2-1 缓冲作用 同步作业 《化学（医药卫生类）》同步教学 高教版

缓冲作用同步作业 一、选择题（每题 2 分，共 20 分） 1. 下列溶液中，属于缓冲溶液的是（ ） A. 0.1mol/L 的 NaCl 溶液 B. 0.1mol/L 的 HAc（醋酸）与 0.1mol/L 的 NaAc（醋酸钠）混合溶液 C. 0.1mol/L 的 NaOH 溶液 D. 0.1mol/L 的 HCl 溶液 1. 缓冲溶液的核心作用是（ ） A. 增强溶液的导电性 B. 稳定溶液的 pH 值，抵抗少量酸碱的影响 C. 提高溶液的浓度 D. 加快化学反应速率 1. 缓冲溶液的组成必须包含（ ） A. 强酸和强碱 B. 弱酸和弱碱 C. 共轭酸碱对（如弱酸及其对应的盐、弱碱及其对应的盐） D. 金属离子和阴离子 1. 人体血液能维持 pH 在 7.35~7.45 之间，主要依靠的缓冲对是（ ） A. HAc-NaAc B. H₂CO₃-NaHCO₃（碳酸 - 碳酸氢钠） C. HCl-NaCl D. NaOH-Na₂CO₃ 1. 向 HAc-NaAc 缓冲溶液中滴加少量稀 HCl，溶液 pH 的变化情况是（ ） A. 显著降低 B. 显著升高 C. 基本不变 D. 先升高后降低 1. 下列因素中，不影响缓冲溶液缓冲能力的是（ ） A. 缓冲对的总浓度（弱酸与弱酸盐的浓度之和） B. 缓冲对中弱酸与弱酸盐的浓度比 C. 溶液的体积 D. 温度 1. 当缓冲对的浓度比为 1:1 时，缓冲溶液的 pH 值等于（ ）（Ka 为弱酸的电离常数） A. Ka B. -lgKa（即 pKa） C. 7 D. 14-pKa 1. 下列关于缓冲溶液的说法，错误的是（ ） A. 缓冲溶液只能抵抗少量强酸或强碱的影响 B. 缓冲溶液的缓冲能力是有限的 C. 任意浓度的共轭酸碱对混合都能形成有效缓冲溶液 D. 缓冲溶液在医药领域常用于药液 pH 调节 1. 向 0.1mol/L 的 HAc-NaAc 缓冲溶液中加入过量 NaOH，缓冲溶液会（ ） A. 仍保持良好缓冲能力 B. 失去缓冲能力（pH 显著升高） C. pH 基本不变 D. 转化为酸性溶液 1. 医药上配制青霉素注射液时，需加入适量缓冲溶液（如磷酸盐缓冲对），其主要目的是（ ） A. 增加青霉素的溶解度 B. 稳定注射液的 pH 值，保证药效和用药安全 C. 杀灭细菌 D. 延长注射液的保质期 二、填空题（每空 2 分，共 40 分） 1. 缓冲溶液是指能______的溶液，其关键在于含有______（如 HAc 与 NaAc、NH₃・H₂O 与 NH₄Cl），该体系能分别与加入的少量______或______反应，从而稳定溶液 pH。 1. 缓冲原理的核心：以 HAc-NaAc 缓冲溶液为例，当加入少量强酸（如 HCl）时，溶液中的______（填离子符号，如 Ac⁻）与 H⁺结合生成______（如 HAc），反应式为______；当加入少量强碱（如 NaOH）时，溶液中的______（如 HAc）与 OH⁻反应生成______（如 Ac⁻和 H₂O），反应式为______。 1. 缓冲溶液的缓冲能力是______的，当加入的强酸或强碱超过______时，缓冲对被大量消耗，缓冲溶液失去缓冲作用，这种情况称为______。 1. 影响缓冲能力的主要因素有：①______（缓冲对的总浓度越高，缓冲能力越强）；②______（当浓度比为 1:1 时，缓冲能力最强）。 1. 人体体液中的主要缓冲系统有：①______（如 H₂CO₃-NaHCO₃，维持血液 pH 稳定）；②______（如 NaH₂PO₄-Na₂HPO₄，存在于细胞内液和尿液中）；③______（如血浆蛋白及其盐，参与血液缓冲）。 1. 医药上，缓冲溶液的应用包括：①______（如调节药液 pH 至人体适宜范围）；②______（如培养微生物时维持培养基 pH 稳定）；③______（如血液透析液中添加缓冲对，维持透析过程中血液 pH 稳定）。 三、简答题（每题 10 分，共 40 分） 1. 请设计实验验证 “HAc-NaAc 混合溶液具有缓冲作用，而 NaCl 溶液无缓冲作用”，写出实验步骤、预期现象及结论（可选用的试剂：0.1mol/L HAc-NaAc 溶液、0.1mol/L NaCl 溶液、0.1mol/L HCl 溶液、0.1mol/L NaOH 溶液、pH 试纸、试管、胶头滴管）。 1. 简述人体血液中 H₂CO₃-NaHCO₃缓冲对的作用机制，写出当血液中进入少量酸性物质（如乳酸）或碱性物质（如 Na₂CO₃）时的反应式，并说明该缓冲对如何维持血液 pH 在 7.35~7.45 范围内。 1. 某同学配制了两组 HAc-NaAc 缓冲溶液：①组 c (HAc)=c (NaAc)=0.2mol/L；②组 c (HAc)=c (NaAc)=0.02mol/L。向两组溶液中分别滴加等体积、等浓度的稀 HCl，发现①组 pH 变化更小。请解释原因，并说明缓冲对总浓度与缓冲能力的关系。 1. 医药上为何不能用普通蒸馏水配制某些对 pH 敏感的药液（如胰岛素注射液），而需用缓冲溶液配制？请结合缓冲作用的特点和药液稳定性、用药安全性说明。 参考答案 一、选择题 1. B（解析：缓冲溶液需含共轭酸碱对，HAc（弱酸）与 NaAc（弱酸盐）构成共轭酸碱对，属于缓冲溶液；A、C、D 均为单一溶液（无共轭酸碱对），无缓冲作用） 1. B（解析：缓冲溶液的核心功能是稳定 pH，抵抗少量酸碱影响；A 是电解质溶液的性质，C、D 与缓冲作用无关） 1. C（解析：缓冲溶液的必要组成是共轭酸碱对，如弱酸 - 弱酸盐、弱碱 - 弱碱盐；A、B、D 均不符合缓冲溶液组成要求） 1. B（解析：H₂CO₃-NaHCO₃是血液中最主要的缓冲对，占血液缓冲能力的 75%，能有效维持血液 pH 稳定；A 是实验室常用缓冲对，C、D 无缓冲作用） 1. C（解析：HAc-NaAc 缓冲溶液中，Ac⁻可与加入的 H⁺结合生成 HAc，抵消 H⁺对 pH 的影响，因此 pH 基本不变；A、B、D 不符合缓冲溶液特性） 1. C（解析：缓冲能力与缓冲对总浓度、浓度比、温度相关，与溶液体积无关（体积变化不改变浓度比和总浓度）；A、B、D 均影响缓冲能力） 1. B（解析：根据亨德森 - 哈塞尔巴尔赫方程 pH=pKa+lg [c (盐)/c (酸)]，当 c (盐)/c (酸)=1 时，lg1=0，故 pH=pKa） 1. C（解析：缓冲溶液需缓冲对总浓度适宜（过低则缓冲能力弱），并非任意浓度都能形成有效缓冲溶液；A、B、D 均为缓冲溶液的正确特性） 1. B（解析：过量 NaOH 会完全消耗缓冲对中的 HAc（HAc+NaOH=NaAc+H₂O），缓冲对被破坏，失去缓冲能力，pH 显著升高；A、C、D 错误） 1. B（解析：青霉素对 pH 敏感，缓冲溶液可稳定注射液 pH，避免 pH 波动导致青霉素失效或产生有害物质，保障药效和用药安全；A、C、D 非主要目的） 二、填空题 1. 抵抗少量强酸、强碱或稀释的影响，保持 pH 基本不变；共轭酸碱对；强酸；强碱 1. Ac⁻；HAc；Ac⁻ + H⁺ = HAc；HAc；Ac⁻和 H₂O；HAc + OH⁻ = Ac⁻ + H₂O 1. 有限；缓冲对的总浓度范围（或 “缓冲容量”）；缓冲失效 1. 缓冲对的总浓度；缓冲对中弱酸与弱酸盐（或弱碱与弱碱盐）的浓度比 1. 碳酸 - 碳酸氢盐缓冲系统；磷酸 - 磷酸氢盐缓冲系统；蛋白质缓冲系统 1. 调节药液 pH；维持培养基 pH；稳定血液透析液 pH（合理即可，如其他医药应用） 三、简答题 1. 实验步骤： ①取 4 支试管，编号为 1、2、3、4；向 1、2 号试管中加入 2mL 0.1mol/L HAc-NaAc 溶液，向 3、4 号试管中加入 2mL 0.1mol/L NaCl 溶液； ②用 pH 试纸分别测定 4 支试管的初始 pH，记录数据； ③向 1 号试管滴加 2 滴 0.1mol/L HCl 溶液，向 3 号试管滴加 2 滴 0.1mol/L HCl 溶液，振荡后用 pH 试纸测定 pH，记录数据； ④向 2 号试管滴加 2 滴 0.1mol/L NaOH 溶液，向 4 号试管滴加 2 滴 0.1mol/L NaOH 溶液，振荡后用 pH 试纸测定 pH，记录数据； ⑤对比各组 pH 变化，得出结论。 预期现象与结论： 1 号试管（HAc-NaAc+HCl）和 2 号试管（HAc-NaAc+NaOH）的 pH 与初始 pH 基本一致； 3 号试管（NaCl+HCl）的 pH 比初始 pH 显著降低，4 号试管（NaCl+NaOH）的 pH 比初始 pH 显著升高； 结论：HAc-NaAc 混合溶液具有缓冲作用（抵抗少量酸碱，pH 基本不变），而 NaCl 溶液无缓冲作用。 37. 作用机制： H₂CO₃-NaHCO₃缓冲对中，H₂CO₃（弱酸）可中和 OH⁻，NaHCO₃（弱酸盐，提供 HCO₃⁻）可中和 H⁺，从而稳定血液 pH。 ①当血液中进入少量酸性物质（如乳酸，用 HL 表示）： 乳酸电离出的 H⁺与 HCO₃⁻反应：H⁺ + HCO₃⁻ = H₂CO₃；H₂CO₃进一步分解为 CO₂和 H₂O（CO₂通过肺部排出体外），消耗 H⁺，避免血液 pH 降低。 ②当血液中进入少量碱性物质（如 Na₂CO₃）： Na₂CO₃电离出的 CO₃²⁻与 H₂CO₃反应：CO₃²⁻ + H₂CO₃ = 2HCO₃⁻；消耗 OH⁻（碱性物质），生成的 HCO₃⁻可通过肾脏排出体外，避免血液 pH 升高。 通过上述反应，H₂CO₃与 HCO₃⁻的浓度比维持在 1:20 左右（根据 pH=pKa+lg [c (HCO₃⁻)/c (H₂CO₃)]，pKa=6.1，计算得 pH≈7.4），确保血液 pH 稳定在 7.35~7.45 范围内。 38. 原因解释： ①组缓冲对总浓度（0.2mol/L+0.2mol/L=0.4mol/L）高于②组（0.02mol/L+0.02mol/L=0.04mol/L）。当滴加等体积、等浓度的稀 HCl 时，①组中可与 H⁺反应的 HCO₃⁻（或本题中 Ac⁻）数量更多，能更充分地抵消 H⁺对 pH 的影响，因此 pH 变化更小。 缓冲对总浓度与缓冲能力的关系： 在缓冲对浓度比不变（均为 1:1）的前提下，缓冲对总浓度越高，单位体积内可中和 H⁺或 OH⁻的物质的量越多，缓冲能力越强；反之，总浓度越低，缓冲能力越弱。 39. 原因分析： ①普通蒸馏水无缓冲作用，若药液配制过程中混入少量杂质酸碱（如空气中的 CO₂溶解生成 H₂CO₃），或药液自身因水解等反应改变 pH，蒸馏水无法稳定 pH，导致药液 pH 波动； ②对 pH 敏感的药液（如胰岛素），pH 波动会破坏其结构（如蛋白质变性），导致药效降低或失效，甚至产生有毒物质，引发用药安全风险； ③缓冲溶液能抵抗少量酸碱或药液自身反应带来的 pH 变化，维持药液 pH 稳定在适宜范围（如接近人体体液 pH），既保证药液稳定性（药效不变），又避免 pH 异常对人体产生刺激或损伤，因此需用缓冲溶液配制此类药液。 学科网（北京）股份有限公司 $