基化第四章习题解答.doc

基化第四章习题解答1．什么是缓冲溶液？试以血液中的H2CO3-HCO3- 缓冲系为例，说明缓冲作用的原理及其在医学上的重要意义解：能够抵抗少量外加强酸、强碱或有限量稀释而保持pH基本不变的溶液称为缓冲溶液人体血液的pH范围为7.35~7.45，血液能保持如此狭窄的pH范围，主要原因是血液中存在可保持pH基本恒定的多种缓冲系其中主要有H2CO3-HCO3-缓冲系：体内酸性物质增加时，（大量存在）抗酸成分HCO3- 与H+ 结合，上述平衡左移，通过加快呼吸，增加的H2CO3以CO2气体形式从肺部呼出，消耗的HCO3-则由肾减少对其排泄而得以补充所以，血浆中的HCO3-称为碱储体内碱性物质增加时，H+ 结合OH- 生成H2O，平衡右移：（大量存在）抗碱成分H2CO3解离，同时通过肺减缓CO2的呼出，肾则加速HCO3-的排泄，维持pH基本不变即可由肺的呼吸作用和肾的生理功能，使得血浆中的H2CO3和HCO3- 的浓度保持相对稳定，从而维持血液pH的恒定以免出现酸中毒或碱中毒的症状2． 什么是缓冲容量？影响缓冲容量的主要因素有哪些？ 答：缓冲容量是用来衡量缓冲溶液缓冲能力大小的尺度，可表示为单位体积缓冲溶液的pH发生一定变化时，所能抵抗的外加一元强酸或一元强碱的物质的量。

影响缓冲容量的主要因素有缓冲对的缓冲比和总浓度（当缓冲比一定时，总浓度越大，缓冲容量愈大，即缓冲能力越强；当总浓度一定时，缓冲比愈接近1，缓冲容量愈大）3．下列化学组合中，哪些可用来配制缓冲溶液？⑴ HCl + NH3·H2O ⑵ HCl + Tris ⑶ HCl + NaOH⑷ Na2HPO4 + Na3PO4 ⑸ H3PO4 + NaOH ⑹ NaCl + NaAc解：⑴、⑵、⑷、⑸可用来配制缓冲溶液4．将0.30 mol·L–1吡啶(C5H5N，pKb = 8.77)和0.10 mol·L–1HCl溶液等体积混合，混合液是否为缓冲溶液？求溶液的pH 解：等体积混合后，c(C5H5N) = 0.15 mol·L–1，c(HCl) = 0.050 mol·L–1 发生酸碱反应后，混合溶液由0.10 mol·L–1吡啶和0.050 mol·L–1吡啶盐酸盐构成，有缓冲作用，是缓冲溶液 pKa = pKw - pKb = 14.00 - 8.77 = 5.23 5．将10.0 g Na2CO3和10.0 g NaHCO3溶于水制备250 mL缓冲溶液，求溶液的pH。

解：已知M(Na2CO3) = 106 g·mol-1，M(NaHCO3) = 84 g·mol-1，H2CO3的pKa2 = 10.33 6．求pH = 3.90，总浓度为0.40 mol·L–1的HCOOH-HCOONa缓冲溶液中，甲酸和甲酸钠的物质的量浓度已知甲酸的pKa = 3.75解：设缓冲溶液中甲酸的浓度为x mol·L–17．向100 mL某缓冲溶液中加入0.20 g NaOH固体，所得缓冲溶液的pH为5.60已知原缓冲溶液中的质子酸HB的pKa = 5.30，c(HB) = 0.25 mol·L–1，求原缓冲溶液的pH解：酸碱反应：HB + OH- = B- + H2O 设原缓冲溶液中B-的浓度为x mol·L–1 x = 0.35 mol·L–18．阿司匹林（乙酰水杨酸，以HAsp表示）以游离酸（未解离的）形式从胃中吸收若病人服用解酸药，调整胃容物的pH为2.95，然后口服阿司匹林0.65 g假设阿司匹林立即溶解，且胃容物的pH不变，问病人可以从胃中立即吸收的阿司匹林为多少克？已知乙酰水杨酸的Mr = 180.2，pKa = 3.48 解：n(HAsp) = 0.0028 mol m(HAsp) = 0.0028×180.2 = 0.50 g9．将0.10 mol·L–1HAc溶液和0.10 mol·L–1NaOH溶液以3:1的体积比混合，求此缓冲溶液的pH。

解：混合后，12． 现有⑴ 0.10 mol·L–1NaOH溶液，⑵ 0.10 mol·L–1NH3·H2O溶液，⑶ 0.10 mol·L–1Na2HPO4溶液各50 mL，欲配制 pH = 7.00 的溶液，问需分别加入0.10 mol·L–1HCl溶液多少mL ?配成的三种溶液有无缓冲作用？哪一种缓冲能力最好？ 解：⑴ 50 mL0.10 mol·L–1NaOH溶液中加入0.10 mol·L–1HCl溶液50 mL可得到 pH = 7.00 的NaCl水溶液无缓冲作用⑵ 设50 mL 0.10 mol·L–1NH3·H2O溶液中需加入x mL 0.10 mol·L–1HCl溶液，得到 pH = 7.00 的溶液 NH3·H2O + HCl = NH4Cl + H3O+ NH4+ 的pKa = 9.25 x = 49.7 mL 虽然体系中有缓冲对NH4+ - NH3，但缓冲比严重偏离1，缓冲能力微弱，无缓冲作用⑶ 设50 mL 0.10 mol·L–1Na2HPO4溶液中加入y mL0.10 mol·L–1HCl溶液，得到 pH = 7.00 的NaH2PO4 - Na2HPO4水溶液。

已知H3PO4的pKa1 = 2.16，pKa2 = 7.21，pKa3 = 12.32 y = 30.8 mL 缓冲对组成：H2PO4- - HPO42-，缓冲比：0.62 具有较强的缓冲作用14．用0.020 mol·L–1H3PO4溶液和0.020 mol·L–1NaOH溶液配制100 mL pH = 7.40的生理缓冲溶液，求需H3PO4溶液和NaOH溶液的体积（mL）已知H3PO4的pKa1 = 2.16，pKa2 = 7.21，pKa3 = 12.32解：设需V1 mLH3PO4、V2 mLNaOH溶液，发生如下两步酸碱反应，H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O NaH2PO4 + NaOH = Na2HPO4 + H2O反应第一步，生成n(H2PO4-) = 0.020V1 mmol，剩余n(NaOH) = 0.020(V2 – V1) mmol反应第二步，生成n(HPO42-) = 0.020(V2 – V1) mmol，剩余n(H2PO4-) = 0.020(2V1 – V2) mmol 又 V1 + V2 = 100 mL∴ V1 = 38 mL，V2 = 62 mL16．正常人体血浆中，[HCO3-] = 24.0 mmol·L–1、[CO2(aq)] = 1.20 mmol·L–1。

若某人因腹泻使血浆中[HCO3-]减少为原来的90%，试求此人血浆的pH并判断是否会引起酸中毒已知H2CO3的pKa1'= 6.10 解：pH = pKa1'在正常范围（7.35~7.45）内，不会引起酸中毒。