fname=分析化学(第四版)思考题答案(DOC).pdf
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1、第一章思考题1-1 为了探讨某江河地段底泥中工业污染的聚集情况,某单位于不同地段采集足够量的原始平均试样,混匀后,取部分试样送交分析部门。分析人员称取一定量试样,经处理后,用不同方法测定其中有害化学成分的含量。试问这样做对不对?为什么?答:不对。按该法测出的结果是整个河道有害化学成分的含量,不能反映污染物聚集情况,即分布情况,应将试样分河段进行分析。1- 2 答:不对。因为镍币表层和内层的铜和银含量不同。只溶解表层部分镍币制备试液,测其含量,所得结果不能代表整个镍币中的铜和银含量。1- 3 怎样溶解下列试样:锡青铜,高钨钢,纯铝,银币,玻璃(不测硅)。答:锡青铜:可用硝酸溶解;高钨钢:可用高氯
2、酸溶解(可将w 氧化为 HWO;纯铝:可用 HCI 或 NaOH 溶解;玻璃:可用HF 溶解。1- 4 下列试样宜采用什么熔剂和坩埚进行熔融:铬铁矿,金红石( Ti02), 锡石( SnO), 陶瓷。答: 参见:中南矿冶学院分析化学教研室. 分析化学手册. 北京:科学出版社,1982 铬铁矿:用 Na02熔剂,刚玉坩埚熔融;金红石(Ti02): 用 KHSO 容剂,瓷坩埚熔融;锡石(SnO): 用 NaOH 熔剂(铁坩埚)或NaO2熔剂,刚玉坩埚熔融;陶瓷:用NQCO熔剂,刚玉坩埚熔融。1- 5 欲测定锌合金中Fe, Ni,Mg 的含量,应采用什么溶剂溶解试样?答:用 NaOH 溶解。可将 F
3、e, Ni, Mg 形成氢氧化物沉淀,可与锌基体分离,但溶解速度较慢。1- 6 欲测定硅酸盐中SiO2的含量;硅酸盐中Fe, Al,Ca, Mg Ti 的含量。应分别选用什么方法分解试样?答:测定硅酸盐中 SiO2的含量,用 KOH 熔融分解试样; 测定硅酸盐中 Fe, Al, Ca, Mg, Ti 的含量,用 HF-HClOMSO 混酸作溶剂分解试样。1- 7 分解无机试样和有机试样的主要区别在哪些?答:分解无机试样通常采用溶解法和熔融法,将试样的组分溶解到溶剂中。对于有机试样来说,通常采用干式灰化法或湿式消化法。前者是将试样置于马弗炉中加高温分解,有机物燃烧后留下的机残渣以酸提取后制备成分
4、析试液。湿式消化法使用硝酸和硫酸混合物作为溶剂与试样一同加热煮解,对于含有易形成挥发性化合物(如氮、砷、汞等)的试样,一般采用蒸馏法分解。1- 8 误差的正确正义是(选择一个正确答案):a. 某一测量值与其算术平均值之差b. 含有误差之值与真值之差c. 测量值与其真值之差d. 错误值与其真值之差答: c 。1- 9 误差的绝对值与绝对误差是否相同?答:不相同。误差的绝对值是|Ea|或|Er|,绝对误差是巳。1- 10 常量滴定管可估计到土O.OImL , 若要求滴定的相对误差小于0.1%,在滴定时,耗用体积应控制为多少?答:常量滴定管读数可准确到土O.OImL , 每次滴定需读数 2 次,则读
5、数误差可达0.02mL , 故要求相对误差v 0.1%,滴定时的体积应大于20mL 但要小于滴定管的容量。计算为:设溶液的体积最少为x,贝U 0.1%=0.02/x X 100% 故 x=0.02/0.1 X 100=20(mL) 1- 11 微量分析天平可称准至土0.001mg, 要使称量误差不大于0.1%,至少应称取多少试样?答:微量分析天平可称准到土0.001mg, 每个试样需称量 2 次( 用递减称量法 ),则称量 误差可达0.002mg, 故要求称量误差v 0.1%,则称量试样的质量应多于2.000mg 。计算为:设试样的质量最少为 x, 贝U 0.1%=0.002/x X 100%
6、 故 x=0.002/0.1 X 100=2(mg)1- 12 下列情况各引起什么误差?如果是系统误差,应如何消除?a. 砝码腐蚀b. 称量时,试样吸收了空气中的水分c. 天平零点稍有变动d. 读取滴定管读数时,最后一位数字估测不准e. 以含量为 98%勺金属锌作为基准物质标定EDTA 容液的浓度f. 试剂中含有微量待测组分g. 重量法测定SiO2 时,试液中硅酸沉淀不完全h. 天平两臂不等长答:a. 会引起仪器误差,是系统误差,应校正法码。b. 会引起操作误差,应重新测定,注意防止试样吸湿。c. 可引起偶然误差,适当增加测定次数以减小误差。d. 可引起偶然误差,适当增加测定次数以减小误差。e
7、. 会引起试剂误差,是系统误差,应做对照实验。f. 会引起试剂误差,是系统误差,应做空白实验。g. 会引起方法误差,是系统误差,用其它方法做对照实验。h. 会引起仪器误差,是系统误差,应校正天平。1- 13 下列数值各有几位有效数字?-3 3 0.72, 36.080, 4.4 X10-3, 6.023 X1023, 100 ,998,1000.00, 1.0 X103, pH=5.2 时的H+。答:有效数字的位数分别是:0.072 2 位;36.080 5 位;6.023 X 1023 4 位;3100有效数字位数不确定; 998 3 位;1000.00 6 位;1.0 X 10 2 位;p
8、H=5.2 时的H+1 位。1-14 某人用差示光度分析法分析药物含量,称取此药物试样0.0520g ,最后计算此药物质量分数为96.24% 。问该结果是否合理?为什么?答: 该结果不合理。因为试样质量只有3 位有效数字,而结果却报出4 位有效数字,结果的第 3 位数字已是可疑数字。最后计算此药物的质量分数应改为96.2%。1-15 将 0.0089g BaSO4换算为 Ba。问计算时下列换算因数中,选择哪一个较为恰当:0.5959 ,0.588, 0.5884 。答:应选用0.588。质量虽然只有2 位有效数字,但是首位数字接近9,换算因数的有效数字位数可以选择3 位1-16 用加热法驱除水
9、分以测定CaSG/2H2O 中结晶水的含量。称取试样0.2000g ,已知 天平称量误差为土0.1mg 。试问分析结果应以几位有效数字报出?答:通过计算可知, 0.2000g 试样中含水 0.0124g ,只能取 3 位有效数字,故结果应以3 位有效数字报出。1-17 答:需称取&C2O: 0.02000 X 0.5000 X 294.18=2.9418g 2.9418 X 0.1%=0.00294g , 称量准确到第 3 位小数,即称取 2.942g ,便能保证称量质量有 4 位有效数字。1-18 标定碱标准溶液时, 邻苯二甲酸氢钾 ( KHC8H4O4, M=204.23g.mol -1)
10、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。1-19 用基准 NaCO 标定 HCI 溶液时,下列情况会对HCI 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HCI 来不及流下来就读取滴定体积b. 称取 NaCO 时,实际质量为 0.0834g ,记录时误记为0.1824g c. 在将 HCI 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 NaCO 用蒸馏水溶解时,多加
11、了50mL 蒸馏水e. 滴定开始之前,忘记调节零点,HCI 溶液的液面高于零点f. 滴定管活塞漏出HCI 溶液g. 称取 Na2CO3 时,撇在天平盘上h. 配制 HCI 溶液时没有混匀答:使用 NaCO 标定 HCI 的浓度时, HCI 的浓度计算公式为: CHCl=2nNa2CcZ(M N32COVHCI)。a. 由于VHCI偏高, CHCI偏低;b.由于mia2CO偏低,CHCI偏低;c.由于 VHCI偏高, CHCI偏低;d.无影响;e.因为VHC偏低, CHCI偏高;f.因为 VHc偏高,CHCI偏低; g. 由于 NaCO 易吸湿,应用减量法称量。称取NaCO 时,在天平盘上, N
12、aCO 会吸湿,使ma2CO偏低,最终导致CHCI偏低;h.溶液没有混匀时,很可能的情况是上层较稀,因此CHCI偏低的可能性较大。1-20 假设用 HCI 标准溶液滴定不纯的NQCO试样,若出现 19 题中所述的情况,将会对分析结果产生何种影响?答:此题是用 HCI 测定 NaCO 的含量,3 Na2CO=CHClVHcMa2Cq3mNa2CO3除了出现 d 的情况相同 外,其它情况时对3 Na2CO的影响与 19 题相反。1-21 答:用 HGQ.2H2O 标定 NaOH 溶液的计算公式为: CNanhCZOHM H2C2O4.2H2VNaOH) o 若将未密封 HC2Q2H2O 基准物质长
13、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 NaOHS 液的浓度时,消耗NaOH 溶液的体积偏高。根据计算公式可知,最终使结果偏低。-1 1-22 有 6.00g NaHPO 及 8.197g NaPO 的混合物,加入少量水溶解,加入2.500moI.L HCI 40.0mLo问所得溶液为酸性,中性,还是碱性?答: nNa3PO=4 8.197/163.94=0.0500noI , nHCI=0.040X 2.500=0.10noI , nHCI=2nNa3PO,4 HCI 与Na3PO4 反应生成了NaHPO , 溶液显酸性。第二章思考题+ - 2-2- 1 在硫酸溶液中, 离子
14、活度系数的大小次序为:丫H Y HSO4 丫SO4,试加以说明。答:可由德拜 -休克尔公式解释。H+, HSO, SQ2-的水化离子的有效半径值分别为:900, 400, 400, H 和 HSO 的电荷相同 , 故丫H+ 值相同 ,但 SQ2-的电荷比 HSO 高,故2- 2 于草酸溶液中加入大量强电解质,草酸的浓度常数Ka1C和 Ka2C之间的差别是增大还是减少?对其活度常数Kai0和 Ka20的影响又是怎样?答:浓度常数 KaC受溶液的离子强度的影响,而活度常数Ka0不受离子强度的影响。对于草酸来说,=一,爲=也远殆鏡72_HC2O4 + 0 05X 去石-2X0.05X I2山+ 0.
15、1VF因此,随着电解质加入,离子强度I 增大,KaiC/Ka2会增大,即两者差别增大。主要是第二级解离出二价的 QQ2-受影响较大。2- 3 写出下列酸碱组分的质子条件。-1 -1 a. c i(mol.L )NH3+C2(mol.L )NaOH b. c 1(mol.L -1)HAc+C2(mol.L -1)HaBQ c. c 1(mol.L -1)H3PO+C2(mol.L -1)HCOOH 答:a. NH4+H +C2=OH + - - -b. H =OH +Ac +B (OH)4 c. H +=3PO43-+2HPO42-+H 2PO+HCOO 2- 4 在下列各组酸碱物质中,哪些属于
16、共轭酸碱对?2-a. H sPQNazHPO b. H 2SO-SQ c. H 2COCQ2-d. NH3+CHCOOH-NBHCOO + ? + 1 HC2O4-e. H 2Ac-Ac f. (CH 2) 6NH- (CH2)6N 答:只有 f 是共轭酸碱对,其余的都不是。2- 5 判断下列情况对测定结果的影响:a. 标定 NaOHS 液时,邻苯二甲酸氢钾中混有邻苯二甲酸;b. 用吸收了二氧化碳的NaOH 溶液滴定 HPO 至第一化学计量点情况怎样?若滴定至第二化学计量点时,情况又怎样?c. 已知某 NaOH 溶液吸收了二氧化碳,约有 0.4%的 NaOH 专变成 NaCO。用此 NaOH
17、溶液 测定 HAc 的含量时,会对结果产生多大的影响?答:a. 使 NaOH 肖耗的体积增大, NaOH 浓度偏低。b. NaOH 吸收 CO 后成为 NaCO 。在第一化学计量点时, pH=4.7 ,生成 NaHPO 和 HCO, 转 化的 NaCO 全部反应,故不影响测定结果。第二化学计量点时, pH=9.7 ,生成 NaHPO 和 NaHCQ 转化的 NaCO 只部分反应,需消耗更多的 NaOH 溶液,测定结果会偏高。c. 测定 HAc 时,以酚酞指示终点,此时吸收CO 生成的 NaCO 生成了 NaHCQ 而 NaOH 吸 收ImolCO 消耗 2molNaOH 故需多消耗 1/2 X
18、0.4%=0.2% 勺 NaOH 溶液,结果偏高 0.2%。2- 6 与大气平衡的 H2O 的 pH 是等于,大于还是小于7.0 ? 答:与大气平衡的HO 是指水的蒸气压与大气压相等,此时水的温度为过程是吸热过程,故水的解离度增其H+也增大,故 pH 7.0 。2- 7 有人试图用酸碱滴定法来测定NaAc 的含量,先加入一定量过量标准HCI 溶液,然后用NaOH 标准溶液返滴定过量的HCI。上述设计是否正确?试述其理由。答:不正确。因加入过量的HCI 后,溶液为 HCI 和 HAc 的混合液。应按滴定混合酸方法滴定HCI 和 HAc 才能得到正确的结果。2- 8 用 HCI 中和 NaCO 溶
19、液分别至 pH=10.50 和 pH=6.00 时,溶液中各有哪些组分?其中主要组分是什么?当中和至pH4.0 时,主要组分是什么?答:HCO 的 pKa1=6.38,pKa2=10.25 ,根据各形式的分布分数S与 pH 的关系,当 pH=10.50 时,主要存在的是 C&-和少量的 HCO; 当 pH=6.00 时,主要存在的是 HCO 和少量的 HCO; 当 pHV1, V 10 d. V 1=0; V20 b. Na 2CO3+NaHC3O c.Na2CO3 2- 12 设计测定下列混合物中各组分含量的方法,并简述其理由。a. HCI+H 3BO3 b. H 2SO4+H3PO4 c.
20、 HCI+NH4CI d. Na 3PO4+Na2HPO4 e. Na 3PO4+NaOH f. NaHSO4+NaH2PO4 答:a. HCI+H 3BO: 因为 HBO 的酸性很弱, K,=5.8 x 10-10,可加入甘油或甘露醇,使其与硼酸根生成稳定的络合物,从而增加硼酸在水溶液中的解离,使硼酸转变为中强酸,从而用 NaOH 滴定。取混合液一份,以甲基红为指示剂,用NaOH 滴定至橙色,消耗NaOH 体积为 V。HCI 滴 定为NaCI, HBO 未被滴定。以 V 计算 HCI 的含量。在上溶液中加入甘油,反应后,加入酚酞作指示剂,用NaOH 滴定至浅红,消耗NaOH 体积为 V2。以
21、 V2计算 HBO 的含量。b. SQ+HPQ : 因为 H3PQ 被 NaOH 滴定为 NaHPQ 的第一化学计量点的pH=4.7 ,此时是甲基橙变色,设消耗的NaOHfe V1;再加入百里酚酞指示剂,用NaOH 滴定至浅蓝色, NaHPQ 被 滴定为NQHPO,设消耗的NaOHfe V2o HPO 消耗 NaOHfe 2V2mL HSO 消耗 NaOHfe(VV2)mL。+ -10 c. HCI+NH4CI : 因为 NH 的酸性很弱, Ka=5.6 x 10-,需要加入甲醛,生成质子化的六亚甲基四胺和才能用 NaOH 滴定。取混合液一份,以甲基红为指示剂,用NaOH 滴定至橙色,设消耗N
22、aOH 体积为 V1o HCI 滴定为 NaCI, NHCI 未被滴定。以V计算 HCI 的含量。在上溶液中加入甲醛,反应后,加入酚酞作指示剂,用NaOH 滴定至浅红,设消耗NaOH体积为 Mo 以 V2计算 NHCI 的含量。d. NasPO+NaHPO 因为 NaHPQ 的碱性很弱,不能直接被滴定,要在溶液中加入CaCb生 成CQ(PQ)2沉淀,将 H 释放出来,就可用HCI 滴定了。取混合液一份,以百里酚酞为指示剂,用HCI 滴定至无色,设消耗HCI 体积为 V1o Na3PO4 滴定为 NaHPQ, 原有的 N&HPO 未被滴定。以 V 计算 NaPO 的含量。另取一份溶液,加入CaC
23、b,反应后,加入酚酞作指示剂,用NaOH 滴定至浅红,设消耗NaOH体积为 V2。以(V2-V1)计算 NaHPQ 的含量。e. NasPO+NaOH 用 HCI 标准溶液只能将NaPO 滴定至 NaHPQ , 再滴定为 N&HPQ 取混合液一份,以百里酚酞为指示剂,用HCI 滴定至无色,设消耗HCI 体积为 V1o NaOH 全部被滴定,Na3PO4 滴定为 NaH2PO4。a. V 1V2, V 20 c. V 1=V2 e. V 10, V 2=0 答: a. NaOH+Na2CO3 d. NaHCO3 e. NaOH 在上溶液中加入甲基橙作指示剂,用 HCI 滴定至红色,设消耗 HCI
24、 体积为 V2。 以 V2计算NQHPO的含量。 NaOH 肖耗 HCI 体积为 (V1-V2)。f. NaHSO+NaHPQ: 因为 HSO 的酸性较强,可用甲基橙为指示剂,以NaOH 滴定,此时 NaHPO 不被滴定,再在上溶液中以百里酚酞为指示剂,用NaOH 滴定 NaHPQ 为 NaHPQ取混合液一份, 以甲基橙为指示剂, 用 NaOH 滴定至黄色。仅有 NaHSO 被滴定,设消耗 NaOH体积为 V。以 M 计算 NaHSO 勺含量。在上溶液中加入百里酚酞作指示剂,用NaOH 滴定至浅蓝色,设消耗NaOH 体积为匕。以V2计算 NaHPO 的含量。第三章思考题3- 1 根据金属离子形
25、成络合物的性质,说明下列络合物中哪些是有色的?哪些是无色的?Cif+乙二胺, Zn2+乙二胺, TiOY2-, TiY -, FeY2-, FeY-答:CiT乙二胺:有色; Zn2+乙二胺:无色; TiOf: 无色;TiY -: 无色;FeY2-: 有 色;FeY-:有色。3- 2 HQ 能与 TiOY 形成三元络合物 TiO(H2Q)Y,试问它使 TiOY 的条件稳定常数加大了还是减少了?为什么?答: KriOY =KriOY a TiOy/( a Ti a Y), H2Q 对a Ti、a Y影响不大;a TiOY=TiOY /TiOY ,因 TiO(H2Q)Y 的形成,使 TiOY 的浓度
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