U8.10 · 缓冲容量练习题 · Buffer Capacity
- 1单选
缓冲溶液的缓冲容量主要取决于什么？
解析缓冲容量是 pH 明显变化之前能中和的酸或碱的量，要靠弱酸去中和碱、共轭碱去中和酸，所以取决于两者的物质的量。pH、Ka 和比值相同的两份缓冲溶液，浓度大、体积大的那份容量大。比值会影响对酸和对碱的容量哪个更大。
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- 2填空
1.00 L 缓冲溶液中含 CH₃COOH 和 CH₃COONa 各 0.25 mol（pKa = 4.74）。最多加入多少摩尔 NaOH（体积变化忽略不计），pH 升高才不超过 1？
mol解析起始 pH = pKa。pH 升高 1，比值 c(A⁻)/c(HA) 要变为 10。加入 x mol OH⁻：(0.25 + x) ÷ (0.25 − x) = 10，0.25 + x = 2.5 − 10x，11x = 2.25，x = 0.205 mol。
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- 3单选
某缓冲溶液中含 0.40 mol 弱酸 HA 和 0.10 mol 共轭碱 A⁻。关于它的缓冲容量，下列说法正确的是？
解析加入的碱由 HA 中和（HA + OH⁻ → A⁻ + H₂O），HA 有 0.40 mol；加入的酸由 A⁻ 中和，A⁻ 只有 0.10 mol。所以它更能抵抗碱。比值 4 : 1 仍在 0.1～10 之间，是有效的缓冲溶液。
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- 4填空
200.0 mL 缓冲溶液中 CH₃COOH 和 CH₃COO⁻ 都是 0.050 mol/L。加入 12.0 mmol NaOH（体积变化忽略不计）后，pH 是多少？
解析CH₃COOH 只有 200.0 × 0.050 = 10.0 mmol，加入的 OH⁻ 12.0 mmol 把它全部中和后还过量 2.0 mmol，缓冲作用已经失效。c(OH⁻) = 2.0 ÷ 200.0 = 0.010 mol/L，pH = 12.00（CH₃COO⁻ 的贡献可以忽略）。
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- 5单选
一种弱酸和它的共轭碱组成的缓冲溶液，大约在什么 pH 范围内有效？
解析pH = pKa ± 1 对应 c(A⁻)/c(HA) 在 0.1～10 之间，两种组分都有相当的量，加酸加碱都能抵抗。超出这个范围，一种组分太少，对一个方向几乎没有缓冲能力。浓度大能提高容量，但不能扩大有效的 pH 范围。
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- 6单选
两种醋酸–醋酸钠缓冲溶液各 1.00 L：1 号含 CH₃COOH 和 CH₃COONa 各 0.25 mol，2 号各 0.025 mol。向两者中逐渐加入 HCl，pH 的变化如下。哪种缓冲溶液的缓冲容量大？图上怎样看出来？
解析两种溶液 c(A⁻)/c(HA) = 1，起始 pH 都是 4.74（= pKa）。加入 0.020 mol HCl 后：1 号 pH 约 4.68，几乎不变；2 号约 3.81，而在 0.025 mol 左右，它的 CH₃COO⁻ 被用完，pH 急剧下降。缓冲容量看能中和多少酸（或碱）而 pH 不明显变化，取决于两种组分的物质的量，而不只是比例和 pKa。