分析化学

7．若将H2C2O4•2H2O基准物长期放在有硅胶的干燥器中，当用它标定NaOH溶液的浓度时，结果是偏低还是偏高？答：偏低。因为H2C2O4•2H2O会失去结晶水，导致称量的草酸比理论计算的多，多消耗NaOH溶液，使计算的NaOH溶液浓度偏低。8．什么叫滴定度？滴定度与物质的量浓度如何换算？试举例说明。答:滴定度是指与每毫升标准溶液相当的被测组分的质量或百分数。换算见公式例求0.1000mol•L-1NaOH标准溶液对H2C2O4的滴定度.解:H2C2O4+2NaOH=Na2C2O4+2H2O2.写出下列酸的共轭碱：H2PO4-，NH4+，HPO42-，HCO3-，H2O，苯酚。答：HPO42-,NH3,PO43-,CO32-,OH-,C6H5O-3.写出下列碱的共轭酸：H2PO4-，HC2O4-，HPO42-，HCO3-，H2O，C2H5OH。答：H3PO4，H2C2O4，H2PO4-，H2CO3，H3O+，C2H5OH2+4．从下列物质中，找出共轭酸碱对：HOAc，NH4+，F-，(CH2)6N4H+，H2PO4-，CN-,OAc-，HCO3-，H3PO4，(CH2)6N4，NH3，HCN，HF，CO3-答：HOAc－OAc-，NH4+－NH3，F-－HF，(CH2)6N4H+－(CH2)6N4，H2PO4-－H3PO4，CN-－HCN,，HCO3-－CO3-5.上题的各种共轭酸和共轭碱中，哪个是最强的酸？哪个是最强的碱?试按强弱顺序把它们排列起来。答：根据各个共扼酸的离解常数大小排列：H3PO4﹥HF﹥HOAc﹥(CH2)6N4H+﹥HCN﹥NH4+﹥HCO3-根据各个相应共扼碱的离解常数大小排列：CO32-﹥NH3﹥CN-﹥(CH2)6N4﹥OAc-﹥F-＞H2PO4-6.HCl要比HOAc强的多,在1mol•L-1HCl和1mol•L-1HOAc溶液中,那一个[H3O+]较高?他们中和NaOH的能力哪一个较大?为什么?答：1mol•L-1HCl溶液[H3O+]较高,中和NaOH的能力一样大。因为HCl溶液为强酸,完全电离,HOAc溶液为弱酸,仅部分电离出[H3O+];HOAc中和NaOH时,HOAc电离平衡移动到完全离解完全为止.。kieler20135/29/20157:38:29PM7．写出下列物质在水溶液中的质子条件：(1)NH3·H2O;(2)NaHCO3；(3)Na2CO3。答：NH3·H2O[H+]+[NH4+]=[OH-]NaHCO3[H+]+[H2CO3]=[CO3-]+[OH-]Na2CO3[HCO3-]+[H+]+2[H2CO3]=[OH-]第七题非常重要!!!!!!!8.写出下列物质在水溶液中的质子条件：(1)NH4HCO3；(2)(NH4)2HPO4；(3)NH4H2PO4。答：NH4HCO3[H+]+[H2CO3]=[NH3]+[CO32-]+[OH-](NH4)2HPO4[H+]+[H2PO4-]+2[H3PO4]=[NH3]+[PO43-]+[OH-]NH4H2PO4[H+]+[H3PO4]=[NH3]+2[PO43-]+[OH-]+[HPO42-]kieler20135/29/20157:40:50PM第八题也很重要，务必掌握。9.为什么弱酸及其共扼碱所组成的混合溶液具有控制溶液pH的能力?如果我们希望把溶液控制在(强酸性例如(pH≤2.0或强碱性(例如pH＞12.0).该怎么办?答:因为弱酸及其共扼碱所组成的混合溶液中有抗碱组分弱酸和抗酸组分共扼碱.所以该混合溶液在某种范围内具有控制溶液pH的能力.如果我们希望把溶液控制在强酸性例如(pH≤2.0或强碱性(例如pH＞12.0),可使用浓度0.01mol•L-1以上强酸或浓度0.01mol•L-1以上强碱.10.有三种缓冲溶液,他们的组成如下:（1）1.0mol•L-1的HOAc+1.0mol•L-1的NaOAc；（2）1.0mol•L-1的HOAc+0.01mol•L-1的NaOAc；（3）0.01mol•L-1的HOAc+1.0mol•L-1的NaOAc.这三种缓冲溶液的缓冲能力（或缓冲能量）有什么不同?加入稍多的碱或稍多的酸时,哪种溶液仍具有较好的缓冲作用?答:(1)的缓冲溶液弱酸及其共扼碱浓度比为1,且浓度大,具有较大的缓冲能力,当加入稍多的酸或碱时其pH变化较小;(2)的缓冲溶液弱酸及其共扼碱浓度比为100,其抗酸组分(NaOAc)浓度小,当加入稍多的酸时,缓冲能力小,而(3)的缓冲溶液弱酸及其共扼碱浓度比为0.01,其抗碱组分(HOAc)浓度小,当加入稍多的碱时,缓冲能力小kieler20135/30/20154:03:36PM11．欲配制pH为3左右的缓冲溶液，应选下列何种酸及其共轭碱(括号内为pKa)：HOAc(4.74)，甲酸(3.74)，一氯乙酸(2.86)，二氯乙酸(1.30)，苯酚(9.95)。答：由应pH≈pKa可知，应选C2HClCOOH－C2HClCOO-配制pH为3左右的缓冲溶液。kieler20135/30/20154:04:10PM12.下列各种溶液pH=7.0，＞7.0还是＜7.0，为什么?NH4NO3，NH4OAc，Na2SO4，处于大气中的H2O。答：NH4NO3溶液pH＜7.0，NH4+的pKa=10-9.26是弱酸;NH4OAc溶液pH=7.0，因为pKa(NH4+)≈pKb(OAc-);Na2SO4溶液pH=7.0,强酸与强碱反应产物;处于大气中的H2O的pH＜7.0，因为处于大气中的H2O中溶解有C02，饱和时pH=5.6。NH4NO3溶液pH＜7.0，NH4+的pKa=10-9.26是弱酸，？为什么是10-9.26?Ka=Kw/Kb(NH3.H2O).pKa=pKw-pKb=14-4.74=9.261.可以采用哪些方法确定酸碱滴定的终点?试简要地进行比较。答：可以用酸碱指示剂法和电位滴定法确定酸碱滴定的终点。用酸碱指示剂法确定酸碱滴定的终点，操作简单，不需特殊设备，使用范围广泛；其不足之处是各人的眼睛辨别颜色的能力有差别，不能适用于有色溶液的滴定，对于较弱的酸碱，终点变色不敏锐。用电位滴定法确定酸碱滴定的终点，需要特殊成套设备，操作过程较麻烦，但适用于有色溶液的滴定，克服了人为的因素，且准确度较高。2．酸碱滴定中指示剂的选择原则是什么?答：酸碱滴定中指示剂的选择原则是使指示剂的变色范围处于或部分处于滴定的pH突跃范围内；使指示剂的变色点等于或接近化学计量点的pH。3．根据推算，各种指示剂的变色范围应为几个pH单位?表4—3所列各种指示剂的变色范围是否与推算结果相符?为什么?举二例说明之。答：根据指示剂变色范围公式，pH=pKHin±1，各种指示剂的变色范围应为2个pH单位，表4—3所列各种指示剂的变色范围与推算结果不相符，其原因是人眼辨别各种颜色的敏锐程度不同。例如，甲基橙理论变色范围是pH在2.4~4.4，实际为3.1~4.4（红－黄）；中性红理论变色范围是pH在6.4~8.4（红－黄橙），实际为6.8~8.0，是因为人眼对红色比较敏感的缘故。4．下列各种弱酸、弱碱，能否用酸碱滴定法直接测定?如果可以，应选用哪种指示剂?为什么?(1)CH2ClCOOH，HF，苯酚，羟胺，苯胺。(2)CCl3COOH，苯甲酸，吡啶，六亚甲基四胺。答：（1）CH2ClCOOH，HF，苯酚为酸，其pKa分别为2.86，3.46，9.95。CH2ClCOOH，HF很容易满足cKa≥10-8的准确滴定条件，故可用NaOH标准溶液直接滴定，以酚酞为指示剂。苯酚的酸性太弱，cKa＜10-8不能用酸碱滴定法直接测定。羟胺，苯胺为碱，其pKb分别为8.04,9.34,羟胺只要浓度不是太稀，可以满足cKb≥10-8的准确滴定条件，故可用HCl标准溶液直接滴定，以甲基橙为指示剂。苯胺的碱性太弱，不能用酸碱滴定法直接测定。（2）CCl3COOH，苯甲酸为酸，其pKa分别为0.64和4.21，很容易满足cKa≥10-8的准确滴定条件，故可用NaOH标准溶液直接滴定，以酚酞为指示剂。吡啶，六亚甲基四胺为碱，其pKb分别为8.77和8.85，不能满足cKb≥10-8的准确滴定条件，故不能用酸碱滴定法直接测定。5.下列各物质能否用酸碱滴定法直接滴定?如果能够,应选用什么指示剂?NaF.NaOAc,苯甲酸钠,酚钠(C6H5ONa),盐酸羟胺(NH2OH·HCl)答:设各溶液的浓度均为0.1mol•L-1,NaF的Kb=10-14/(3.2×10-4)=3.1×10-11,cKb＜10-8,不能用酸碱滴定法直接滴定;NaOAc的Kb=10-14/(1.8×10-5)=5.6×10-10,cKb＜10-8,不能用酸碱滴定法直接滴定;酚钠(C6H5ONa)Kb=10-14/(1.1×10-10)=9.1×10-5,cKb＞10-8,能用酸碱滴定法直接滴定,用甲基橙指示剂;盐酸羟胺(NH2OH·HCl)的Ka=10-14/(9.1×10-9)=1.1×10-6,cKa＞10-8,能用酸碱滴定法直接滴定,用酚酞指示剂.6．用NaOH溶液滴定下列各种多元酸时会出现几个滴定突跃?分别应采用何种指示剂指示终点?H2S04，H2S03，H2C204，H2C03，H3P04答：根据是否符合cKa≥10-8和cKa1/cKa2≥104能够进行准确滴定和分别滴定的条件进行判断,其中H2S03和H3P04当浓度不低于0.1mol/L时符合前述准确滴定和分别滴定条件，结论见下表：突跃数指示剂H2S041酚酞，甲基橙等H2S032SP1甲基橙,SP2酚酞H2C2041酚酞H2C031酚酞H3P042SP1甲基橙,SP2酚酞6/1/20157:23:21AMSP=Stoichiometricpoint5．用蒸馏法测定NH3含量，可用过量H2SO4吸收，也可用H3B03吸收，试对这两种分析方法进行比较。答：在用过量H2SO4吸收NH3时，要用H2SO4标准溶液，H2SO4的量要准确计量，需用NaOH标准溶液滴定过量H2SO4，用甲基红作指示剂；用H3B03吸收NH3时，H3B03的量无须准确计量，只要过量即可。生成的H2B03-要用HCl标准溶液滴定，而过量的H3B03不会被HCl标准溶液滴定。6．今欲分别测定下列混合物中的各个组分，试拟出测定方案(包括主要步骤、标准溶液、指示剂和含量计算式，以g·mL-1表示)。(1)H3B03+硼砂；(2)HCI+NH4C1；(3)NH3·H20+NH4Cl；(4)NaH2P04+Na2HP04；(5)NaH2P04+H3P04；(6)NaOH+Na3P04。答：（1）硼酸+硼砂用HCl标准溶液滴定，以MR（甲基红）为指示剂，滴定其中的硼砂，消耗体积为V1，再加入甘露醇，使H3BO3强化，用NaOH滴定，以PP（酚酞）为指示剂，消耗体积为V2。w硼砂=1/2·c(HCl)V1(HCl)M(硼砂)×10-3/V（样），w硼酸=c(HCl)V2(HCl)M(硼酸)×10-3/V（样），（2）HCl+NH4Cl用NaOH标准溶液滴定，以MR为指示剂，滴定其中的HCl，消耗体积为V1。再用甲醛法测定NH4Cl，以PP为指示剂，消耗NaOH标准溶液体积为V2。WHCl=c(NaOH)V1(NaOH)M(HCl)×10-3/V（样），WNH4Cl=c(NaOH)V2(NaOH)M(NH4Cl)×10-3/V（样），（3）NH3·H20+NH4Cl；用HCI标准溶液滴定NH3·H20，以甲基红为指示剂，测NH3·H20量，消耗体积为V1；再继续加过量甲醛后用NaOH滴定，用酚酞作指示剂，消耗NaOH体积为V2，测得二者总量。w(NH3·H20)=c(HCl)V1(HCl)M(NH3·H20)×10-3/V（样），w(NH4Cl)=[c(NaOH)V2(NaOH)M(NH4Cl)－c(HCl)V1(HCl)M(NH3·H20)]×10-3/V（样），(4)NaH2P04+Na2HP04用NaOH标准溶液滴定NaH2P04，以酚