第三章思考题1、在硫酸溶液中,离子活度系数的大小次序为YH+>HS04->S042-,试加以说明。答:根据公式德拜-休克尔公式可知,离子电荷越大,Y就越小,离子半径越小的离子水化有效半径a越大,i越大。H离子的水化半径最大,故它的活度系数最大。2、于苹果酸溶液中加入大量强电解质,苹果酸的浓度常数K和K°之比是增大还是减小?对其活度常数之比的影响又如何?答:①减小。K,K,×YHA-K°=-,K=YH+*YA*-YH-XYHA'KI_K×YA,根据德拜-休克尔公式:KK,XY"HA-g YA- = -0.5×22 ×/ = -2/T, A =10-2/IgA-=-0.5×1P×=-0.5, A-=10-0.5=K×=K×10-K,×10-K"K,×"HA-K, ×(10-0.)K,由于活度常数在温度不变的情况下是一常数,所以两个浓度常数的比值随着离子强度的升高而减小。②没有影响。因为活度常数不受介质条件的影响。3、在下列各组酸碱物质中,哪些属于共轭酸碱对?不是a.H;PO4-NazHPO4b.HSO4-SO42-不是不是c.H2CO:-HSO3是d.NH,*CH2COOH-NH,CH,COOH不是e.H2Act-Acf. (CH2)6N4H+-(CH2)6N4是4、判断下列情况对测定结果的影响。a.标定NaOH溶液时,邻苯二甲酸氢钾中混有少量邻苯二甲酸答:标定时消耗的VNaOH增大,CNaOH偏低;
第三章 思考题 1、在硫酸溶液中,离子活度系数的大小次序为 γH+>γHSO4->γSO42-,试加以说明。 答:根据公式德拜-休克尔公式可知,离子电荷越大,γi 就越小,离子半径越小的离子水化 有效半径 a 越大,γi 越大。H+离子的水化半径最大,故它的活度系数最大。 2、于苹果酸溶液中加入大量强电解质,苹果酸的浓度常数 K1 c和 K2 c之比是增大还是减小? 对其活度常数之比的影响又如何? 答:①减小。 + − = H HA 1 1 K K c , + − − = 2 H A 2 HA 2 K K c − = HA 2 2 1 A 2 1 2- K K K K c c ,根据德拜-休克尔公式: lg 0.5 2 I 2 I 2 A 2− = − = − , 2 I A 2 10− − = lg 0.5 1 I 0.5 I 2 HA − = − = − , 0.5 I HA 10− − = 2 1 0.5 2 2 2 1 HA 2 2 1 A 2 1 10 (10 ) 2- 10 K K K K K K K K I I I c c − − − = = = − 由于活度常数在温度不变的情况下是一常数,所以两个浓度常数的比值随着离子强度的 升高而减小。 ②没有影响。因为活度常数不受介质条件的影响。 3、在下列各组酸碱物质中,哪些属于共轭酸碱对? a. H3PO4-Na2HPO4 不是 b. H2SO4-SO4 2- 不是 c. H2CO3-HSO3 - 不是 d. NH3 +CH2COOH- NH2CH2COOH 是 e. H2Ac+ -Ac- 不是 f. (CH2)6N4H+ -(CH2)6N4 是 4、判断下列情况对测定结果的影响。 a. 标定 NaOH 溶液时,邻苯二甲酸氢钾中混有少量邻苯二甲酸 答:标定时消耗的 VNaOH 增大,cNaOH 偏低;
b.用吸收了CO2的NaOH溶液滴定H,PO4至第一化学计量点和第二化学计量点。答:当NaOH溶液吸收了CO2时,滴定中如用甲基橙作指示剂时,CO2对滴定无影响,但用酚献作指示剂时,NaOH溶液浓度就要降低。所以,当用吸收了CO2的NaOH溶液滴定H3PO4至第一化学计量点时由于使用甲基橙作指示剂,故对结果无影响。而当滴定至第二化学计量点时要用酚酰作指示剂,由于NaOH溶液浓度降低,所以消耗VNaOH增大,结果偏大。c.已知某NaOH溶液吸收了CO2,其中约有0.4%的NaOH转变成NazCO3。用此溶液滴定HAc的含量时,会对结果产生多大影响?答:因为滴定HAc时要用酚酞作指示剂的,CO2影响为:CO2+2NaOH=Na2CO3酚酞变色时HAc+NaOH=NaAc+H20HAc+Na2CO;=NaAc+NaHCO3吸收1个CO2要消耗掉2个NaOH生成1个NazCO3,滴定时1个NazCO:只能与1个HAc作用,只相当于1个NaOH的作用,等于少掉1个NaOH,所以,当有0.4%NaOH转变成Na2CO3时,滴定时就要多消耗VNaOH结果会增大0.2%。5、有人试图用酸碱滴定法测定NaAc的含量,先向溶液中加入一定量过量的标准HCI溶液然后用NaOH标准溶液返滴定过量的HCI,上述设计是否正确,为什么?答:不正确。因为HAc和HCI不能分开滴定6、用HCI中和Na2CO3溶液分别至pH=10.50和pH=6.00时,溶液中各有哪些组分?其中主要组分是什么?当中和至pH<4.0时,主要组分是什么?答:根据HzCO3分布系数图可知:当用HCI滴定NazCO;至pH=10.50时溶液有HCO3和CO32-,其中主要成分是CO32;当滴定至pH=6.00时溶液有HCO3和H2CO3,其中主要成分是H2CO3;当中和至pH<4.0时,主要成分是H2CO3。7、增加电解质的浓度,会使酸碱指示剂的理论变色点pH变大还是变小?答:变小。因为理论变色点是:pH=pKa-1.5/I,增加电解质浓度,离子强度I也增加,故变色点降低。8、以NaOH或HCI溶液滴定下列溶液时,在滴定曲线上会出现几个突跃?2个a.H2SO4+H3PO41个(H;BO;不被滴定)b. HCI+H;BO31个(同时滴定)c. HF+HAc2个d. NaOH+ Na:PO4e.Na2CO;+Na2HPO42个-f.Na2HPO4+NaH2PO41个。9、设计测定下列混合物中各组分含量的方法,并简述其理由
b. 用吸收了 CO2 的 NaOH 溶液滴定 H3PO4 至第一化学计量点和第二化学计量点。 答:当 NaOH 溶液吸收了 CO2 时,滴定中如用甲基橙作指示剂时,CO2 对滴定无影响,但 用酚酞作指示剂时,NaOH 溶液浓度就要降低。所以,当用吸收了 CO2 的 NaOH 溶液滴定 H3PO4 至第一化学计量点时由于使用甲基橙作指示剂,故对结果无影响。而当滴定至第二化 学计量点时要用酚酞作指示剂,由于 NaOH 溶液浓度降低,所以消耗 VNaOH 增大,结果偏大。 c. 已知某 NaOH 溶液吸收了 CO2,其中约有 0.4%的 NaOH 转变成 Na2CO3。用此溶液滴 定 HAc 的含量时,会对结果产生多大影响? 答:因为滴定 HAc 时要用酚酞作指示剂的,CO2 影响为: CO2+2NaOH=Na2CO3 酚酞变色时 HAc+ NaOH=NaAc+H2O HAc+ Na2CO3=NaAc+NaHCO3 吸收 1 个 CO2 要消耗掉 2 个 NaOH 生成 1 个 Na2CO3,滴定时 1 个 Na2CO3 只能与 1 个 HAc 作用,只相当于 1 个 NaOH 的作用,等于少掉 1 个 NaOH,所以,当有 0.4%NaOH 转 变成 Na2CO3 时,滴定时就要多消耗 VNaOH 结果会增大 0.2%。 5、有人试图用酸碱滴定法测定 NaAc 的含量,先向溶液中加入一定量过量的标准 HCl 溶液, 然后用 NaOH 标准溶液返滴定过量的 HCl,上述设计是否正确,为什么? 答: 不正确。因为 HAc 和 HCl 不能分开滴定 6、用 HCl 中和 Na2CO3 溶液分别至 pH=10.50 和 pH=6.00 时,溶液中各有哪些组分?其中主 要组分是什么?当中和至 pH<4.0 时,主要组分是什么? 答: 根据 H2CO3 分布系数图可知:当用 HCl 滴定 Na2CO3 至 pH=10.50 时溶液有 HCO3 -和 CO3 2-,其中主要成分是 CO3 2-;当滴定至 pH=6.00 时溶液有 HCO3 -和 H2CO3,其中主要成分 是 H2CO3;当中和至 pH<4.0 时,主要成分是 H2CO3。 7、增加电解质的浓度,会使酸碱指示剂的理论变色点 pH 变大还是变小? 答:变小。因为理论变色点是: pH = pKa -1.5 I ,增加电解质浓度,离子强度 I 也增加, 故变色点降低。 8、以 NaOH 或 HCl 溶液滴定下列溶液时,在滴定曲线上会出现几个突跃? a. H2SO4+H3PO4 2 个 b. HCl+H3BO3 1 个(H3BO3 不被滴定) c. HF+HAc 1 个(同时滴定) d. NaOH+ Na3PO4 2 个 e. Na2CO3+ Na2HPO4 2 个 f. Na2HPO4 + NaH2PO4 1 个。 9、设计测定下列混合物中各组分含量的方法,并简述其理由
a.HCI+H;BO答:因为H3BO3是极弱酸,不会干扰HCI的测定所以测定步骤为:先以甲基红红指示剂,用NaOH标液滴定HCI:再加入甘露醇,使其与H3BO3反应生成较强的酸,再以酚献为指示剂,用NaOH标液滴定,以测定H:BO3。b.H2SO4+HPO答:以甲基橙为指示剂,用NaOH标液滴定,H2SO4反应生成Na2SO4,H3PO4反应生成NaH2PO4;再以酚酞为指示剂,用NaOH标液滴定,NaH2PO4反应生成Na2HPO4。c. HCI+NH4CI答:先以甲基橙为指示剂,用NaOH标液滴定HCI,再加入甲醛,使NH4+的酸性增强,以酚为指示剂,用NaOH标液滴定。d.NasPO4+Na2HPO4答:先以酚酰为指示剂,用HCI标液滴定Na3PO4,使其生成Na2HPO4:再加甲基橙,用HCI标液滴定所有的NazHPO4至NaH2PO4。总量减去NasPO4的量即为NazHPO4的量。e.NasPO4+NaOH答:以先以酚酞为指示剂,用HCI标液滴定,测定NaOH和Na;PO4的总量;再以甲基橙为指示剂,继续用用HCI标液滴定,测定Na3PO4的量。f.NaHSO4+NaH2PO4答:试样以酚酞为指示剂,用NaOH标液滴定至红色,NaHSO4反应生成Na2SO4,NaH2PO4生成NazHPO4,从而测得其总量:再加入CaCl2,Na2HPO4与之反应生成Ca3(PO4沉淀,并释放出H+,溶液变无色,继续用NaOH标液滴定至红色,测得Na2HPO4的量。10、用酸碱滴定法测定氨基乙酸,既可在碱性非水介质中进行,也可在酸性非水介质中进行,为什么?答:因为氨基乙酸是两性物质。11、在冰醋酸中,最强的碱的存在形式和最强的酸的存在形式分别是什么?答:在冰醋酸中,存在的最强碱是Ac,最强的酸是H2Act。12、在浓度对数图中,0.001mol/LNH3和HAc的理论体系点S的坐标分别是什么?[NH3]与[NH4两线交点O的坐标是什么?答:0.001mol/LNH体系中S点的坐标为(9.26-3),0.001mol/LHAc体系中S点的坐标为(4.74,-3),[NH3]与[NH4]相交的O点坐标为(9.26,-3.3)。13、试拟定一酸碱滴定方案,测定由Na3PO4和Na2CO3及其它非酸碱物质组成的混合物中NasPO4和Na2CO的质量分数。答:先加入甲基橙指示剂,滴定至橙色,反应生成NaH2PO4和H2CO3,求出碳酸钠和磷酸钠的合量。然后将滴定后的溶液加热,逐出生成的CO2,此时溶液只有NaH2PO4,再加入酚酞指示剂,用NaOH滴定至浅红色,产物为Na2HPO4,求出磷酸钠的物质的量
a. HCl+H3BO3 答:因为 H3BO3 是极弱酸,不会干扰 HCl 的测定所以测定步骤为:先以甲基红红指示剂, 用 NaOH 标液滴定 HCl;再加入甘露醇,使其与 H3BO3 反应生成较强的酸,再以酚酞为指 示剂,用 NaOH 标液滴定,以测定 H3BO3。 b. H2SO4+H3PO4 答:以甲基橙为指示剂,用 NaOH 标液滴定,H2SO4 反应生成 Na2SO4,H3PO4 反应生成 NaH2PO4;再以酚酞为指示剂,用 NaOH 标液滴定,NaH2PO4 反应生成 Na2HPO4。 c. HCl+NH4Cl 答:先以甲基橙为指示剂,用 NaOH 标液滴定 HCl,再加入甲醛,使 NH4 +的酸性增强,以 酚酞为指示剂,用 NaOH 标液滴定。 d. Na3PO4+ Na2HPO4 答:先以酚酞为指示剂,用 HCl 标液滴定 Na3PO4,使其生成 Na2HPO4;再加甲基橙,用 HCl 标液滴定所有的 Na2HPO4 至 NaH2PO4。总量减去 Na3PO4 的量即为 Na2HPO4 的量。 e. Na3PO4+ NaOH 答:以先以酚酞为指示剂,用 HCl 标液滴定,测定 NaOH 和 Na3PO4 的总量;再以甲基橙为 指示剂,继续用用 HCl 标液滴定,测定 Na3PO4 的量。 f. NaHSO4+ NaH2PO4 答:试样以酚酞为指示剂,用 NaOH 标液滴定至红色,NaHSO4 反应生成 Na2SO4,NaH2PO4 生成 Na2HPO4,从而测得其总量;再加入 CaCl2,Na2HPO4 与之反应生成 Ca3(PO4)2 沉淀, 并释放出 H+,溶液变无色,继续用 NaOH 标液滴定至红色,测得 Na2HPO4 的量。 10、用酸碱滴定法测定氨基乙酸,既可在碱性非水介质中进行,也可在酸性非水介质中进行, 为什么? 答:因为氨基乙酸是两性物质。 11、在冰醋酸中,最强的碱的存在形式和最强的酸的存在形式分别是什么? 答:在冰醋酸中,存在的最强碱是 Ac-,最强的酸是 H2Ac+。 12、在浓度对数图中,0.001mol/LNH3 和 HAc 的理论体系点 S 的坐标分别是什么?[NH3]与 [NH4 + ]两线交点 O 的坐标是什么? 答:0.001mol/LNH3 体系中 S 点的坐标为(9.26,-3),0.001mol/LHAc 体系中 S 点的坐标为(4.74, -3),[NH3]与[NH4 + ]相交的 O 点坐标为(9.26,-3.3)。 13、试拟定一酸碱滴定方案,测定由 Na3PO4 和 Na2CO3 及其它非酸碱物质组成的混合物中 Na3PO4 和 Na2CO3 的质量分数。 答:先加入甲基橙指示剂,滴定至橙色,反应生成 NaH2PO4 和 H2CO3,求出碳酸钠和磷酸 钠的合量。然后将滴定后的溶液加热,逐出生成的 CO2,此时溶液只有 NaH2PO4,再加入 酚酞指示剂,用 NaOH 滴定至浅红色,产物为 Na2HPO4,求出磷酸钠的物质的量
14、缓冲溶液的缓冲能力与哪些因素有关?答:缓冲溶液的缓冲能力与总浓度有关,浓度越大,缓冲溶量越大:与溶液中共轭酸碱对浓度比有关,浓度比Ca/Cb越趋向1,缓冲溶量越大。15、与单一指示剂相比,混合指示剂有哪些优点?答:与单一指示剂比,混合指示剂的过渡色范围较窄,中间色雨量变色色差较大,指示剂终点变色较敏锐
14、缓冲溶液的缓冲能力与哪些因素有关? 答:缓冲溶液的缓冲能力与总浓度有关,浓度越大,缓冲溶量越大;与溶液中共轭酸碱对浓 度比有关,浓度比 Ca/Cb 越趋向 1,缓冲溶量越大。 15、与单一指示剂相比,混合指示剂有哪些优点? 答:与单一指示剂比,混合指示剂的过渡色范围较窄,中间色雨量变色色差较大,指示剂终 点变色较敏锐