第五章 酸碱解离平衡 思考题试答 2011.10.16.
1．写出下列各分子或离子的共轭碱的化学式：4NH +、HCl 、H 2O 、24H PO −、
3HCO −
答：NH 3、Cl -、OH -、24HPO −、23CO −。
2．写出下列各分子或离子的共轭酸的化学式：H 2O 、HS -、24HPO −、NH 3、
3HSO −
答：H 3O +、H 2S 、24H PO −
、、H 4NH +2SO 3。
3．下列分子或离子中，哪些是酸？哪些是碱？哪些是酸碱两性物质？
HS -、、、、HAc 、OH 2-3SO 2-4HPO +4NH -、H 2O 、、HCl
-3NO 答：酸：、HAc 、HCl (只能失去质子)
+4NH 碱：、OH 2-3SO -、 (只能得到质子)
-3NO 酸碱两性物质：HS -、、H 2-4HPO 2O (既能失去质子也能得到质子)
4．何谓水的质子自递作用？何谓水的离子积常数？在纯水中加入少量酸或碱后，水的离子积常数是否改变？
答：(1) 水的质子自递作用可表示为：H 2O ＋H 2O ＝H 3O +＋OH -它表示一个水分子能从另一个水分子中得到质子形成水合氢离子，而失去质子的那个水分子则剩下氢氧根离子；
(2) 水的离子积常数是指定温下H 3O + 离子与OH - 离子相对平衡浓度的乘积； (3) 在纯水中加入少量酸或碱后，水的离子积常数不变。
5．同离子效应降低了弱酸或弱碱的解离度，是否也改变了弱酸或弱碱的标准解离常数？
答：未改变。
a
K 或b K 既然是标准平衡常数，它就只与温度有关，与溶液中存在什么离子、每种离子的浓度多少无关。
6．什么是酸雨？简述酸雨的形成过程及酸雨对大自然的主要危害。
答：酸雨指pH ＜5.6 的酸性降水。
由于矿物燃料燃烧等因素，引起大气中SO 2浓度升高，在光化
学作用下，SO 2转变为SO 3和硫酸，形成酸雨、酸雾。
酸雨可危害湖泊水体，使鱼虾绝迹；酸化土壤，使土壤贫瘠；使森林遭到破坏；使建筑物、古迹等遭到破坏。
7．在组成蛋白质的20种常见氨基酸中，最简单的是甘氨酸(H 2NCH 2COOH)。
已知甘氨酸的a K 和b K
几乎相等，试判断甘氨酸在强酸性溶液、强碱性溶液和纯水中主要以何种离子存在。
3
+
离子存在； 答：甘氨酸在强酸性溶液中主要以2HOOCCH NH 在强碱性溶液中主要以离子存在；
2OOCCH NH −2
在纯水中主要以离子2OOCCH NH 3−+
存在。
8．是一种酸碱两性物质，但为什么Na -2H PO 4442HPO 4溶液显碱性？
答：是一种酸碱两性物质，也同样是酸碱两性物质，
存在酸式水解和碱式水解两面性。
酸式水解产生H -2H PO 2-4HPO 2-4HPO 3O +，碱式水解产生OH -。
由于碱式水解的倾向大于酸式水解的倾向，OH -
浓度大于H 3O + 浓度，所以溶液呈碱性，与是酸碱两性物质无必然联系。
可以用下列计算说明：
-2H PO 酸水解：＋H 2-4HPO 2O U ＋H 3-4PO 3O
+a3
K \
(H 3PO 4)＝
3+eq 4eq 32eq 4
[(PO )/][(H O )/]
(HPO )/c c c c c −−⋅\\
\
c 4＝4.5×10-13
碱水解：＋H 2-4HPO 2O U ＋OH
-2H PO -b2K \()＝
3-4
PO --eq 24eq 2eq 4[(H PO )/][(OH )/]
(HPO )/c c c c c
−⋅\\\
c
＝
--eq 24eq 2eq 4[(H PO )/][(OH )/]
(HPO )/c c c c c c
−⋅\\\×
+eq 3+eq 3[(H O )/][(H O )/]
c c c c \\
＝,2
w a K K
＝148
1.0106.210−−××＝1.61×10-7
b2K \＞a3K \
，说明碱式水解产生OH - 浓度大于酸式水解产生H 3O + 浓度，所以溶液呈碱性。
9．何谓缓冲溶液？决定缓冲溶液pH 的主要因素有哪些？
答：能抵抗外加少量强酸或强碱而维持pH 基本不发生变化的溶液称为缓冲溶液。
决定缓冲溶液pH 的主要因素有p a
K
和缓冲比。
10．HAc 溶液中也同时含有HAc 分子和Ac - 离子，它为何不是缓冲溶液？ 答：因为这里面虽然有缓冲对，但是缓冲比远远小于
1
10
，所以缓冲容量太小，可以认为它没有缓冲能力。
例如 0.1mol ⋅L -1 HAc 溶液中，c eq (Ac -)＝1.3×10-3 mol ⋅L -1，c eq (HAc)＝0.1mol ⋅L -1，因此缓
冲比为 -(Ac )(HAc)c c ＝3
1.3100.1
−×＝1.3×10-2＜＜ 110。
也就是说抗碱成分有一定浓度，而抗酸成分
几乎没有。
11．HCOOH 、HAc 、ClCH 2COOH 的p a K
分别为3.74、4.74、2.85。
欲配制pH 为3.0的缓冲溶液，应
选择哪种比较好？
答：根据缓冲对选择原则，使所配制的缓冲溶液的pH 在所选的缓冲范围(p a
K ±1)内，因此选用p a K
为2.85的ClCH 2COOH 或p a K 为3.74的HCOOH 均不违背该原则。
但这两个相比，p a K
为2.85
的ClCH 2COOH 要比p a K 为3.74的HCOOH 好。
因为p a K 越靠近pH ，则缓冲比越接近1，在总浓
度相等的条件下缓冲容量β越大。
12．何谓缓冲容量？缓冲容量与哪些因素有关？在什么条件下缓冲溶液具有最大缓冲容量？
缓冲容量β定量表示缓冲溶液的缓冲能力：
β
def
b d dpH n V ⋅＝－a
d dpH
n V ⋅
β与总浓度、缓冲比有关。
同一共轭对组成的缓冲溶液，当缓冲比相同时，总浓度越大，缓
冲容量就越大；当总浓度相同时，缓冲比越接近1，缓冲容量也越大。
