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分析化学第六章习题参考答案

分析化学第六章习

题参考答案

https://www.wendangku.net/doc/3417838156.html,work Information Technology Company.2020YEAR

第六章习题参考答案

1 解：C 6H 5NH 3+ —C 6H 5NH

2 Fe(H 2O)63+—Fe(H 2O)5(OH)2+ R-NH 2+CH 2COOH —R-NH 2+CH 2COO -(R-NH-CH 2COOH)

2解：Cu(H 2O)2(OH)2—Cu(H 2O)3(OH)+ R-NHCH 2COO -—R-NHCH 2COOH 4 解：(1) MBE: [K +]=C [HP -]+[H 2P]+[P 2-]=C CBE: [K +]+[H +]=[HP -]+2[P 2-]+[OH -] PBE: [H +]+[H 2P]=[OH -]+[P 2-]

(2) MBE: [Na +]=C [NH 3]+[NH 4+]=C [HPO 42-]+[H 2PO 4-]+[H 3PO 4]+[PO 43-]=C

CBE: [Na +]+[NH 4+]+[H +]=[OH -]+[H 2PO 4-]+2[HPO 42-]+3[PO 43-] PBE: [H +]+[H 2PO 4-]+2[H 3PO 4]=[OH -]+[NH 3]+[PO 43-] (3) MBE: [NH 3]+[NH 4+]=C

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

CBE: [NH 4+]+[H +]=[OH -]+[H 2PO 4-]+2[HPO 42-]+3[PO 43-] PBE: [H +]+[H 3PO 4]=[OH -]+[NH 3]+[HPO 42-]+2[PO 43-] (4) MBE: [NH 3]+[NH 4+]=C [CN -]+[HCN]=C CBE: [NH 4+]+[H +]=[OH -]+[CN -] PBE: [H +]+[HCN]=[OH -]+[NH 3] (5) MBE: [NH 3]+[NH 4+]=2C

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

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

5 解：(1) HA(浓度为C A )+HB(浓度为C B ) 混合酸溶液的PBE:[H +]=[A -]+[B -]+[OH -] 因混合酸溶液呈酸性，故[OH -]可忽略。 [H +]=[A -]+[B -]=

]

[][]

[][+++

H HB K H HA K HB HA ∴ [H +]=][][HB K HA K HB HA + （1）

若两种酸都较弱（C A /K HA ?400, C B /K HB ?400），则可忽略其解离的影响，此时：[HA]≈C A ,[HB]≈C B

(1)式简化为：[H +]=HB B HA A K C K C + （2）（2）NH 4Cl 105

141

106.5108.1101---?=??==b w a K K K , H 3BO 3 Ka 2

=5.8×10-10

因 C 1/Ka 1?400, C 2/Ka 2?400; 由（2）式得：

[H +]=151010101.11.0108.51.0106.5----??=??+??L mol pH=4.96

8解：(1)HF Ka=7.2×10-4 C SP ?Ka =0.050×7.2×10-4=3.6×10-5?10-8

故能用0.10mol?L -1NaOH 直接准确滴定。

滴定反应 HF+ NaOH=NaF + H 2O 计量点时pH 取决于NaF 。

NaF 11

14104.110

2.7101---?=??==a w b K K K ，因C SP K b ?20Kw, C SP /K b ?400 所以 [OH -]SP =1711104.8104.105.0---??=??=?l mol C K SP b pOH sp =6.08 pH sp =7.92 故选用中性红(6.8-8.0)作指示剂。

(2)KHP H 2P ： Ka 1=1.1×10-3, Ka 2=3.9×10-6

作为酸: Ka 2=3.9×10-6；作为碱:K b 2=K w / Ka 1=9.1×10-12 故KHP 呈酸性。 ∵C SP ?Ka 2=0.050×3.9×10-6=2.0×10-7?10-8 故能用0.10 mol?L -1NaOH 直接准确滴定。

滴定反应 NaOH+ KHP= KNaP+H 2O ，计量点时pH 取决于KNaP （二元弱碱）。 KNaP 961421

106.2109.3101---?=??==a w b K K K 12

1412101.910

1.1101---?=??==a w b K K K 因 C SP K b1?20Kw,2140b b SP K K C ?,C SP /K b1?400

故 [OH -]SP =1591101.1106.205.0---??=??=?l mol C K SP b

pOH sp =4.96 pH sp =9.04 故选用酚酞(8.0-9.6)作指示剂。

(3)NH 3+CH 2COONa NH 3+CH 2COOH ：Ka 1=4.5×10-3, Ka 2=2.5×10-10 作为酸: Ka 2=2.5×10-10；作为碱:K b 2=K w / Ka 1=2.2×10-12 故，NH 3+CH 2COONa 呈酸性。 ∵C SP ?Ka 2=0.050×2.5×10-10=1.3×10-11?10-8 故不能被直接准确滴定。 (4)NaHS H 2S ：Ka 1=5.7×10-8, Ka 2=1.2×10-15 作为酸: Ka 2=1.2×10-15；作为碱:7

81412

108.110

7.5101---?=??==a w b K K K 故NaHS 呈碱性。 ∵C SP ?K b2=0.05×1.8×10-7=0.9×10-8≈10-8 故能用0.10mol?L -1HCl 直接准确滴定。

滴定反应 NaHS+ HCl= NaCl+H 2S ，计量点时pH 取决于H 2S

K a1=5.7×10-8 K a2=1.2×10-15

因 C SP K a1?20Kw,2140a a SP K K C ?,C SP /K a1?400 [H +]SP =1581103.5107.52

.0---??=??=

l mol K C a SP pH SP =4.28 选用甲基橙（3.1-4.4）作指示剂。 (5) NaHCO 3 H 2CO 3：Ka 1=4.2×10-7, Ka 2=5.6×10-11

作为酸: Ka 2=5.6×10-11；作为碱:87

12104.210

2.4101---?=??==a w

b K K K

故NaHCO 3呈碱性。 ∵C SP ?K b2=0.05×2.4×10-8=0.12×10-8≈10-8 故能用0.10mol?L -1HCl 直接准确滴定。

滴定反应 NaHCO 3+ HCl = NaCl+H 2CO 3，计量点时pH 取决于H 2CO 3(CO 2的饱和溶液)，其浓度为0.04 mol?L -1。

因 C SP K a1?20Kw,2140a a SP K K C ?,C SP /K a1?400 [H +]SP =1471103.1102.404.0---??=??=?l mol K C a

pH SP =3.89 选用甲基橙（3.1-4.4）作指示剂。

(6) (CH 2)6N 4 K b =1.4×10-9 ∵C SP ?K b =0.05×1.4×10-9=7.0×10-11?10-8

故不能直接滴定。

(7) (CH 2)6N 4?HCl 6

14101.710

4.1101---?=??==b w a K K K ∵C SP ?Ka =0.05×7.1×10-6=3.5×10-7?10-8

故能用0.10mol?L -1NaOH 直接准确滴定。

滴定反应 (CH 2)6N 4?HCl + NaOH= (CH 2)6N 4+ NaCl+H 2O ，

计量点时pH 取决于(CH 2)6N 4（弱碱）,因C SP K b ?20Kw, C SP /K b ?400 所以 [OH -]SP =169104.8104.105.0---??=??=?l mol C K SP b pOH sp =5.08 pH sp =8.92 故选用酚酞(8.0-9.6)作指示剂。

(8) CH 3NH 2 K b =4.2×10-4

∵C SP ?K b =0.05×4.2×10-4 =2.1×10-5?10-5 故能用0.10mol?L -1HCl 直接准确滴定。

滴定反应 CH 3NH 2 + HCl = CH 3NH 3Cl ，计量点时pH 取决于CH 3NH 3+（弱

酸）,11

14104.210

2.4101---?=??==b w a K K K 因 C SP K a ?20Kw,C SP /K a ?400 [H +]SP =1611101.1104.22

.0---??=??=

l mol K C a SP pH SP =5.96 选用甲基红（4.4-6.2）作指示剂。

18解：(1) 因 C HCl =2.0×10-7 mol?L -1?10-6 mol?L -1 所以 2

104)100.2(100.224][14

2772---+

?+?+?=

++=

K C C H =2.4×10-7 mol?L -1 pH=6.62

(2) H 2SO 4 = H + + HSO 4-

HSO 4- = H + + SO 42- K a2=1.0×10-2

PBE: [H +]=[OH -]+[HSO 4-]+2[SO 42-] ①

忽略水的解离,(1)变为：[H +]=[HSO 4-]+2[SO 42-] ② MBE: [HSO 4-]+[SO 42-]=C ③ ③代入②得： [H +]=C+[SO 42-]

故 [SO 42-]=[H +]-C ④

④代入③得：[HSO 4-]=C-[SO 42-]=2C-[H +] ⑤ ]

[2)

]]([[]

[]][[24242+

++--

+--==

H C C H H HSO SO H K a [H +]2-(C-K a2)[H +]-2CK a2=0 [H +

8)()(2

222a a a CK K C K C +-+-

100.1020.08)100.1020.0()100.1020.0(2

222---???+?-+?-

=0.025mol?L -1 pH=1.60

(3) 10

1410

6.5108.1100.1---?=??==b w a K K K 因CK a ?20Kw,C/K a ?400

所以 [H +]=1610105.7106.510.0---??=??=l mol CK a pH=5.12 (4) K a =1.8×10-4

因CK a >20Kw,C/K a <400 故 [H +

108.1025.04)108.1(108.12

2442---???+?+?-=

++-a

a a CK K K

=2.0×10-3 mol?L -1 pH=2.70 (5) K a =7.2×10-10

因CK a <20Kw,C/K a >400

所以 1714104109.210102.7100.1][-----+??=+???=+=L mol K CK H w a

pH=6.54

(6) 51014

104.110

2.7100.1---?=??==a w b K K K 因CK b >20Kw,C/K b <400 [OH -

104.1100.14)104.1(104.12

42552----????+?+?-=

++-b

b b CK K K

=3.1×10-5 mol?L -1

pOH=4.51 pH=9.49

(7) K b =1.4×10-9

因 CK b >20Kw,C/K b >400

所以 [OH -]=159

102.1104.110.0---??=??=l mol CK b

pOH=4.92 pH=9.08 (8) 为两性物质

K a1(HCN)=7.2×10-10

14)

(2106.5108.1104---?=?==+b w NH a K K K 因CK a2>20Kw,C/K a1>20 所以 [H +]=

1101010)(2)(1103.6106.5102.74

----??=???=?+L mol K K NH a HCN a

pH=9.20

(9) 为两性物质 H 2P K a1=1.1×10-3 K a2=3.9×10-6

因CK a2>20Kw,C/K a1<20 所以 [H +

]=1

5363121102.610

1.1010.0109.3101.1010.0-----??=?+????=+L mol K C K CK a a a pH=4.21 (10)二元碱：3.810

2.1100.1151421

=??==--a w b K K K 78

1412108.1107.5100.1---?=??==a w b K K K 因 CK b1>20Kw,2140b b K CK ?,C/K b1<400

所以 [OH -

121

21110.02

.810.043.83.82

4-?=??++-=++-L mol CK K K b b b

pOH=1.00 pH=13.00 (11) K a1=4.5×10-3 K a2=2.5×10-10

因 CK a1>20Kw,2140a a K CK ?,C/K a1<400 [H +

105.410.04)105.4(105.42

2331

211---???+?+?-=

++-a a a CK K K

=1.9×10-2 mol?L -1 pH=1.72

22解：NH 4Cl 10

1410

6.5108.1100.1---?=??==b w a K K K 依 pH=pK a +lg

3NH NH C C 所以 10.00=9.25+lg

3NH NH C C

故

3NH NH C C =5.6 ①

又 0.14

=++NH NH C C ②

解①、②得：115.04-?=+

L mol C NH 185.03-?=L mol C NH

0.85×1.0=153NH V 3NH V =0.057L=57mL

g m Cl NH 0.849.530.115.04=??=

26解：(1)1.250/M=0.04120×0.09000 M=337.1g ?mol -1 (2) 组成HA-NaA 缓冲溶液

105093.000824

.005000.000824

.009000.04120.009000.0-?=+?-?=

L mol C HA

101273.000824

.005000.000824

.009000.0-?=+?=

-L mol C A

因 C HA >20[H +],][20+?-H C A 所以 pH=pK a +lg

A C C - 即 4.30= pK a +lg 05093

.001273.0 K a =1.3×10-5

计量点时pH 由A -解离所决定：

04066.004120.005000.009000.004120.0-?=+?=-

L mol C A 10514107.710

3.1100.1---?=??==Ka K K w b 因w b A K K C 20??- 400/?-b A K C

所以 [OH -]SP =1610106.5107.704066.0---??=??=-l mol K C b A

pOH SP =5.25 pH SP =8.75

(3) 选用酚酞（8.0-9.6）作指示剂。

28解:(1) 计量点时pH 由NH 4+解离所决定： 1

05000.04-?=L mol C Cl

NH 10

14106.5108.1100.1---?=??==b w a K K K 因 CK a >20Kw,C/K a >400 所以 [H +]SP =

1610103.5106.505.0---??=??=l mol CK a

pH SP =5.28

(2) 计量点前-0.1%，即加入19.98mLHCl: 此时 1

2100.500

.2098.191000.098.194

--??=+?=L mol C Cl NH 15100.500

.2098.191000.0)98.1900.20(3

--??=+?-=L mol C NH

pH=pK a +lg

3NH NH C C =9.25+lg

25.610

0.5100.52

5=??--

此时，[H +]=5.6×10-7mol ·L -1,[OH -]=1.8×10-8mol ·L -1

可见，][20][2034++??H C H C NH Cl NH 、，故采用最简式计算是合理的。

计量点后+0.1%，即加入20.02mLHCl ，此时pH 主要由过量HCl 决定: 1510000.500

.2002.201000.0)00.2002.20(--??=+?-=L mol C HCl

pH=4.30

(3)选用甲基红（4.4-6.2）作指示剂。 31解：(1)pH ep =5.5时，[H +]ep =3.2×10-6mol?L -1, [OH -

]ep =196

14101.3102.3100.1][----+??=??=

L mol H K ep

E t =

%007.02

10.0102.3101.3%100][][6

9,-=?-?=?---+-ep

HCl ep

ep C H OH

(2)以酚酞作指示剂时：pH ep =8.5,[H +]ep =3.2×10-9mol?L -1 [OH -

]ep =

169

14101.3102.3100.1][----+

??=??=

L mol H K ep

15.010

8.110

1.3101.3][][5

,3=?+??=

----

-b

ep ep ep NH K OH OH δ

E t =%100)15.02

10.0101.3102.3(%100)][][(

9,,33?-?-?=?-----+ep NH ep

NH ep

ep C OH H δ

=-15%

以甲基橙作指示剂时：pH ep =4.0 [H +]ep =10-4.0mol?L -1 [OH -

]ep =

1100.4141010100.1][----+?=?=

L mol H K ep

w 65

1010

,106.5108.11010][][3------?=?+=

ep ep ep NH K OH OH δ

E t =(

%100)106.52

10.01010(%100)][][610

4,,33??--=?------+ep NH ep

NH ep

ep C OH H δ=0.2%

43解：依题意，当HA 被中和一半时溶液的pH=5.00 , 故此时溶液中同时存在HA 和NaA ，它们组成HA-NaA 缓冲溶液。且HA A c c =-

∴ HA

A a c c pK pH -+=lg

pH = pK a =5.00 故 K a =10-5

又根据，当HA 被中和至计量点时溶液的pH=9.00，HA 与 NaOH 完全反应： HA + NaOH = NaA + H 2O ，此时溶液的pH 由NaA 决定：

[H +

]SP =10-9

mol·L -1

，∴[OH -]SP =10-5

mol·L -1

9514

1010

10---===a w b K K K

依 b A SP K C OH ?=-

-][

∴ 19

51000.01010---?=?=--

L mol C C A A 故

可见，400/,20???-

b A w b A K C K K C ，故采用最简式计算是合理的。

HA 被中和至计量点时，需加入的NaOH 体积V 可计算如下：

mL V L mol V V

C A 00.401000.000

.602500.01

=∴?=+?=

所以 %25.51600

.100

.8204000.02500.0=??==

S HA HA m m ω 44 解： HA + NaOH = NaA + H 2O

当加入0.1000mol ·L -1NaOH 溶液20.02mL 时，生成物为混合碱(OH -+A -)溶液。其PBE 为：

[OH -]=C NaOH +[HA]+[H +]。

考虑到混合碱(OH -+A -)溶液呈碱性，故PBE 可简化为：[OH -]=C NaOH +[HA] 过量NaOH 、A -的浓度分别为：

15100.500.2002.20)

00.2002.20(1000.0--??=+-?=

L mol C NaOH

12100.500

.2002.2000.201000.0--??=+?=-

L mol C A 先用最简式计算：[OH -]=5.0×10-5mol ·L -1

1425

100.1100.510

0.51010][][-------??=???+=?+=?=--

L mol C OH K K C HA A b b A HA δ 可见，C NaOH <20[HA]，因此用最简式计算不合理。必须采用近似式计算。

050

.0]

[1010

100.5][100.5][][77

55?++?=?++

?=+=--------

OH C OH K K HA C OH A

b b

NaOH 解得：[OH -]=1.0×10-4mol ·L -1 ∴ pH=10.00

分析化学第六章 习题参考答案

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