3

PO

4

) = c(NH

3

) + c(HPO

4

2

)

+ 2c(PO

4

3

) + c(OH



)

(5)Na

2

C

2

O

4

：

c(OH



) = c(H

+

) + c(HC

2

O

4



) + 2c(H

2

C

2

O

4

)

(6)NH

4

A

C

：

c(HAc) + c(H

+

) = c(NH

3

) + c(OH



)

(7)HCl + HAc：

c(H

+

) = c(Ac



) + c(OH



) + c(Cl



)

(8)NaOH + NH

3

：

c(NH

4

+

) + c(H

+

) = c(OH



) – c(NaOH)

4-7．某药厂生产光辉霉素过程中，取含NaOH的发酵液45L (pH=9.0)，欲调节酸度到pH=3.0，问需加入6.0 molL

1

HCl溶液多少毫升？

解： pH = 9.0 pOH = 14.0 – 9.0 = 5.0 c(OH



) =1.0 10

5

molL

1

n(NaOH)= 4510

5

mol

设加入V

1

mLHCl 以中和NaOH V

1

= [4510

5

/6.0]10

3

mL = 7.510

2

mL

设加入x

mLHCl使溶液pH =3.0 c(H

+

) =110

3

molL

1

6.0 x10

3

/(45+7.510

5

+ x10

3

) = 110

3

x = 7.5mL

共需加入HCl：7.5mL + 7.510

2

mL = 7.6mL

4-8．H

2

SO

4

第一级可以认为完全电离，第二级K



a2

=1.2×10

2

，，计算0.40 molL

1

H

2

SO

4

溶液中每种离子的平衡浓

度。

解： HSO

4



H

+

+ SO

4

2

起始浓度/molL

1

0.40 0.40 0

平衡浓度/molL

1

0.40x 0.40 +x x

1.210

2

= x(0.40 + x)/(0.40  x) x = 0.011 molL

1

c(H

+

) = 0.40 + 0.011 = 0.41 molL

1

pH = lg0.41 = 0.39

c(HSO

4



) = 0.40  0.011 = 0.39 molL

1

c(SO

4

2

) = 0.011 molL

1

4-9．求1.0×10

6

molL

1

HCN溶液的pH值。（提示：此处不能忽略水的解离）

解：K



a

(HCN)= 6.210

10

c

a

K



a

<20K



w

c

a

/K



a

500

c(H



)



c

a

K

a

K

w

1.0106.2101.0101.010molL

pH = 7.0

1

4-10．计算浓度为0.12molL 的下列物质水溶液的pH值（括号内为pK



a

值)：

(1) 苯酚（9.89）； (2) 丙烯酸(4.25)

(3) 氯化丁基胺( C

4

H

9

NH

3

Cl) (9.39)； (4) 吡啶的硝酸盐(C

5

H

5

NHNO

3

)(5.25)

解：(1) pK



a

= 9.89 c( H

+

) =

(2) pK



6101471

c

a

K

a





0.

1210

9.89

3.910

pH = 5.41

2.610

pH = 2.59

7.010

pH = 5.15

4

6

3

6

a

= 4.25 c( H

+

) =

c

a

K

a





0

.1210

4.25

(3) pK



a

= 9.39 c( H

+

) =



c

a

K

a





0.

1210

c

a

K

a

0.



12

10

9.39

8.210

pH = 3.09 (4)pK

a

－－

4-11．H

2

PO

4

的K



a2

= 6.2×10

8

，则其共轭碱的K



b

是多少？如果在溶液中c(H

2

PO

4

)和其共轭碱的浓度相等时，溶

液的pH将是多少？

解： K



b

= K



w

/K



a

= 1.010

14

/6.210

8

=1.610

7

pH = pK



a

 lgc

a

/c

b

= pK



a

= lg(6.210

8

) = 7.20

4-12．欲配制250mL pH=5.0的缓冲溶液，问在125mL1.0 molL

1

NaAc溶液中应加多少6.0 molL

1

的HAc和多少水？

解： pH = pK

a

 lgc

a

/c

b

5.0 = lg(1.7410

5

)  lgc

a

/c

b

c

a

/c

b

= 0.575 c

b

=1.0 molL

1

125/250 = 0.50 molL

1

c

a

= 0.50 molL

1

0.575 = 0.29 molL

1

V6.0molL

1

= 250mL 0.29molL

1

V = 12mL

即要加入12mL 6.0 molL

1

HAc 及 250 mL 125 mL 12 mL =113mL水。

4-13．现有一份HCl溶液，其浓度为0.20 molL

1

。

(1)欲改变其酸度到pH= 4.0应加入HAc还是NaAc？为什么？

(2)如果向这个溶液中加入等体积的2.0 molL

1

NaAc溶液，溶液的pH是多少？

(3)如果向这个溶液中加入等体积的2.0 molL

1

HAc溶液，溶液的pH是多少？

(4)如果向这个溶液中加入等体积的2.0 molL

1

NaOH溶液，溶液的pH是多少？

解：(1) 0.20 molL

1

HCl溶液的pH=0.70，要使pH = 4.0，应加入碱NaAc；

(2)加入等体积的2.0 molL

1

NaAc后，生成0.10 molL

1

HAc；

= 5.25 c( H

+

) =

5.25