無機及分析化學課后習題答案(高教、張緒宏,尹學博).doc
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第1章 1. 下列各測量值含有的有效數(shù)字是幾位?(定量化學分析簡明教程(北大編第3版)P38-2.8) 解: 0.0030;2 6.023 ′ 1023;4 64.120;5 4.80 ′ 10-10;3 0.998;3(也可認為是四位) 1000;不明確 1.1′ 103;2 pH=5.23。2 2. 按有效數(shù)字計算下列結(jié)果:(定量化學分析簡明教程(北大編第3版)P38-2.9,有修改) 解: (1)213.64+4.4+0.3244; =213.6+4.4+0.3 =218.3 (2)(注:3、100、1000為自然數(shù)) =0.0982×(20.00-7.780)/(1.4182×1000) =0.0982×12.22/(1.4182×1000) =0.0982×12.2/(1.42×1000) =8.44×10-4 (3)pH=12.00 溶液的[H+] 1.0×10-12mol/L 3. 甲乙二人同時分析一礦物試樣中含硫量,每次稱取試樣4.7克,分析結(jié)果報告為: 甲: 0.062% , 0.061% ;乙: 0.06099% , 0.06201%; 問哪一份報告是合理的,為什么?(定量化學分析簡明教程(北大編第3版)P37—思考題5,有修改) 解:有效數(shù)字 第9章 1. 定量分析過程中出現(xiàn)下面的情況,試回答它造成什么性質(zhì)的誤差,如何改進? (1) 過濾時錯用了定性濾紙,最后灰份加大; (2) 過濾時沉淀發(fā)生穿濾; (3) 試劑中含有少量被測組分; (4) 滴定管讀數(shù)時,最后一位估計不準; (5) 天平砝碼銹蝕; (6) 天平零點稍有偏移; (7) 雙臂天平臂長不等; (8) 容量儀器未經(jīng)校正; (9) 指示劑的變色點于化學計量點不一致; (10) 溶液濺失。 解:(1) 過失 重做 (2) 過失 重做 (3) 系統(tǒng) 更換試劑 (4) 隨機 培訓 (5) 系統(tǒng) 更換砝碼 (6) 系統(tǒng) 校準 (7) 系統(tǒng) 校準 (8) 系統(tǒng) 校準 (9) 系統(tǒng) (10) 過失 重做 2. 某人對某鐵礦石標準樣品中鐵的含量分別進行了兩次測定,數(shù)據(jù)如下: ① 57.21%,58.35%,59.18%。 ② 58.08%,58.16%,58.29%。 對這兩組數(shù)據(jù)分別計算平均值、相對平均偏差、標準偏差及相對誤差,并對這兩組數(shù)據(jù)進行評價(若樣品的準確值為58.27%)。應(yīng)該取那組數(shù)據(jù)為好。 解:(1)x=(..)/3=58.25% d= ∑|di|/3=0.66 s=(∑(xi-x)2/(n-1))0.5=1.4 Er=(58.25%-58.27%)/58.27%=-3.43×10-4 (2)x=(..)/3=58.18 d= ∑|di|/3=0.08 s=(∑(xi-x)2/(n-1))0.5=0.15 Er=-1.54×10-3 選擇第二組,數(shù)據(jù)精密度高 3. 某人對一鹽酸溶液的濃度進行標定,測定結(jié)果其濃度(c/mol·L-1)為0.1135,0.1109,0.1142,0.1137,0.1145。在以上測定結(jié)果中有無應(yīng)舍棄的離群值(置信度P= 95%)。 4. 某年級學生用碘量法測定某銅合金中的銅含量(%),得到的120個分析結(jié)果基本符合正態(tài)分布N(59.11,0.36)。求分析結(jié)果出現(xiàn)在區(qū)間(58.39,59.70)內(nèi)的概率。 (答案:0.9268) 解:μ=59.11,σ=0.36 (58.39, 59.70)=(μ-2σ,μ+1.64σ) |μ|=2,s=0.4773 |μ|=1.64,s=0.4495 P=0.4773+0.4495=0.9268 5. 某工廠實驗室對電鍍車間鍍鎳電解液進行常年分析,發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)正常的情況下,電解液中的含量(g/L)符合正態(tài)分布N(220,11)。求測定值落在區(qū)間(231,242)的概率。 (答案:0.4773-0.3413=0.1360) 解:μ=220,σ=11 (231,242)=(μ+σ,μ+2σ) |μ|=1,s=0.3413 |μ|=2,s=0.4773 P=0.4773-0.3413=0.1360 6. 測定某樣品的含氮量,六次平行測定的結(jié)果是20.48%、20.55%、20.58%、20.80%、20.53%、20.50%。 (1) 問是否存在應(yīng)舍去的異常值(置信度為95%); (2) 計算這組數(shù)據(jù)的平均值、平均偏差、相對平均偏差、標準偏差、變異系數(shù); (3) 若此樣品是標準樣品,其含氮量為20.45%,計算以上測定結(jié)果的絕對誤差和相對誤差; (4) 分別求置信度為90%和95%時的置信區(qū)間并進行比較; (5) 問此次測定是否存在系統(tǒng)誤差(置信度為95%)。 解:(1)20.48%, 20.50%, 20.53%, 20.55%,20.58%,20.80% (20.50%,20.48%)/(20.80%-20.48%)=0.0625<0.64 不舍 (20.80%,20.58%)/(20.80%-20.48%)=0.6875>0.64 舍 (2)x=()/5=20.53% 平均偏差=()/5=0.03% 相對平均偏差=0.036/20.53×100%=0.15% (3)絕對誤差=20.53%-20.45%=0.08% 相對誤差=0.08%/20.53%=0.39% (4)p=90% t0.1,4=2.13 20.53%±2.13×0.04%/50.5 即20.53%±0.04% p=95% t0.05,4=2.78 20.53%±2.78×0.04%/50.5 即20.53%±0.05% (5)假設(shè)不存在 σ=0.36,μ0.05=59.11 t=(20.53%-20.45%)/0.04%×50.5=4.47>μ0.05 存在 7. 在生產(chǎn)正常時,某鋼鐵廠的鋼水平均含碳量(%)為4.55。某一工作日對某爐鋼水進行了5次測定,測定值分別為4.28,4.40,4.42,4.35,4.37。請問該爐鋼水的含碳量是否正常(置信度P= 95%)? 8. 某廠生產(chǎn)一種鈹青銅,鈹?shù)臉藴屎繛?.00%,某日工廠實驗室對一批產(chǎn)品進行抽樣檢驗,測得鈹?shù)暮繛?.96%,2.20%,2.04%,2.15%,2.12%。問這批產(chǎn)品鈹?shù)暮渴欠窈细瘢ㄖ眯哦萈= 95%)? 解:假設(shè)合格 σ=0.05,t0.5= 2.78 x=()/5=2.09% Sx=0.095% t計=(x-μ)n0.5/Sx=(2.09%-2.00%)50.5/0.095%=2.12<2.78 合格 第5章 1. 標定0.10mol/LHCl,欲消耗HCl溶液25mL左右,應(yīng)稱取Na2CO3基準物多少克?從稱量誤差考慮能否達到0.1%的準確度?若改用硼砂(Na2B4O7 × 10H2O)為基準物結(jié)果又如何?(注:稱量誤差至少為±0.0002克) 解:(1) 用Na2CO3標定HCl的反應(yīng)式為: 2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2+H2O 按要求最多應(yīng)該稱取mNa2CO3 = (CHClVHCl)/2 = 0.10×0.025×106/2 = 0.13(g) 其準確度為:ER = (±0.0002/0.13) ×100% = ±0.2% > 0.1% 所以用Na2CO3基準物標定HCl不能達到要求的準確度。 (2) 用Na2B4O7 × 10H2O標定HCl的反應(yīng)式為: Na2B4O7 × 10H2O+2HCl=4H3BO3+2NaCl+5H2O 按要求最多應(yīng)該稱取m硼酸 = (CHClVHCl)/2 = 0.10×0.025×381.4/2 = 0.48 (g) 其準確度為:ER = (±0.0002/0.48) ×100% = ±0.04% < 0.1% 所以用Na2B4O7 × 10H2O基準物標定HCl能達到要求的準確度。 結(jié)論:用Na2CO3基準物標定HCl溶液的主要缺點就是Na2CO3的摩爾質(zhì)量較?。?06g/mol),因此稱量誤差較大;用Na2B4O7 × 10H2O基準物的主要優(yōu)點就是Na2B4O7 × 10H2O的摩爾質(zhì)量較大(381.4g/mol),稱量誤差小,且穩(wěn)定,易制得純品。 2. 基準物硼砂Na2B4O7 × 10H2O應(yīng)在何條件下保存?若將Na2B4O7 × 10H2O基準物保存于干燥器中,用以標定HCl溶液的濃度時,結(jié)果是偏低還是偏高?寫出標定HCl溶液濃度的計算公式。 3. 基準物H2C2O4 × 2H2O應(yīng)在何條件下保存?若將H2C2O4 × 2H2O基準物長期保存于干燥器中,用以標定NaOH溶液的濃度時,結(jié)果是偏低還是偏高?寫出標定NaOH溶液濃度的計算公式。 (定量化學分析簡明教程第一章思考題8有修改) 4. 某磷酸溶液c(H3PO4)=0.050mol/L,求pH=5.0時該溶液中的H3PO4、H2PO4-、H2PO42-和PO43-的濃度各為多少? 解:Ka1 = 6.9×10-3, Ka2 = 6.2×10-8, Ka3 = 4.8×10-13, 水溶液中H3PO4各型體的分布分數(shù)為: [H+]3 + [H+]2 Ka1 + [H+] Ka1 Ka2 + Ka1 Ka2 Ka3 = [H+]3 [H+]3 + [H+]2 Ka1 + [H+] Ka1 Ka2 + Ka1 Ka2 Ka3 = [H+]2 Ka1 [H+]3 + [H+]2 Ka1 + [H+] Ka1 Ka2 + Ka1 Ka2 Ka3 = [H+] Ka1 Ka2 [H+]3 + [H+]2 Ka1 + [H+] Ka1 Ka2 + Ka1 Ka2 Ka3 = Ka1 Ka2 Ka3 pH = 5.0, 即[H+] = 10-5 mol/L, 代入公式得: = 1.4×10-3 = 0.99 = 6.2×10-3 = 3.0×10-10 所以, [H3PO4] = c= 7.0×10-5 mol/L [H2PO4-] = c= 0.050 mol/L [HPO42-] = c= 3.05×10-4mol/L [PO43-] = c= 1.5×10-11mol/L 5. 酒石酸氫鉀是微溶化合物,欲用酒石酸(H2A)沉淀K+,需控制在什么酸度范圍下進行。 6. 寫出下列物質(zhì)水溶液的質(zhì)子平衡式 Na2CO3、NaH2PO4、NaAc、HAc、NH4Cl、HCl+HAc、NH3、HCl、NH3+NaOH。 解: (1) Na2CO3 [OH-] = [H+]+ [HCO3-]+ 2[H2CO3] (2) NaH2PO4 [OH-] + [HPO42-] + 2[PO43-] = [H3PO4] + [H+] (3) NaAc [OH-] = [HAc] + [H+] (4) Hac [Ac-] + [OH-] = [H+] (5) NH4Cl [NH3] + [OH-] = [H+] (6) HCl + HAc [Ac-] + [OH-] = [H+] - cHCl (7) NH3 [OH-] = [H+] + [NH4+] (8) HCl [H+] – cHCl = [OH-] (9) NH3 + NaOH [OH-] – cNaOH = [H+] + [NH4+] 7. 計算下列水溶液的pH值 (1)0.10mol/L的H3PO4; (2) 0.10mol/L的NH3; (3)0.10mol/L的H3PO4和0.10mol/NaOH等體積混合后的溶液; (4)0.20mol/L氨水和0.20mol/LNaOH等體積混合后的溶液。 解:(1)查表知:Ka1=10-2.16,Ka2=10-7.21,Ka3=10-12.32 因2Ka2/c?Ka1< 0.05,所以,二、三級電離可忽略 又因 c/Ka1 < 500,故采取近似式 即:[H+]2 – [H+].Ka – Ka.c = 0 代入數(shù)值,得: [H+] = 0.023 mol/L 所以 pH = 1.64 (2)查表知:Kb=1.8×10-5 因 c/Kb > 500,且 c.Kb > 20 Kw,故采取最簡式 即: [OH-] = (c.Kb)1/2 代入數(shù)值,得: [OH-] = 1.3×10-3 mol/L 所以 pOH = 2.89, pH = 11.11 (3)查表知: Ka1=10-2.16,Ka2=10-7.21,Ka3=10-12.32 由 H3PO4 + OH- = H2PO4- + H2O,可知混合液相當于0.05 mol/L NaH2PO4 溶液。 因 c.Ka2 > 20 Kw,而 c < 20 Ka1 ,故采取近似式 即: [H+] =( c.Ka1.Ka2/C + Ka1)1/2 代入數(shù)值,得: [H+] = 1.95×10-5 mol/L 所以 pH = 4.71 (4)混合液相當于0.1 mol/L NH3H2O 和 0.1 mol/L NaOH溶液。 由于 NH3·H2O ? NH4+ + OH- 且NaOH 為強堿,抑制其電離,故可忽略氨水電離。 即: [OH-] = 0.1 mol/L 所以 pH = 13 8. 欲配制pH=9.0的緩沖溶液,應(yīng)選以下那些試劑進行配制為好? 甲酸、乙酸、硼酸、鹽酸、氫氧化鈉、碳酸鈉。 9. NaAc × 3H2O多少克?需用濃鹽酸(12mol/L)多少毫升?欲配制1.0升c(HAc+NaAc)為1.0mol/L、pH=4.50的緩沖溶液,需用固體 解:(1) 所需mNaAc·3H2O = 1.0×1.0×136 = 136(g) (2) pKa = 4.76 由pH = pKa + lg(cAc-/cHAc) = 4.50,得:cAc-/cHAc = 10-0.26 nHCl = nHAc = (167/167)×[1/(10-0.26+1)] = 0.64 (mol) VHCl =( 0.64/12)×1000 = 53 (mL) 10. 用0.20mol/L HCl溶液滴定0.20mol/L一元弱堿B-(pKa(HB)=8.00),計算化學計量點時的pH值。計算滴定突躍范圍。 解:(1) 化學計量點時,溶液為0.10 mol/L的一元弱酸HB c/Ka = 0.10/10-8 = 1.0× 107 >> 500, c·Ka = 1.0×10-9 >> 20 Kw 所以采用最簡式,得:[H+] = = 1.0×10-4.5 ∴pH = 4.5 (2) 化學計量點之前,溶液為HB+B- pH = pKa + lg(cB-/cHB) = 8+ lg(1/999) = 5.0 化學計量點之后,溶液為HCl+HB,HCl抑制HB電離, [H+] = [0.10(20.02-20.00)]/(20.02+20.00) =1.0×10-4 ∴pH = 4.0 故滴定突躍范圍為4.0~5.0。 11. 下列酸或堿能否在水溶液中直接進行滴定?(濃度均為0.10mol/L) (1)HF; (2)HCN; (3)NH4Cl; (4)NaAc 。 12. 粗氨鹽1.000克,加過量的KOH溶液,產(chǎn)生的氨經(jīng)蒸餾吸收在50.00ml 0.4236mol/L 的HCl中。過量的酸用0.2018mol/L NaOH滴定,用去7.60ml。問在滴定中應(yīng)使用什么指示劑?計算該試樣中NH3的質(zhì)量分數(shù)。 13. 稱取混合堿試樣0.3075克,用0.1037mol/L HCl溶液滴定至酚酞終點,耗去酸溶液35.84mL,再滴定至溴甲酚綠終點,又消耗酸溶液11.96mL。試判斷該混合堿的組成并計算其質(zhì)量分數(shù)。 解:首先判斷該混合堿的組成,由題目信息可知這是用雙指示劑法測定混合堿的組成,因為35.84mL>11.96mL,即V1>V2,所以該混合堿的組成為Na2CO3和NaOH。 由滴定反應(yīng): 到達第一終點時(PH≈9.0) NaOH + HCl = NaCl + H2O Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl 到達第二終點時(pH≈4.0) NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2 + H2O 得: = 0.01196×0.1037×106.0×100 /(0.3075×1000)= 42.75% = 0.1037×(0.03584 – 0.01196) ×40.0×100 /(0.3075×1000) = 32.2% 補充: NaOH + Na2CO3 (燒堿中) Na2CO3 + NaHCO3 (純堿中) HCl(V2mL) HCl(V1)mL) 混合堿組成的判斷: V1 > V2 > 0 NaOH+Na2CO3 V2 > V1 > 0 Na2CO3 + NaHCO3 V1=0,V2 >0 NaHCO3 V2=0,V1>0 NaOH V1=V2≠0 Na2CO3 14. 用0.1000mol/L NaOH溶液滴定0.1000mol/L 甲酸溶液,化學計量點時的pH值是多少?計算用酚酞為指示劑時的終點誤差。 15. 某一含鄰苯二甲酸氫鉀(KHA)的試樣,欲用酸堿滴定法進行分析。問應(yīng)采用酸或堿進行直接滴定,應(yīng)使用什么指示劑?使用所選指示劑時,產(chǎn)生的終點誤差是多少?(試樣中不含其他酸堿物質(zhì)) 解:KHA Ka1=1.1×10-3, Ka2=3.9×10-6 作為酸: Ka2=3.9×10-6; 作為堿: Kb2=Kw/ Ka1=9.1×10-12 故KHA呈酸性。 因為CSP?Ka2>10-8,故能用0.1000 mol?L-1 NaOH直接滴定, 滴定反應(yīng)式為:NaOH+ KHA= KNaA+H2O,產(chǎn)物為KNaA 化學計量點時, pH = 14.0 – pOH = 14.0 – (-log[OH-]) = 14.0 –(-log ) =14.0 – [-log (0.05000×10-8.6)1/2] = 14.0 – 4.95 = 9.0 所以,選酚酞(8.0~9.8)作指示劑。 已知酚酞變色點為9.0,故pHep = 9.0 所以,Et = ([OH-]ep - [H+]ep)/csp = (10-5 – 10-9)/0.05000 = 0.02% 16. 設(shè)計下列混合物的分析方案: (1) HCl + NH4Cl (2) 硼砂 + 硼酸 (3) HCl + H3PO4 第7章 1. 根據(jù)下列物質(zhì)在25℃時的溶解度求溶度積(不考慮陰、陽離子的副反應(yīng)) (1) Ag2CrO4在純水中溶解度為2.17′ 10-2 g / L. (2) BaCrO4在純水中的溶解度為1.08 ′ 10-5mol /L. (普通化學原理習題9.1有修改) 2. 通過計算說明,將10.0毫升0.0020 mol /L的MnSO4溶液與等體積0.20 mol /L的NH3·H2O溶液相混合,混合后是否有沉淀出現(xiàn)?若使沉淀不出現(xiàn),需加入多少克固體NH4Cl? 3. 計算下列微溶化合物在給定介質(zhì)中的溶解度: (1) ZnS在純水中;(提示:溶液pH?7.0。) (2) CaF2在 0.01mol/L HCl溶液中(忽略沉淀溶解所消耗的酸); (3) AgBr在0.01mol/LNH3 溶液中; (4) BaSO4在pH7.0,EDTA濃度為0.01mol/L 的溶液中; (5) AgCl在0.10mol/L 的HCl溶液中; 4. 通過計算說明,0.0020mol/L AgNO3與0.0020mol/L KCl 溶液等體積混合,能否析出沉淀?沉淀后溶液中的Ag+、Cl- 濃度各是多少? 5. 分別計算下列各反應(yīng)的多重平衡常數(shù) (1) Mn(OH)2+2NH4+==Mn2++2NH3 × H2O (2) Cd2++H2S+2H2O==CdS+2H3O+ (3) NiS+2HAc==Ni2++H2S+2Ac- (α型NiS pKSP=18.5) (參考普通化學原理習題9.14有修改) 6. 用1.0dm3多大濃度的HAc能將0.10mol MnS全部溶解? 7. 向濃度均為0.0010 mol /L的Ag+ 、Pb2+混合溶液中滴加NaCl溶液問哪種化合物先沉淀出來?(注:忽略體積變化) 8. 通過計算說明,向濃度均為0.0010 mol /L的Cl- 、Br-混合溶液中滴加AgNO3溶液問哪種化合物先沉淀出來?當?shù)诙N離子開始沉淀時,第一種離子的濃度為多少?(注:沉淀過程中忽略體積變化) (參考普通化學原理習題9.18有修改) 9. 在沉淀滴定法中,以下測定結(jié)果是偏高還是偏低,還是無影響?為什么? (1) 在pH=4.0時以莫爾法測定Cl-; (2) 在pH=11.0時以莫爾法測定Cl-; (3) 采用佛爾哈德法測定Cl-,未加硝基苯; (4) 采用佛爾哈德法測定Br-,未加硝基苯; (5) 法揚司法測定Cl-,選曙紅為指示劑; (6) 用莫爾法測定NaCl、Na2SO4混合液中的NaCl。 (定量化學分析簡明教程259頁思考題6) 10. 用佛爾哈德法測定Cl-或I-,分析方法上有何不同? 11. 法揚司法中,使用指示劑熒光黃、二氯熒光黃、曙紅時的酸度條件。 12. 加40.00毫升0.1020molL-1AgNO3溶液于25.00毫升BaCl2試液中,在返滴定時用去15.00毫升0.09800molL-1NH4SCN溶液,試計算250毫升試液中含BaCl2多少克? 13. 設(shè)計以下測定方案: (1) 用莫爾法測定Ag+; (2) 測定HCl+HAc溶液中二組分的含量; (3) 氯化鋇試樣中BaCl2 ×2H2O的含量; (4) 含NaCl和Na2SO3試樣中的NaCl的含量; (5) FeCl3試樣中FeCl3的含量; 第8章 1. 用氧化數(shù)法配平下列氧化還原反應(yīng)方程式 (1) Cr2O72- + Br- + H2O → Cr3+ + Br2 (2) KMnO4 + H2C2O4 + H2SO4 → MnSO4 + CO2+ K2SO4 (3) H2O2 + PbS → PbSO4 ①主要反應(yīng)物和主要產(chǎn)物:H2O2 +PbS →PbSO4 + H2O ②確定氧化數(shù)的改變值: +8 H2O2 +PbS PbSO4 +H2O -2 ③最小公倍數(shù)為8,配平S和O的原子數(shù) 4H2O2 +PbS PbSO4 +4H2O ④配平O、H的原子數(shù) 4H2O2 +PbS = PbSO4 +4H2O (4) KMnO4 + H2O2 + H2SO4 → MnSO4 + O2 + H2O (5) HClO3 + P4 → HCl + H3PO4 ①主要反應(yīng)物和主要產(chǎn)物:HClO3 + P4→HCl +H3PO4 ②確定氧化數(shù)的改變值: -6 HClO3 + P4 HCl +H3PO4 +20 ③最小公倍數(shù)為60,配平P和Cl的原子數(shù) 10HClO3 + 3P4 10 HCl +12H3PO4 ④配平O、H的原子數(shù) 18H2O+10HClO3 + 3P4 = 10 HCl +12H3PO4 2. 用離子-電子法配平下列氧化還原反應(yīng)方程式 (1) Cr2O72- + SO32- + H+ → Cr3+ + SO42- (2) MnO4- + NO3- + H+ → Mn2+ + NO- (3) Br2 + OH- → BrO3- + Br- ①主要反應(yīng)物和主要產(chǎn)物:Br2 + OH- BrO3-+ Br-+H2O ②分解成兩個半反應(yīng):Br2 BrO3- Br2 Br- ③分別配平原子數(shù):Br2 + 12OH- 2BrO3- + 6H2O Br2 2Br- ④配平電荷數(shù): Br2 + 12OH- 2BrO3- + 6H2O +10e- Br2+2e- 2Br- ⑤配平反應(yīng)式 3Br2 + 6OH- = BrO3-+ 5Br-+3H2O (4) H2O2 + I- + H+ → H2O + I2 (5) ClO3- + Fe2+ + H+ → Cl- + Fe3+ ①主要反應(yīng)物和主要產(chǎn)物:H2O2 + I- + H+ H2O + I2 ②分解成兩個半反應(yīng):H2O2 H2O I- I2 ③分別配平原子數(shù):H2O2+ 2H+ 2H2O 2I- I2 ④配平電荷數(shù): H2O2+ 2H+ + 2e- 2H2O 2I- I2 + 2e- ⑤配平反應(yīng)式 : H2O2 +2 I- + 2H+ = 2H2O + I2 3. 將下列氧化還原反應(yīng)排成原電池。(注:①用電池符號表示;②有關(guān)離子的濃度為 1.0mol/L,氣體壓力為100kPa。) (1) 2Ag+ + Zn = 2Ag + Zn2+ (-)Zn| Zn2+(1.0mol/L) | | Ag+(1.0mol/L) | Ag(+) (2) Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ → 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7 H2O (-)Pt | Fe2+(1.0mol/L),Fe3+(1.0mol/L) ||Cr2O72(1.0mol/L),Cr3+(1.0mol/L),H+ (1.0mol/L) | Pt(+) (3) 2H+ + Zn → Zn2+ + H2 (-) Zn| Zn2+(1.0mol/L) | | H+ (1.0mol/L)| H2(100kPa), Pt (+) (4) 2AgCl + H2 → 2Ag + 2 H+ + 2Cl- (-)Pt, H2(100kPa)| H+(1.0mol/L) | | AgCl| Cl-(1.0mol/L) | Ag (+) 4. 查閱標準電極電勢E ?值,判斷下列反應(yīng)能否進行? (1) I2能否使Mn2+氧化為MnO4-? (2) Sn2+能否使Fe3+還原為Fe2+? 解:E ? Fe3+/Fe2+ =0.771v E ? Sn4+/Sn2+ =0.151v E ? Fe3+/Fe2+ — E? Sn4+/Sn2+>0 所以Sn2+能使Fe3+還原為Fe2+,發(fā)生反應(yīng) Sn2+ + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Sn4+ (3) Sn2+能否使Fe3+還原為Fe2+? 5. 分別計算下列電池兩電極的電極電勢、電池電動勢、標準平衡常數(shù),寫出電池反應(yīng): (1) Pt,Cl2(100kPa)|Cl-(6.0molL-1)||Cr2O72-(1.0molL-1),Cr3+(1.0molL-1),H+(6.0molL-1)|Pt 解:(-) ECl2/Cl-= Eq Cl2/Cl- + 0.0592zlgPCl2 / Pqqc2 (Cl-) =1.358 +0.05922lg(1/36)=1.3122v (+)ECr2O72-/Cr3+ = E qCr2O72-/Cr3+ + 0.0592zlgCr2O72-Cr3+2[H+]14 = 1.4188v =1.339v 電池電動勢:E=1.339-1.3122=0.0268v Eq = E qCr2O72-/Cr3+ - Eq Cl2/Cl- =1.232-1.358 = -0.126v lgKq=zEθ0.0592 z=6 Kq= 1.698×10-13 電池反應(yīng)為:Cr2O72 + 6Cl- +14H+ =3Cl2 +2Cr3+ + 7H2O (2) Pt,H2(100kPa)|HAc(0.1molL-1)||Cl-(0.1molL-1)|AgCl|Ag 解:(-) H2-2e- + 2Ac- 2HAc (+) AgCl+ e- Ag + Cl- 電池反應(yīng):H2 + 2Ac- + 2AgCl = Ag + 2Cl-+2HAc C(H+)=(Kqac)0.5=1.32×10-3 mol/L (-) EH+/H2 = EqH+/H2+ 0.0592zlgH+2P(H2) = -0.17v (+)EAgCl/Ag = EqAgCl/Ag+0.0592zlg1[Ag+] =0.2815v 電池電動勢:E=0.2815-(-0.17)=0.45v Eq = EqAgCl/Ag - EqH+/H2 =0.2223v lgKq=zEθ0.0592 z=2 Kq= 107.5 =3.16×107 6. 下列原電池的電動勢為0.500V(298K),試計算c(HAc)。 (-)Pt,H2(100kPa)|HAc(?molL-1)||Cu2+(1.0molL-1)|Cu(+) 7. 下列原電池的電動勢為0.459V(298K),試計算KSP(AgCl)。 (-)Pt,H2(100kPa)|H+(10-3molL-1)||Cl-(0.10molL-1)|AgCl|Ag(+) 解:(-) EH+/H2 = EqH+/H2+ 0.0592zlgH+2P(H2) = -0.1776v (+) EAgCl/Ag = EqAgCl/Ag+0.0592zlgKsp[Cl-] E = EAgCl/Ag - EH+/H2 =0.459v Ksp,AgCl =1.76×10-10 8. 根據(jù)碘的元素電勢圖(EB°)判斷,將單質(zhì)碘置于堿溶液中得到什么產(chǎn)物? +0.14 +0.54 IO3- ????? IO- ????? I2 ???????? I- | | +0.258 解:由Eq =n1 Eq1 + n2 Eq2+ n3 Eq3 +...../( n1 +n2+n3+……) 得EqIO- /I2 =0.448v 0.54>0.448>0.14 所以單質(zhì)碘置于碘溶液中會發(fā)生歧化。 產(chǎn)物是:I- 和 IO3- 。 9. 在1molL-1H2SO4介質(zhì)中,用0.1000molL-1Ce4+滴定0.1000molL-1的Fe2+,計算f =0.50和f =2.0時的電勢值。 10. 在高錳酸鉀法中若介質(zhì)中含有大量Cl-,滴定時須加入防止溶液,請回答該溶液由何組成。所加的防止溶液起何作用? 答:需加入MnSO4-H3PO4-H2SO4混合溶液,H2SO4是為了提供必要的酸度,大量的Mn2+可與中間價態(tài)的錳迅速反應(yīng),使中間價態(tài)的錳全部生成Mn(Ⅲ), H3PO4與Mn(Ⅲ)可生成穩(wěn)定的配合物,降低游離的Mn(Ⅲ)濃度,從而降低Mn(Ⅲ)/Mn(Ⅱ)電對的電勢,使Mn(Ⅲ)僅能氧化Fe2+,而不能氧化Cl-,有效避免了受誘反應(yīng)堆的發(fā)生。 11. 重鉻酸鉀法測鐵礦石中全鐵的含量時,加入的硫磷混酸有何作用? 12. 為什么用Na2SO3滴定I2時可在酸性介質(zhì)中進行,而用I2滴定Na2SO3時則不能在酸性介質(zhì)中進行? 答:用Na2SO3 滴定I2時中不會發(fā)生反應(yīng),而如果,在酸性介質(zhì)在堿性介質(zhì)中,I2會發(fā)生歧化反應(yīng),使滴定不能進行。 而用I2滴定Na2SO3時,溶液中有Na2SO3,在酸性介質(zhì)中,Na2SO3會分解而產(chǎn)生SO2 13. 碘量法的主要誤差來源是什么?如何控制滴定條件以減少這些誤差? 答:主要誤差來源:I2容易揮發(fā);I-容易被空氣中的O2氧化。 防止I2揮發(fā):加入過量的I-使I2形成I3-;溫度不能過高;滴定碘時應(yīng)在帶塞的碘瓶中進行;反應(yīng)完成后,析出的碘要立即被滴定;滴定時勿劇烈搖動溶液。 防止I-被空氣中的O2氧化:Cu2+、NO2-離子可催化空氣氧化I-,應(yīng)欲以除去;光能催化空氣氧化I-,應(yīng)盡量避光;酸度不宜過高,酸度過高會加快上述催化反應(yīng)。 14. 在碘量法中,如何配置Na2SO3溶液? 15. 為什么在中性介質(zhì)中可以用直接碘法滴定As(III),而在酸性介質(zhì)中可以用間接碘法滴定As(V)? 16. 在氧化還原滴定分析中基準物Na2C2O4可用來標定KMnO4溶液,在使用前基準物Na2C2O4應(yīng)怎樣處理? 答:Na2C2O4易于提純、穩(wěn)定、無結(jié)晶水,在105~110℃條件下烘干2h即可使用。 17. 欲配制Na2C2O4溶液用于標定0.02mol/L KMnO4溶液(在酸性介質(zhì)中),若要使標定時兩種溶液消耗的體積相近,問應(yīng)配制多大濃度的Na2C2O4溶液?要配制100ml溶液,應(yīng)稱取Na2C2O4多少克? 解:2MnO4- + 5C2O42- + 4H+ = 2Mn2+ + 2CO2 +2H20 CNa2C2O4V1 = 5/2 CKMnO4 V2 CNa2C2O4= 5/2 CKMnO4 =5/2×0.02 =0.05mol/L m Na2C2O4 = CNa2C2O4V1 M Na2C2O4 =0.05×100×10-3×134 =0.67g 18. 軟錳礦的主要成分是MnO2,稱取軟錳礦試樣粉末0.2934克,加入25.00mL 濃度為0.1034mol/L的Na2C2O4標準溶液,加入一定量硫酸,在硫酸介質(zhì)中加熱,待試樣完全溶解后,冷卻至室溫,繼用濃度為0.01928mol/L的KMnO4標準溶液滴定剩余的Na2C2O4,消耗KMnO4溶液15.37mL。計算軟錳礦樣品中MnO2的含量(質(zhì)量分數(shù)w)。 (答案:54.65%) 解:由題意 2MnO4- + 5C2O4 + 16H+ == 2Mn2+ +10CO2 + 8H2O nMnO4-=cv=0.01928×15.37×10-3 = 2.96×10-4 mol n剩余C2O42- =2.96×10-4×5/2=7.4×10-4 mol 又 n總=cv=25×0.1034×10-5=2.585×10-3 mol n消耗=1.845×10-3mol 又MnO2 + C2O4 + 4H+ ==Mn2+ + 2CO2 + 2H2O nMnO2=1.845×10-3mol W% = n×MMnO2/ms = 1.845×10-3×86.937/0.2934 ×100% =54.76% 19. 稱取含PbO和PbO2的試樣1.393克,加入0.2168mol·L-1草酸標準溶液25.00mL(V1)將樣品溶解,此時PbO2還原為Pb2+;然后用氨水中和,溶液中的Pb2+離子生成PbC2O4沉淀;過濾;濾液酸化后用濃度為0.04192mol/L的KMnO4標準溶液滴定,消耗KMnO4標準溶液12.51mL(V2)。另將所得PbC2O4沉淀用酸溶解,也用濃度為0.04192mol/L的KMnO4標準溶液滴定,耗去28.93mL(V3)。計算式樣中PbO和PbO2的含量(質(zhì)量分數(shù)w)。 第6章 1. 命名下列配合物 K2[Ni(CN)4] [Co(NH3)4 (H2O)2]Cl3 K[FeCl2(C2O4)(en)] [CrCl2 (H2O)4]Cl [Ni(CO)4] K4[Fe(CN)6] [Ag(NH3)3]Cl 解:(1) 四氰合鎳(II)酸鉀 (2) 三氯化四胺?二水合鈷 (3) 二氯草酸根?乙二胺合鐵(III)酸鉀 (4) 氯化?二氯四水合鉻(III) (5) 四羰基合鎳 (6) 六氰合鐵(II)酸鉀 (7) 氯化三胺合銀(I) 2. 根據(jù)下列配合物的名稱寫出化學式。 硫酸四氨合銅(Ⅱ) 四硫氰·二氨合鉻(Ⅲ)酸銨 四氯合鉑(Ⅱ)酸六氨合鉑(Ⅱ) 六氰合鐵(Ⅱ)配離子 四氯·二氨合鉑(Ⅳ) 氯化二氯·四氨合鈷(Ⅲ) 解:(1) [Cu(NH3)4]SO4 (2) NH4[Cr(SCN)4(NH3)2] (3) [Pt(NH3)6][Pt(NH3)4] (4) [Fe(CN)6]4- (5) [Pt(NH3)2]Cl4 (6) [CoCl2? (NH3)4]Cl 3. 將濃度為0.20mol/L的AgNO3溶液與濃度為2.0mol/L的氨水溶液等體積混合,計算平衡時溶液中Ag+的濃度。 解:β2=[Ag(NH3)2+]/[Ag+], [Ag+]=0.1/107.05×0.82=1.56×10-8.05 4. 根據(jù)EDTA(H6Y2+)的各級解離常數(shù)(Ka1 Ka2 Ka3 Ka4 Ka5 Ka6)計算它的各級形成常數(shù)(K1 K2 K3 K4 K5 K6)和各級累積常數(shù)(b1 ------ b6)。 解: K1=1/Ka6=1010.34 K2=1/Ka5=106.24 K3=1/Ka4=102.75 K4=1/Ka3=102.07 K5=1/Ka2=101.6 K6=1/Ka1=100.9 β1= K1=1010.34 β2= K1K2=1016.58 β3= K1K2K3=1019.33 β4= K1K2K3K4=1021.40 β5= K1K2K3K4K5=1023.00 β6= K1K2K3K4K5K6=1023.90 5. 用EDTA滴定Ni2+,計算以下情況下的lgK′(NiY) (1)pH=9.0,c(NH3+NH4+)=0.2mol/L; (2)pH=9.0,c(NH3+NH4+)=0.2mol/L,[CN-]=0.01mol/L。 6. 填空: (1)Bi3+和Fe2+離子(濃度均為10-2mol/L)能否通過控制酸度用EDTA進分步滴定___能___。 (2)pH=4.0時能否用EDTA準確滴定Mn2+(c=10-2mol/L),__否___。此處的“準確”是指什么意思, cm,spK′MY是否大于等于106。 (3)配位滴定中,使用二甲酚橙和鉻黑T為指示劑的酸度范圍分別是pH:5.0-6.0,Cd2+,Hg2+,La3+,Pb2+,Zn2+, 6.0-11.0。 7. 在pH=10.0時用0.020mol/L的EDTA滴定同濃度的Mg2+以鉻藍黑R為指示劑,計算pH=10.0時的(pMg)t 及終點誤差。已知鉻藍黑R Ka1=10-7.3,Ka2=10-13.3 ,K(MgIn)=107.6 。 8. 用2.0 ′ 10-2mol/ L的EDTA 滴定濃度均為2.0 ′ 10-2mol/ L的Zn2+、Mg2+ 混合溶液,問: (1)能否使用單純控制酸度的方法進行分步滴定。 (2)如有可能,求滴定Zn2+ 酸度范圍 。 (3)求以二甲酚橙為指示劑時滴定Zn2+ 的酸度范圍。 (4)若在pH=5時滴定Zn2+,求終點誤差。 9. 在pH=5.0緩沖溶液中,用2.0 ′ 10-2mol/ L的EDTA滴定濃度為2.0 ′ 10-2mol/ L的Pb2+溶液,以二甲酚橙為指示劑,計算終點誤差。 10. 準確移取25.00mL pH=1.0的Pb2+、Bi3+ 樣品溶液,在pH=1.0的條件下以二甲酚橙為指示劑用濃度為0.02108mol/ L的EDTA滴定混合溶液中的Bi3+,耗去EDTA溶液18.64 mL。調(diào)節(jié)溶液pH至5.5,在pH=5.5的條件下繼續(xù)滴定,又用去EDTA溶液21.89 mL。計算樣品溶液中Pb2+和Bi3+ 的濃度。 解:pH=1時,cBi3+=0.02108×18.64/25.00=0.01572 mol/L pH=5.5時,cPb2+=0.02108×21.89/25.00=0.01846 mol/L- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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