第三章 络合滴定法
[习题2]在pH=9.26的氨性缓冲液中,除氨络合物外的缓冲剂总浓度为0.201
L mol -?,游离C 2O 42-浓度为0.101
L mol -?,计算Cu 2+的Cu α。已知Cu(Ⅱ)- C 2O 42-络合物的5.4lg 1=β,9.8lg 2=β;Cu(Ⅱ)-OH -
络合物的0.6lg 1=β。
解:在此溶液中能与Cu 2+络合的其它配位剂有NH 3,C 2O 42-和OH -, ∵
9.26
p 4
NH =+K ,∴当9.26pH =时,
[习题3]铬黑T (EBT )是一种有机弱酸,它的11.6lg H 1=K ,
3.6lg H 2=K ,Mg-EBT 的
7.0
lg MgIn =K ,计算在pH=10时的
'
MgIn
lg K 值。
解:
11.6
p lg 2H 1==a K K ,11.6H 110=K 3.6p lg 1H 2==a K K ,3.6H 110=K
pH=10时, 1.6
221EBT 10][H ][H 1=++=++ββαH )(
[习题5]已知+243NH M )(的1lg β~4lg β为2.0, 5.0, 7.0, 10.0,-24OH M )
(的1lg β~4lg β为4.0,8.0,14.0,15.0。在浓度为0.11
L mol -?的+
2M 溶液中,滴加
氨水至溶液中的游离3NH 浓度为0.0101
L mol -?,pH=9.0。试问溶液中的主要存在形
式是哪一种?浓度为多大?若将+
2M 离子溶液用NaOH 和氨水调节至pH ≈13.0且游离氨浓度为0.0101
L mol -?,则上述溶液中的主要存在形式是什么?浓度又为多少?
解:(1)当游离3NH 浓度为0.0101L mol -?,pH=9.0时,
510][OH --=1L mol -? 由计算结果可知,副反应系数M α主要是氨络合效应引起的。比较上式的数值,
可知络合物的主要形式是
+
243NH M )(。 故
mol/L 082.082.010.0])NH [M 243=?=+
( (2)当游离3NH 浓度为0.0101L mol -?,pH ≈13时,110][OH --=1L mol -?
故43M(OH)M(OH)和为主要存在形式。
[习题7]在pH=6.0的溶液中,含有0.0201
L mol -?Zn 2+和0.0201
L mol -?Cd 2+,游离酒石酸根(Tart )浓度为0.201
L mol -?,加入等体积的0.0201
L mol -?EDTA ,计算
'CdY lg K 和'ZnY lg K 值。已知Cd 2+-Tart 的1lg β=2.8,Zn 2+的1lg β=2.4,2lg β=8.32,酒石酸
在pH=6.0时的酸效应可忽略不计。
解:查表pH=6.0时, 4.65lg H Y =)(α,Zn 2+
和Cd 2+
的羟基络合效应均可忽略,加入
等体积的EDTA 后,[Tart]=0.101
L mol -?。
(1)求'CdY lg K 。此时是把Cd 2+与Y 的反应作主反应,Cd 2+有酒石酸的络合效应,
Y 有酸效应和由Zn 2+产生共存离子效应。而Zn 2+也有与酒石酸的络合效应。
(2)求'ZnY lg K 。同样道理求得:
[习题9]浓度均为0.01001
L mol -?的Zn 2+,Cd 2+混合溶液,加入过量KI ,使终点时游离I -浓度为11
L mol -?,在pH=5.0时,以二甲酚橙作指示剂,用等浓度的EDTA 滴定其中的Zn 2+,计算终点误差。
解:此题条件下Zn 2+无副反应,Y 有酸效应和Cd 2+产生的共存离子效应,而Cd 2+
又与I -
结合。
pH=5.0, 6.45lg H Y =)(α
pH=5.0,以二甲酚橙作指示剂时,0.255.054.80ΔpZn '
-=-=
[习题12]浓度均为0.0201
L mol -?的Cd 2+,Hg 2+混合溶液,欲在pH=6.0时,用等浓度的EDTA 滴定其中的Cd 2+,试问:
a.用KI 掩蔽其中的Hg 2+,使终点时I -游离浓度为10-21
L mol -?,能否完全掩蔽?
'CdY
lg K 为多大?
b.已知二甲酚橙与Cd 2+
,Hg 2+
都显色,在pH=6.0时,5.5lg 'CdIn =K ,0.9lg 'HgIn =K ,
能否用二甲酚橙作Cd 2+的指示剂?
c.滴定Cd 2+时若用二甲酚橙作指示剂,终点误差为多大?
d.若终点时,I -游离浓度为0.51
L mol -?,按第三种方式进行,终点误差又为多大? 解:
a. 03
.224-42-2-1Hg(I)10][I ][I ][I 1=++++=βββΛα,
所以说,汞离子可以完全掩蔽。 b. 查表可知,pH=6.0时,
.9pHg ep =,由上面计算可知,0
.9-24.0321010][Hg -+<<=,
所以二甲酚橙可用作滴定Cd 2+的指示剂。
c. 查表可知,pH=6.0时,终点时Cd 2+的浓度为:5.5pCd =ep 。
d. 若mol/L 5.0]I [=-
,则30.44-42-2-1Cd(I)10][I ][I ][I 1=++++=βββΛα
[习题13]在pH=5.0的缓冲溶液中,用0.00201
L mol -?EDTA 滴定0.00201
L mol -?Pb 2+,以二甲酚橙,在下述情况下,终点误差各是多少?
a.使用HAc-NaAc 缓冲溶液,终点时,缓冲剂总浓度为0.311
L mol -?;
b.使用六亚甲基四胺缓冲溶液(不与Pb 2+
络合)。已知2Pb(Ac)的9
.1110=β,8.3210=β,
pH=5.0时,0.7lg 'PbIn =K ,HAc 的74
.4a 10-=K
解:a. 根据分布系数可计算pH=5.0时[Ac -
], b.
59.1145.618.04lg ‘
PbY
=-==K ,
3.07.3-7.0pPb ,3.7)0.359.11(21
pPb sp -==?=+=
[习题18]测定水泥中+
3Al 时,因为含有+
3Fe ,所以现在pH=3.5条件下加入过量EDTA ,加热煮沸,再以PAN 为指示剂,用硫酸铜标准溶液返滴定过量的EDTA 。然
后调节pH=4.5,加入F NH 4,继续用硫酸铜标准溶液滴至终点。若终点时,][F -为
0.101L mol -?,[CuY]为0.0101
L mol -?。计算FeY 有百分之几转化为FeF3?若[CuY]为0.0101L mol -?,FeY 又有百分之几转化为3FeF ?试问用此法测+
3Al 时要注意什么问题?(pH=4.5时,3.8lg '
CuIn =K )
解:查表可得以下数据。 若终点时0.010mol/L [CuY]=,则
06
.536
.113.8'
CuY
ep ep 101010010.0][Cu ]
CuY []Y [--=?=
=
K
因溶液中存在F -,如下平衡式成立:Y]
[Fe][FeY]
[ ,]F []FeF [Fe]['FeY 3
3-3=
?=
K β。所以
若终点时L 0.0010mol/[CuY]=,则06
.636
.113.8'
CuY
ep ep 1010100010.0][Cu ]
CuY []Y [--=?=
=
K ,同理可计算得
到:
%
29.010
101010.0Y][]F [[FeY]]FeF [06.666.1706
.123'FeY 33-3=??=?=-K β。
由计算可知,终点时[CuY ]浓度越小,用氟化物掩蔽三价铁的能力越弱。所以在大量铁存在时测定低含量的铜会带来较大误差。
[习题19]测定铅锡合金中Pb ,Sn 含量时,称取试样0.2000g ,用HCl 溶解后,准确加入50.00mL0.030001
L mol -?EDTA ,50mL 水,加热煮沸2min ,冷后,用六亚甲基四胺将溶液调至pH=5.5,加入少量1,10-邻二氮菲,以二甲酚橙作指示剂,用
0.030001
L mol -?+2Pb 标准溶液滴定,用去3.00mL 。然后加入NH4F ,加热至400C ,左
右,再用上述+
2Pb 标准溶液滴定,用去35.00mL 。计算式样中Pb 和Sn 的质量分数。
解:此题的测量过程是,先加入足够量的EDTA ,使被测物铅与锡形成络合物,然后用铅标准溶液返滴定过量的EDTA ;再用氟化物使EDTA 从SnY 的络合物中释放出来,用铅标准溶液滴定之。
[习题20]测定锆英石中ZrO 2,Fe 2O 3含量时,称取1.000g 试样,以适当的熔样方法制成200.0mL 试样溶液。移取50mL 试液,调至pH=0.8,加入盐酸羟氨还原Fe 3+,以二甲酚橙为指示剂,用1.000×10-21
L mol -?EDTA 滴定去10.00mL 。加入浓硝酸,加热,使Fe 2+
被氧化成Fe 3+
,将溶液调至pH ≈1.5,以磺基水杨酸作指示剂,用EDTA 溶液滴定,用去20.00mL 。计算试样中ZrO 2和Fe 2O 3的质量分数。
解:此题是用连续滴定的方法测定锆和铁,测定步骤简述如下。分解试样后,先将Fe 3+
还原为Fe 2+,因为ZrY 的稳定常数比Fe(Ⅱ)Y 大得多,可用控制酸度的方法,先滴定Zr ,然后将Fe 2+
氧化为Fe 3+
,再用EDTA 滴定铁。
第二章 酸碱平衡和滴定法
[思考题3]写出下列酸碱组分的质子条件。
a.
NaOH L mol NH L mol 1
2311)()(--?+?c c b.
331211BO H )L mol HAc )L mol --?+?((c c c.
HCOOH L mol PO H L mol 124311)()(--?+?c c 解:a.
24-][OH ][NH ][H c -
++=+ b.
][OH ]BO [H ][Ac ][H 32---+++= c.][OH ]3[PO ]2[HPO ]PO [H ][COOH ][H 342442-----+++++=
[习题1]计算下列各溶液的pH 。b. 0.101L mol -?H 3BO 3;d. 0.101
L mol -?三乙醇胺;e. 8
10
5-?1L mol -?HCl
解:b. H 3BO 3为一元酸,10
a 108.51-?=K
∵
1
a cK >W 20K ,但
1
a / K c <500
∴[H +
]=
6a 1062.71-?=cK -
?L mol pH=5.12
d. 三乙醇胺为一元弱碱,其7
b 108.5-?=K
∵8
b 108.5-?=cK >20W K ,b K c
>500 ∴可用最简式:
[OH -]=b cK =4104.2-?1
L mol -? pOH=3.62 pH=10.38
e.∵ a c <20[OH -]
∴应该用最简式:[H +
]=
][H ]OH [W a -a +
+=+K c c
0][H ][H W a 2=--++K c ,将8a 105.0-?=c 及W K 代入并解方程得:
][H +71028.1-?=1L mol -? pH=6.89
[习题2]计算下列各溶液的pH 。 a. 0.0501
L mol -?NaAc ; b. 0.0501L mol -?NH 4NO 3 ; c. 0.101L mol -?NH 4CN ;
d. 0.0501
L mol -?K 2HPO 4; f. 0.101
L mol -?Na 2S ; g. 0.0101
L mol -?H 2O 2溶液;
解:a. NaAc 为一元弱碱,其10
HAc W b 105.6-?==K K K ,
∵b cK >20W K ,a K c >>500
∴[OH -]=b cK =61029.5-?1
L mol -?pOH=5.28 pH=8.72
b .NH 4NO 3为一元弱酸NH 4+的溶液,
050
.04
NH
=+
c 1L mol -?
NH 4
+
的10
a 105.5-?=K ,
∵11
a 1075.2-?=cK >20W K ,a K c >500
∴可用最简式
6
a 1024.5][H -+?==cK 1L mol -?,28.5pH = c. NH 4CN 为弱酸弱碱盐,HCN 的10a 102.6-?=K ,NH 4+的10a 105.5-?=K
∴可用最简式
23
.9pH ,1084.5105.5102.6][H 101010NH HCN 4
=?=???==---++K K
d. K 2HPO 4为两性物质,其精确算式为)
()(232
a W a ][H K c K c K K a ++=
+
∵
c
3a K < W 20K ∴W K 不能忽略,又∵c >>
2
a 20K ∴
c
K c ≈+2a
10
W a a 1008.2)(]H [32
-+
?=+≈
c
K c K K 1L mol -? pH=9.68
f. S Na 2为二元弱碱,其41.12
1
a W
b ==K K K ,8
a W b21069.71-?==K K K
因为c
K K 12b b 2<0.05,故可作一元弱碱处理。
又
1
b cK >
W
20K ,但1
b K
c <500
∴[OH -
]=094
.02
4])[OH (1111b 2b b b =++-=
--c
K K K c K 1L mol -?
pH=12.97
g. H 2O 2为一元弱酸,12a 108.1-?=K ,∵a cK <W 20K ,a K c >>500 ∴ [H +
]=7
W a 1067.120-?=+K c K pH=6.78
[习题4]含有10.0c HCl
=1L mol -?,4
SO H 100.2c 42-?=1L mol -?和6HAc 100.2c -?=1L mol -?的混合溶液。a. 计算此混合溶液的pH 。
解:a.此为强酸弱酸混合液,且HCl c >>-
4
HSO
c ,HCl c >>HAc c
∴[H +]≈HCl c =0.101
L mol -? pH=1.00
[习题5]将0.121L mol -?HCl 和0.101
L mol -?氯乙酸钠(ClCH 2COONa )溶液等体积混合,计算pH 。
解:混合时发生如下化学反应HCl+ ClCH 2COONa= ClCH 2COOH+NaCl ∴混合后为0.0101
L mol -?HCl 与0.0501
L mol -?HB (氯乙酸)的混合液。
HB K =1.4×10-3,[H +]=HCl c +[B -]+[OH -]
忽略[OH -],]H [+
=HCl c +
]
H []
HB [HB +K ,∵有HCl 存在且HCl c 较大,
∴[HB]≈HB c ,代入上式得,
0]H []H [HB HB HCl 2=--++c K c pH=1.83
[习题6]欲使100 mL 0.101
L mol -?HCl 溶液的pH 从1.00增加至4.44,需加入固体NaAc 多少克(忽略溶液体积的变化)?
解:HCl+NaAc=HAc+NaCl
pH=4.44时,为HAc-NaAc 缓冲溶液,cHAc=0.101
L mol -? [H +]=-Ac HAc a
c c K =
44
.4Ac 51010
.010.0108.1---=??c
解得
050.0-Ac =c 1
L mol -?
[习题7]今由某弱酸HB 及其盐配制缓冲溶液,其中HB 的浓度为0.251
L mol -?。于此100 mL 缓冲溶液中加入200mgNaOH (忽略溶液体积得变化),所得溶液得pH 为
5.60。问原来所配制的缓冲溶液的pH 为多少?(设HB 的6
a 100.5-?=K )
解:加入的NaOH 浓度
0500
.01000
.000.402000
.0NaOH =?=
c 1L mol -? 设原缓冲溶液中B -的浓度为mol/L x ,则加入NaOH 后
60.56B HB a
10050
.0050
.025.0100.5]H [---+=+-??==x c c K ,解此方程得:0.35mol/L =x
pH=
45.535.025
.0lg
p a =-K
[习题8]欲配制pH 为3.0和4.0的HCOOH-HCOONa 缓冲溶液,应分别往200 mL 0.201
L mol -?HCOOH 溶液中加入多少毫升1.01
L mol -?NaOH 溶液?
解:HCOOH 以HB 表示,其-4
a 101.8?=K
(1) 设配制pH=3.0缓冲溶液,应加入x mL 1.01
L mol -?NaOH 溶液,加入NaOH 后, 解此方程得 6.1=x mL
(2) pH=4.0时,同(1)可列方程 解此方程得25.7=x mL
[习题14]用0.2001
L mol -?Ba(OH)2滴定0.10001
L mol -?HAc 至化学计量点时,溶液的pH 等于多少?
解: Ba(OH)2+2Hac= Ba(Ac)2+2H 2O sp 时,为Ba(Ac)2溶液
0800.054
1000.0-Ac =?
=c 1L mol -?, -Ac 的10b 105.5-?=K
[OH -
]=
610b 1063.6105.50800.0--?=??=cK 1
L mol -?,pH=8.82.
[习题15]某试样含有32CO Na 和3NaHCO ,称取0.3010g ,用酚酞作指示剂,滴定时用去0.10601
L mol -?HCl20.10mL ,继用甲基橙作指示剂,共用去47.70mL 。计算试样中32CO Na 和3NaHCO 的质量分数。
解:此题为双指示剂测定混合碱中32CO Na 和3NaHCO 的含量。步骤如下: (1)酚酞作指示剂,NaCl NaHCO HCl CO Na 332+=+,该步消耗的HCl 全部用来中和32CO Na 。
(2)甲基橙作指示剂,↑++=+223CO O H NaCl HCl NaHCO ,该步消耗的HCl 用来中和32CO Na 产生的3NaHCO 及试样中原有的3NaHCO 。
[习题16]二元弱酸HB 2,已知pH=1.92时,
-
=HB B H 2δδ;
-
-=2B HB δδ。计算:
a.HB 2的
1
a K 和
2
a K ;b.主要以-HB -
形式存在时得pH 为多少?
c.若用0.1001
L mol -?NaOH 溶液滴定0.1001
L mol -?H 2B ,滴定至第一和第二化学计量点时,溶液的pH 各为多少?各选用何种指示剂?
解:a.∵]B H []
HB ][H [2-a 1+
=
K ,]HB []B ][H [--
2a 2+
=
K ,
∴当-
=HB B H 2δδ时,]B H [2=]HB [-, 292.1a 102.110]H [1--+?===K 当
-
-=2B HB δδ时,]HB [-=]B [-2,722.6a 1002.610]H [2--+?===K
b.主要以-
HB 形式存在时,可按最简式计算
2
1a a ]H [K K =+
pH=07
.4)22.692.1(21
)p p (2121=+=+a a K K
c.sp 1时溶液中成分为-
HB , HB c =0.05001
L mol -?
∵a2cK >
W
20K ∴水的离解可忽略,又∵HB c =0.0500<
1
a 02K =0.24
pH=4.12。故可用甲基橙为指示剂。 sp2时,溶液中的成分为-
2B ,31000
.02B =
-c ,此为二元弱碱,其78.722.60.14p 1=-=b K
∵
1
b cK >
W
20K ,
1
b K c
>500
∴可用最简式[OH -]=1
b cK
63.4)lg p (21
pOH 1b =-=
c K ,pH=9.37。故可用酚酞为
指示剂。
[习题19]称取32CO Na 和3NaHCO 的混合试样0.6850g ,溶于适量水中。以甲基橙为指示剂,用0.2001
L mol -?HCl 溶液滴定至终点时,消耗50.0 mL 。如改用酚酞为指示剂,用上述HCl 溶液滴定至终点时,需消耗多少毫升?
解:设混合试样中含有x 克32CO Na 。用甲基橙为指示剂,滴定至终点时,样品中的32CO Na 和3NaHCO 全部被中和,所以下式成立。
解方程得g 264.0=x 。
设改用酚酞为指示剂时,所需HCl 为V 毫升,
[习题25]称取一元弱酸HA 试样1.000g ,溶于60.0mL 水中,用
0.25001
L mol -?NaOH 溶液滴定,已知中和HA 至50%时,溶液的pHJ=5.00;当滴定至
化学计量点时,pH=9.00。计算试样中HA 的质量分数为多少?(假设HA 的摩尔质量为82.001
mol g -?)
解:用NaOH 溶液滴定至50%时,溶液中
][A [HA]-
=,所以 5.00pH p a ==K 。 滴定至sp 时溶液中,溶液中生成NaA ,根据质子平衡式可计算[HA ]的浓度: pH=9.00,由分布系数可知,弱酸HA 的总浓度HA c 与平衡浓度]HA [的关系是: 设滴定至终点时消耗的NaOH 体积为NaOH V 毫升, 试样中HA 的质量分数为
第四章 氧化还原滴定法
[习题1]计算+
-??243-14) Zn(NH L mol 1000.1的0.100-1mol L ?氨溶液中
2+34Zn(NH )/Zn 电对的电势。
解:已知
。
为的形成常数46.31,9.81,7.2.37,4lg lg NH Zn ,763.04132o
/Zn
2ββ---=++
V E Zn
49.54
343
332
3231)Zn(NH 10
]NH []NH []NH []NH [13=++++=ββββα49
.949
.54)
Zn(NH Zn
210101000.1]Zn
[3--+
=?=
=
αc ,所以
V E Zn 04.110lg 2059
.0763.049.9/)Zn(NH 43-=+
-=-
[习题3]根据
o
/Hg
Hg 22+
E 和2
2
Hg Cl 的sp K ,计算
o
/H Cl Hg 22g
E 。如溶液中-
Cl 浓度为
0.010-1
mol L ?,22Hg Cl /Hg 电对的电势为多少?
解:已知
18
)Cl sp(Hg o
/Hg
Hg 103.1 ,793.02222-?==+
K V E
[Cl -]=0.010-1mol L ?时,
V E E g
g 383.0118.0265.0][Cl 1
lg 2059.02
-o
/H Cl Hg /H Cl Hg 2222=+=+
=
[习题4]于0.100-1
mol L ?Fe 3+和0.250-1mol L ?HCl 混合溶液中,通入气体2H S 使之达到平衡,求此时溶液中3+
Fe 的浓度。已知2H S 饱和溶液的浓度为0.100-1
mol L ?,
V
E V E 71.0 ,141.0o
/Fe Fe o
S
S/H 232
==+
+。
解:因为达到平衡时,
]
[Fe ]Fe [lg
059.0S][H ]H [lg 2059.023o /Fe Fe 22o
S
S/H
232++++=+++E E ,所以
1
1159.9233Fe 359
.923222o /Fe
Fe o
S
S/H
23L mol 1051.210100.0]
[Fe
]Fe
[]Fe []Fe
[ ,10
]
[Fe
]Fe [0.100)250.0100.0(lg
2059.0569.0S ][H ]H [lg 2059.0]
[Fe ]Fe [lg 059.0232---+
+
++
-+
++++??=?=+?
==++-=+-=
+
+c E E
[习题6] 计算pH=10.0,在总浓度为0.10-1
mol L ?34NH -NH Cl 缓冲溶液中,
+Ag /Ag 电对的条件电势。忽略离子强度及形成-
2AgCl 络合物的影响。(3Ag-NH 络合物
的12lg lg ββ:分别为3.24,7.05;V E 80.0o
/Ag Ag =+)
解:根据缓冲溶液pH 值的计算公式,先计算出在此条件下[NH 3]的浓度:
再计算氨对银离子的副反应系数:()91
.423231)NH Ag 10]NH []NH [13=++=ββα,
[习题8]计算pH=3.0,含有未络合物EDTA 浓度为0.10-1mol L ?时,3+2+
Fe /Fe 电
对的条件电势。(已知pH=3.0时,,V E 77.0o /Fe Fe 23=++)
解: 所以
V
E E 13.0636.077.0lg
059.0(Y)
Fe (Y)Fe o /Fe
Fe 'o /Fe
Fe 322323=-=+=
+++++
+αα
[习题9] 将一块纯铜片置于0.050-1
mol L ?3AgNO 溶液中。计算溶液达到平衡
后的组成。(
V
E V E 80.0 ,337.0o
/Ag
Ag o
/Cu
Cu 2==++
)(提示:首先计算出反应平衡常数)
解:根据置换反应
Ag 2Cu Cu Ag 22+=++
+可知,反应平衡常数K 为:
69
.15059
.0)
337.080.0(2]Ag []Cu [lg 2
2=-?=
=
++K 。因平衡常数较大,反应进行较完全,Ag +几乎全
氧化,可认为
12L mol 025.02050.0Cu
-+
?==,所以1960.152L mol 105.210025.0lg ]Cu []Ag [--++??===K
[习题10] 以722O Cr K 标准溶液滴定Fe 2+,计算25℃时反应的平衡常数;若化学计量点时Fe 3+的浓度为1L mol 0500.0-?,要使反应定量进行,所需H +的最低浓度为多少?(已知
V
o E V E 77. ,33.1o
/Fe Fe o
/Cr O Cr 233272==+++
-
)
解:此滴定反应为:O H 7Fe 6Cr 2H 14Fe 6O Cr 233227
2++=++++++-
,:
56
o
/Fe Fe o /Cr O Cr 14
622726
32
3109.7 ,9.56059
.06
)(]H []Fe ][O Cr []
Fe
[]Cr
[lg
lg 233272?==?-=
=+
++
-
++-
++K E E K 。
化学计量点时,若有99.9%以上的Fe 2+氧化为Fe 3+,则认为反应定量进行,则Fe 2+
的浓度最多不超过:
1
5L mol 100.5999.0001
.00500.0--??=?
。
化学计量点时]
F [61]O Cr [ ],F [31]F [62]Cr [2272333+-
+++===e e e 。
根据平衡常数可计算出此时的H +浓度:
9
.56]H []Fe []Fe [6
1
]Fe [])Fe [3
1
(lg
]H []Fe ][O Cr []
Fe
[]Cr
[lg
lg 14622632314
622726
32
3=???==+++++++-
++K ,所以13L mol 101.2]H [--+??=。
若化学计量点时,Fe 2+
的浓度最多不超过16L mol 10--?,同样可根据以上的计算方
法,得到H +
浓度:12L mol 105.1]H
[--+
??=
[习题13]在24H SO 介质中,用0.1000-1mol L ?4+Ce 溶液滴定0.1000-1mol L ?2+
Fe
时,若选用变色点电势为0.94V 的指示剂,终点误差为多少?(
V
E V o E e e 44.1 ,68.'o /C C 'o /Fe
Fe 3423==+
+
+
+
)
解:
-0.12V
1.06-0.94E ,06.1) (21'o /C C '
o /Fe Fe sp 3423==?=+=
++++V E E E e e
[习题16]用碘量法测定钢中的硫时,使硫燃烧成SO 2,SO 2被含有淀粉的水溶液吸收,再用标准碘溶液滴定。若称取含硫0.051%的标准钢样和被测钢样各500mg ,测定标钢中的硫用去碘溶液11.6mL ,滴定被测钢样中的硫用去碘溶液7.00mL 。试用滴定度表示碘溶液的浓度,并计算被测钢样中硫的质量分数。 解:
%031.000.7%0044.0 w (s)mL,/%0044.06.11%
051.0=?====
TV T 。
[习题17]称取制造油漆的填料红丹(34Pb O )0.1000g ,用盐酸溶解,在热时
加0.02-1
mol L ?227K Cr O 溶液25mL ,析出4PbCrO :
冷却后过滤,将4PbCrO 沉淀用盐酸溶解,加入KI 和淀粉溶液,用0.1000-1
mol L ?223Na S O 溶液滴定时,用去12.00mL 。求试样中的质量分数。
解:测定过程涉及的反应有:
根据以上各反应可知:-23243O S O Pb 9n n =,又1
43mol g 6.685)O Pb (-?=M ,所以
[习题20]23Pb O 试样1.234g ,用20.00mL0.2500-1
mol L ?224H C O 溶液处理。这
时Pb(Ⅳ)被还原为Pb(Ⅱ)。将溶液中和后,使2+
Pb 定量沉淀为24PbC O 。过滤,滤液
酸化后,用0.04000-1
mol L
?4KMnO 溶液滴定,用去
10.00mL 。沉淀用酸溶解后,用同
样的4KMnO 溶液滴定,用去30.00mL 。计算试样中PbO 及2PbO 的质量分数。
解:根据题意可知,试样中还原Pb(Ⅳ)、沉淀Pb(Ⅱ)都需要224H C O ,沉淀后溶液中还有剩余的224H C O ,总的消耗的草酸的量为: 5.000mmol 20.000.2500)O C (H 422==总?n 。
用于沉淀
Pb(Ⅱ)需要224H C O 的量为: 3.000mmol 30.000.0400025
)O C (H 422==沉淀
??n 。
溶液中剩余的224H C O 的量为: 1.000mmol
10.000.0400025
)O C (H 422==剩余??n 。
仪器分析部分作业题参考答案 第一章 绪论 1-2 1、主要区别:(1)化学分析是利用物质的化学性质进行分析;仪器分析是利用物质的物理或物理化学性质进行分析;(2)化学分析不需要特殊的仪器设备;仪器分析需要特殊的仪器设备;(3)化学分析只能用于组分的定量或定性分析;仪器分析还能用于组分的结构分析;(3)化学分析灵敏度低、选择性差,但测量准确度高,适合于常量组分分析;仪器分析灵敏度高、选择性好,但测量准确度稍差,适合于微量、痕量及超痕量组分的分析。 2、共同点:都是进行组分测量的手段,是分析化学的组成部分。 1-5 分析仪器与仪器分析的区别:分析仪器是实现仪器分析的一种技术设备,是一种装置;仪器分析是利用仪器设备进行组分分析的一种技术手段。 分析仪器与仪器分析的联系:仪器分析需要分析仪器才能达到量测的目的,分析仪器是仪器分析的工具。仪器分析与分析仪器的发展相互促进。 1-7 因为仪器分析直接测量的是物质的各种物理信号而不是其浓度或质量数,而信号与浓度或质量数之间只有在一定的范围内才某种确定的关系,且这种关系还受仪器、方法及样品基体等的影响。因此要进行组分的定量分析,并消除仪器、方法及样品基体等对测量的影响,必须首先建立特定测量条件下信号与浓度或质量数之间的关系,即进行定量分析校正。 第二章光谱分析法导论 2-1 光谱仪的一般组成包括:光源、单色器、样品引入系统、检测器、信号处理与输出装置。各部件的主要作用为: 光源:提供能量使待测组分产生吸收包括激发到高能态; 单色器:将复合光分解为单色光并采集特定波长的光入射样品或检测器;样品引入系统:将样品以合适的方式引入光路中并可以充当样品容器的作用;检测器:将光信号转化为可量化输出的信号 信号处理与输出装置:对信号进行放大、转化、数学处理、滤除噪音,然后以合适的方 式输出。 2-2: 单色器的组成包括:入射狭缝、透镜、单色元件、聚焦透镜、出射狭缝。各部件的主要作用为: 入射狭缝:采集来自光源或样品池的复合光;透镜:将入射狭缝采集的复合光分解为平行光;单色元件:将复合光色散为单色光(即将光按波长排列) 聚焦透镜:将单色元件色散后的具有相同波长的光在单色器的出口曲面上成像;出射狭缝:采集色散后具有特定波长的光入射样品或检测器 2-3 棱镜的分光原理是光的折射。由于不同波长的光在相同介质中有不同的折射率,据此能把不同波长的光分开。光栅的分光原理是光的衍射与干涉的总效果。不同波长的光通过光栅衍射后有不同的衍射角,据此把不同波长的光分开。 2-6
第1章 分析化学概论 1. 称取纯金属锌,溶于HCl 后,定量转移并稀释到250mL 容量瓶中,定容,摇匀。计算 Zn 2+溶液的浓度。 解:213 0.325065.39 0.0198825010 Zn c mol L +--= =?g 2. 有L 的H 2SO 4溶液480mL,现欲使其浓度增至L 。问应加入L H 2SO 4的溶液多少毫升 解:112212()c V c V c V V +=+ 220.0982/0.4800.5000/0.1000/(0.480)mol L L mol L V mol L L V ?+?=?+ 2 2.16V mL = 4.要求在滴定时消耗LNaOH 溶液25~30mL 。问应称取基准试剂邻苯二甲酸氢钾(KHC 8H 4O 4)多少克如果改用 22422H C O H O ?做基准物质,又应称取多少克 解: 844:1:1NaOH KHC H O n n = 1110.2/0.025204.22/ 1.0m n M cV M mol L L g mol g ===??= 2220.2/0.030204.22/ 1.2m n M cV M mol L L g mol g ===??= 应称取邻苯二甲酸氢钾~ 22422:2:1 NaOH H C O H O n n ?= 1111 2 1 0.2/0.025126.07/0.32m n M cV M mol L L g mol g == =???=
2221 2 1 0.2/0.030126.07/0.42m n M cV M mol L L g mol g ===???=应称取22422H C O H O ?~ 6.含S 有机试样,在氧气中燃烧,使S 氧化为SO 2,用预中和过的H 2O 2将SO 2吸收,全部转化为H 2SO 4,以LKOH 标准溶液滴定至化学计量点,消耗。求试样中S 的质量分数。 解: 2242S SO H SO KOH ::: 100%1 0.108/0.028232.066/2100% 0.47110.3%nM w m mol L L g mol g = ????=?= 8.不纯CaCO 3试样中不含干扰测定的组分。加入溶解,煮沸除去CO 2,用LNaOH 溶液反滴定过量酸,消耗,计算试样中CaCO 3的质量分数。 解: 32CaCO HCl : NaOH HCl : 00 1 ()2100%100% 1 (0.2600/0.0250.2450/0.0065)100.09/2100% 0.250098.24%cV cV M nM w m m mol L L mol L L g mol g -=?=??-??=?= 9 今含有 MgSO 4·7H 2O 纯试剂一瓶,设不含其他杂质,但 有部分失水变为MgSO 4·6H 2O ,测定其中Mg 含量后,全部按MgSO 4·7H 2O 计算,得质量分数为%。试计算试剂中MgSO 4·6H 2O
1. 绝对误差:测量值与真实值之间的差值,即E a=x?x T,误差越小,表示测量值与真实值越接近,准确度越高;反之,误差越大,准确度越低.当测量值大于真实值时,误差为正值,表示测定结果偏高;反之,误差为负值,表示测定结果偏低.相对误差:指绝对误差相 当于真实值的百分率,表示为:E r=E a x T ×100%=x?x T x T ×100%,相对误差有大小,正负之 分. 2. 偏差(d)表示测量值(x)与平均值(x )的差值:d=x?x .平均偏差:单次测定偏差的绝对值的平均值: d=1 d1+d2+?+d n= 1 |d i| n i=1 单次测定结果的相对平均偏差(d r)为:d r=d x ×100%. 3. 单次测定的标准偏差的表达式是: s= (x i?x )2 n i=1 相对标准偏差亦称变异系数:RSD=s r=s x ×100%. 4. 精密度←偏差←偶然误差→增加平行实验次数 ↓ d,s,RSD 准确度←误差←系统误差→针对产生的途径减免 ↓ E a,E r 5. 设测量值为A,B,C,其绝对误差为E A,E B,E C,相对误差为E A A ,E B B ,E C C ,标准偏差为s A,s B,s C,计算 结果用R表示,R的绝对误差为E R,相对误差为E R R ,标准偏差为s R. ⑴系统误差的传递公式 ①加减法:若分析结果的计算公式为R=A+B?C,则E R=E A+E B?E C. 如果有关项有系数,例如R=A+mB?C,则为E R=E A+m E B?E C. ②乘除法:若分析结果的计算公式R=A B C ,则E R R =E A A +E B B ?E C C ,如果计算公式带有系数,如 R=m AB C ,同样可得到E R R =E A A +E B B ?E C C . 即在乘除运算中,分析结果的相对系统误差等于各 测量值相对系统误差的代数和. ③指数关系:若分析结果R与测量值A有如下关系R=m A n,其误差传递关系为E R R =n E A A , 即分析结果的相对系统系统误差为测量值的相对系统误差的指数倍. ④对数关系:若分析结果R与测量值A有下列关系R=mlgA,其误差传递关系式为 E R=0.434m E A A . ⑵随机误差的传递,随机误差用标准偏差s来表示最好,因此均以标准偏差传递.
第一章概论 1-3 分析全过程: 取样、处理与分解;试样的分离与富集;分析方法的选择;结果的计算与评价。 1-4 标定碱标准溶液时,邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4, M=204.23g.mol-1)和二水合草酸(H2C2O4. 2H2O, M=126.07g.mol-1)都可以作为基准物质,你认为选择哪一种更好?为什么? 答:选择邻苯二甲酸氢钾更好。因为邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量较大,称量误差较小。 1-5.基准物Na2CO3和Na2B4O7·10H2O都可用于标定HCl溶液的浓度.你认为选择哪一种更好为什么 答:选择Na2B4O7·10H2O更好.因为Na2B4O7·10H2O的摩尔质量较大,称量误差较小 1-6 用基准Na2CO3标定HCl溶液时,下列情况会对HCl的的浓度产生何种影响(偏高、偏低或没有影响)? a. 滴定时速度太快,附在滴定管壁的HCl来不及流下来就读取滴定体积 b. 称取Na2CO3时,实际质量为0.0834g,记录时误记为0.1824g c. 在将HCl标准溶液倒入滴定管之前,没有用HCl溶液荡洗滴定管 d. 锥瓶中的Na2CO3用蒸馏水溶解时,多加了50mL蒸馏水 e. 滴定开始之前,忘记调节零点,HCl溶液的液面高于零点 f. 滴定管活塞漏出HCl溶液 g. 称取Na2CO3时,撇在天平盘上 h. 配制HCl溶液时没有混匀 答:使用Na2CO3标定HCl的浓度时,HCl的浓度计算公式为:c HCl=2m Na2CO3/(M Na2CO3V HCl)。 a. 由于V HCl偏高,c HCl偏低; b. 由于m Na2CO3偏低,c HCl偏低; c. 由于V HCl偏高,c HCl偏低; d. 无影响; e. 因为V HCl偏低,c HCl偏高; f. 因为V HCl偏高,c HCl偏低; g. 由于Na2CO3易吸湿,应用减量法称量。称取Na2CO3时,在天平盘上,Na2CO3会吸湿,使m Na2CO3偏低,最终导致c HCl偏低; h. 溶液没有混匀时,很可能的情况是上层较稀,因此c HCl偏低的可能性较大。 1-7. 若将H2C2O4·2H2O基准物质不密封,长期置于放有干燥剂的干燥器中,用它标定NaOH溶液的浓度时,结果是偏高,偏低,还是无影响 答: 若将未密封H2C2O4·2H2O基准物质长期置于放有干燥剂的干燥器中,会使其失去结晶水.用它标定NaOH 溶液的浓度时,消耗NaOH溶液的体积偏高.根据,最终使结果偏低. 1-8. 假设用HCl标准溶液滴定不纯的Na2CO3试样,若出现7题中所述的情况,将会对分析结果产生何种影
第一章概论 1—3 分析全过程: 取样、处理与分解;试样的分离与富集;分析方法的选择;结果的计算与评价. 1-4 标定碱标准溶液时,邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4, M=204。23g.mol—1)和二水合草酸(H2C2O4. 2H2O, M=126。07g.mol—1)都可以作为基准物质,你认为选择哪一种更好?为什么? 答:选择邻苯二甲酸氢钾更好。因为邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量较大,称量误差较小。 1—5.基准物Na2CO3和Na2B4O7·10H2O都可用于标定HCl溶液的浓度.你认为选择哪一种更好为什么答:选择Na2B4O7·10H2O更好.因为Na2B4O7·10H2O的摩尔质量较大,称量误差较小 1—6 用基准Na2CO3标定HCl溶液时,下列情况会对HCl的的浓度产生何种影响(偏高、偏低或没有影响)? a。滴定时速度太快,附在滴定管壁的HCl来不及流下来就读取滴定体积 b. 称取Na2CO3时,实际质量为0.0834g,记录时误记为0。1824g c. 在将HCl标准溶液倒入滴定管之前,没有用HCl溶液荡洗滴定管 d。锥瓶中的Na2CO3用蒸馏水溶解时,多加了50mL蒸馏水 e。滴定开始之前,忘记调节零点,HCl溶液的液面高于零点 f。滴定管活塞漏出HCl溶液 g. 称取Na2CO3时,撇在天平盘上 h. 配制HCl溶液时没有混匀 答:使用Na2CO3标定HCl的浓度时,HCl的浓度计算公式为:c HCl=2m Na2CO3/(M Na2CO3V HCl)。 a。由于V HCl偏高,c HCl偏低; b. 由于m Na2CO3偏低,c HCl偏低; c. 由于V HCl偏高,c HCl偏低; d. 无影响; e。因为V HCl偏低,c HCl偏高; f. 因为V HCl偏高,c HCl偏低; g. 由于Na2CO3易吸湿,应用减量法称量。称取Na2CO3时,在天平盘上,Na2CO3会吸湿,使m Na2CO3偏低,最终导致c HCl偏低; h. 溶液没有混匀时,很可能的情况是上层较稀,因此c HCl偏低的可能性较大. 1—7. 若将H2C2O4·2H2O基准物质不密封,长期置于放有干燥剂的干燥器中,用它标定NaOH溶液的浓度时,结果是偏高,偏低,还是无影响 答:若将未密封H2C2O4·2H2O基准物质长期置于放有干燥剂的干燥器中,会使其失去结晶水。用它标定NaOH溶液的浓度时,消耗NaOH溶液的体积偏高。根据,最终使结果偏低。 1—8. 假设用HCl标准溶液滴定不纯的Na2CO3试样,若出现7题中所述的情况,将会对分析结果产生何
1. 绝对误差:测量值与真实值之间的差值,即,误差越小,表示测量值与真实值越接近,准确度越高;反之,误差越大,准确度越低.当测量值大于真实值时,误差为正值,表示测定结果偏高;反之,误差为负值,表示测定结果偏低.相对误差:指绝对误差相 当于真实值的百分率,表示为:,相对误差有大小,正负之 分. 2. 偏差(d)表示测量值(x)与平均值()的差值:.平均偏差:单次测定偏差的绝对值的平均值: 单次测定结果的相对平均偏差为:. 3. 单次测定的标准偏差的表达式是: 相对标准偏差亦称变异系数:. 4. 精密度偏差偶然误差增加平行实验次数 准确度误差系统误差针对产生的途径减免 5. 设测量值为A,B,C,其绝对误差为相对误差为,标准偏差为,计算结果用R表示,R的绝对误差为,相对误差为,标准偏差为. ⑴系统误差的传递公式 ①加减法:若分析结果的计算公式为,则. 如果有关项有系数,例如,则为. ②乘除法:若分析结果的计算公式,则,如果计算公式带有系数,如 ,同样可得到. 即在乘除运算中,分析结果的相对系统误差等于各测量值相对系统误差的代数和. ③指数关系:若分析结果R与测量值A有如下关系,其误差传递关系为, 即分析结果的相对系统系统误差为测量值的相对系统误差的指数倍. ④对数关系:若分析结果R与测量值A有下列关系,其误差传递关系式为 . ⑵随机误差的传递,随机误差用标准偏差s来表示最好,因此均以标准偏差传递.
①加减法:若分析结果的计算是为R=A+B-C,则.即在加减运算中,不论是相加还是相减,分析结果的标准偏差的平方(称方差)都等于各测量值的标准差平方和.对于一般情况,,应为. ②乘除法:若分析结果的计算式为,则,即在乘除运算中,不论是相乘还是相除,分析结果的相对标准偏差的平方等于各测量值的相对标准偏差的平方之和.若有关项有系数,例如,其误差传递公式与上式相同. ③指数关系:若关系式为,可得到或. ④对数关系:若关系式为,可得到. 6. 如果分析结果R是A,B,C三个测量数值相加减的结果,例如,则极值误差为 ,即在加减法运算中,分析结果可能的极值误差是各测量值绝对 误差的绝对值加和.如果分析结果R是A,B,C三个测量数值相乘除的结果,例如,则极值误差为,即在乘除运算中,分析结果的极值相对误差等于各测量 值相对误差的绝对值之和. 7. 有效数字问题. 在分析化学中常遇到pH, pM,lgK等对数值,其有效数字位数取决于小数部分(尾数)数字的位数,因整数部分(首数)只代表该数的方次.例如,pH=10.28,换算为浓度时,应为,有效数字的位数是两位,不是四位. “四舍六入五成双”规则规定,当测量值中被修约的数字等于或小于4时,该数字舍去;等于或大于6时,则进位;等于5时,要看5前面的数字,若是奇数则进位,若是偶数则将5舍掉,即修约后末位数字都成为偶数;若5后面还有不是“0”的任何数,则此时无论5的前面是奇数还是偶数,均应进位. 8. 有效数字运算规则: ⑴加减法:几个数据相加或相减时,有效数字位数的保留,应以小数点后位数最少的数据为准,其他的数据均修约到这一位.其根据是小数点后位数最少的那个数的绝对误差最大.注意:先修约,在计算. ⑵几个数字相乘除时,有效数字的位数应以几个数中有效数字位数最少的那个数据为准.其根据是有效数字位数最少的那个数的相对误差最大.同样,先修约,再计算.在乘除法的运算中,经常会遇到9以上的大数,如9.00,9.86它们的相对误差的绝对值约为0.1%,与10.06,12.08这些四位有效数字的数值的相对误差绝对值接近,所以通常将它们当作四位有效数字的数值处理。 9. 频数分布: ⑴离散特性,最好的表示方法是标准偏差s,它更能反映出大的偏差,也即离散程度.当测量次数为无限多次时,其标准偏差称为总体标准偏差,用符号来表示,计算公式为 ,式中的为总体平均值. ⑵集中趋势:当数据无限多时将无限多次测定的平均值称为总体平均值,用符号表示,则
第1章绪论 本章暂未编选章节习题,若有最新习题会及时更新。
第2章 光谱分析法导论 一、选择题 1.原子吸收光谱由下列哪种粒子产生的?( ) A .固态物质中原子的外层电子 B .气态物质中基态原子的外层电子 C .气态物质中激发态原子的外层电子 D .气态物质中基态原子的内层电子 【答案】B 【解析】气态和基态原子核外层电子,按其能量高低分壳层分布而形成量子化的能级,在较低温度下都处于基态能级。处于基态原子核外层电子,如果外界所提供特定能量(E )的光辐射恰好等于核外层电子基态与某一激发态(i )之间的能量差(i E )时,核外层电子将吸收特征能量的光辐射由基态跃迁到相应激发态,从而产生原子吸收光谱。 2.Na 原子下列光谱线间哪个能发生跃迁?( ) 【答案】D 【解析】根据量子力学的原理,电子的跃迁不能在任意两个能级之间进行,而必须遵循一定的“选择定则”,这个定则是:(1)△n=0或任意正整数;(2)△L=±1跃迁只允许在S 项和P 项、P 项和S 项或D 项之间、D 项和P 项或F 项之间等;(3)△S=0,即单重项只能跃迁到单重项,三重项只能跃迁到三重项等;(4)△J=0,±1,但当J =0时,△J=0的跃迁是禁阻的。
3.用波长320nm的入射光激发硫酸奎宁的稀硫酸溶液时,将产生320nm的()。 A.散射光(stray light) B.荧光(fluorescence) C.瑞利光(Reyleigh scattering light) D.拉曼光(Raman scattering light) 【答案】C 【解析】瑞利散射光的波长与入射光波长相同。 4.使用磺基水杨酸分光光度法测定微量时,光度计检测器直接测定的是()。 A.入射光的强度 B.透过光的强度 C.吸收光的强度 D.散射光的强度 【答案】B 【解析】检测器是将透过光的强度转变为电信号。 二、名词解释 振动弛豫 答:振动弛豫是指处于激发态的各振动能级将部分能量损失后,其电子则返回到同一电子激发态的最低振动能级的过程。
武汉大学分析实验习题解答(第二版) 实验3---1 分析天平称量练习 1.称量结果应记录至几位有效数字?为什么?j 小数点后4位.因称量误差≦0.1% 2.称量时,应每次将砝码和物体放在天平盘的中央,为什么? 因为是等臂天平.放在天平盘的中央,才能保证等臂,使称量准确. 3.本实验中要求称量偏差不大于0.4m g,为什么? 因为称量一次,允许产生±0.2 mg的偏差, 用递减称量法称量一份试样时,需要连续两次称取容器+试样的质量,故允许产生±0.4 mg的偏差 实验3---2 滴定分析基本操作练习 1.配制NaOH溶液时,应选用何种天平称取试剂?为什么? 感量为0.1g的台秤.因为是粗配溶液 2.HCI和NaOH溶液能直接配制准确浓度吗?为什么? 不能.因浓HCI易挥发,浓度不确定. NaOH易吸收空气中的CO2和水分. 3.在滴定分析实验中,滴定管和移液管为何需用滴定剂和待移取的溶液润洗几次?锥形瓶是否也要用滴定剂润洗? (1)防止待移取的溶液浓度被稀释(2)不能.相当于多加了滴定剂,在滴定之前, 这部分滴定剂已和待测物质发生了反应,影响分析结果的准确度. 4.HCI和NaOH溶液定量反应完全后,生成NaCI和水,为什么用HCI滴定NaOH时,采用甲基橙指示剂,而用NaOH滴定HCI时,使用酚酞或其它合适的指示剂? 因为用HCI→NaOH 指示剂:甲基橙黄→橙 突跃范围PH=4..3-9.7 PH=4.4 4.0 摇动锥形瓶中的NaOH时, CO2影响大(PH≥5时),用甲基橙可有效消除CO2的影响.用酚酞指示剂,会多消耗NaOH,产生较大误差. 用NaOH →HCI, CO2影响小(滴定管液面与空气接触少), 指示剂:酚酞由无色→红色,易观察;而甲基橙,由红色→黄色,难观察. 实验4---1.食用白醋中醋酸含量的测定 1.与其他基准物质比较,邻苯二甲酸氢钾有什么优点? 邻苯二甲酸氢钾易制得纯品,在空气中不吸水,易保存,摩尔质量大,与NaOH 反应的计量比为1:1 2.称取NaOH及邻苯二甲酸氢钾各用什么天平?为什么? 称取NaOH用台秤.因为是粗配NaOH,且称样量较大. 称取邻苯二甲酸氢钾用分析天平.因为需要准确称量, 且称样量小. 3.已标定的NaOH溶液在保存中吸收了二氧化碳,用它来测定HCI的浓度,若以酚酞为指示剂对测定结果有何影响?改用甲基橙,又如何? 测定C HCI,用酚酞指示剂,偏高(多消耗NaOH)
分析化学武汉大学第五版答案
第3章 分析化学中的误差与数据处理 1.根据有效数字运算规则,计算下列算式: (1)19.469+1.537-0.0386+2.54 (2) 3.6 0.032320.59 2.12345 (3) 1000 0000.11245 .0)32.100.24(00.45??-? (4) pH=0.06,求 [H + ]=? 解:a. 原式=19.47+1.54-0.04+2.54=23.51 b. 原式=3.6×0.032×21×2.1=5.1 c. 原式=45.0022.680.1245 =0.1271 1.0001000 ??? d. [H +]=10-0.06 =0.87( mol/L ) 3.设某痕量组分按下式计算分析结果:m C A -= χ,A 为测量 值,C 为空白值,m 为试样质量。已知 s A =s C =0.1,s m =0.001,A =8.0,C =1.0,m =1.0,求s x 。 解: 2 22222 222()422222220.10.10.001 4.0910()()(8.0 1.0) 1.0 A C x m A C m s s s s s s x A C m A C m --++=+=+=+=?--- 且 8.0 1.0 7.01.0 x -= = 故 424.09107.00.14 x s -=??= 5. 反复称量一个质量为 1.0000g 的物体,若标准偏差为0.4mg ,那么测得值为1.0000 1.0008g 的概率为多 少? 解:由0.4mg σ= 1.0000g μ=
故有 1.0000 1.0000 1.0008 1.0000 0.00040.0004 u --≤≤ ,即 02u ≤≤ , 查表得 P=47.73% 7.要使在置信度为95%时平均值的置信区间不超过± s ,问至少应平行测定几次? 解: x x t s x t n μ=±?=± 查表,得: 5, 2.57, 1.049166, 2.45,0.9261 7 5f t f t ====>====<时n 时n 故至少应平行测定次 9. 测定黄铁矿中硫的质量分数,六次测定结果分别为30.48%, 30.42%, 30.59%, 30.51%, 30.56%, 30.49%,计算置信水平95%时总体平均值的置信区间。 解: 6 1 1i i x x n ==∑ 30.48%30.42%30.59%30.51%30.56%30.49% 30.51% 6 +++++= = 6 2 1 () 1 i i x x s n =--∑ 置信度为95%时: 0.05,5,2.57,30.51% 2.5730.51%0.06%6 f t x t n αμ==±=±=± 11.下列两组实验数据的精密度有无显著性差异(置信度90%)? A :9.56,9.49,9.62,9.51,9.58,9.63 , B :9.33,9.51,9.49,9.51,9.56,9.40 解:a. 6 1 19.57i i x x n == =∑
武汉大学分析化学试卷 武汉大学分析化学试卷篇一:武汉大学分析化学试卷及答案 武汉大学2005-2006学年度第一学期《分析化学》期末 考试试卷(A) 学号姓名院(系)分 数 一.填空(每空1分。共35分)1.写出下列各体系的质子条件式: (1) c1(mol/L) NH4 H2PO4 (2) c1(mol/L)NaAc+ c2(mol/L)H3BO3 2.符合朗伯-比尔定律的有色溶液,当有色物质的浓度增大时,其最大吸收波长,透射比。 3. 检验两组结果是否存在显著性差异采用检验法,检验两组数据的精密度是否存在显著性差异采用检验法。4.二元弱酸H2B,已知pH=1.92时,δH2B =δHB-;pH=6.22时δH2B的pKa1=,pKa2=。 HB- =δ B2- , 则 5.已知??(Fe3+/Fe2+)=0.68V,??(Ce4+/Ce3+)=1.44V,则在1mol/L H2SO4溶液中用0.1000 mol/L Ce4+滴定0.1000 mol/L Fe2+,当滴
定分数为0.5时的电位为,化学计量点电位为,电位突跃范围是。6.以二甲酚橙(XO)为指示剂在六亚甲基四胺缓冲溶液中用Zn2+滴定EDTA,终点时溶液颜色由_________变为__________。7.某溶液含Fe3+10mg,用等体积的有机溶剂萃取一次后,该溶液中剩余0.1mg, 3+ 则Fe在两相中的分配比= 。8.容量分析法中滴定方式 有, ,和。9.I2与Na2S2O3的反应式为。10.以波长为横坐标,吸光度为纵坐标,测量某物质对不同波长光的吸收程度,所获得的曲线称谓;光吸收最大处的波长叫做,可用符号表示。 11.紫外可见分光光度计主要 由, ,, 四部分组成. 12.桑德尔灵敏度以符号表示,等于;桑德尔灵敏度与溶液浓度关,与波长关。13.在纸色谱分离中,是固定相。 14..定量分析过程包 括,, ,和。 二、简答题(每小题4分,共20 分,答在所留空白处)1. 什么是基准物质?什么是标准溶液? 2. 分别简单阐述酸碱滴定指示剂,络合滴定指示剂, 氧化还原滴定指示剂和沉淀滴定指示剂指示滴定终点的原理. 3. 在进行络合滴定时,为什么要加入缓冲溶液控制滴定体系保持一定的pH? 4. 吸光光度法中测量条件的选择应注意哪几点?
分析化学实验报告 陈峻 (贵州大学矿业学院贵州花溪550025) 摘要:熟悉电子天平的原理和使用规则,同时可以学习电子天平的基本操作和常用称量方法;学习利用HCl和NaOH相互滴定,便分别以甲基橙和酚酞为指示剂的滴定终点;通过KHC8H4O4标定NaOH溶液,以学习有机酸摩尔质量的测定方法、熟悉常量法滴定操作并了解基准物质KHC8H4O4的性质及应用;通过对食用醋总浓度的测定,以了解强碱滴定弱酸过程中溶液pH的变化以及指示剂的选择。 关键词:定量分析;电子天平;滴定分析;摩尔质量;滴定;酸度,配制与标定 前言 实验是联系理论与实际的桥梁,学好了各种实验,不仅能使学生掌握基本操作技能,提高动手能力,而且能培养学生实事求是的科学态度和良好的实验习惯,促其形成严格的量的观念。天平是大多数实验都必须用到的器材,学好天平的使用是前提,滴定是分析的基础方法,学好配制与滴定是根本。 (一)、分析天平称量练习 一、实验目的:
1. 熟悉电子分析天平的使用原理和使用规则。 2 . 学习分析天平的基本操作和常用称量法。 二、主要试剂和仪器 石英砂电子分析天平称量瓶烧杯小钥匙 三、实验步骤 1. 国定质量称量(称取0.5000 g 石英砂试样3份) 打开电子天平,待其显示数字后将洁净、干燥的小烧杯放在秤盘上,关好天平门。然后按自动清零键,等待天平显示0.0000 g。若显示其他数字,可再次按清零键,使其显示0.0000 g。 打开天平门,用小钥匙将试样慢慢加到小烧杯中央,直到天平显示0.5000 g。然后关好天平门,看读数是否仍然为0.5000g。若所称量小于该值,可继续加试样;若显示的量超过该值,则需重新称量。每次称量数据应及时记录。 2.递减称量(称取0.30~0.32 g石英砂试样3 份) 按电子天平清零键,使其显示0.0000 g,然后打开天平门,将1个洁净、干燥的小烧杯放在秤盘上,关好天平门,读取并记录其质量。 另取一只洁净、干燥的称量瓶,向其中加入约五分之一体积的石英砂,盖好盖。然后将其置于天平秤盘上,关好天平门,按清零键,使其显示0.0000 g。取出称量瓶,将部分石英砂轻敲至小烧杯中,再称量,看天平读数是否在-0.30~-0.32 g 范围内。若敲出量不够,则继续敲出,直至与从称量瓶中敲出的石英砂量,看其差别是否合乎要求(一般应小于0.4 mg)。若敲出量超过0.32 g,则需重新称量。重复上述操作,称取第二份和第三份试样。 四、实验数据记录表格 表1 固定质量称量 编号 1 2 3
第1章分析化学概论 2. 有0.0982mol/L的H 2SO 4 溶液480mL,现欲使其浓度增至0.1000mol/L。问应加入0.5000mol/L H 2 SO 4 的溶 液多少毫升?解: 4.要求在滴定时消耗0.2mol/LNaOH溶液25~30mL。问应称取基准试剂邻苯二甲酸氢钾(KHC 8H 4 O 4 )多少克? 如果改用做基准物质,又应称取多少克?解: 应称取邻苯二甲酸氢钾1.0~1.2g 应称取0.3~0.4g
6.含S 有机试样0.471g ,在氧气中燃烧,使S 氧化为SO 2,用预中和过的H 2O 2将SO 2吸收,全部转化为H 2SO 4,以0.108mol/LKOH 标准溶液滴定至化学计量点,消耗28.2mL 。求试样中S 的质量分数。 解: 8.0.2500g 不纯CaCO 3试样中不含干扰测定的组分。加入25.00mL0.2600mol/LHCl 溶解,煮沸除去CO 2,用0.2450mol/LNaOH 溶液反滴定过量酸,消耗6.50mL ,计算试样中CaCO 3的质量分数。 解: 10.不纯Sb 2S 30.2513g ,将其置于氧气流中灼烧,产生的SO 2通入FeCl 3溶液中,使Fe 3+还原至Fe 2+,然后用0.02000mol/LKMnO 4标准溶液滴定Fe 2+,消耗溶液31.80mL 。计算试样中Sb 2S 3的质量分数。若以Sb 计,质量分数又为多少? 解:
12. 用纯As 2O 3 标定KMnO 4 溶液的浓度。若0.211 2 g As 2 O 3 在酸性溶液中恰好与36.42 mL KMnO 4 反应。求该 KMnO 4 溶液的浓度。 解:故 14.H 2C 2 O 4 作为还原剂。可与KMnO 4 反应如下: 其两个质子也可被NaOH标准溶液滴定。分别计算0.100mol·L-1NaOH和0.100 mol·L-1 KMnO 4 溶液与500mg H 2C 2 O 4 完全反应所消耗的体积(mL)。 解:
第一章 定量分析化学概论 1. 某矿石的最大颗粒直径为10mm ,若其k 值为0.1kg ·mm -2,问至少应采取多少试样才具有代表性?若将该试样破碎,缩分后全部通过10号筛,应缩分几次?若要求最后获得的分析试样不超过100 g ,应使试样通过几号筛? 解:(1) 根据经验公式m Q ≥kd 2,故至少采取试样m Q =0.1×102=10kg (2) 要通过10号筛,d=2mm ,应保留试样m Q ≥0.1×22=0.4kg 将10kg 的试样进行缩分:10×(21)4 =0.625kg >0.4kg 可见需缩分4次方可满足要求 。 查表1-1,故应通过20号筛。 2.用氧化还原滴定法测得FeSO 4·7H 2O 中铁的质量分数为20.01%,20.03%,20.04%,20.05%。计算:a.平均值;b.中位数;c.单次测量值的平均偏差;d.相对平均偏差;e.极差:f.相对极差。 解: 3.用沉淀滴定法测定纯NaCl 中氯的质量分数,得到下列结果:59.82%,60.06%,60.46%,59.86%,60.24%。计算:a.平均结果;b.平均结果的绝对误差;c.相对误差;d.中位数;e.平均偏差;f.相对平均偏差。 解:
5.某试样中含MgO约30%,用重量法测定时,Fe3+产生共沉淀,设试液中的Fe3+有1%进入沉淀。若要求测定结果的相对误差小于0.1%,求试样中Fe2O3允许的最高质量分数为多少? 解:设试样Fe2O3中允许的最高质量分数为x% 6.某含Cl-试样中含有0.10%Br-,用AgNO3进行滴定时,Br-与Cl-同时被滴定,若全部以Cl-计算,则结果为20.0%。求称取的试样为下列质量时,Cl-分析结果的绝对误差及相对误差。:a.0.1000
分析化学实验报告(武汉大学第五版)
分析化学实验报告 陈峻 (贵州大学矿业学院贵州花溪 550025 ) 摘要:熟悉电子天平的原理和使用规则,同时可以学习电子天平的基本操作和常用称量方法;学习利用HCl和NaOH相互滴定,便分别以甲基橙和酚酞为指示 剂的滴定终点;通过KHC 8H 4 O 4 标定NaOH溶液,以学习有机酸摩尔质量的测定方 法、熟悉常量法滴定操作并了解基准物质KHC 8H 4 O 4 的性质及应用;通过对食用醋 总浓度的测定,以了解强碱滴定弱酸过程中溶液pH的变化以及指示剂的选择。 关键词:定量分析;电子天平;滴定分析;摩尔质量;滴定;酸度,配制与标定 前言 实验是联系理论与实际的桥梁,学好了各种实验,不仅能使学生掌握基本操作技能,提高动手能力,而且能培养学生实事求是的科学态度和良好的实验习惯,促其形成严格的量的观念。天平是大多数实验都必须用到的器材,学好天平的使用是前提,滴定是分析的基础方法,学好配制与滴定是根本。 (一)、分析天平称量练习 一、实验目的: 1. 熟悉电子分析天平的使用原理和使用规则。 2 . 学习分析天平的基本操作和常用称量法。 二、主要试剂和仪器 石英砂电子分析天平称量瓶烧杯小钥
匙 三、实验步骤 1. 国定质量称量(称取0.5000 g 石英砂试样3份) 打开电子天平,待其显示数字后将洁净、干燥的小烧杯放在秤盘上,关好天平门。然后按自动清零键,等待天平显示0.0000 g。若显示其他数字,可再次按清零键,使其显示0.0000 g。 打开天平门,用小钥匙将试样慢慢加到小烧杯中央,直到天平显示0.5000 g。然后关好天平门,看读数是否仍然为0.5000g。若所称量小于该值,可继续加试样;若显示的量超过该值,则需重新称量。每次称量数据应及时记录。 2.递减称量(称取 0.30~0.32 g石英砂试样 3 份) 按电子天平清零键,使其显示0.0000 g,然后打开天平门,将1个洁净、干燥的小烧杯放在秤盘上,关好天平门,读取并记录其质量。 另取一只洁净、干燥的称量瓶,向其中加入约五分之一体积的石英砂,盖好盖。然后将其
第一章概论 问题解答 1-3 分析全过程: 取样、处理与分解;试样的分离与富集;分析方法的选择;结果的计算与评价。 1-4 标定碱标准溶液时,邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4, M=204.23g.mol-1)和二水合草酸(H2C2O4. 2H2O, M=126.07g.mol-1)都可以作为基准物质,你认为选择哪一种更好?为什么? 答:选择邻苯二甲酸氢钾更好。因为邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量较大,称量误差较小。 1-5.基准物Na2CO3和Na2B4O7·10H2O都可用于标定HCl溶液的浓度.你认为选择哪一种更好为什么 答:选择Na2B4O7·10H2O更好.因为Na2B4O7·10H2O的摩尔质量较大,称量误差较小 1-6 用基准Na2CO3标定HCl溶液时,下列情况会对HCl的的浓度产生何种影响(偏高、偏低或没有影响)? a. 滴定时速度太快,附在滴定管壁的HCl来不及流下来就读取滴定体积 b. 称取Na2CO3时,实际质量为0.0834g,记录时误记为0.1824g c. 在将HCl标准溶液倒入滴定管之前,没有用HCl溶液荡洗滴定管 d. 锥瓶中的Na2CO3用蒸馏水溶解时,多加了50mL蒸馏水 e. 滴定开始之前,忘记调节零点,HCl溶液的液面高于零点 f. 滴定管活塞漏出HCl溶液 g. 称取Na2CO3时,撇在天平盘上 h. 配制HCl溶液时没有混匀 答:使用Na2CO3标定HCl的浓度时,HCl的浓度计算公式为:c HCl=2m Na2CO3/(M Na2CO3V HCl)。 a. 由于V HCl偏高,c HCl偏低; b. 由于m Na2CO3偏低,c HCl偏低; c. 由于V HCl偏高,c HCl偏低; d. 无影响; e. 因为V HCl偏低,c HCl偏高; f. 因为V HCl偏高,c HCl偏低; g. 由于Na2CO3易吸湿,应用减量法称量。称取Na2CO3时,在天平盘上,Na2CO3会吸湿,使m Na2CO3偏低,最终导致c HCl偏低; h. 溶液没有混匀时,很可能的情况是上层较稀,因此c HCl偏低的可能性较大。 1-7. 若将H2C2O4·2H2O基准物质不密封,长期置于放有干燥剂的干燥器中,用它标定NaOH溶液的浓度时,
第1章 分析化学概论 1. 称取纯金属锌0.3250g ,溶于HCl 后,定量转移并稀释到250mL 容量瓶中,定容,摇匀。 计算Zn 2+溶液的浓度。 解:213 0.325065.39 0.0198825010 Zn c mol L +--= =?g 2. 有0.0982mol/L 的H 2SO 4溶液480mL,现欲使其浓度增至0.1000mol/L 。问应加入0.5000mol/L H 2SO 4的溶液多少毫升? 解:112212()c V c V c V V +=+ 220.0982/0.4800.5000/0.1000/(0.480)mol L L mol L V mol L L V ?+?=?+ 2 2.16V mL = 4.要求在滴定时消耗0.2mol/LNaOH 溶液25~30mL 。问应称取基准试剂邻苯二甲酸氢钾(KHC 8H 4O 4)多少克?如果改用 22422H C O H O ?做基准物质,又应称取多少克? 解: 844:1:1NaOH KHC H O n n = 1110.2/0.025204.22/ 1.0m n M cV M mol L L g mol g ===??= 2220.2/0.030204.22/ 1.2m n M cV M mol L L g mol g ===??= 应称取邻苯二甲酸氢钾1.0~1.2g 22422:2:1 NaOH H C O H O n n ?= 1111 2 1 0.2/0.025126.07/0.32m n M cV M mol L L g mol g == =???=
2221 2 1 0.2/0.030126.07/0.42m n M cV M mol L L g mol g ===???=应称取22422H C O H O ?0.3~0.4g 6.含S 有机试样0.471g ,在氧气中燃烧,使S 氧化为SO 2,用预中和过的H 2O 2将SO 2吸收,全部转化为H 2SO 4,以0.108mol/LKOH 标准溶液滴定至化学计量点,消耗28.2mL 。求试样中S 的质量分数。 解: 2242S SO H SO KOH ::: 100%1 0.108/0.028232.066/2100% 0.47110.3%nM w m mol L L g mol g = ????=?= 8.0.2500g 不纯CaCO 3试样中不含干扰测定的组分。加入25.00mL0.2600mol/LHCl 溶解,煮沸除去CO 2,用0.2450mol/LNaOH 溶液反滴定过量酸,消耗6.50mL ,计算试样中CaCO 3的质量分数。 解: 32CaCO HCl : NaOH HCl : 00 1 ()2100%100%1 (0.2600/0.0250.2450/0.0065)100.09/2100% 0.250098.24%cV cV M nM w m m mol L L mol L L g mol g -=?=??-??=?= 9 今含有 MgSO 4·7H 2O 纯试剂一瓶,设不含其他杂质,但 有部分失水变为MgSO 4·6H 2O ,测定其中Mg 含量后,全部按MgSO 4·7H 2O 计算,得质量分数为100.96%。试计算试剂
第一章 1. 某矿石的最大颗粒直径为10mm ,若其k 值为0.1kg ·mm -2,问至少应采取多少试样才具有代表性?若将该试样破碎,缩分后全部通过10号筛,应缩分几次?若要求最后获得的分析试样不超过100 g ,应使试样通过几号筛? 解:(1) 根据经验公式m Q ≥kd 2,故至少采取试样m Q =0.1×102=10kg (2) 要通过10号筛,d=2mm ,应保留试样m Q ≥0.1×22=0.4kg 10kg 的试样进行缩分:10×(21)4 =0.625kg >0.4kg 可见需缩分4次方可满足要求 。 查表1-1,故应通过20号筛。 2.用氧化还原滴定法测得FeSO 4·7H 2O 中铁的质量分数为20.01%,20.03%,20.04%,20.05%。计算:a.平均值;b.中位数;c.单次测量值的平均偏差;d.相对平均偏差;e.极差:f.相对极差。 解: 3.用沉淀滴定法测定纯NaCl 中氯的质量分数,得到下列结果:59.82%,60.06%,60.46%,59.86%,60.24%。计算:a.平均结果;b.平均结果的绝对误差;c.相对误差;d.中位数;e.平均偏差;f.相对 解:
5.某试样中含MgO约30%,用重量法测定时,Fe3+Fe3+1%进入沉淀。若要求测定结果的相对误差小于0.1%,求试样中Fe2O3允许的最高质量分数为多少? 解:设试样Fe2O3中允许的最高质量分数为x% 6.某含Cl-试样中含有0.10%Br-,用AgNO3进行滴定时,Br-与Cl-同时被滴定,若全部以Cl-计算,则结果为20.0%。求称取的试样为下列质量时,Cl-分析结果的绝对误差及相对误差。:a.0.1000