无机及分析化学(第三版)呼世斌 答案 下载本文

?c(H?)?Kac=5.57×10-6mol·L-1

pH=5.63

选用甲基红指示剂。 (9)NaAc

该物质为碱性盐,则Kbo=Kwo/Kao=5.59×10-10,故cKbo<10-8 ,故不可以直接滴定,无滴定突跃。 (10)Na2B2O7.10H2O

该物质为碱性盐,Kao=5.8×10-10,故cKbo>10-8,可以直接滴定,有一个滴定突跃。终点产物为硼酸H3BO3,并且浓度变为原来的三分之一。因为1摩尔盐酸对应与2摩尔硼酸。 cKao>20Kwo,c/Kao>500 故

?c(H?)?Kac=5.8?10?10?0.033?4=8.75×10-5mol·L-1

pH=4.06

选用甲基红指示剂。

6.下列多元弱酸弱碱(始浓度均为0.10mol·L-1)能否用酸碱滴定法直接滴定?如果能滴定,有几个突跃?应选什么作指示剂?

(1)柠檬酸(2)H2NNH2 (3)Na2C2O4

(4)Na3PO4(5)Na2S (6)酒石酸 解:

(1)柠檬酸:HOOH2CC(OH)COOHCH2COOH ,三元弱酸 因为:cKa1o=7.4?10-4?0.1=7.4?10-5>10-8 cKa2o=1.7?10-5?0.1=1.7?10-6>10-8 cKa3o=4.0?10-7?0.1=4.0?10-8>10-8 所以,可以用碱直接滴定。

又因为:Ka1o/Ka2o = 7.4?10-4/1.7?10-5=53<104 Ka2o/Ka3o = 1.7?10-4/4.0?10-5=42<104 显然不能分步滴定,有一个突跃。 计量点时pH近似为一元弱碱处理。

因为:cKb1o=6.25?10-10> 20Kwo,c/Kb1o =10-6>500 所以:可以应用最简式计算

?c(OH?)?Kb?c?2.5?10?5mol·L-1

pH=9.4

滴定终点位于碱性区,可选酚酞(变色范围:8.0~9.6)和百里酚酞(变色范围:9.4~10.6)作为指示剂。

(2)H2NNH2,

二元弱碱Kb1o = 3.0?10-6, Kb2o = 7.6?10-15 cKb1o=3.0?10-7>10-8,cKb2o=7.6?10-16< 10-8

故一级电离就OH-离子可以滴定,第二个OH-离子不能直接滴定。 又因为:Kb1o/Kb2o = 3.0?10-6 / 7.6?10-15=3.9?10-8>104 所以可以分步滴定,即有一个突跃。

计量点时,为H2NNH3Cl两性物质体系(HA- 型)。则:

-12??c(OH?)?KbL-1 1?Kb2=1.51?10mol·

pH=10.82

指示剂可选为溴百里酚酞。 (3)Na2C2O4,

Kb1o=Kwo/Ka2o=1.6?10-10 , Kb2o=Kwo/Ka1o=1.7?10-13 cKb1o=1.6?10-11<10-8,cKb2o=1.7?10-14< 10-8 所以,不能直接滴定, 无滴定突跃。 (4)Na3PO4,

cKb1o=2.3?10-3>10-8,cKb2o=1.6?10-8> 10-8,cKb3o=1.3?10-13< 10-8 所以,前两级可以直接滴定,第三级不能直接滴定。 又因为:Kb1o/Kb2o = 2.3?10-2 / 1.6?10-7=1.4?105>104 Kb2o/Kb3o = 1.6?10-7 / 1.3?10-12=1.2?105>104 显然,可以分步滴定,有两个突跃。

第一计量点时体系为HPO42- 体系(两性物质水溶液),浓度为原来的一半: cKa3o=2.2?10-14> 20Kwo,c/Ka3oco=1.14?1010>500 , c>20Ka2o,所以

c(H)?????Ka2(Ka3?c?Kw)=2.04?10-10mol·L-1

cpH=9.69, 指示剂可选百里酚酞

第二计量点时体系为H2PO4- 体系(两性物质水溶液),浓度为原来的三分之一: cKa2o=2.1?10-8> 20Kwo,c/Ka2oco=5.29?105>500 , c<20Ka1o,所以

c(H)????Ka1?Ka2?c?Ka1?c=6.85?10-6mol·L-1

pH=5.16, 指示剂可选甲基红

(5)Na2S, 因为:cKb1o=0.14 >10-8,cKb2o=7.7?10-9?10-8

同时,Kb1o/Kb2o = 1.81?107>104 显然,可以分步滴定,有两个突跃。

第一计量点时体系为HS- 体系:(两性物质水溶液)

??c(H?)?Ka1?Ka2

pH=10.52,指示剂可选百里酚酞

第二计量点时体系为H2S体系:(二元弱酸水溶液)

?c(H?)?Ka1?c

计算的 pH=4.18,指示剂可选甲基橙

(6)酒石酸为二元弱酸:Ka1o =9.1?10-4,Ka2o =4.3?10-5 因为:cKa1o=9.1?10-5>10-8,cKa2o=4.3?10-6>10-8 又因为:Ka1o/Ka2o = 21.2 <104

可见可以直接滴定,但是不能分步滴定,只有一个突跃。 计量点时,体系为二元弱碱体系,由于Kb1o=Kwo/Ka2o

?故,c(OH?)?Kb1?c

计算的 pH=8.44

指示剂选酚酞和百里酚蓝皆可。

7.标定盐酸溶液时,以甲基红为指示剂,称取硼砂0.6817 g,滴定到终点时用去盐酸溶液27.02 mL,计算c(HCl)。

解:c(HCl)?2m(Na2B4O7?10H2O)2?0.5617g??0.1090mol?L?1 ?1M(Na2B4O7?10H2O)?V(HCl)381.4g?mol?27.02mL8.测定蛋白质样品中的N含量时,称取样品0.2503 g,用浓H2SO4和催化剂消解,使样品中的N全部转化为NH4+,再加碱蒸馏,用硼酸溶液吸收蒸出的NH3,最后以甲基红作指示剂,用0.09706 mol·L-1 HCl溶液滴定到甲基红由黄色变为橙色,共用去HCl溶液24.94 mL,计算样品中N的质量分数w(N)。 解:

w(N)?c(HCl)V(HCl)M(N)ms0.09706mol?L-1?24.94mL?14.01g?mol?1 ??7.140%0.4750g

9.H3P04样品2.108 g,用蒸馏水稀释至250.0 mL,吸取该溶液25.00 mL,以甲基红为指示剂,用0.09395 mol·L-1NaOH溶液21.30 mL滴定至终点。计算样品中w(H3PO4)和w(P2O5)。

解:滴定反应:H3PO4+NaOH=NaH2PO4+H2O

w(H3PO4)?c(NaOH)V(NaOH)M(H3PO4)ms?稀释倍数0.09395mol?L?1?21.30mL?97.99g?mol?1 ?

25.002.108g?250.0 ?93.02%M(P2O5)141.9g?mol?1w(P2O5)??w(H3PO4)??93.08%?67.35%

2M(H3PO4)2?97.99g?mol?11c(NaOH)V(NaOH)M(P2O5) 或:w(P2O5)?2ms?稀释倍数10.某一含惰性杂质的混合碱样品0.6028g,加水溶解,用0.202 2 mol·L-1 HCl溶液滴定至酚酞终点,用去HCl溶液20.30 mL;加入甲基橙,继续滴定至甲基橙变色,又用去HCl溶液22.45 mL。问样品由何种碱组成?各组分的质量分数为多少?

解:

w(Na2CO3)?c(HCl)V1(HCl)M(Na2CO3)ms

0.2022mol?L?1?20.30mL?106.0g?mol?1 ??0.72180.6028gc(HCl)[V2(HCl)?V1(HCl)]M(NaHCO3)w(NaHCO3)?mS0.2022mol?L?1?(22.45L?20.30L)?84.01g?mol?1 ??0.06060.6028g11.硫酸铵样品0.1640 g,溶于水后加入甲醛,反应5 min,用0.09760mol·L-1NaOH溶液滴定至酚酞变色,用去23.09 mL。计算样品中N的质量分数。

解:滴定反应:4NH4++6HCHO=(CH2)6N4H++3H++6H2O (CH2)6N4H++3H++4OH-=(CH2)6N4+4H2O

c((NaOH)V(NaOH)M(N)0.09760mol?L?1?23.09mL?14.01g?mol?1w(N)???0.1925

ms0?1640g12.称取某含Na2HPO4和Na3PO4的样品1.200 g,溶解后以酚酞为指示剂,用0.3008 mol·L-1 HCl溶液17.92 mL滴定至终点,再加入甲基红指示剂继续滴定至终点,又用去了HCl溶液19.50 mL。求样品中Na2HPO4和Na3PO4的质量分数。

解: