〔2〕弱酸:滴定弱酸时终点pH>7,此时只能选酚酞为指示剂,Na2CO3只反应至NaHCO3,所以消耗HCl量减少,CO2的影响不能忽略。
2.标定HCl溶液时,假设采用〔1〕部分风化的Na2B4O7·10H2O;〔2〕部分吸湿的Na2CO3;(3)在110℃烘过的Na2CO3,则标定所得的浓度偏低、偏高,还是准确?为什么? 答:〔1〕部分风化的Na2B4O7·10H2O:偏低。硼砂失水后,按公式标定所得CHCl浓度偏低。
〔2〕部分吸湿的Na2CO3:偏高。吸湿的Na2CO3〔带少量水〕所得CHCl浓度偏高。
〔3〕在110℃烘过的Na2CO3:偏高。Na2CO3作基准物时在270℃~300℃加热干燥,以除去其中的水分与少量的NaHCO3。如在110℃加热,只是除去水分,少量的NaHCO3还存在。Na2CO3与HCl反应是1∶2,而NaHCO3与HCl反应是1∶1。VHCl消耗少,故标定所得CHCl浓度偏高。
3.以下溶剂中何者为质子溶剂?何者为无质子溶剂?假设为质子溶剂,是酸性溶剂还是碱性溶剂?假设为无质子溶剂,是偶极亲质子溶剂还是惰性溶剂?
〔1〕冰醋酸;〔2〕二氧六环;〔3〕乙二胺;〔4〕甲基异丁酮;〔5〕苯;〔6〕水;〔7〕乙醚;〔8〕异丙醇;〔9〕丙酮;〔10〕丁胺。 答:
质子溶剂 酸性溶剂〔疏质子〕 冰醋酸 水 异丙醇 碱性溶剂〔亲质子〕 乙二胺 水 异丙醇 丁胺 无质子溶剂 偶极亲质子溶剂 二氧六环 乙醚 丙酮 惰性溶剂 甲基异丁酮 苯 中,称一定m,VHCl消耗少,故标定
中,称一定m,VHCl消耗多,故
4.试设计测定以下混合物中各组分的方法,写出滴定原理、指示剂、操作步骤及计算公式。
〔1〕HCl和H3PO4;〔2〕HCl和硼酸;〔3〕HCl和NHC4Cl; 〔4〕HCl和HAc;〔5〕Na3PO4和NaOH;〔6〕Na3PO4和Na2HPO4;〔7〕NaHSO4和NaH2PO4 ;〔8〕NH3·H2O和NH4Cl
解:设计测定混合酸或碱方法是:混合酸体系(HA+HB),根据cKHA〔HB〕≥10分别判断各个质子能否被准确滴定;根据c(HA)K(HA)/c(HB) K(HB)≥10判断能否实现分步滴定;由终点pH选择合适的指示剂。混合碱以同样方法处理。
〔1〕HCl和H3PO4:取一份试液以甲基橙为指示剂,用NaOH滴定,消耗体积为V1;另取一份试液以酚酞为指示剂,用NaOH滴定,消耗体积为V2。按下式计算:
4
-8
;
〔2〕HCl-H3BO3:H3BO3的
,不能用NaOH滴定,而加入甘油后可用NaOH直接滴定。所以,
可先用NaOH标准溶液滴定HCl,以甲基橙为指示剂,由红变黄,记下体积,可求出HCl的含量;再将适量
的甘油加入后摇匀,加入酚酞指示剂,用NaOH标准溶液滴定至粉红色,记下体积即可测定硼酸的含量。
;
+
〔3〕HCl-NH4Cl:NH4的pKa=9.25,显然不能用NaOH滴定。当用NaOH标准溶液滴定HCl完全后,溶液NH4+NaCl,其pH≈5.2,可选用甲基红〔4.4~6.2〕指示剂。设所消耗的体积为V1。在上述溶液中加入甲醛,NH4Cl可与甲醛反应释放出H后,以酚酞为指示剂,用NaOH标准溶液滴定,体积为V2,终点产物为〔CH2〕
6
+
+
N4。
; 。
-2
-2
〔4〕HCl和HAc:HCl为强酸,HAc pKa=4.76为弱酸,当,cHCl>10mol/L,cHAc>10mol/L,而pKHCl/ pKHAc>4,可以分步滴定。用NaOH滴定,第一计量点溶液组成为NaCl+HAc,橙为指示剂。第二计量点溶液组成为NaCl+NaAc,
,选甲基
,选酚酞为指示剂。
;
全部被滴定,Na3PO4滴定为NaH2PO4。
〔5〕Na3PO4+NaOH:取混合液一份,以百里酚酞为指示剂,用HCl滴定至无色,设消耗HCl体积为V1。NaOH在上溶液中加入甲基橙作指示剂,用HCl滴定至红色,设消耗HCl体积为V2。以V2计算Na2HPO4的含量。NaOH消耗HCl体积为(V1-V2)。
:
〔6〕Na3PO4和Na2HPO4:取混合液一份,以酚酞为指示剂,用HCl滴定至无色,溶液组成为:Na2HPO4,消耗HCl体积为V1。在上溶液中加入甲基橙作指示剂,用HCl滴定至红色,设消耗HCl体积为V2。溶液组成为:NaH2PO4。
;
〔7〕NaHSO4和NaH2PO4:取混合液一份,以甲级红为指示剂,用NaOH滴定至黄色,溶液组成为:NaH2PO4+ Na2SO4,消耗NaOH体积为V1。在上溶液中加入百里酚酞作指示剂,用HCl滴定至蓝色,设消耗NaOH体积为V2。溶液组成为:Na2HPO4+ Na2SO4。
;
-8
〔8〕NH3H2O和NH4Cl:NH3·H2O为弱碱,cKb>10,可用HCl标准溶液滴定,指示剂为甲基红。同上〔3〕,然后用甲醛法测定NH4Cl含量。
;
5.当以下溶液各加水稀释10倍时,其pH值有何变化?计算变化前后的pH值。
3
H24Cl
解:〔1〕0.1mol/L HCl:强酸,pH=-lg0.10=1.00 稀释后:pH=-lg0.01=2.00
〔2〕0.1mol/L NaOH:强碱, pOH=-lg0.10=1.00?? pH=13.00 稀释后:pOH=-lg0.01=2.00 pH=12.00 〔3〕0.1mol/L HAc:弱酸
pH=2.88
稀释后:
H24Cl:缓冲体系
3
稀释后:
6.假定在无水乙醇中HClO4、C2H5ONa都完全离解。
〔1〕 以无水乙醇为溶剂,用C2H5ONa〔0.100mol/L〕滴定50.0ml HClO4〔0.050mol/L〕,计算当加入0.00、12.5、24.9、25.0、25.1和30.0ml碱溶液时溶液的pH〔-lg[C2H5OH]〕。〔2〕 将〔1〕中体积从24.9到25.1的pH变化〔DpH〕同水作溶剂、NaOH作溶剂时的情况作比较,并解释其原因。〔在乙醇中DpH=11.3,在水中DpH=6.2〕
解:〔1〕0.00ml: pH=-lg[C2H5OH2]=-lg0.05=1.30 12.5ml:
*
+
24.9ml:
25.00ml:〔中和〕
25.10ml:
pH=19.1-3.8=15.3 30.0ml:
*
pH*=19.1-2.1=17
〔2〕从24.9ml至25.1ml的DpH,在乙醇中 DpH=15.3-3.9=11.4,在水中DpH =10.2-3.9=6.3,因为乙醇的pKs〔19.1〕较水大,所以在乙醇中滴定突跃较大。
7.取苯甲酸溶液25.00ml,用NaOH溶液〔0.1000mol/L〕滴定,误选甲基红作指示剂,当滴定剂加到20.70ml时到达终点,溶液的pH为6.20。计算〔1〕滴定终点误差;〔2〕计量点的pH值;〔3〕苯甲酸溶液的浓度。
解:〔1〕滴定终点误差:终点pH为6.20,终点在计量点前,酸过量,为负误差 [H]=10-6.20=6.31×10,[OH]=10-7.80=1.58×10
+
-7
-
-8
*
代入公式:
〔2〕计量点的pH值:化学计量点时溶液组成为苯甲酸钠
, pOH=5.57,pH=8.43
〔3〕苯甲酸溶液的浓度:
8.取某一元弱酸〔HA〕纯品,制成50ml水溶液。用NaOH溶液〔0.0900mol/L)〕滴定至化学计量点,消耗41.20ml。在滴定过程中,当滴定剂加到8.24ml时,溶液的pH值为4.30。计算〔1〕HA的摩尔质量;〔2〕HA的Ka值;〔3〕化学计量点的pH值。 解:〔1〕HA的摩尔质量:
〔2〕HA的Ka值:
,
,Ka=1.26×10
〔3〕化学计量点的pH值:
-5
故选酚酞作指示剂。
9.用0.1000mol/L NaOH滴定0.1000mol/L HAc20.00ml,以酚酞为指示剂,终点pH9.20。〔1〕计算化学计量点的pH;〔2〕分别用林邦公式和式〔4-10〕计算终点误差,并比较结果。 解:〔1〕化学计量点时pH:
pOH=5.27,pH=8.73
〔2〕林邦公式计算终点误差:△pH=pHep-pHsp=9.2-8.72=0.48,csp=0.05mol/L
〔3〕式〔4-10〕计算终点误差:pHep=9.2,[H]=6.3×10,[OH]=1.6×10,
+
-10
--5
10.在含CaCO3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0.975mlHCl,计算石灰石的纯度及CO2的百分含量。
解:
11.配制高氯酸冰醋酸溶液〔0.05000mol/L〕1000ml,需用70% HClO4 2ml,所用的冰醋酸含量为99.8%,相对密度1.05,应加含量为98%,相对密度1.087的醋酐多少毫升,才能完全除去其中的水分? 解:除去HClO4中的水所需酸酐:
除去冰醋酸中的水所需酸酐:
V= V1+ V2=11.72+11.16=22.88〔ml〕
12.高氯酸冰醋酸溶液在24℃时标定的浓度为0.1086mol/L,试计算此溶液在30℃的浓度。 解:
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