题目
用0.02000 mol·L-1 EDTA滴定25.00 mL等浓度的Pb2+溶液,若Pb2+溶液的pH=5.0,可控制整个滴定过程中溶液pH值变化不超过0.2 pH单位的方法是( )A. 加入1.4 g六次甲基四胺(Ka=7.1´10-6)B. 加入1.4 g六次甲基四胺(Ka=7.1´10-6)和6.5 mmol HNO3C. 加入6.5 mmol HNO3D. 加入1.4 g六次甲基四胺(Ka=7.1´10-6)或6.5 mmol HN
用0.02000 mol·L-1 EDTA滴定25.00 mL等浓度的Pb2+溶液,若Pb2+溶液的pH=5.0,可控制整个滴定过程中溶液pH值变化不超过0.2 pH单位的方法是( )
A. 加入1.4 g六次甲基四胺(Ka=7.1´10-6)
B. 加入1.4 g六次甲基四胺(Ka=7.1´10-6)和6.5 mmol HNO3
C. 加入6.5 mmol HNO3
D. 加入1.4 g六次甲基四胺(Ka=7.1´10-6)或6.5 mmol HN
题目解答
答案
B. 加入1.4 g六次甲基四胺(Ka=7.1´10-6)和6.5 mmol HNO3
解析
本题考查EDTA滴定金属离子时的pH控制方法。关键点在于理解滴定过程中H+的释放对溶液pH的影响,以及如何通过缓冲剂和酸的组合维持pH稳定。
- EDTA滴定特性:EDTA与金属离子反应会释放H+,导致溶液pH下降。
- pH控制需求:需加入缓冲剂稳定pH,同时可能需要酸调节初始pH。
- 选项分析:六次甲基四胺(弱碱)可作为缓冲剂,但需搭配酸(如HNO3)调节初始pH并增强缓冲效果。单独使用缓冲剂或酸均不足,组合使用才能有效控制pH波动。
关键步骤分析
- 计算H+释放量:
Pb²+物质的量为 $0.02 \, \text{mol/L} \times 0.025 \, \text{L} = 0.0005 \, \text{mol}$,与EDTA反应释放 $0.0005 \times 2 = 0.001 \, \text{mol}$ 的H+。 - 缓冲剂容量:
加入的六次甲基四胺(1.4 g)物质的量为 $\frac{1.4}{140} = 0.01 \, \text{mol}$(10 mmol),可中和释放的1 mmol H+,剩余9 mmol维持缓冲。 - 酸的作用:
HNO3(6.5 mmol)调节初始pH至5.0,使六次甲基四胺的pKa(5.15)接近溶液pH,增强缓冲能力。 - 选项对比:
- A:仅六次甲基四胺无法调节初始pH,缓冲效果不足。
- B:组合使用缓冲剂和酸,既能调节初始pH,又能稳定滴定过程中的pH。
- C:仅HNO3无法缓冲H+释放引起的pH变化。
- D:单独使用任一试剂均不满足要求。