第9章酸碱平衡1.苯甲酸的酸常数K=6.4×10~，试求：①中和1.22g苯甲酸需0.4mo1.L的Na0H溶液多少毫升②求其共轭碱的碱常数K。③苯甲酸在水中的溶解度为2.06g.L-"，求饱和溶液pH。解：①1.22/122=0.4X10-xX=25mlK_1.0×10-14②=1.56×10-10K,=6.4×10-5K.2.06③=1.69×10-2mol / LC122-6.4×10~ +/(6.4×10~) +4×6.4×10~×1.7×10-2 [H]=-2pH = 32．计算下列溶液的pH值：10ml5.0×10~mol.L的Na0H。②10m10.4mo1.L-HC1与10m10.1mo1.L1Na0H的混合液。③10m10.2mol.L-NH，·H,0与10m10.1mo1.LHC1混合液。10ml10.2mo1.L"HAc与10m10.2mol.L"NH,C1的混合液。解：①pOH=2.3pH=11.7②发生中和反应，pH取决于剩余的HC1。[Ht] = 0.3× 10 2=0.15mol/LpH=0.8220③过量的NH与产物NHC1组成缓冲体系C(NH,*)9.24pH=pK.-IgC(NH, ·H,O)pH取决于HAc的电离[H+]= /cK,= V0.1×1.75×10~=1.32×10-mol / LpH= 2. 883.25℃标准压力下的CO,气体在水中的溶解度为0.034mo1.L-，求溶液的pH值和[CO,]。解：[Ht]= /cK, = /0.034×4.3×10-7 =1.21×10-mol.L-lpH = 3. 92[CO, -] ~ Kaz2 = 5.61×10-" mol.L-14．将15gP0溶于热水，稀释至750ml，设P,0全部转化为H,P0，计算溶液中的各组分浓度。K=4. 5×10-13K=7.11×10-3K=6.23×10-8
第 9 章 酸碱平衡 1. 苯甲酸的酸常数Ka = 6.4×10-5，试求： ①中和1.22g苯甲酸需0.4mol.L-1的NaOH溶液多少毫升. ②求其共轭碱的碱常数Kb。 ③苯甲酸在水中的溶解度为2.06g.L-1，求饱和溶液pH。 解：① 1.22/122 = 0.4×10-3 x x = 25ml ② ③ pH = 3 2. 计算下列溶液的pH值： ①10ml5.0×10-3mol.L-1的NaOH。 ②10ml0.4mol.L-1HCl与10ml0.1mol.L-1NaOH的混合液。 ③10ml0.2mol.L-1NH3·H2O与10ml0.1mol.L-1HCl混合液。 ④10ml0.2mol.L-1HAc与10ml0.2mol.L-1NH4Cl的混合液。 解：① pOH= 2.3 pH = 11.7 ② 发生中和反应，pH 取决于剩余的HCl。 ③过量的NH3与产物NH4Cl组成缓冲体系 ④ pH 取决于 HAc 的电离 pH= 2.88 3. 25℃标准压力下的CO2气体在水中的溶解度为0.034mol.L-1,求溶液的pH值和[CO3 2-]。 解： pH = 3.92 4. 将15gP2O5溶于热水，稀释至750ml, 设P2O5全部转化为H3PO4，计算溶液中的各组分浓度。 K1=7.11×10-3 K2=6.23×10-8 K3=4.5×10-13 10 5 14 1.56 10 6.4 10 1.0 10 aw b K K K C 1.69 10 mol / L 122 2.06 2 2 6.4 10 (6.4 10 ) 4 6.4 10 1.7 10 [H ] 5 5 2 5 2 0.15 / pH 0.82 20 10 [H ] 0.3 mol L 9.24 (NH H O) (NH ) pH p lg 3 2 4 C C Ka [H ] cKa 0.1 1.75 10 1.32 10 mol / L 5 3 7 4 1 1 [H ] 0.034 4.3 10 1.21 10 . cK mol L 11 1 2 2 3 [CO ] 5.61 10 . Ka mol L
解：15×21000:0.28mol.L-lC(H,PO,) :x142750H,PO,H + HPO0.28XXXC平-x2=7.11×10-3K,x=0.042mol.L-10.28-x即: [H] = [H,PO,] = 0. 042mo1. L-[HPO′”] ～ K= 6.23×10*[H*][PO,3-]0.042·[PO,3-]4.5×10-13K, =6.23×10-8[HPO, °-][PO,"-] = 6. 7X10-19 mo1. L-5.某弱酸HA，0.015mo1.L电离度为0.80%，浓度为0.1mo1.L电离度多大解：_aα,0.015-:..α, = 0.31%c,ar0.80%20.106.计算0.100mo1.L"Na,CO,溶液的pH值和电离度。解：CO,2-+ HO=HCO,+OH1.0×10-14Kw5.61x10-I =1.78x10-4KhK.2[0H]=/c.K,=/0.100×1.78×10-=4.22×10-mol.L-1pOH= 2.37pH = 11. 364.22×10-3&:x100%=4.22%0.1007.某未知浓度的一元弱酸用未知浓度的NaOH滴定，当用去3.26m1Na0H时，混合溶液的pH=4.00，当用去18.30ml时，混合溶液的pH=5.00。求该弱酸的电离常数。"微-3.26x解：."-18.30x4.00=pK.-1g5.00=pK.-lg3.26.x18.30x联立解得：n酸=37.5xa=9.52×10-68.缓冲溶液HAc-Ac的总浓度为1.0mo1.L-"，当溶液的pH为：①4.00；②5.00，HAc和Ac的浓度分别为多大？Cm = 0.15mol.L-1Cm = 0.85mol.L-11-C做解：①4.00=4.75-lgCu1-C5.00=4.75-lgC城
解： H3PO4 ==== H + + H2PO4 - C平 0.28 - x x x 即：[H+] = [H2PO4 -] = 0.042mol.L-1 [HPO4 2-] ≈ K2 = 6.23×10-8 [PO4 3-] = 6.7×10-19 mol.L-1 5. 某弱酸HA，0.015mol.L-1电离度为0.80%，浓度为0.1mol.L-1电离度多大？ 解： 6. 计算0.100mol.L-1Na2CO3溶液的pH值和电离度。 解： CO3 2- + H2O ===== HCO3 - + OHpOH = 2.37 pH = 11.36 7. 某未知浓度的一元弱酸用未知浓度的 NaOH 滴定，当用去 3.26mlNaOH 时，混合溶液的 pH=4.00，当用去 18.30ml 时，混合溶液的 pH=5.00。求该弱酸的电离常数。 解： 联立解得：n 酸 = 37.5x Ka = 9.52×10-6 8. 缓冲溶液HAc-Ac-的总浓度为1.0mol.L-1，当溶液的pH为：①4.00；②5.00，HAc和Ac-的浓 度分别为多大？ 解：① 1 3 4 0.28 . 750 1000 142 15 2 (H PO ) C mol L 3 1 2 1 7.11 10 0.042 . 0.28 x mol L x x K 13 8 3 4 2 4 3 4 3 4.5 10 6.23 10 0.042 [PO ] [HPO ] [H ][PO ] K 2 1 2 2 2 1 c c 0.31% 0.10 0.80% 0.015 2 2 2 2 4 11 14 2 1 1.78 10 5.61 10 1.0 10 a b K Kw K 4 3 1 1 [OH ] 0.100 1.78 10 4.22 10 . c Kb mol L 100% 4.22% 0.100 4.22 10 3 x n x Ka 3.26 3.26 4.00 p lg 酸 x n x Ka 18.30 18.30 5.00 p lg 酸 碱 碱 c c 1 4.00 4.75 lg 1 1 0.15 . 0.85 . c碱 mol L c酸 mol L 碱 碱 c c 1 5.00 4.75 lg
C = 0.64mol.L-1Cm = 0.36mol.L-l②9.欲配pH=5.0的缓冲溶液，需称取多少克NaAc·3H,0固体溶解在300m10.5mo1.L的HAc溶液中?解：0.3×0.55.00=4.75-1Igx = 36.3gx/13610.某含杂质的一元碱样品0.5000g（分子量为59.1），用0.1000mo1.LHC1滴定，需用75.00ml在滴定过程中，加入49.00ml酸时，溶液的pH=10.65。求该碱的电离常数和样品的纯度。解：0.1000×49.0010.65=pK.lg0.1000·(75.00-49.00)K,=1.19×10-11pK,=10.921.0×10-140.5x=0.1×0.0751.19×10-T = 8.4×10-4x=88.65%K.=59.111.将Na,CO.和NaHCO混合物30g配成1L溶液，测得溶液的pH=10.62。计算溶液含Na,CO.和NaHCO,各多少克？解：设NaHCO,含x克x/8410.62=10.25lgx=7.59g(30x)/106则Na,Co,为：30-7.59=22.41g12.计算10m10.3mo1.L"的HAc和20ml浓度为0.15mo1.L"HCN混合得到的溶液中的[H]、［Ac]、[CN]。Kue=1.76×10-5Kirc = 4. 93×10-l0解::KiAe>> Kirn:[H]取决于HAc的电离0×0.3×176×10-5 =1.33x10~ mol[H+]=[Ac-]:30[H*1ICN _ 1.33 ×10~|CN _ 4.93×10-10KaC20[HCN]×0.1530[CN] = 3.7X10mo1.L-l13.今有C1CHC00H、HC00H和（CH）2As0,H,它们的电离常数分别为：1.40×10、1.77×10
② 9. 欲配pH=5.0的缓冲溶液，需称取多少克NaAc·3H2O固体溶解在300ml0.5mol.L-1的HAc溶液 中？ 解： x = 36.3g 10. 某含杂质的一元碱样品0.5000g(分子量为59.1)，用0.1000mol.L-1HCl滴定，需用75.00ml; 在滴定过程中，加入49.00ml酸时，溶液的pH=10.65。求该碱的电离常数和样品的纯度。 解： 11. 将Na2CO3和NaHCO3混合物30g配成1L溶液，测得溶液的pH=10.62。计算溶液含Na2CO3和 NaHCO3各多少克？ 解：设NaHCO3含x克 则Na2CO3为: 30 – 7.59 = 22.41g 12. 计算10ml0.3mol.L-1的HAc和20ml浓度为0.15mol.L-1 HCN混合得到的溶液中的[H+]、[Ac-]、 [CN-]。 解： KHAc = 1.76×10-5 KHCN = 4.93×10-10 ∵ KHAc >> KHCN ∴ [H+]取决于HAc的电离 [CN-] = 3.7×10-8 mol.L-1 13. 今有ClCH2COOH、HCOOH和(CH3)2AsO2H,它们的电离常数分别为：1.40×10-3、1.77×10-4、 1 1 0.64 . 0.36 . c碱 mol L c酸 mol L / 136 0.3 0.5 5.00 4.75 lg x 0.1000 (75.00 49.00) 0.1000 49.00 10.65 p lg Ka 11 p 10.92 1.19 10 Ka Ka 4 11 14 8.4 10 1.19 10 1.0 10 Kb 0.1 0.075 88.65% 59.1 0.5 x x x g x x 7.59 (30 )/ 106 / 84 10.62 10.25 lg 5 3 1 1.76 10 1.33 10 . 30 10 0.3 [H ] [Ac ] mol L 10 3 HCN 4.93 10 0.15 30 20 1.33 10 [CN ] [HCN] [H ][CN ] K
6.40×10、试问：①配制pH=3.5的缓冲溶液选用哪种酸最好？②需要多少毫升浓度为4.0mo1.L的酸和多少克NaOH才能配成1L共轭酸碱对的总浓度为1.0mo1.L"的缓冲溶液解：①选用HCOOH最好。1×1.0=0.25L② V=4.01.0-x3.50=p1.77×10-*lgx=0.36mol.L-1mm=0.36×40=14.4gx14.分别计算下列混合溶液的pH值：D50.0ml0.200mo1.L-NHC1和50.Oml0.200mo1.L-Na0H②50.0ml10.200mol.L"NH,C1和25.0m10.200mol.L-Na0H③25.0m10.200mo1.L"NH,C1和50.0m10.200mo1.L"Na0H④20.Oml1.00mo1.LHC0,和30.0ml1.00mol.LNa0H解：①完全反应，生成氨水。[0H-]=/0.1×1.77×10-5=1.33×10~mol.L-lpOH = 2. 88pH = 11. 12②剩余的NH4C1和生成的氨水组成缓冲体系1.0×10~141.77×10- =5.610-0pH= pK,= 9.25K. :③碱度取决于过剩的碱25.0x0.2=0.067mol.L[OH-]=75.0pOH = 1. 17pH = 12.83④H,C0,+NaOH=NaHC,O,+H0剩余10mlNaOHNaHC,0, + NaoH = Na,C,0, + H,0反应产生的Na.C,O,与剩余的NaHC,O,组成缓冲体系pH=pK,=4.19
6.40×10-7、试问：①配制pH=3.5的缓冲溶液选用哪种酸最好？②需要多少毫升浓度为 4.0mol.L-1的酸和多少克NaOH才能配成1L共轭酸碱对的总浓度为1.0mol.L-1的缓冲溶液。 解：①选用 HCOOH 最好。 ② 14. 分别计算下列混合溶液的pH值： ①50.0ml0.200mol.L-1NH4Cl和50.0ml0.200mol.L-1NaOH. ②50.0ml0.200mol.L-1NH4Cl和25.0ml0.200mol.L-1NaOH ③ 25.0ml0.200mol.L-1NH4Cl和50.0ml0.200mol.L-1NaOH ④ 20.0ml1.00mol.L-1H2C2O4和30.0ml1. 00mol.L-1NaOH 解：① 完全反应，生成氨水。 pOH = 2.88 pH = 11.12 ② 剩余的 NH4Cl 和生成的氨水组成缓冲体系 ③ 碱度取决于过剩的碱 pOH = 1.17 pH = 12.83 ④ H2C2O4 + NaOH = NaHC2O4 + H2O 剩余10mlNaOH NaHC2O4 + NaOH = Na2C2O4 + H2O 反应产生的Na2C2O4与剩余的NaHC2O4组成缓冲体系 V 0.25L 4.0 1 1.0 酸 4 1 0.36 . 1.0 3.50 p1.77 10 lg x mol L x x m碱 0.36 40 14.4g 5 3 1 [OH ] 0.1 1.77 10 1.33 10 . mol L pH pKa 9.25 10 5 14 5.6 10 1.77 10 1.0 10 Ka 0.2 0.067 . 75.0 25.0 [OH ] 1 mol L pH pK2 4.19