2.12 · 酸与碱练习题 · Acids and Bases

共轭酸碱对只相差一个 $\ce{H+}$。$\ce{H2PO4-}$ 给出 $\ce{H+}$ 变成 $\ce{HPO4^2-}$，是一对；$\ce{HCO3-}$ 接受 $\ce{H+}$ 变成 $\ce{H2CO3}$，是另一对。其他组合不是同一种粒子得失 $\ce{H+}$ 的关系。

酸是给出 $\ce{H+}$ 的粒子。C 中 $\ce{H2O}$ 把 $\ce{H+}$ 给了 $\ce{CO3^2-}$，自己变成 $\ce{OH-}$，作为酸。A、B 中 $\ce{H2O}$ 接受 $\ce{H+}$ 变成 $\ce{H3O+}$，作为碱；D 中 $\ce{H2O}$ 是生成物。水既能作酸又能作碱，看它在具体反应里是给出还是接受 $\ce{H+}$。

设 c(H⁺) = x，Ka = $\dfrac{x^2}{0.20 - x}$。Ka 很小，x 远小于 0.20，近似为 x² = Ka × c = $2.9 \times 10^{-8} \times 0.20$，x = $7.6 \times 10^{-5}$ mol/L（只电离了 0.038%，近似成立）。pH = −lg($7.6 \times 10^{-5}$) = 4.12。

用 Ka = $1.8 \times 10^{-5}$ 计算：0.10 mol/L 时 c(H⁺) = $0.0013$ mol/L，电离了 1.3%；0.010 mol/L 时 c(H⁺) = $4.2 \times 10^{-4}$ mol/L，电离了 4.2%。越稀，弱酸电离的百分比越大，但溶液总的来说更稀了，c(H⁺) 还是减小，只是减小得不到 10 倍。

KOH 是强碱，全部电离：c(OH⁻) = $0.0040$ mol/L。pOH = −lg($0.0040$) = 2.40，pH = 14.00 − 2.40 = 11.60。浓度有 2 位有效数字，pH 保留小数点后 2 位。

c(H⁺) = $10^{-\text{pH}}$ = $10^{-7.40}$ = $4.0 \times 10^{-8}$ mol/L。pH 小数点后有 2 位，浓度保留 2 位有效数字。血液略显碱性。

中性的标准是 c(H⁺) = c(OH⁻)，不是 pH = 7。75 °C 时中性溶液的 c(H⁺) = $\sqrt{K_w}$，pH = 12.70 ÷ 2 = 6.35。这个溶液的 pH = 6.80 比 6.35 大，c(H⁺) < c(OH⁻)，呈碱性。pH = 7 只在 25 °C 左右才是中性。

CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O，按 1 : 1 反应。c(醋酸) = 0.5000 × 16.20 ÷ 10.00 = 0.8100 mol/L。100 mL 中含醋酸 0.8100 × 0.1000 = 0.08100 mol，质量 = 0.08100 × 60 = 4.860 g。

化学计量点时溶液里是 NH₄Cl，c(NH₄⁺) = 0.0500 mol/L。NH₄⁺ 是弱酸（Ka = Kw ÷ Kb = $5.6 \times 10^{-10}$），溶液呈酸性，算得 pH ≈ 5.3。所以要选在酸性范围内变色的指示剂，如甲基橙（3.1～4.4）、甲基红（4.4～6.2）；不能用酚酞（8.3～10.0 才变色）。指示剂只是显示终点，不改变化学计量点的 pH。

n(H⁺) = 0.00500 mol，n(OH⁻) = 0.00300 mol，中和后 H⁺ 过量 0.00200 mol。总体积 0.0800 L，c(H⁺) = 0.0250 mol/L，pH = −lg 0.0250 = 1.602。不能把两种溶液的 pH 简单平均。