第四、五章分析化学答案

第四章 滴定分析概论1. 当加入的标准溶液与待测组分按反应式的化学计量关系恰好反应完全时，反应即达到了化学计量点。滴定度是指每毫升滴定剂相当于待测物质的克数，用TT/A表示；每毫升滴定剂中所含溶质的克数表示的滴定度用TM表示。先用适当的试剂与待测物质反应，使之置换出一种能被定量滴定。2. 用来直接配置标准溶液的物质即称为基准物质。基准物质应具备的条件：1) 物质具有足够的纯度，即杂质含量小于滴定分析所允许的误差限度；2) 物质的组成要与化学式完全符合；3) 物质的性质稳定，加热干燥时不分解，称量时不吸湿，不吸收CO2，不被空气氧化；4) 物质最好具有较大的摩尔质量以减少称量误差。5. 计算下列各物质的量浓度。（1）用0.630g 的H2C2O4 2H2O配制成100.0ml的溶液；（2）用98.0mg的H2SO4配成20.0ml的溶液；（3）用3.00g的NaOH配制成0.100L溶液；（4）用69.0 g的BaCl2配制成2.00L溶液（2） （3） （4） 4. 已知浓盐酸的相对浓度为1.19，其中含HCl为37%，求其浓度为多少？如欲配制1L 0.1mol/L 的HCl溶液，应取这种浓盐酸多少毫升？ 9. 现有0.0968mol/L HCl溶液1000ml, 欲配成0.1000mol/L HCl溶液2000ml,需加入盐酸溶液多少毫升？ 10. 用20.00ml KMnO4溶液恰好能氧化一定重量的KHC2O4 2H2O，同样重量的KHC2O4 2H2O能被0.1000mol/L NaOH溶液22.10ml中和，试求KMnO4溶液的浓度。 2KMnO4 5KHC2O4 5NaOH 第五章 酸碱滴定1.（1） 写出下列碱的共轭酸HCO3-, CH3COO-, H2O, C6H5NH2, NH3, Ac-, S2-解：H2CO3, CH3COOH, H3O+, C6H5NH3+, NH4+, HAc, HS- ( 2 ) 写出下列酸的共轭碱HNO3, H2O, H2PO4-, HCO3-, HC2O4-, H2S, HPO42-解：NO3-, OH-, HPO42-, CO32-, C2O42-, HS-, PO43-2. HA + B = BH+ + A-酸碱的离解、酸碱中和反应都是质子转移的酸碱反应，是两个共轭酸碱对共同作用的结果，酸碱中和反应所生成的盐实质上是酸、碱或两性物质。盐的水解实质也是酸、碱质子转移反应。3. 写出下列酸碱组分在水溶液中的质子平衡式：HNO3 ：H+ = NO3- + OH- HCN ：H+ = CN- + OH- NH3 ：H+ + NH4+ = OH- NH4HCO3 ：H+ +H2CO3 = NH3 + CO32- +OH- NH4Ac ： H+ +HAc = OH- + NH3 Na2HPO4 ： H+ + H2PO4- + 2H3PO4 = OH- + PO43-Na3PO4 ： H+ + HPO42- + 2H2PO4- + 3H3PO4= OH- H2CO3 ： H+ = HCO3- +2 CO32- + OH-H3PO4 ： H+ = H2PO4- + 2HPO42- + 3PO43- +OH-4. 计算：(1) 计算0.10 mol/L NaAc水溶液的pH. (Ka(HAc)=1.810-5)(2) 计算0.10 mol/L NH4Cl水溶液的pH. (Kb(NH3)=1.810-5)(1) 计算 CKb20KW,C/Kb500,用最简式计算。 POH = 5.12 PH = 8.88 (2) 同理 CKa20KW,C/Ka500, 用最简式计算。 H+ = 7.4610-6 PH = 5.125. 酸碱指示剂一般是有机弱酸或有机弱碱，它们的共轭酸式和共轭碱式由于具有不同的结构而呈现不同的颜色。当溶液的pH值改变时，指示剂失去质子，由酸式转变为共轭碱式，或得到质子，由碱式转变为共轭酸式，由于结构上的改变，从而引起溶液颜色的变化。指示剂的变色范围：pH=pKIn1选择指示剂的原则：指示剂的变色终端应落在计量点附近的pH突跃范围内。6. 甲基橙为一有机弱酸，理论变色范围pH2.44.4，而实际变色范围为pH3.14.4。产生这种差异的原因是由于人眼对红色（深色）较之对黄色（浅色）更为敏感的缘故，所以甲基橙的变色范围在pH小的一端就短一些。7. 酸碱在滴定过程中，溶液pH值随滴定剂加入的变化情况,即以加入的滴定剂体积（或滴定百分率）为横坐标，以相应溶液的pH值为纵坐标绘制的曲线称pH滴定曲线。滴定过程中计量点前后(计量点前后0.1相对误差范围内)pH值的突变称为滴定突变。影响滴定曲线的因素：滴定突变范围的大小受酸碱浓度以及离解常数的影响。8. 下列酸碱能否直接用0.10 mol/L NaOH或HCl标准溶液滴定，如能滴定，计算计量点的pH。并说明应选用何种指示剂？（1）0.10 mol/L HCOOH水溶液（Ka=1.810-4）（2）0.10 mol/L NH4Cl水溶液(Kb=1.810-5）（3）0.10 mol/L C6H5COOH水溶液（Ka=6.210-5）（4）0.10 mol/L C6H5COONa水溶液 （5） 0.10 mol/L C6H5OH水溶液(Ka=1.110-10 )（6） 0.10 mol/L C6H5ONa水溶液解：（1）甲酸（HCOOH） Ka = 1.810-4 Ca Ka 10-8，能被准确滴定 计量点产物：HCOO 一元弱碱 CbKb 20KW , Cb / Kb 500 可选酚酞或苯酚红为指示剂 （2）Kb=1.810-5 CaKa =5.5610-1010-8所以不能被准确滴定 （3）C6H5COOH Ka = 6.210-5 Ca=0.1mol/L Ca Ka 10-8，能被准确滴定 计量点产物：C6H5COO 一元弱碱 CbKb 20KW , Cb / Kb 500 可选酚酞或百里酚红为指示剂 （4） CaKa =1.610-1110-8 所以不能被准确滴定 （5） Ka=1.110-10 CaKa =1.110-1110-8 所以不能被准确滴定(6) C6H5ONa Ka = 1.110-10 Cb=0.10mol/L Cb Kb 10-8，能被准确滴定 计量点产物：C6H5OH 一元弱酸 CaKa 20KW , Ca / Ka 500 可选甲基红为指示剂9. 下列酸碱水溶液能否进行分步滴定或分别滴定？（1）H3PO4 C=0.10mol/L Ka1=7.610-3 Ka2 =6.310-8 Ka3=4.410-13 C Ka110-8 Ka1/ Ka2104 C Ka210-8 Ka2/ Ka3104 所以，H3PO4可以被分步滴定，有两个滴定突跃。第一计量点，产物H2PO4-， pH=-lg(2.1910-5)=4.66, 选择甲基红为指示剂。第二计量点，产物HPO42-pH=-lg(1.6610-10)=9.78，选择酚酞为指示剂。 （2）H2C2O4 C=0.10mol/L Ka1=5.910-2 Ka2 =6.410-3 C Ka110-8 C Ka2 10-8 ，Ka1/ Ka2104所以，H2C2O4不能被分步滴定,两个H+都能被准确滴定，只有一个滴定突跃。计量点时产物C2O42-,pOH=-lg(2.310-6)=5.64, pH=14-5.64=8.36，选择酚酞为指示剂。 10. 有一含有Na2CO3的NaOH药品1.179g, 用0.3000 mol/L 的HCl溶液滴定至酚酞终点，耗去酸48.16ml, 继续滴定至甲基橙终点，又耗去酸24.08ml, 试计算Na2CO3和NaOH的质量分数。 解：Na2CO3 0.3mol/L HCl NaHCO3 NaCl NaOH 48.16ml NaCl 24.08ml Na2CO3% NaOH% = 11. 某一含有Na2CO3、NaHCO3及杂质的试样0.6020g(杂质不与酸反应), 用0.2120mol/L HCl溶液滴定，用酚酞做指示剂，变色时用去HCl溶液20.50ml,继续滴定至甲基橙变色，用去25.88ml, 求试样中各成分的百分含量。（M Na2CO3=105.99, M NaHCO3=84.01）解：Na2CO3 0.2120mol/L HCl NaHCO3 NaCl NaHCO3 20.50ml NaCl 25.88ml Na2CO3% = NaHCO3% = 12. 用基准物硼砂（Na2B4O7 10H2O）标定HCl溶液的浓度。称取硼砂0.5722g,溶解于水后加入甲基橙指示剂，以HCl溶液滴定，消耗HCl 25.30ml,计算HCl溶液的浓度。（M Na2B4O7 10H2O=381.37） 14. 称取0.2500g 不纯的CaCO3试样，溶解于25.00ml HCl溶液（0.2480mol/L）中，过量的酸用6.80ml NaOH溶液（0.2450mol/L）回滴，求试样中CaCO3的百分含量？（M CaCO3=381.37）CaCO3 2HCl2NaOH 15.准确称取某草酸试样1.500g, 加水溶解并定容至250.00ml，取25.00ml,以0.1000mol/L NaOH 23.50ml 滴定酚酞指示剂显微红色，计算H2C2O4 2H2O的百分含量。（M H2C2O4 2H2O=126.06）18. 何谓溶剂的拉平效应和区分效应？在下列何种溶剂中，醋酸、苯甲酸、盐酸、高氯酸的强度都相同？（1）纯水；（2）浓硫酸；（3）液氨；（4）甲基异丁酮；（5）乙醇。 解：不论酸的固有酸常数有多大区别，但溶于水后其固有酸强度的差异已不能表现出来，都被拉到H3O+的强度水平，结果使它们的酸强度均相等，溶剂的这种作用称为拉平效应。将四种酸溶于某种弱酸中，由于该弱酸的碱性比水弱，这四种酸在其中的质子转移反应不完全，并且在程度上有差别，该弱酸的这种作用称为区分效应。 在(3)液氨中酸强度相同。20.指出下列溶剂中，何者为质子性溶剂？何者为非质子性溶剂？若为质子性溶剂，是酸性溶剂还是碱性溶剂？若为非质子性溶剂，是惰性溶剂还是显碱性的非质子性溶剂？（1）甲基异丁基酮：非质子性溶剂；碱性溶剂（2） 苯：非质子性溶剂；惰性溶剂（3） 水：质子性溶剂；两性溶剂（4） 冰醋酸：质子性溶剂；酸性溶剂（5） 乙二胺：质子性溶剂；碱性溶剂（6） 二氧六环：非质子性溶剂；惰性溶剂（7） 乙醚：非质子性溶剂；碱性溶剂（8） 异丁醇：质子性溶剂；两性溶剂（9） 丁胺：质子性溶剂；碱性溶剂（10） 丙酮：非质子性溶剂；碱性溶剂27. 精密称取盐酸麻黄碱试样0.1498g,加冰醋酸10ml溶解后，加入醋酸汞4ml与结晶紫指示剂1滴，用0.1003mol/L的HClO4的标准溶液8.02ml滴定到终点，空白消耗标准溶液0.65ml,计算此试样中盐酸麻黄碱的百分含量。解：C10H15NOHClHClO4