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pka是什么

更新时间:2022-11-15 00:38:26 阅读: 评论:0

中考数学压轴题高中秒杀-形容汤的美味


2022年11月15日发(作者:重大危险源管理制度)

第四章酸碱滴定法

思考题

1.从质子理论来看下面各物质对分别是什么?哪个是最强酸?哪个是最强

碱?试按强弱顺序把他们排列起来

答:HAc(Ac-)Ka=1.75×10-5;H

3

PO

4

(H

2

PO4-)Ka

1

=7.52×10-3;

NH

3

(NH

4

+)Ka=5.7×10-10;HCN(CN-)Ka=6.2×10-10

HF(F-)Ka=6.8×10-4;(CH

2

6

N((CH

2

6

NH+)Ka=1.4×10-9

HCO

3

-(CO

3

-)Ka

2

=5.61×10-11

酸的强弱顺序:

H

3

PO

4

>HF>HAc>(CH

2

)

6

N

4

H+>HCN>NH

4

+>HCO

3

-

碱的强弱顺序:

CO

3

->NH

3

>CN->(CH

2

6

N

4

>Ac->F->H

2

PO

4

-

2.写出下列物质在水溶液中的质子条件式

答:(1)NH

4

CN[HCN]+[H

3

O+]=[NH

3

]+[OH-]

(2)Na

2

CO

3

2[H

2

CO

3

]+[HCO

3

-]+[H

3

O+]=[OH-]

(3)(NH

4

)

2

HPO

4

2[H

3

PO

4

]+[H

2

PO

4

-]+[H

3

O+]=[NH

3

]+[OH-]+[PO

4

3-]

(4)(NH

4

)

3

PO

4

3[H

3

PO

4

]+2[H

2

PO

4

-]+[HPO

4

2-]+[H

3

O+]=[NH

3

]+[OH-]

(5)NH

4

H

2

PO

4

[H

3

PO

4

]+[H

3

O+]=[NH

3

]+[HPO

4

2-]+2[PO

4

3-]+[OH-]

3.欲配制pH为3的缓冲溶液,应选下列何种酸及其共轭碱

二氯乙酸(1.30)一氯乙酸(2.86)甲酸(3.74)乙酸(4.76)苯酚(9.95)

答:选一氯乙酸(缓冲溶液pH≈pKa=2.86)

标准溶液吸收了空气中的CO

2

,当用于滴定(1)强酸;(2)弱酸时,对

滴定的准确度各有何影响?

答:滴定强酸时:(1)若用甲基橙为指示剂,终点pH≈4,消耗2mol强酸,即

2molNaOH与CO

2

反应生成1molNaCO

3

仍消耗2mol强酸,基本无影响;(2)

若用酚酞作指示剂,终点pH≈9,生成NaHCO

3

,即2molNaOH与CO

2

反应生

成1molNaCO

3

只消耗1mol强酸,有显著影响。滴定弱酸时:只能用酚酞作指示

剂,有显著影响。由

Hcl

NaOHNaOH

HclV

Vc

c得:用NaOH滴定HCl,V

NaOH

↑,c

Hcl

高;用HCl滴定NaOH,V

Hcl

↓,c

Hcl

偏高。

6.标定HCl溶液浓度时,若采用(1)部分风化的Na

2

B

4

O

7

·10H

2

O;(2)部分吸湿

的Na

2

CO

3

;(3)在110℃烘过的Na

2

CO

3

,则标定所得的浓度偏低、偏高还是准确?

为什么?

答:(1)偏低(2)偏高(3)不影响

7.下列各酸,哪些能用NaOH溶液直接滴定?哪些不能?如能直接滴定,计算各

滴定突跃的pH值,并选合适的指示剂?

⑴蚁酸(HCOOH)Ka=1.8×10-4

⑵硼酸(H

3

BO

3

)Ka

1

=5.4×10-10

⑶琥珀酸(H

2

C

4

H

4

O

4

)Ka

1

=6.9×10-5,Ka

2

=2.5×10-6

⑷枸橼酸(H

3

C

6

H

5

O

7

)Ka

1

=7.2×10-4,Ka

2

=1.7×10-5,Ka

3

=4.1×10-7

⑸顺丁烯二酸Ka

1

=1.5×10-2,Ka

2

=8.5×10-7

解:设C

b

=C

a

=0.10mol/L,V

a

=20.00ml

(1)甲酸(HCOOH)K

a

=1.77×10-4

C

a

·K

a

>10-8,能被准确滴定

计量点产物:HCOO—一元弱碱

6

4

14

1068.1

2

10.0

1077.1

10





b

a

WC

K

K

OH

77.568.1lg61068.1lg6pOH

23.877.500.14pH

选酚酞指示剂

(2)硼酸H

3

BO

3

K

a1

=5.8×10-10,K

a2

=1.8×10-13,K

a3

=1.6×10-14,

C

a

K

a1

<10-8,C

a

K

a2

<10-8,C

a

K

a3

<10-8

无滴定突跃,指示剂在终点无明显颜色变化,不能用NaOH准确滴定。

(3)琥珀酸(H

2

C

4

H

4

O

4

)K

a1

=6.4×10-5,K

a2

=2.7×10-6

C

a

K

a1

>10-8,C

a

K

a2

>10-8,K

a1

/K

a2

<104

只有一个滴定突跃,两级离解的H+被同时滴定。

计量点产物:Na

2

C

4

H

4

O

4

二元弱碱



05.995.4

/1011.1

3

10.0

107.2

10

5

6

14

2

1







pHpOH

LmolC

K

K

CKOH

b

a

W

bb

选酚酞指示剂

(4)枸橼酸(H

3

C

6

H

5

O

7

)K

a1

=8.7×10-4,K

a2

=1.8×10-5,K

a3

=4.0×10-6

C

a

K

a1

>10-8,C

a

K

a2

>10-8,C

a

K

a3

>10-8,K

a1

/K

a2

<104,K

a2

/K

a3

<104

只有一个滴定突跃,三级离解的H+被同时滴定。

计量点产物:Na

3

C

6

H

5

O

7

三元弱碱

用最简式计算:

选酚酞指示剂90.810.5

/1090.7

4

10.0

100.4

10

][6

6

14

3

1







pHpOH

LmolC

K

K

CKOH

b

a

W

bb

(5)顺丁烯二酸K

a1

=1.0×10-2,K

a2

=5.5×10-7

C

a

K

a1

>10-8,C

a

K

a2

≈10-8,K

a1

/K

a2

>104

可准确分步滴定,有两个滴定突跃。

第一计量点:产物NaHA两性物质



选甲基橙指示剂13.4742.0lg4

/10742.0105.5100.1472

21





pH

LmolKKH

aa

第二计量点:产物Na

2

A二元弱碱



选酚酞指示剂39.961.446.2lg5

/1046.2

3

10.0

105.5

10

5

7

14

2







pHpOH

LmolC

K

K

OH

b

a

W

11.试设计测定下列混合物中各组分的方法原理、指示剂、操作步骤及计算公式

答:解:(1)HCl+H

3

PO

4



试液试液

V

VVC

C

V

VC

CNaOH

HCl

NaOH

POH

212

43



13.混合碳酸盐有时采用等质量的两分试样进行分析,一份用酚酞作指示剂,另

一份用甲基橙作指示剂。如果Vp等于用酚酞作指示剂时的酸体积,Vm等于用甲

基橙作指示剂时的酸体积,试回答下列问题:

(1)设混合物含有等物质量的NaOH和Na

2

CO

3

,Vp和Vm间的关系怎样

(2)如果混合物中NaHCO

3

物质的量2倍于Na

2

CO

3

,Vp和Vm间的关系怎样

答:(1)n

NaOH

酚酞NaCl消耗HCl体积:V

n

Na2CO3

VpNaHCO

3

消耗HCl体积:VVp=2V

n

NaOH

甲基橙NaCl消耗HCl体积:V

n

Na2CO3

VmCO

2

+H

2

O消耗HCl体积:2VVm=3V

∴n

NaOH

=n

Na2CO3

Vm=3/2Vp

(2)n

Na2CO3

酚酞NaHCO

3

消耗HCl体积:V

2n

NaHCO3

VpNaHCO

3

消耗HCl体积:0Vp=V

n

Na2CO3

甲基橙CO

2

+H

2

O消耗HCl体积:2V

2n

NaHCO3

VpCO

2

+H

2

O消耗HCl体积:2VVm=4V

∴n

Na2CO3=

2n

NaHCO3

Vm=4Vp

15.试用酸碱质子理论解释水分对非水溶液滴定酸或碱的影响。

答:失去质子:SH+H

2

O=S-+H

3

O+接受质子:B+H

2

O=BH++OH-

水可以接受质子,也可以给出质子,从质子论的角度看,水既是酸性杂质,

又是碱性杂质。在非水滴定中,无论滴定的物质是酸还是碱,水均消耗标准

溶液。

NaCl

NaH

2

PO

4滴定

NaOHNaCl

Na

2

HPO

4

HCl

H

3

PO

4

NaOH

滴定

甲基橙终点V

1

酚酞终点V

2

V

1

V

2

甲基橙终点

酚酞终点

16.在下列何种溶剂中冰醋酸、苯甲酸、盐酸及高氯酸的酸碱强度都相同?

(1)纯水(2)浓硫酸(3)液氨(4)甲基异丁酮

答:在液氨中相同。

18.指出下列溶剂中何为质子性溶剂?何为非质子性溶剂?若为质子性溶剂,是

酸性溶剂还是碱性溶剂?若为非质子性溶剂,是偶极亲质子溶剂还是惰性溶剂?

答:质子性酸性溶剂:冰醋酸

质子性碱性溶剂:乙二胺、丁胺

质子性两性溶剂:水、异丁醇

非质子偶极亲质子性溶剂:乙醚、丙酮、甲基异丁基酮

非质子惰性溶剂:二氧六环、苯

19.若对HClO

4

、H

2

SO

4

、HCl、HNO

3

的混合水溶液能否进行区分滴定?为什么?

在何种溶剂中能进行区分滴定?

答:水中不可以区分滴定,均为强酸,都被均化到H

3

O+水平;在甲基异丁基酮

中即可区分滴定。

20.若要对苯酚、HAc、水杨酸、HCl、HClO

4

进行区分滴定,应选用何种溶剂、

滴定剂。

答:选甲基异丁酮作溶剂,用四丁基氢氧化铵做滴定剂。

习题答案

1.已知琥珀酸(以H

2

A表示)的pK

a1

=4.19,pK

a2

=5.57,计算在pH为4.88和5.00

时,H

2

A、HA-、A2-的δ0

、δ

1

、δ

2

。若该酸的分析浓度为0.01mol/L,求pH为

4.88时三种形式的平衡浓度。

解:pH=4.88

145.0

10101010)10(

)10(

][][

][

57.519.488.419.4288.4

288.4

2

2

0

211









aaa

kkHkH

H

710.0

10101010)10(

1010

][][

][

57.519.488.419.4288.4

88.419.4

2

1

211

1











aaa

a

kkHkH

Hk

145.0

10101010)10(

1010

][][57.519.488.419.4288.4

57.519.4

2

2

211

21











aaa

aa

kkHkH

kk

当pH=5.00时,以[H+]=10-5.00mol/L代入上面的公式

109.0

0



702.0

1

189.0

2



C=0.01mol/L,pH=4.88时:[H2

A]=cδ

0

=0.01×0.145=1.45×10-3mol/L

[HA-]=Cδ

1

=0.01×0.710=7.10×10-3mol/L[A2-]=cδ

2

=1.45×10-3mol/L

2.将pH6.37、4.43换算成[H+],pOH3.28、9.86换算成[H+],[H+]0.139mol/L,

2.07×10-5mol/L,换算成pH.

解:pH=6.37[H+]=4.3×10-7mol/LpH=4.43[H+]=3.7×10-5mol/L

pOH=3.28[H+]=1.9×10-11mol/LpOH=9.86[H+]=7.2×10-5mol/L

[H+]=0.139mol/LpH=0.857[H+]=2.07×10-5mol/LpH=4.684

5.计算下列溶液的pH

解:(1)0.10mol/LNaH

2

PO

4

最简式:

21aa

KKH

66.4)21.712.2(

2

1

2

1

21



aa

pKpKpH

(2)0.05mol/LK

2

HPO

4

最简式:

32aa

KKH

94.9)66.1221.7(

2

1

2

1

32



aa

pKpKpH

8.由下列数据近似地计算弱酸或弱碱的理解常数

(1)某一元弱酸的相对分子量为122.1,称取1.04g,配成100mL水溶液,其

pH为2.64,计算该弱酸的pK

a

(2)某一元弱碱的共轭酸水溶液,浓度为0.10mol/L,其pH为3.48,计算该弱

碱的K

b

解:⑴

Lmol

VM

m

C/0852.0

1001.122

100004.1

1000



一元弱酸:

aa

CKH

代入数据:0852.01064.2

a

K



21.41016.6

0852.0

10

5

2

64.2



aa

pKK

⑵一元弱酸

a

b

WC

K

K

H代入数据

10.0

10

10

14

48.3

b

K

9

2

48.3

14

101.9

10

10.010



b

K

10.计算用NaOH溶液(0.10mol/L)滴定HCOOH溶液(0.10mol/L)到化学计量

点前0.1%、化学计量点及化学计量点后0.1%时溶液的pH,应选择何种指示剂。

解:设HCOOH液的体积V

a

=20.00ml

⑴化学计量点前0.1%时,溶液组成:HCOOH+HCOO—

缓冲液:

98.1900.20

10.098.19

lg

HCOOC

C

C

pKpH

b

a

b

a



98.1900.20

10.002.0

75.6

02.0

98.19

lg75.3

HCOOHCpH

a

⑵化学计量点,溶液为HCOO—

一元弱碱:LmolC

K

K

OH

b

a

W/1068.1

2

10.0

10

10

6

75.3

14



22.878.500.1478.5pHpOH

⑶化学计量点后0.1%时,溶液组成:HCOO—+NaOH(过量),

溶液pH由过量NaOH决定:

LmolOH/1000.5

02.2000.20

02.010.0

5

70.930.400.1430.4pHpOH

滴定突跃范围pH6.75~9.70,选酚酞做指示剂

11.若用HCl溶液(0.02mol/L)滴定KOH溶液(0.02mol/L)20.00mL,试计算

化学计量点前0.1%、化学计量点和化学计量点后0.1%时溶液的pH。可以采用何

种指示剂。

解:化学计量点前0.1%(0.02mlKOH未被滴定):

0.5/100.1

98.1900.20

02.002.0

][5

pOHLmolOH

pH=9.0

化学计量点产物:KCl+H

2

O∴pH=7.0

化学计量点后0.1%(0.02mlHCl过量):

0.5/100.1

02.2000.20

02.002.0

][5

pHLmolH

滴定突跃范围:pH9.0~5.0可选酚酞或甲基红指示剂

12.取苯甲酸溶液25.00mL,用NaOH溶液(0.1000mol/L)滴定,误选甲基红为

指示剂,当滴定剂加到20.70mL时达到终点,溶液的pH为6.20。(1)计算滴定

终点误差;(2)计算计量点的pH;(3)计算苯甲酸溶液的原始浓度

解:①强碱滴定弱酸:



1101010

/04529.0

70.2000.25

70.201000.0

100%

80.720.620.4







OHHK

LmolCC

C

HOH

TE

a

epsp

sp

终点时苯甲酸

苯甲酸





99.010010991.01036.1%

100

1010

10

04529.0

1010

100%

25

20.420.6

20.620.680.7











TE

KH

H

C

HOH

TE

asp

TE为负值,终点在计量点之前。

②计量点生成物是苯甲酸钠,为一元弱碱

LmolC

K

K

OH

b

a

W/1065.204529.0

10

10

6

20.4

14



42.858.5pHpOH

③C

苯甲酸

×25.00=20.70×0.1000+(20.70×0.0099×0.1000)

C苯甲酸

=0.0836mol/L

14.滴定0.6300g某纯有机二元酸用去NaOH溶液(0.3030mol/L)38.00mL,并

又用了HCl溶液(0.2250mol/L)4.00mL回滴定(此时有机酸完全被中和),

计算有机酸的相对分子质量。

解:])()[(

2

1

1000

2

2

HClNaOH

AH

AHcVcV

M

m



7.118

)00.42250.000.383030.0(

2

1

1000

6300.0

2



M

M

AH

15.有工业硼砂1.000g,用HCl溶液(0.1000mol/L)24.50mL,滴定至甲基橙

终点,分别求下列组分的质量分数。(1)Na

2

B

4

O

7

.10H

2

O(2)Na

2

B

4

O

7

(3)B

解:滴定反应:Na

2

B

4

O

7

+2HCl+5H

2

O=4H

3

BO

3

+2NaCl

2000)(2

2742

2742

2742

10

10

010



OHOBNa

OHOBNa

HClHOBNaHClM

m

CVnn

molHClOBmolNamolB

OBNa

OHOBNa

214

67.24%100

000.1

2000

37.201

50.241000.0

%

72.46%100

000.1

2000

37.381

50.241000.0

%10

742

742

2742













297.5%100

1000000.1

81.1050.241000.02

%

2

4





Bnn

HClB

18.在0.2815g含CaCO

3

及中性杂质的石灰石里加入HCl溶液(0.1175mol/L)

20.00mL,滴定过量的酸用去5.60mLNaOH溶液,1mLNaOH溶液相当于0.975mL

HCl,计算石灰石的纯度及CO

2

的质量分数。

解:滴定反应CaCO

3

+2HCl=CaCl

2

+CO

2

+H

2

O

100

1000

%

2

1

3

23

2

1

3





m

nnn

s

CaCO

HClHCl

HClCOCaCO

M

VC

CaCO



%37.30

%100

2815.0

1000

09.100

)975.060.500.20(1175.0

2

1





%36.13

%100

2815.0

1000

01.44

)975.060.500.20(1175.0

%

2

1

2



CO

20.有Na

2

CO

3

溶液(0.1mol/L)20mL两份,用HCl溶液(0.2mol/L)滴定,

分别用甲基橙和酚酞为指示剂,则变色时所用盐酸的体积各为多少?

解:甲基橙做指示剂的反应式:Na

2

CO

3

+2HCl=2NaCl+CO

2

+H

2

O

ml

C

VC

HCl

CONa

HCl

HClCONa

V

nn

20

2.0

201.02

)(2

2

1

32

32



酚酞做指示剂的反应式:Na

2

CO

3

+HCl=NaHCO

3

+NaCl

ml

C

VC

HCl

CONa

HCl

HClCONa

V

nn

10

2.0

201.0

)(

32

32

甲基橙变色消耗HCl20ml,酚酞变色消耗HCl10ml

21.取工业用Na

2

CO

3

碱1.000g溶于水,并稀释至100.00mL,取其中25.00mL,

以酚酞为指示剂消耗HCl溶液(0.1015mol/L)24.76mL。另取25.00mL以甲

基橙为指示剂,消耗同样浓度的HCl43.34mL,则:(1)该工业碱中有哪几种

碱?(2)计算各种碱的质量分数

解:(1)含:

332

NaHCOCONaV酚酞

↓V

甲基橙

V

=2V

CO

2

+H

2

O

含:Na

2

CO

3

V

酚酞

NaHCO

3

NaHCO

3

NaHCO

3

V

>2V

↓V

甲基橙

CO

2

+H

2

O

含:Na

2

CO

3

V

酚酞

NaHCO

3

NaOHNaClV

>V

↓V

甲基橙

CO

2

+H

2

O

NaCl

因为V

>V

,V

<2V

,说明该工业碱中有NaOH和Na

2

CO

3

NaOH→NaCl消耗的HCl[43.34-2×(43.34-24.76)]ml:

%04.10%100

100

25

000.1

1000

00.40

1050.0]2)76.2434.43(34.43[

%



NaOH

NaHCO

3

→CO

2

+H

2

O消耗的HCl(43.34-24.76)ml:

%96.79%100

100

25

000.1

1000

0.106

1050.0)76.2434.43(

%

32





CONa

25.粗胺盐1.000g加过量NaOH溶液,产生的氨经蒸馏吸收在50.00mL、0.5000

mol/L的酸中,过量的酸用NaOH溶液(0.5000mol/L)回滴,用去1.56mL,

计算试样中NH

3

的质量分数。

解:由题意得





%

%25.41

100

000.1

1000

03.17

56.15000.05000.000.50

%100

1000

%

3

3





s

NH

NaOHHCl

m

VCVC

NH

M

26.用NaOH溶液(0.1000mol/L)滴定HCOOH溶液(0.1000mol/L)时,(1)

用中性红为指示剂,滴定到pH=7.0为终点;(2)用百里酚酞为指示剂,滴定到

pH=10.0为终点,分别计算它们的滴定终点误差。

解:强碱滴定弱酸pH=7.0时,

%06.0%100

1010

10

05.0

1010

%100

][][

%

75.30.7

0.770.7









HA

SP

C

HOH

TE

pH=10.0时,

%2.0%100

1010

10

05.0

1010

%100

][][

%

75.30.10

0.10100.4









HA

SP

C

HOH

TE

27.以HCl溶液(0.01000mol/L)滴定NaOH溶液(0.01000mol/L)20.00mL,

(1)用甲基橙为指示剂,滴定到pH=4.0为终点;(2)用酚酞为指示剂,滴定到

pH=8.0为终点,分别计算滴定终点误差,并指出用哪种指示剂比较合适。

解:强酸滴定强碱%100

sp

HOH

TE

C















①终点pH=4.0

0.2100

2/01000.0

1010

%

100.4





TE终点在计量点后

②终点pH=8.0

02.0100

2/01000.0

1010

%

0.60.8





TE终点在计量点前

用酚酞较合适

28.配制高氯酸冰醋酸溶液(0.05000mol/L)1000mL,需用70%HClO4

4.2mL,所

用的冰醋酸含量为99.8%、相对密度1.05,则应加含量为98%、相对密度1.087

的乙酸酐多少毫升,才能完全除去其中的水分?

解:(CH

3

CO)

2

O+H

2

O====2CH

3

COOH

按题意:

酸酐

酸酐

高氯酸中水

冰醋酸中水

M

m

M

mm

OH

2

(高氯酸相对密度1.75)

设应加乙酸酐Xml



09.102

087.198.0

02.18

70.0175.12.4998.0105.1)2.41000(xx



解之得:应加乙酸酐X=22.60(ml)

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