分析化學(xué)武漢大學(xué)第五版答案.doc
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1、第一章 概論問題解答1-3 分析全過程:取樣、處理與分解;試樣的分離與富集;分析方法的選擇;結(jié)果的計算與評價。1-4 標(biāo)定堿標(biāo)準(zhǔn)溶液時,鄰苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4, M=204.23g.mol-1)和二水合草酸(H2C2O4. 2H2O, M=126.07g.mol-1)都可以作為基準(zhǔn)物質(zhì),你認(rèn)為選擇哪一種更好?為什么?答:選擇鄰苯二甲酸氫鉀更好。因為鄰苯二甲酸氫鉀的摩爾質(zhì)量較大,稱量誤差較小。1-5.基準(zhǔn)物Na2CO3和Na2B4O710H2O都可用于標(biāo)定HCl溶液的濃度.你認(rèn)為選擇哪一種更好 為什么答:選擇Na2B4O710H2O更好.因為Na2B4O710H2O的摩爾質(zhì)量較大,稱量
2、誤差較小1-6 用基準(zhǔn)Na2CO3標(biāo)定HCl溶液時,下列情況會對HCl的的濃度產(chǎn)生何種影響(偏高、偏低或沒有影響)?a. 滴定時速度太快,附在滴定管壁的HCl來不及流下來就讀取滴定體積b. 稱取Na2CO3時,實際質(zhì)量為0.0834g,記錄時誤記為0.1824g c. 在將HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液倒入滴定管之前,沒有用HCl溶液蕩洗滴定管d. 錐瓶中的Na2CO3用蒸餾水溶解時,多加了50mL蒸餾水e. 滴定開始之前,忘記調(diào)節(jié)零點,HCl溶液的液面高于零點f. 滴定管活塞漏出HCl溶液g. 稱取Na2CO3時,撇在天平盤上h. 配制HCl溶液時沒有混勻答:使用Na2CO3標(biāo)定HCl的濃度時,HCl的濃度
3、計算公式為:cHCl=2mNa2CO3/(MNa2CO3VHCl)。a. 由于VHCl偏高,cHCl偏低;b. 由于mNa2CO3偏低,cHCl偏低;c. 由于VHCl偏高,cHCl偏低;d. 無影響;e. 因為VHCl偏低,cHCl偏高;f. 因為VHCl偏高,cHCl偏低;g. 由于Na2CO3易吸濕,應(yīng)用減量法稱量。稱取Na2CO3時,在天平盤上,Na2CO3會吸濕,使mNa2CO3偏低,最終導(dǎo)致cHCl偏低;h. 溶液沒有混勻時,很可能的情況是上層較稀,因此cHCl偏低的可能性較大。1-7. 若將H2C2O42H2O基準(zhǔn)物質(zhì)不密封,長期置于放有干燥劑的干燥器中,用它標(biāo)定NaOH溶液的濃
4、度時,結(jié)果是偏高,偏低,還是無影響答: 若將未密封H2C2O42H2O基準(zhǔn)物質(zhì)長期置于放有干燥劑的干燥器中,會使其失去結(jié)晶水.用它標(biāo)定NaOH溶液的濃度時,消耗NaOH溶液的體積偏高.根據(jù),最終使結(jié)果偏低.1-8. 假設(shè)用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定不純的Na2CO3試樣,若出現(xiàn)7題中所述的情況,將會對分析結(jié)果產(chǎn)生何種影響答: 據(jù)a 由于VHCl偏高,偏高;b 由于mS偏低,偏高;c 由于VHCl偏高,偏高;d 無影響;e 因為VHCl偏低,偏低;f 因為VHCl偏高,偏高;g 由于試樣易吸濕,應(yīng)用減量法稱量.稱取Na2CO3試樣時,撒在天平盤上,Na2CO3試樣會吸濕,使mS偏低,最終導(dǎo)致偏高;h 或
5、偏高,或偏低;不能確定.溶液沒有混勻時,很可能的情況是上層較稀.若標(biāo)定時用上層溶液,測定時用下層;測定時VHCl偏低,最終導(dǎo)致偏低.第一章習(xí)題1-1、稱取純金屬鋅0.3250g,溶于HCl后,稀釋到250mL容量瓶中。計算Zn2+溶液的濃度?!咎崾尽扛鶕?jù)濃度的計算公式計算。1-2. 有0.0982mol/L的H2SO4溶液480mL,現(xiàn)欲使其濃度增至0.1000mol/L。問應(yīng)加入0.5000mol/L H2SO4的溶液多少毫升?解: ,1-3、在500mL溶液中,含有9.21g K4Fe(CN)6。計算該溶液的濃度及在以下反應(yīng)中對Zn2+的滴定度:3Zn2+ + 2Fe(CN)64- + 2
6、K+ = K2Zn3Fe(CN)62?!咎崾尽?1) 根據(jù)濃度的計算方法計算K4Fe(CN)6的濃度;(2) 根據(jù)滴定度是指每毫升滴定劑溶液相當(dāng)于被測物質(zhì)的質(zhì)量,由nK4Fe(CN)6與被滴定的Zn2+的nZn2+之間的關(guān)系,計算出對Zn2+的滴定度。1-4要求在滴定時消耗0.2mol/LNaOH溶液2530mL。問應(yīng)稱取基準(zhǔn)試劑鄰苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4)多少克?如果改用做基準(zhǔn)物質(zhì),又應(yīng)稱取多少克?解:應(yīng)稱取鄰苯二甲酸氫鉀1.01.2g應(yīng)稱取0.30.4g1-5、欲配制Na2C2O4溶液用于在酸性介質(zhì)中標(biāo)定0.02mol.L-1的KMnO4溶液,若要使標(biāo)定時,兩種溶液消耗的體積相近。問
7、應(yīng)配制多大濃度的Na2C2O4溶液?配100mL這種溶液應(yīng)稱取Na2C2O4多少克?【提示】設(shè)VC2O42-=VMnO4-,計算出CC2O42-,再計算mC2O42-。1-6含S有機試樣0.471g,在氧氣中燃燒,使S氧化為SO2,用預(yù)中和過的H2O2將SO2吸收,全部轉(zhuǎn)化為H2SO4,以0.108mol/LKOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至化學(xué)計量點,消耗28.2mL。求試樣中S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解:1-7. 將50.00mL 0.100 0molL-1Ca(NO3)2溶液加入到1.000 g含NaF的試樣溶液中,過濾、洗滌。濾液及洗液中剩余的Ca2+用0.050 0 molL-1EDTA滴定,消耗24.20m
8、L。計算試樣中NaF的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。1-80.2500g不純CaCO3試樣中不含干擾測定的組分。加入25.00mL0.2600mol/LHCl溶解,煮沸除去CO2,用0.2450mol/LNaOH溶液反滴定過量酸,消耗6.50mL,計算試樣中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解: ,1-9今有MgSO4.7H2O純試劑一瓶,設(shè)不含其它雜質(zhì),但有部分失水變?yōu)镸gSO4.6H2O,測定其中Mg含量后,全部按MgSO4.7H2O計算,得質(zhì)量分?jǐn)?shù)100.96%。試計算試劑中MgSO4.6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。1-10不純Sb2S30.2513g,將其置于氧氣流中灼燒,產(chǎn)生的SO2通入FeCl3溶液中,使Fe3+還原至Fe
9、2+,然后用0.02000mol/LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Fe2+,消耗溶液31.80mL。計算試樣中Sb2S3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。若以Sb計,質(zhì)量分?jǐn)?shù)又為多少?解:1-11、已知在酸性溶液中,F(xiàn)e2+與KMnO4反應(yīng)時,1.00mLKMnO4溶液相當(dāng)于0.1117gFe,而1mL KHC2O4.H2C2O4溶液在酸性介質(zhì)中恰好與0.20mL上述KMnO4溶液完全反應(yīng)。問需要多少毫升0.2000mol.L-1NaOH溶液才能與上述1.00mL KHC2O4.H2C2O4溶液完全中和?【提示】計算步驟:求出KMnO4濃度求出KHC2O4.H2C2O4濃度求出NaOH用量。1-12. 用純As2O3標(biāo)定K
10、MnO4溶液的濃度。若0.211 2 g As2O3在酸性溶液中恰好與36.42 mL KMnO4反應(yīng)。求該KMnO4溶液的濃度。解: 故 1-13稱取大理石試樣0.2303g,溶于酸中,調(diào)節(jié)酸度后加入過量(NH4)2C2O4溶液,使Ca2+沉淀為CaC2O4。過濾、洗滌,將沉淀溶于稀H2SO4中。溶解后的溶液用c(1/5KMnO4)=0.2012mol.L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,消耗22.30mL,計算大理石中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。1-14H2C2O4作為還原劑??膳cKMnO4反應(yīng)如下:其兩個質(zhì)子也可被NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。分別計算0.100molL-1NaOH和0.100 molL-1
11、 KMnO4溶液與500mg H2C2O4完全反應(yīng)所消耗的體積(mL)。解: 1-151-16. 含K2Cr2O7 5.442gL-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液。求其濃度以及對于Fe3O4(M=231.54gmol-1)的滴定度(mg/mL)。解: 1-17:提示:由題意知:5Fe2+ 相當(dāng)于1MnO4-,可求出n(Fe2+)=0.0015mol. 參與反應(yīng)MnO2的Fe2+ 為 50*10-3*0.0100-0.00150.0035 mol 又2Fe2+ 相當(dāng)于1MnO2n(MnO2)=0.0035/2=0.00175 mol以Mn3O4來計算:W=(0.00175*228.8/3)/0.2*100%=66
12、.73%1-18. 按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,化學(xué)試劑FeSO47H2O(M=278.04gmol-1)的含量:99.50100.5%為一級(G.R);99.00%100.5%為二級(A.R);98.00%101.0%為三級(C.P)?,F(xiàn)以KMnO4法測定,稱取試樣1.012g,在酸性介質(zhì)中用0.02034 molL-1 KMnO4溶液滴定,至終點時消耗35.70mL。計算此產(chǎn)品中FeSO47H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù),并判斷此產(chǎn)品符合哪一級化學(xué)試劑標(biāo)準(zhǔn)。解: 故為一級化學(xué)試劑。1-191-20. CN-可用EDTA間接滴定法測定。已知一定量過量的Ni2+與CN-反應(yīng)生成Ni(CN),過量的Ni2+以EDTA標(biāo)準(zhǔn)
13、溶液滴定,Ni(CN)并不發(fā)生反應(yīng)。取12.7mL含CN-的試液,加入25.00mL含過量Ni2+的標(biāo)準(zhǔn)溶液以形成Ni(CN),過量的Ni2+需與10.1mL 0.0130 molL-1 EDTA完全反應(yīng)。已知39.3mL 0.0130 molL-1 EDTA與上述Ni2+標(biāo)準(zhǔn)溶液30.0mL完全反應(yīng)。計算含CN-試液中CN-的物質(zhì)的量濃度。解: 第二章 分析試樣的采集與制備思考題2-1 為了探討某江河地段底泥中工業(yè)污染的聚集情況,某單位于不同地段采集足夠量的原始平均試樣,混勻后,取部分試樣送交分析部門。分析人員稱取一定量試樣,經(jīng)處理后,用不同方法測定其中有害化學(xué)成分的含量。試問這樣做對不對?
14、為什么?答:不對。按該法測出的結(jié)果是整個河道有害化學(xué)成分的含量,不能反映污染物聚集情況,即分布情況,應(yīng)將試樣分河段進行分析。2-2 分解無機試樣和有機試樣的主要區(qū)別在哪些?答:分解無機試樣通常采用溶解法和熔融法,將試樣的組分溶解到溶劑中。對于有機試樣來說,通常采用干式灰化法或濕式消化法。前者是將試樣置于馬弗爐中加高溫分解,有機物燃燒后留下的機殘渣以酸提取后制備成分析試液。濕式消化法使用硝酸和硫酸混合物作為溶劑與試樣一同加熱煮解,對于含有易形成揮發(fā)性化合物(如氮、砷、汞等)的試樣,一般采用蒸餾法分解。2-3 欲測定鋅合金中Fe,Ni,Mg的含量,應(yīng)采用什么溶劑溶解試樣?答:用HCl或NaOH溶解
15、。后者可將Fe, Ni, Mg形成氫氧化物沉淀,可與鋅基體分離,但溶解速度較慢。2-4欲測定硅酸鹽中SiO2的含量;硅酸鹽中Fe,Al,Ca,Mg,Ti的含量。應(yīng)分別選用什么方法分解試樣?答:測定硅酸鹽中SiO2的含量,用KOH熔融分解試樣;測定硅酸鹽中Fe, Al, Ca, Mg, Ti的含量,用HF-HClO4-H2SO2混酸作溶劑分解試樣。2-5 鎳幣中含有少量銅、銀。欲測定其中銅、銀的含量,有人將鎳幣的表層擦潔后,直接用稀HNO3溶解部分鎳幣制備試液。根據(jù)稱量鎳幣在溶解前后的質(zhì)量之差,確定試樣的質(zhì)量。然后用不同的方法測定試液中銅、銀的含量。試問這樣做對不對?為什么?答:不對。因為鎳幣表
16、層和內(nèi)層的銅和銀含量不同。只溶解表層部分鎳幣制備試液,測其含量,所得結(jié)果不能代表整個鎳幣中的銅和銀含量。2-6第二章習(xí)題2-1某種物料,如各個采樣單元間標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計值為0.61,允許的誤差為0.48,測定8次,置信水平選定為90%,則采樣單元數(shù)應(yīng)為多少?解:f=7 P=90% 查表可知t=1.902-2某物料取得8份試樣,經(jīng)分別處理后測得其中硫酸鈣量分別為81.65、81.48、81.34、81.40、80.98、81.08、81.17、81.24,求各個采樣單元間的標(biāo)準(zhǔn)偏差如果允許的誤差為0.20,置信水平選定為95,則在分析同樣的物料時,應(yīng)選取多少個采樣單元?解:f=7 P=85% 查表
17、可知 t=2.36 2-3、一批物料總共400捆,各捆間標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計值 為0.40%,如果允許誤差為0.50%,假定測定的置信水平為90%,試計算采樣時的基本單元數(shù)。解:E=0.50%,=0.40。置信度為0.90,n=時,查表得t=1.64,則 取n=5,查表得t=2.13,則 取n=4,查表得t=2.35,則 計算的n值與設(shè)定的n=4接近,所以采樣數(shù)為4時可以滿足題目要求,但是隨機采樣不能太少,通常采用不少于5個,所以本體采用基本單元數(shù)為5。2-4已知鉛鋅礦的K值為0.1,若礦石的最大顆粒直徑為30 mm,問最少應(yīng)采取試樣多少千克才有代表性?解:2-5采取錳礦試樣15 kg,經(jīng)粉碎后礦石
18、的最大顆粒直徑為2 mm,設(shè)K值為0.3,問可縮分至多少克?解:設(shè)縮分n次,則, , 解得,所以n=3 ,m =2-6分析新采的土壤試樣,得如下結(jié)果:H2O 5.23%,燒失量16.35%,SiO2 37.92%,Al2O3 25.91%,F(xiàn)e2O3 9.12%,CaO 3.24%,MgO 1.21%,K2O+Na2O 1.02%。將樣品烘干,除去水分,計算各成分在烘干土中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。第3章 分析化學(xué)中的誤差與數(shù)據(jù)處理思考題3-13-2 答:a. 可引起偶然誤差,適當(dāng)增加測定次數(shù)以減小誤差。b.操作錯誤,改正。C可引起偶然誤差,適當(dāng)增加測定次數(shù)以減小誤差。d.會引起試劑誤差,是系統(tǒng)誤差,應(yīng)做對
19、照實驗。e . 可引起偶然誤差,適當(dāng)增加測定次數(shù)以減小誤差。f. 會引起試劑誤差,是系統(tǒng)誤差,應(yīng)做空白實驗。g. 會引起方法誤差,是系統(tǒng)誤差,用其它方法做對照實驗。h. 會引起儀器誤差,是系統(tǒng)誤差,應(yīng)校正法碼。3-3 答:有效數(shù)字分別是1,4,2,3,4,4,23-43-5 某人用差示光度分析法分析藥物含量,稱取此藥物試樣0.0520g,最后計算此藥物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96.24%。問該結(jié)果是否合理?為什么?答: 該結(jié)果不合理。因為試樣質(zhì)量只有3位有效數(shù)字,而結(jié)果卻報出4位有效數(shù)字,結(jié)果的第3位數(shù)字已是可疑數(shù)字。最后計算此藥物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)改為96.2%。3-63-73-8 用加熱法驅(qū)除水分以測定CaS
20、O41/2H2O中結(jié)晶水的含量。稱取試樣0.2000g,已知天平稱量誤差為0.1mg。試問分析結(jié)果應(yīng)以幾位有效數(shù)字報出?答:通過計算可知,0.2000g試樣中含水0.0124g,只能取3位有效數(shù)字,故結(jié)果應(yīng)以3位有效數(shù)字報出。習(xí) 題3-1根據(jù)有效數(shù)字運算規(guī)則,計算下列算式:(1)19.469+1.537-0.0386+2.54 (2) 3.60.032320.592.12345(3) (4) pH=0.06,求H+=?解:a. 原式=19.47+1.54-0.04+2.54=23.51 b. 原式=3.60.032212.1=5.1c. 原式= d. H+=10-0.06=0.87( mol/
21、L )3-3設(shè)某痕量組分按下式計算分析結(jié)果:,A為測量值,C為空白值,m為試樣質(zhì)量。已知sA=sC=0.1,sm=0.001,A=8.0,C=1.0,m=1.0,求sx。解: 且 故3-4 測定某試樣的含氮量,六次平行測定的結(jié)果為20.48%,20.55%,20.58%,20.60%,20.53%,20.50%。3-5. 反復(fù)稱量一個質(zhì)量為 1.0000g的物體,若標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.4mg,那么測得值為1.00001.0008g的概率為多少? 解:由 故有 ,即 , 查表得 P=47.73%3-6 按正態(tài)分布x落在區(qū)間 的概率是多少?解: 根據(jù)題意,x落在 區(qū)間內(nèi)的概率,即正態(tài)分布N(0,1)中,
22、u落在(-1.0,0.5)之間的概率。查表得 =0.5時,面積為0.1915, =1時,面積為0.3413。所以概率為 0.3413+0.1915=0.5328=53.28%3-7要使在置信度為95時平均值的置信區(qū)間不超過s,問至少應(yīng)平行測定幾次?解: 查表,得: 3-8 若采用已經(jīng)確定標(biāo)準(zhǔn)偏差 為0.041%的分析氯化物的方法,重復(fù)三次測定某含氯試樣,測得結(jié)果的平均值為21.46%,計算:a 90%置信水平時,平均值的置信區(qū)間;b 95%置信水平時,平均值的置信區(qū)間。3-9. 測定黃鐵礦中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù),六次測定結(jié)果分別為30.48%, 30.42%, 30.59%, 30.51%, 30.5
23、6%, 30.49%,計算置信水平95%時總體平均值的置信區(qū)間。解: =0.06% 置信度為95%時: 3-103-11.下列兩組實驗數(shù)據(jù)的精密度有無顯著性差異(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. 故 b. 故 所以 查表得2.2213-13用兩種不同分析方法對礦石中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進行分析,得到兩組數(shù)據(jù)如下: s n 方法1 15.34 0.10 11 , 方法2 15.43 0.12 11 a置信度為90時,兩組數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差是否存在顯著性差異? b在置信度分別為90,95及9
24、9時,兩組分析結(jié)果的平均值是否存在顯著性差異?解:(a)=0.00102,=0.00122 F=1.440.063 ,查表得:當(dāng)置信度為95%時,=2.090.063查表得:當(dāng)置信度為99%時,=2.840.063 ,所以兩組分析結(jié)果的平均值不存在顯著性差異。3-14某分析人員提出一個測定氯的方法,他分析了一個標(biāo)準(zhǔn)試樣得到下面數(shù)據(jù):4次測定結(jié)果平均值為16.72%,標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.80%,標(biāo)準(zhǔn)試樣的值16.62%,問置信水平為95%時所得結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值的差異是否顯著?對新方法作一評價。3-15實驗室有兩瓶NaCl試劑,標(biāo)簽上未標(biāo)明出廠批號,為了判斷這兩瓶試劑含Cl-1的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否有顯著性差異,某
25、人用莫爾法對它們進行測定,結(jié)果如下: A瓶 60.52,60.41,60.43,60.45 ,B瓶 60.15,60.15,60.05,60.08問置信度為90%時,兩瓶試劑含Cl-1的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否有顯著性差異?解:用F檢驗法:= =60.45%,= =2.310-3 ,=60.11%,=2.610-3F=1.13, 查表得F表=9.281.13 ,因此沒有差異。用t檢驗法:S=5.010-4所以 t=9.6 ,而查表得t表=1.941.46,因此沒有顯著性差異。用t檢驗法:S=4.010-3所以 t=2.8而查表得t表=2.452.8所以存在顯著性差異 。3-21某熒光物質(zhì)的含量(c)及其熒
26、光相對強度(y)的關(guān)系如下: 含量 c/mg 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 熒光相對強度y 2.1 5.0 9.0 12.6 17.3 21.0 24.7 a列出一元線性回歸方程 b求出相關(guān)系數(shù)并評價y與x間的相關(guān)關(guān)系。解:由題意可得,=6.0, =13.1,=216.2,=112.0,=418.28,所以b=1.93,=13.1-1.936.0=1.52所以一元回歸方程為:y=1.52+1.93x(b)因為 =0.9987比較接近于1,所以y與x的線性關(guān)系很好。3-22第4章 分析質(zhì)量的控制與保證思考題4-16解:平均值 = 0.256 mg/L 標(biāo)準(zhǔn)偏差 s
27、= 0.020 mg/L標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值=0.250 mg/L 控制限 3s=(0.256 0.060)mg/L警戒限 2s=(0.256 0.040)mg/L繪制分析數(shù)據(jù)的質(zhì)控圖如下圖。 還原糖分析的質(zhì)量控制圖第5章 酸堿平衡和酸堿滴定法思考題5-1 在硫酸溶液中,離子活度系數(shù)的大小次序為:H+HSO4-SO42-,試加以說明。答:可由德拜-休克爾公式解釋。H+,HSO4-,SO42-的水化離子的有效半徑值分別為:900,400,400,H+和HSO4-的電荷相同,故H+HSO4-;SO42-與HSO4-的值相同,但SO42-的電荷比HSO4-高,故HSO4-SO42-。 5-2 于草酸溶液中
28、加入大量強電解質(zhì),草酸的濃度常數(shù)Ka1c和Ka2c之間的差別是增大還是減少?對其活度常數(shù)Ka10和Ka20的影響又是怎樣?答:濃度常數(shù)Kac受溶液的離子強度的影響,而活度常數(shù)Ka0不受離子強度的影響。對于草酸來說, 因此,隨著電解質(zhì)加入,離子強度I增大,Ka1c/Ka2c會增大,即兩者差別增大。主要是第二級解離出二價的C2O42-受影響較大。 5-3 在下列各組酸堿物質(zhì)中,哪些屬于共軛酸堿對?a. H3PO4-Na2HPO4b. H2SO4-SO42- c. H2CO3-CO32-d. NH3+CH2COOH-NH2CH2COO- e. H2Ac+-Ac-f. (CH2)6N4H+-(CH2)
29、6N4 答:只有f是共軛酸堿對,其余的都不是。 5-4判斷下列情況對測定結(jié)果的影響:a.標(biāo)定NaOH溶液時,鄰苯二甲酸氫鉀中混有鄰苯二甲酸;b.用吸收了二氧化碳的NaOH溶液滴定H3PO4至第一化學(xué)計量點情況怎樣?若滴定至第二化學(xué)計量點時,情況又怎樣?c.已知某NaOH溶液吸收了二氧化碳,約有0.4%的NaOH轉(zhuǎn)變成Na2CO3。用此NaOH溶液測定HAc的含量時,會對結(jié)果產(chǎn)生多大的影響?答:a.使NaOH消耗的體積增大,NaOH濃度偏低。b.NaOH吸收CO2后成為Na2CO2。在第一化學(xué)計量點時,pH=4.7,生成NaH2PO4和H2CO3,轉(zhuǎn)化的Na2CO3全部反應(yīng),故不影響測定結(jié)果。第
30、二化學(xué)計量點時,pH=9.7,生成Na2HPO4和NaHCO3,轉(zhuǎn)化的Na2CO3只部分反應(yīng),需消耗更多的NaOH溶液,測定結(jié)果會偏高。c.測定HAc時,以酚酞指示終點,此時吸收CO2生成的Na2CO3生成了NaHCO3,而NaOH吸收1molCO2消耗2molNaOH,故需多消耗1/20.4%=0.2%的NaOH溶液,結(jié)果偏高0.2%。5-5有人試圖用酸堿滴定法來測定NaAc的含量,先加入一定量過量標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液,然后用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴定過量的HCl。上述設(shè)計是否正確?試述其理由。答:不正確。因加入過量的HCl后,溶液為HCl和HAc的混合液。應(yīng)按滴定混合酸方法滴定HCl和HAc,才能得
31、到正確的結(jié)果。 5-6 用HCl中和Na2CO3溶液分別至pH=10.50和pH=6.00時,溶液中各有哪些組分?其中主要組分是什么?當(dāng)中和至pH 10Kwc/Kb 100故使用最簡式; OH- = = 5.2910-6 pH = 14 pOH = 8.72c. NH4+ Ka = 5.6 10-10 HCN Ka = 6.2. 10-10cKa 10Kw c 10 Ka 由近似公式可以得到:H+ = = = 5.8910-10pH = 10 0.77 = 9.23e. 氨基乙酸一端羧基顯酸性,一端氨基顯堿性,Ka1 = 4.510-3 , Ka2 = 2.5 10-10c/Ka2 100 且
32、c 10 Ka1所以H+ = = = 1.06 10-6pH = 6-0.03 = 5.97g. 對于雙氧水而言,Ka = 1.8 10-12cKa 100所以可以計算氫離子濃度H+ = = = 1.67 10-7pH = 7 0.22 = 6.78i. 由于ClCH2COONa + HCl = ClCH2COOH + NaCl 所以原溶液可以看成0.050mol/L的ClCH2COOH和0.010mo/LHCl的混合溶液設(shè)有x mol/L的ClCH2COOH發(fā)生離解,則 ClCH2COOH ClCH2COO- + H+ 0.05-x x 0.01+x 所以有= Ka = 1.4 10-3解得
33、x = 4.4 10-3mol/L那么H+ = 0.0144mol/L pH = -log H+ = 1.845-45-5某混合溶液含有0.10 molL-l HCl、2.010-4 molL-l NaHSO4和2.010-6 molL-l HAc。a計算此混合溶液的pH。b加入等體積0.10 molL-l NaOH溶液后,溶液的pH。解:a. HSO4- Ka2=1.010-2 HAc Ka=1.810-5 均為弱酸,且濃度遠低于HCl的濃度,所以此體系中的HSO4-和HAc在計算pH值時刻忽略。故pH=1.00。 b.加入等體積0.1mol/LNaOH溶液,HCl被中和,體系變?yōu)镠SO4-
34、和HAc的混酸體系, 忽略KW及KHAHA,H+ 2=(CHSO4-H+ )解得H+ =9.9010-5 故pH=4.005-7已知Cr3+的一級水解反應(yīng)常數(shù)為10-3.8,若只考慮一級水解,則0.010 molL-l Cr(ClO4)3 的pH為多少? 此時溶液中Cr(OH)2+的分布分?jǐn)?shù)是多大?解:1) mol/L 故pH=2.93 2) 5-9今用某弱酸HB及其鹽配制緩沖溶液,其中HB的濃度為0.25 molL-l。于100mL該緩沖溶液中加入200 mg NaOH(忽略溶液體積的變化),所得溶液的pH為5.60。問原來所配制的緩沖溶液的pH為多少? (已知HB的) 解:(mol/L)
35、已知p Ka=5.30,pH=5.60 設(shè)原緩沖溶液中鹽的濃度為x mol/L,故 得x=0.35 則原緩沖溶液pH= 5-11配制氨基乙酸總濃度為0.10 molL-l的緩沖溶液(pH =2.0)100mL,需氨基乙酸多少克?還需加多少毫升1 molL-l酸或堿,所得溶液的緩沖容量為多大?解:設(shè)酸以HA表示,p Ka1=2.35 p Ka2=9.60 1)需HA質(zhì)量m=0.1010075.00.75(g) 2)因為氨基乙酸及質(zhì)子化氨基乙酸構(gòu)成緩沖溶液,設(shè)pH=2時,質(zhì)子化氨基乙酸濃度為xmol/L,則 即,解得x=0.079 生成0.079mol/L的質(zhì)子化氨基乙酸,需加酸為0.079100
36、=7.9ml5-13計算下列標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH(考慮離子強度的影響),并與標(biāo)準(zhǔn)值相比較。 a飽和酒石酸氫鉀(0.034 0 molL-l); c0.010 0 molL-l 硼砂。解:a. p Ka1=3.04,p Ka24.37 I= (mol/L), 查表得, 故,得 同理可得, 又 最簡式 pH=3.56 c. c=0.0100 mol/L,p Ka1=4,p Ka2=9 查表 故 K=5.810-10 故pH=9.18 5-16. 解: 已知一元弱酸的,問其等濃度的共軛堿的為多少?(已知:,且)解:據(jù)題意: 5-19. 用滴定至。計算終點誤差。解:時5-215-22. 用滴定羥胺鹽酸鹽
37、()和的混合溶液。問化學(xué)計量點時溶液的為多少?在化學(xué)計量點有百分之幾的參加了反應(yīng)?解:(1) 已知時,產(chǎn)物為和(2) 時,參加反應(yīng)的百分?jǐn)?shù)為:5-245-25.稱取鋼樣,溶解后,將其中的磷沉淀為磷鉬酸銨。用溶解沉淀,過量的用返滴定至酚酞剛好褪色,耗去。計算鋼中和的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解:過量用于滴定磷鉬酸銨的含物質(zhì)的量為:5-265-28. 標(biāo)定甲醇鈉溶液時,稱取苯甲酸,消耗甲醇鈉溶液,求甲醇鈉的濃度。解:,令其濃度為5-295-30第6章 絡(luò)合滴定法思考題6-16-2 根據(jù)金屬離子形成絡(luò)合物的性質(zhì),說明下列絡(luò)合物中哪些是有色的?哪些是無色的?Cu2+乙二胺,Zn2+乙二胺,TiOY2-, TiY-,
38、FeY2-, FeY- 答:Cu2+乙二胺:有色;Zn2+乙二胺:無色;TiOY2-:無色; TiY-:無色; FeY2-:有色; FeY-:有色。6-3 H2O2能與TiOY形成三元絡(luò)合物TiO(H2O2)Y, 試問它使TiOY的條件穩(wěn)定常數(shù)加大了還是減少了?為什么?答:KTiOY=KTiOYTiOY/(TiY),H2O2對Ti、Y影響不大;TiOY=TiOY/TiOY,因TiO(H2O2)Y的形成,使TiOY的濃度大大降低,TiOY變大,故使得KTiOY變大。6-4Hg2+既能與EDTA生成HgY2-,還能與NH3,OH-繼續(xù)生成(Hg(NH3)Y2-和Hg(OH)Y3-。若在pH=10的
39、氨性緩沖溶液中,用EDTA滴定Hg2+,增大緩沖劑的總濃度(即增大NH4+NH3),此時lgKHgY值是增大還是減少?滴定的突躍范圍是增大還是減小?試簡要說明其原因。答:KHgY=KHgYHgY/(HgY),pH不變時,Hg、Y不變,而HgY=HgY/HgY,當(dāng)NH3變大時,會使HgY變小,故使HgY增大。lgKHgY增大,突躍范圍隨之增大。6-5 10-2mol.L-1的Zn2+約在pH6.4開始沉淀,若有以下兩種情況:a. 在pH45時,加入等物質(zhì)的量的EDTA后再調(diào)至pH10;b. 在pH10的氨性緩沖溶液中,用EDTA滴定Zn2+至終點。當(dāng)兩者體積相同時,試問哪種情況的lgKZnY大?
40、為什么?答:KZnY=KZnYZnY/(ZnY),pH=45時,lgY)為8.446.45,pH=10時,lgY)為0.45。在pH45時,加入EDTA后,Zn2+已形成穩(wěn)定的ZnY絡(luò)合物,其受溶液的酸度影響較小,當(dāng)調(diào)至pH10時,其KZnY變化較??;但在pH10的氨性緩沖溶液時,Zn2+已形成Zn(OH)2沉淀,Zn很大,使得lgKZnY變得很小,故lgKZnY是在a的情況時較大。6-6 在pH10的氨性緩沖液中,用0.02mol.L-1EDTA滴定0.02mol.L-1Cu2+和0.02mol.L-1Mg2+的混合溶液,以銅離子選擇電極指示終點。實驗結(jié)果表明,若終點時游離氨的濃度控制在10
41、-3mol.L-1左右時,出現(xiàn)兩個電位突躍;若終點時游離氨的濃度在0.2mol.L-1,只有一個電位突躍。試簡要說明其原因。答:有兩個突躍即是可以分別滴定,當(dāng)兩種離子的濃度相同時,要求lgKCuY-lgKMgY5。Mg2+不能與NH3絡(luò)合,而Cu2+能與NH3絡(luò)合,使lgKCuY變小,顯然,NH3越大,lgKCuY就越小。當(dāng)NH3濃度為10-3mol.L-1左右時,Cu2+與NH3的絡(luò)合效應(yīng)不嚴(yán)重,lgKCuY較大,lgKCuY-lgKMgY大于5,可以分別滴定,有兩個突躍。當(dāng)NH3濃度較大時,lgKCuY較小,lgKCuY-lgKMgY就會小于5,故只有一個突躍了。6-7 Ca2+與PAN不
42、顯色,但在pH1012時,加入適量的CuY,卻可用PAN作滴定Ca2+的指示劑。簡述其原理。答:用CuYPAN作指示劑時,是利用置換滴定法的原理。在滴定終點前,CuY與PAN發(fā)生置換反應(yīng),Cu2+與PAN顯色,但在終點時,CuPAN與過量的的Y作用,置換出PAN,生成了CuY,使溶液的顏色發(fā)生變化。由于滴定前加入的的CuY與最后生成的CuY的物質(zhì)的量是相等的,故加入的CuY不影響滴定結(jié)果。6-8 KB指示劑為酸性鉻藍K與萘酚綠B混合而成的指示劑,其中萘酚綠B起什么作用?答:萘酚綠B與酸性鉻藍K組成了混合指示劑,使其顏色變化更敏銳,由紫紅變?yōu)樗{綠。6-9 用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定FeCl3溶液中的
43、游離HCl時,F(xiàn)e3+將引起怎樣的干擾?加入下列哪一種化合物可消除其干擾?EDTA,Ca-EDTA,檸檬酸三鈉,三乙醇胺。答:因Fe3+容易水解,當(dāng)Fe3+濃度為0.1mol.L-1時,在pH=2.8時即沉淀完全,生成的Fe(OH)3沉淀會影響終點的觀察,故要加入絡(luò)合劑掩蔽Fe3+,可加入EDTA或三乙醇胺。6-10 用EDTA滴定Ca2+,Mg2+時,可用三乙醇胺、KCN掩蔽Fe3+,但抗壞血酸或鹽酸羥胺則不能掩蔽Fe3+。而在 pH1左右滴定Bi3+時,恰恰相反,抗壞血酸或鹽酸羥胺可掩蔽Fe3+,而三乙醇胺、KCN則不能掩蔽Fe3+,且KCN嚴(yán)禁在pH6的溶液中使用。試簡要說明原因。6-1
44、1 由附表13可知,KFe()Y在pH較大時,仍具有較大的數(shù)值,若cFe()=10-2mol.L-1,在pH=6.0時,lgKFe()Y=14.6,完全可以準(zhǔn)確滴定,但實際上并不在此條件下進行,為什么?6-12 在pH=56時,以二甲酚橙作指示劑,用EDTA測定黃銅(鋅銅合金)中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù),現(xiàn)有以下幾種方法標(biāo)定EDTA溶液的濃度。a. 以氧化鋅作基準(zhǔn)物質(zhì),在pH=10.0的氨性緩沖溶液中,以鉻黑T作指示劑,標(biāo)定EDTA溶液b. 以碳酸鈣作基準(zhǔn)物質(zhì),在pH=12.0時,以KB指示劑指示終點,標(biāo)定EDTA溶液c. 以氧化鋅作基準(zhǔn)物質(zhì),在pH=6.0時,以二甲酚橙作指示劑,標(biāo)定EDTA溶液試問,用
45、上述哪一種方法標(biāo)定EDTA溶液的濃度最合適?試簡要說明其理由。6-13 配制試樣溶液所用的蒸餾水含有少量的Ca2+,若在pH=5.5測定Zn2+和在pH=10.0氨性緩沖溶液中測定Zn2+,所消耗EDTA溶液的體積是否相同?在哪種情況下產(chǎn)生的誤差大?6-14 試擬定一個測定工業(yè)產(chǎn)品Na2CaY中Ca和EDTA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的絡(luò)合滴定方案。6-15 以HCl溶解水泥試樣后,制成一定量試樣溶液。試擬定一個以EDTA測定此試樣溶液中Fe3+, Al3+, Ca2+, Mg2+含量的滴定方案。6-16、習(xí)題6-4、已知M(NH3)42+的lg1 lg4 為2.0,5.0,7.0,10.0,M(OH)42-的
46、lg1 lg4 為4.0,8.0,14.0,15.0。在濃度為0.10mol.L-1的M2+溶液中,滴加氨水至溶液中的游離NH3濃度為0.010mol.L-1,pH=9.0。試問溶液中的主要存在形式是哪一種?濃度為多大?若將M2+離子溶液用NaOH和氨水調(diào)節(jié)至pH13.0且游離氨濃度為0.010mol.L-1,則上述溶液中的主要存在形式是什么?濃度又為多少?.解:用氨水調(diào)解時: 故主要存在形式是,其濃度為 用氨水和NaOH調(diào)解時: 故主要存在形式是和,其濃度均為6-5、實驗測得0.10mol.L-1Ag(H2NCH2CH2NH2)2+溶液中的乙二胺游離濃度為0.010mol.L-1。計算溶液中c乙二胺和Ag(H2NCH2CH2NH2)+。Ag+與乙二胺絡(luò)合物的lg1 = 4.7,lg2 = 7.7?!咎崾尽吭O(shè)用L表示乙二胺,cL=L+AgL+2AgL2+,由分布分?jǐn)?shù)Ag(L)+、Ag(L)2+可求出AgL+、AgL2+。6-6解:6-7、應(yīng)用Bjerrum半值法測定Cu2+5磺基水楊酸絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)。5磺基水楊酸結(jié)構(gòu)式為為三元酸,lg1H = 11.6,lg2H = 2
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