第8章缓冲溶液练习与实践

练习与实践参考答案

一、

名词解释

1. 同离子效应

答：这种在弱电解质溶液中加入与该弱电解质具有相同离子的强电解质，使弱电解质电离度降低的现象称为同离子效应。 2．缓冲溶液

答：溶液的这种能对抗外来少量强酸、强碱或适当稀释，而保持溶液的pH几乎不变的作用称为缓冲作用。具有缓冲作用的溶液称为缓冲溶液。 3．缓冲范围

答：人们将缓冲作用的有效pH范围pH= pKa±l称为缓冲溶液的缓冲范围。 二、单项选择题

1．在NH3·H2O溶液中加入下列试剂产生同离子效应的是（ C ） A．浓NH3·H2O B．CH3COOH C．NH4C1 D．HCl

2．不具有抗酸抗碱能力的是( A )

A．HCl—NaCl B．CH3COOH—CH3COONa C．NH3·H2O—NH4C1 D．NaH2PO4—Na2HPO4 3．下列溶液中缓冲能力最大的是（ D ）

A．混合液中含0.15mol/L CH3COOH—0.05mol/LCH3COONa B．混合液中含0.05mol/L CH3COOH—0.15mol/LCH3COONa

C．混合液中含0.05mol/L CH3COOH—0.05mol/LCH3COONa D．混合液中含0.10mol/L CH3COOH—0.10mol/LCH3COONa

4．血液的pH能保持恒定，其中起主要作用的缓冲对是（ D ）

A．HHb—KHb B．HHbO2—K HbO2 C．NaH2PO4— Na2HPO4 D．H2CO3—NaHCO3

5．欲配制与血浆pH相同的缓冲溶液，应选用下列哪一组缓冲对（ B ） A．HAC—NaAc（pKa=4.75） B．NaH2PO4—Na2HPO4(pKa=7.20) C．NH3—NH4Cl（pKa =9.25） D．H2CO3—NaHCO3（pKa=6.37） 6．人体血浆中最主要的抗碱成分是（ D ）

1

A．H2PO4- B．HCO3- C．HPO42- D．H2CO3

7．0.2mol/L的HAc与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合后，溶液中的抗酸成分是( B )

A．NaOH B． Ac- C．HAc D．OH-

8．在0.10mol/LNH3·H2O溶液中要使电离度和pH都减小，应加入的物质是 ( B )

A．NaOH B．NH4Cl C．H2O D．NH3 9．治疗碱中毒常用( D )

A．碳酸氢钠 B．乳酸钠 C．氯化钠 D．氯化铵 三、填空题

1．缓冲溶液是由浓度较大的 和 组成。 抗酸成分 抗碱成分

2．在氨水里分别加入（1）盐酸（2）氯化铵（3）氢氧化钠，电离平衡分别

（1）向 移动，（2）向 移动，（3）向 移动；其中产生同离子效应的是 。

右 左 左 （2）和（3）

3．血液中的缓冲系有 、 、 其中缓冲能力最大的是 。酸中毒是

指 ，用 纠正。

MHCO3／H2CO3 M2HPO4／MH2PO4 M—蛋白质／H—蛋白质

MHCO3／H2CO3 血液的pH小于7.35 氯化铵

4．影响缓冲溶液缓冲能力的主要因素有 、

缓冲溶液共轭酸碱的总浓度 缓冲比 5．填表

缓冲溶液 CH3COOH—CH3COONa NH3·H2O— NH4Cl NH3·H2O NH4Cl 抗酸成分 抗碱成分 抗酸或抗碱离子反应方程式 CH3COONa CH3COOH CH3COO-+H+ CH3COOH CH3COOH+OH- CH3COO-+H2O NH3+H+ NH4+ NH4++OH- NH3·H2O 2

四、是非题

1．在缓冲溶液中起抗酸作用的成份是共轭酸。（×）

2．缓冲溶液能对抗外来少量酸或碱或适当稀释后而溶液的pH不变。（×） 3．0.5 mol/LHA(弱酸)和0.5 mol/LNaA等体积混合后可配成缓冲溶液。（√）

4．由于溶液稀释，不影响缓冲比的比值，故缓冲溶液经无限稀释后，仍具

有缓冲作用。（×）

5．由于在水溶液中HAc离解生成Ac-，即在HAc溶液中也存在缓冲系HAc—Ac-，故纯HAc溶液也具有缓冲能力。（×）

6．将总浓度为0.2 mol/L的HAc—NaAc缓冲溶液稀释一倍，溶液中的[H+]

将减少为原来的二分之一。（×）

7．在HAc溶液中加入NaAc将产生同离子效应，使[H+]降低；而加入HCl

也将产生同离子效应，使[Ac-]降低。（√ ）

五、简答题

以H2CO3—NaHCO3缓冲对为例，说明它的缓冲作用原理。

答：在H2CO3—NaHCO3混合溶液中，NaHCO3为强电解质，在水溶液中完全电离成Na+和HCO3—；而H2CO3为弱电解质，电离度很小，加上同离子效应使H2CO3几乎完全以分子状态存在，因而溶液中存在大量的H2CO3和HCO3—， 两者构成了一对共轭酸碱对，在水溶液中存在如下平衡：

H2CO3 HCO3+ H+

—

当向此溶液中加少量酸（H+）时，溶液中大量存在的HCO3—（共轭碱）就与H+结合生成H2CO3（共轭酸），平衡向左移动。达到新的平衡时，[H2CO3]略有增加，溶液中[H+]几乎没有增加，溶液的pH几乎没有减小。因此溶液中HCO3起了对抗外来H+的作

—

用，是抗酸成分。其抗酸离子反应方程式为：

HCO3—+H+ H2CO3

当向此溶液中加少量碱（OH-）时，溶液中大量存在的H2CO3 电离产生的H+与外来少量的OH-结合成H2O，由于[H+]减小，平

3

衡向右移动，H2CO3进一步电离以补充消耗掉的H+。达到新的平衡时，溶液中[H+]几乎没有减小，故溶液的pH几乎没有增大。溶液中H2CO3起了对抗外来OH—的作用，是抗碱成分。其抗碱离子反应方程式为：

H2CO3+OH— HCO3—+H2O

加少量水稀释时，缓冲溶液中的[H2CO3]和[HCO3—]同步减小，两者比值不会因一定限度的稀释而改变，故溶液的pH基本不变。若稀释过度，溶液的pH将发生明显改变。

六、计算题

1． 配制pH=5.0的缓冲溶液400ml，需取0.10mol/LHAc和0.10mol/LNaAc

溶液各多少毫升?( 已知HAc的pKa＝4.75)

解：设需要0.1mol/LCH3COONa溶液的体积为Vml，则CH3COOH溶液的体积为(400-V)ml。 根据公式

n(共轭碱)n(CH3COONa)pHpKalg4.75lgn(共轭酸)n(CH3COOH)

0.1mol/LVml5.04.75lg0.1mol/L(400V)ml 解上式，得： V ＝320ml

500ml—V＝400ml—320ml ＝80ml。

量取0.1mol/LCH3COOH溶液80ml和0.1mol/LCH3COONa溶液320ml混合即得pH=5.0的具有中等缓冲能力的缓冲溶液。2．0.20mol/LNH3和0.10mol/LHCl溶液各100ml相混合，已知NH3的pKb＝4.75，求混合溶液的pH。

解： NH3 + HCl = NH4Cl 0.20×0.1 mol 0.10×0.1 mol

反应后剩NH3 和NH4Cl，为一个缓冲溶液，其中共轭酸碱的物质的量分别为：

4

n(NH3) = 0.20 mol/L×0.1L－0.10 mol/L×0.1L = 0.01 mol n(NH4+)= 0.10 mol/L×0.1L =0.01 mol

n0.01pHpKalgB144.75lg9.25

nA0.01 答：混合溶液的pH为9.25。

七、实践题

动一动，想一想：在滴有一滴酚酞试液的1mol/L氨水溶液中加入少量NH4Cl晶体，溶液的颜色会变发生何变化，为什么？若把加入的NH4Cl晶体改成加入1mol/L NaOH溶液，溶液的颜色又会发生何变化，为什么？ 答： 在滴有一滴酚酞试液的1mol/L氨水溶液中加入少量NH4Cl晶体，溶液的颜色会变浅，因为发生同离子效应，溶液中氢氧根离子浓度变小了；若把加入的NH4Cl晶体改成加入1mol/L NaOH溶液，溶液的颜色又会变深，因为外加了氢氧根离子，浓度增大了。

5