U8.7 · pH 与 pKa练习题 · pH and pKa
涉及的课：U8.7 pH 与 pKaU8.9 Henderson-Hasselbalch 方程
- 1单选
HNO₂ 的 pKa = 3.34。在 pH = 5.00 的溶液中，亚硝酸主要以哪种形态存在？
解析pH > pKa 时碱式为主。c(NO₂⁻)/c(HNO₂) = 105.00 − 3.34 = 101.66 ≈ 46。这个比值只由 pH 和 pKa 决定，与总浓度无关。
- 2填空
HCN 的 pKa = 9.31。在 pH = 9.00 的溶液中，HCN 分子占含氰物种（HCN + CN⁻）的百分之几？
%解析c(CN⁻)/c(HCN) = 109.00 − 9.31 = 10−0.31 = 0.49。HCN 所占的分数 = 1 ÷ (1 + 0.49) = 0.67，即约 67%。pH 比 pKa 低一点，酸式略多。
- 3单选
溴百里酚蓝是一种指示剂，酸式 HIn 呈黄色，碱式 In⁻ 呈蓝色，变色范围约为 pH 6.0～7.6。把它滴入 pH = 9.0 的溶液中，溶液是什么颜色？
解析指示剂本身是弱酸，HIn ⇌ H⁺ + In⁻。pH 比它的 pKa（约 7）高 2 个单位，c(In⁻)/c(HIn) ≈ 100，几乎全是蓝色的 In⁻。超出变色范围只是颜色不再变化，显示的是那一端的颜色。
- 4单选
某弱酸溶液的 pH 比该弱酸的 pKa 高 2.0。c(A⁻) ÷ c(HA) 是多少？
解析lg[c(A⁻)/c(HA)] = pH − pKa = 2.0，比值 = 10² = 100。pH 每比 pKa 高 1，碱式与酸式之比增大 10 倍；pH 比 pKa 低 2 时比值是 0.01。
- 5单选
碳酸是二元弱酸：pKa₁ = 6.37（H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻），pKa₂ = 10.33（HCO₃⁻ ⇌ H⁺ + CO₃²⁻）。在 pH = 8.50 的溶液中，含碳物种主要是？
解析pH = 8.50 比 pKa₁（6.37）高，H₂CO₃ 大部分已经变成 HCO₃⁻；又比 pKa₂（10.33）低，HCO₃⁻ 还没有大量变成 CO₃²⁻。所以 HCO₃⁻ 为主。pH 在两个 pKa 之间时，中间形态为主。
- 6单选
下图是醋酸溶液中 和 所占的比例随 pH 的变化。pH = 6.0 时，大约百分之多少的醋酸以 的形式存在？
解析两条曲线在 pH = pKa = 4.74 处相交，那里各占一半。pH 6.0 比 pKa 高约 1.3，沿 pH 6 的竖线往上，虚线（CH₃COO⁻）约在 0.95：c(A⁻)/c(HA) = 10^(6.0 − 4.74) ≈ 18，A⁻ 占 95%。选 5% 是读成了 CH₃COOH 的曲线。规律：pH 比 pKa 高，碱式（A⁻）占多数。