分析化学(第7版)习题参考解答.doc

第二章 误差和分析数据处理 1 指出下列各种误差是系统误差还是偶然误差 如果是系统误 差 请区别方法误差 仪器和试剂误差或操作误差 并给出它 们的减免方法 答 砝码受腐蚀 系统误差 仪器误差 更换砝码 天平的两臂不等长 系统误差 仪器误差 校正仪器 容量瓶与移液管未经校准 系统误差 仪器误差 校正仪器 在重量分析中 试样的非被测组分被共沉淀 系统误差 方法误差 修正方法 严格沉淀条件 试剂含被测组分 系统误差 试剂误差 做空白实验 试样在称量过程中吸潮 系统误差 操作误差 严格按操作规程操作 化学计量点不在指示剂的变色范围内 系统误差 方法误差 另选指示剂 读取滴定管读数时 最后一位数字估计不准 偶然误差 严格按操作规程操作 增加测定次数 在分光光度法测定中 波长指示器所示波长与实际波长不符 系统误差 仪器误差 校正仪器 在 HPLC 测定中 待测组分峰与相邻杂质峰部分重叠 系统误差 方法误差 改进分析方法 6 两人测定同一标准试样 各得一组数据的偏差如下 1 0 3 0 2 0 4 0 2 0 1 0 4 0 0 0 3 0 2 0 3 2 0 1 0 1 0 6 0 2 0 1 0 2 0 5 0 2 0 3 0 1 求两组数据的平均偏差和标准偏差 为什么两组数据计算出的平均偏差相等 而标准偏差不等 哪组数据的精密度高 解 ndd321n 0 241 d0 24 d i s 81s 312s 标准偏差能突出大偏差 第一组数据精密度高 7 测定碳的相对原子质量所得数据 12 0080 12 0095 12 0099 12 0101 12 0102 12 0106 12 0111 12 0113 12 0118 及 12 0120 求算 平均值 标准偏差 平均值的标准偏差 平均值在 99 置信水平的置信限 解 12 04i nx i s 0 38 n 0 12 3825 25 3t9 0 1 fnstxu 8 在 用 氯 丁 二 烯 氯 化 生 产 二 氯 丁 二 烯 时 产 品 中 总 有 少 量 的 三 氯 丁 二烯 杂 质 存 在 分 析 表 明 杂 质 的 平 均 含 量 为1 60 改 变 反 应 条 件 进 行 试 生 产 取 样 测 定 共 取 6 次 测 定 杂 质 含 量 分 别 为 1 46 1 62 1 37 1 71 1 52 及 1 40 问 改 变 反 应 条 件 后 产 品 中 杂 质 百 分 含 量 与 改 变 前 相 比 有 明 显 差 别 吗 0 05 时 解 nS Sxx 36 13 30 5 1 7 61 xt 值 查表 2 2 t5 0 05 2 571 t 计算 0 1238 结果偏高 3 HCl 浓度比真实浓度低 需要消耗更多的 HCl 结果偏低 4 相同质量的碳酸氢钠比碳酸钠消耗的盐酸少 导致消耗盐酸 体积减小 盐酸浓度测定值偏高 4 写出下列各体系的质子条件式 解 1 NH 4H2PO4 H H3PO4 OH HPO42 2 PO43 NH3 2 H2SO4 C1 HCOOH C2 H OH HSO4 2 SO42 HCOO 3 NaOH C1 NH3 C2 H C1 NH4 OH 4 HAc C1 NaAc C2 H OH Ac C2 5 HCN C1 NaOH C2 H C2 OH CN 5 写出 H 3AsO4 MgBr 2 水溶液的电荷平衡式 解 OH H2AsO4 2 HAsO42 3 AsO43 H 2 Mg2 H OH Br 6 解 ml 5 9684 10 502 l 7 6 l 298 03 15 VVwMcVcMwn 8 已知 1mL 某 HCl 标准溶液中含氯化氢 0 004374g mL 试计算 该 HCl 溶液对 NaOH 的滴定度 该 HCl 溶液对 CaO 的滴定度 解 HCl NaOH NaCl H 2O 2HCl CaO CaCl2 H2O ml 0 479 g0 43HClNaHCl NaO MT l 365 2laOl a 9 解 CaCO3 2HCl 2 9810250 491 0 mol 3 256 21 3sHCl mnMwn碳 酸 钙碳 酸 钙碳 酸 钙碳 酸 钙 10 二元弱酸 H2A 已知 pH 1 92 时 H2A HA pH 6 22 时 HA A2 计算 H 2A 的 pKa1 和 pKa2 HA 溶液的 pH 解 pK a1 1 92 pK a2 6 22 二元酸分布系数公式 两个相等处 一个极大值 4 07 21a2 第四章 酸碱滴定法 补充习题 下列各酸 哪些能用 NaOH 溶液直接滴定或分步滴定 哪些不能 如能直接滴定 各应采用什么指示剂 1 甲酸 HCOOH Ka 1 8 10 4 答 cK a 10 8 可以直接滴定 可以采用酚酞指示剂 2 硼酸 H3BO3 Ka1 5 4 10 10 答 cK a1 10 8 不可以直接滴定 3 琥珀酸 H 2C4H4O4 Ka1 6 9 10 5 K a2 2 5 10 6 答 cK a1 10 8 cK a2 10 8 但 Ka1 Ka2 10 4 不能分步滴定 但可以直接一次性滴定 4 柠檬酸 H3C6H5O7 Ka1 7 2 10 4 K a2 1 7 10 5 K a3 4 1 10 7 答 cK a1 10 8 cK a2 10 8 cK a3 10 8 但 Ka1 Ka2 10 4 K a2 Ka3 10 4 不能分步滴定 但可以直接一次性滴 定 5 顺丁烯二酸 Ka1 1 5 10 2 K a2 8 5 10 7 答 cK a1 10 8 cK a2 10 8 且 Ka1 Ka2 10 4 可以分步滴定 6 邻苯二甲酸 Ka1 1 3 10 3 K a2 3 1 10 6 答 CK a1 10 8 CK a2 10 8 但 Ka1 Ka2 10 4 不能分步滴定 但可以直接一次性滴定 1 解 NaOH 吸收 CO2 将部分转化为 Na2CO3 滴定强酸 如果以甲基橙为指示剂 终点化学计量关系还 是 1 2 基本无影响 若以酚酞为指示剂 则碳酸钠不能完全作用 为氯化钠 对结果有明显影响 滴定弱酸 NaOH 能中和弱酸 Na 2CO3 不能中和弱酸 需 要消耗更多的标准溶液 将带来正误差 分析结果偏高 2 答 硼砂溶于水将生成极弱酸硼酸和一元弱碱 B4O72 5H2O 2H2BO3 2H3BO3 一元弱碱的 Kb Kw Ka 硼酸 1 8 10 5 因此可以用盐酸准确滴定 而醋酸钠 Kb 极小 无法准确滴定 氢氧化钠可以测定醋酸不能滴定硼酸同理 补充习题 在下列何种溶剂中 醋酸 苯甲酸 盐酸及高氯酸的酸 强度都相同 纯水 浓硫酸 液氨 甲基异丁酮 答 液氨 碱性溶剂是酸的均化性溶剂 补充习题 下列溶剂中何者为质子溶剂 何者为无质子溶剂 若为 质子溶剂 是酸性溶剂还是碱性溶剂 若为无质子溶剂 是偶极亲 质子溶剂还是惰性溶剂 冰醋酸 二氧六环 乙二胺 甲基异丁酮 苯 水 乙醚 异丙醇 丙酮 丁胺 答 质子溶剂 其中 酸性溶剂 碱性溶剂 无质子溶剂 其中 偶极亲质子溶剂 惰 性溶剂 补充习题 有一碱液 可能是 NaOH Na 2CO3 NaHCO 3 或其中 两者的混合物 今用盐酸滴定 以酚酞为指示剂时消耗 HCl 的体 积为 V1 加入甲基橙 继续用盐酸滴定又消耗 HCl 的体积为 V2 当出现下列情况时 溶液各由哪些物质组成 V 1 V2 0 V 2 V1 0 V 1 V2 V 1 0 V 2 0 V 1 0 V 2 0 答 NaOH Na 2CO3 Na 2CO3 NaHCO3 Na 2CO3 NaHCO 3 NaOH 3 解 0 10mol L NaH2PO4 两性物质溶液 4 70pH mol L 1210 9 62 0053812aw1 cKc 注 此时公式中的 Ka1 和 Ka2 对应于磷酸的第一和第二步离解 0 05mol L HAc 和 0 05mol L NaAc 混合溶液 缓冲溶液 用缓冲溶液公式计算 76 4 05 lglpHa cK 0 1mol L NaAc 溶液 碱性溶液 按一元弱碱公式计算8 pH mol L 103 67 OH96514HAca wb Kc 0 10mol L NH 4CN 两性物质溶液 用最简公式计算9 23 1 5 p 21pHCN aN a24 K 0 10mol L H 3BO3 一元弱酸溶液 用最简公式计算1 5p mol L 1035 7104 5 6a cK 0 05mol L NH 4NO3 一元弱酸溶液 用最简公式计算 28 5pH mol L 1029 5106 5 6Na 4 cK 4 已知水的离子积常数 Ks 10 14 乙醇的离子积常数 Ks 10 19 1 求 1 纯水的 pH 和乙醇的 pC2H5OH2 2 0 0100mol LHClO4 的水溶液和乙醇溶液的 pH pC 2H5OH2 及 pOH pC2H5O 设 HClO4 全部离解 解 1 7 0p1s K9 p21OpCs52 K 2 因 HClO4 全部离解 故水溶液中 pH lg0 0100 2 00 pOH 14 00 2 00 12 00 乙醇溶液中 pC2H5OH2 lg0 0100 2 00 pC 2H5O 19 10 2 00 17 10 5 解 HA 的摩尔质量 mol1078 3102 49 3NaOHHA cVn g ol 371078 325HA nmM 5902 4aa 4HANa 4 3HAa 16 1 902 4p 30 7lgplg mol 16 2 809 l 0296 0 14p KKnK 值 4L 8 765 241 0pH 24 5pO68 10 9 NaApH6 54bsp Kc 6 解 化学计量点时 完全生成 NaAc 0 0500mol L mol L104 5107 5 H65awb Kc pOH 5 27 pH 8 73 终点误差计算略 计算结果相等均为 0 03 7 解 酚酞做指示剂 消耗盐酸 12 00mL 说明试样中有 Na3PO4 Na3PO4 HCl Na2HPO4 NaCl 4 280 56 HPONa g 568 01 18 mL 2 3 0HClHPONa NalPal22 18 490 9836 0PONa 936 0 6 mol 1504442243HClPa4343 gmn 8 解 6 381042 108 735 mol35 ol28 01796 0 ml61 5 319 l 8一一1 11 萘 酸羟 基萘 酸 萘 酸萘 酸羟 基 萘 酸羟 基萘 酸 有 消 耗 标 准 液酚 羟 基 被 中 和第 二 计 量 点 时 萘 酸 为 二 元 酸 羟 基萘 酸 为 一 元 酸 wnn 9 解 只简单提示思路 尿素分子式为 CO NH2 2 每分子尿素 能产生 2 分子能被吸收滴定的 NH3 因此滴定剂 HCl 物质的量为 尿素物质的量 2 倍 第五章 配位滴定法 3 解 此题题意为 Al3 总浓度为 0 10mol L 6 2 1Al F F 1 1 4 104 1 4 107 1 0 109 5 6 109 2 3 109 6 9 107 8 9 109 比较式中各项数值相对大小 可见主要存在形式为 AlF3 AlF 4 AlF 52 Al3 cAl Al F 0 10 8 9 109 1 1 10 11 mol L 4 待测溶液含 2 10 2mol L 的 Zn2 和 2 10 3mol L 的 Ca2 1 能否用控制酸度的方法选择滴定 Zn2 2 若能 控制酸度范围是多少 解 lg cK 6 81 5 可用控制酸度的方法选择滴定 Zn2 0 4pHZn4 8lg 2658lgll mol L 10 2 10 2 6lg Y H nYY H Zn Zn2spCa ZnYsp KcKc7 1pH 6 9pO102 9 625 1Zn O s 22 cK 2379 415 630 524 34 2 41 I CdCdY YZn Zn CdY ZnZn 58 1 02100 I I I 1 7 6lgllgl 8 5 l 1 5 KcK 12 0101079 56pM 5 42 1 lg 2 p01 cd 1042 98 756lgllg10 10 2 42 79Ysp se s 38 9739CdI 2 8 76 4Y H YMMsp KcTEcKcTEYZn 9 210 10 339 1056 56 spM Y c 6 取 100mL 水样 用氨性缓冲溶液调节至 pH 10 以 EBT 为指 示剂 用 EDTA 标准溶液 0 008826 mol L 滴定至终点 共消耗 12 58mL 计算水的总硬度 如果将上述水样再取 100mL 用 NaOH 调节 pH 12 5 加入钙指示剂 用上述 EDTA 标准溶液滴 定至终点 消耗 10 11mL 试分别求出水样中 Ca2 和 Mg2 的量 解 3CaO1 0mg L10 0 2 58 86 35 76 4 Ca 5 297 g L10 24 0 1 2 80 86Mg 17 称取葡萄糖酸钙试样 0 5500g 溶解后 在 pH 10 的氨性缓冲 溶液中用 EDTA 滴定 EBT 为指示剂 滴定消耗浓度为 0 04985mol L 的 EDTA 标准溶液 24 50ml 试计算葡萄糖酸钙的含 量 分子式 C12H22O14Ca H2O 解 6 9105 0476 g 50 24098 48EDTACa wmcVMnn 第 6 章 氧化还原滴定法 534 0 0 159 V 6 0 59lg 71 Fe lg9 mol L Fe 1 0 YFe 0ol LeY l 10 e 1F 1 e l eF0 Y 1mol L 2 IFe 9 123 Fe 232 145 42e4223 593 25 43eY4335 451 H 42232323223VKcc mol L106 2 H 948 lg 59 01 Mn HO 0 948 V 10 5lg 7 Fe lg5 Mn n 1 63 20 9 7 1 5 lg 38284 Mn On MO 323Fe Fe 2362 3 Fe MnO24242323 2324 KK 4 解 98 15 47 59 lg 1 nK 计量点电位 0 3V3 420 7 2 1sp nE 电位突跃范围 即 592 591 n 0 3V2 590 14 0 23 7 应选亚甲蓝指示剂 理论变色点 0 36V 5 解 根据化学计量关系 硫代硫酸钠的物质的量为重铬酸钾物 质的量 6 L 0 12 mol 05 9465 6 2 327723273232 OSNaCrKrOSNaCrKSa VMVnc 6 解 先确定有关化学计量关系 2Cu2 I2 2Na2S2O3 计算胆矾试样含量 93 1058 24 g 5 69 2410 8 210sOHCuSO5HCuS 5CuSNaO5HCuS OH5S2424 4324 243224 mwMcVmn 7 解 本题是返滴定法测定盐酸小檗碱的含量 重铬酸钾与盐酸小檗碱反应化学计量关系为 1 2 滴定度 T 2 cV 重铬酸钾 M 盐酸小檗碱 13 05 mg ml 与盐酸小檗碱反应的 K2Cr2O7 的量为总量减去剩余量 剩余 K2Cr2O7 的一部分 250ml 中取 100ml 用置换碘量法与 Na2S2O3 作用 求算 50 00ml K2Cr2O7 过量的量 2 9810274 0536 1ml6 8 9 OCrK 29 38 ml 01 6251 61025 s72OCrKSNaOCrK OSNarr 72372 327272 wcVVnn 8 解 4 9310528 46 g 5 10 2 8 37201 21 9 OS6NaIKBr 3 OBrPhH3 wxx值值 9 解 1C2O42 2 5 KMnO4 Ca CaC2O4 2 5 KMnO4 设 5 00ml 血液中钙的物质的量为 n mol 有 10 2mg40 8g olol0 1275m0 51 l 275 0 10 251 CaCa Mnml 值 10 解 本题较复杂 只说下简单思路 草酸溶液一部分与二氧化铅作用将其还原 化学计量关系为 1 1 剩余草酸用高锰酸钾滴定 化学计量关系为 5 2 沉淀溶解后消耗高锰酸钾量为全部铅离子的量 第 7 章 沉淀滴定法和重量分析法 1 说明以下测定中 分析结果偏高 偏低还是没影响 为什么 1 在 pH4 或 pH11 时 以铬酸钾指示剂法测定 Cl 2 采用铁铵矾指示剂法测定 Cl 或 Br 未加硝基苯 3 吸附指示剂法测定 Cl 选曙红为指示剂 4 用铬酸钾指示剂法测定 NaCl Na 2SO4 混合液中的 NaCl 答 1 偏高 指示剂变色延迟或 Ag 水解 2 偏低 沉淀转化 消耗过多 SCN 3 偏低 指示剂吸附太强 终点提前 4 偏高 硫酸银难溶 消耗更多 Ag 标准溶液 4 解题思路 该题为沉淀剂用量 首先按照 1 1 化学计量关系计 算 然后沉淀剂过量 50 100 可算出沉淀剂使用量 6 0ml 4 5 L 103 10 5 3 24 5 67 O2HBaClSOHS2al424242 McmV 5 解 根据题意 和沉淀滴定反应的有关化学计量关系 可以得 到两个关系式 l L 0 786 mo 41 21 2102 30 349587 0SCNHAgOSAgNOSCNHAgNaCl4343 4 ccccn 6 解题思路 硝酸银总量减去返滴定所用硫氰酸铵溶液量为试样 氯离子和溴离子的总量 可解得混合物中各自的质量 7 解题思路 分别用返滴定化学计量关系可以计算无机氯和有机 氯的含量 9 解题思路 用换算因素计算比较简单 41 03 14209 1 smFw