(2022年整理)分析化学第三版课后习题答案..pdf
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1、第 1 页 共 38 页- 1 - 1 1 第三章思考题与习题1指出在下列情况下, 各会引起哪种误差?如果是系统误差,应该采用什么方法减免?答: (1)系统误差中的仪器误差。减免的方法:校准仪器或更换仪器。(2) 系统误差中的仪器误差。减免的方法:校准仪器或更换仪器。(3) 系统误差中的仪器误差。减免的方法:校准仪器或更换仪器。(4) 系统误差中的试剂误差。减免的方法:做空白实验。(5)随机误差。(6) 系统误差中的操作误差。减免的方法:多读几次取平均值。(7)过失误差。(8) 系统误差中的试剂误差。减免的方法:做空白实验。2 解:因分析天平的称量误差为mg2.0。故读数的绝对误差ga0002
2、.0根据%100ar可得%2.0%1001000.00002.01 .0gggr%02.0%1000000.10002.01gggr这说明,两物体称量的绝对误差相等,但他们的相对误差并不相同。也就是说,当被测定的量较大时,相对误差就比较小,测定的准确程度也就比较高。3 解:因滴定管的读数误差为mL02.0,故读数的绝对误差mLa02.0根据%100ar可得%1%100202.02mLmLmLr%1 . 0%1002002.020mLmLmLr这说明,量取两溶液的绝对误差相等,但他们的相对误差并不相同。也就是说,当被测定的量较大时,测量的相对误差较小,测定的准确程度也就较高。5 答: :0.36
3、 应以两位有效数字报出。6 答: :应以四位有效数字报出。7 答: :应以四位有效数字报出。8 答: :甲的报告合理。 因为在称样时取了两位有效数字,所以计算结果应和称样时相同,都取两位有效数字。9解:根据方程2NaOH+H2C2O4H2O=Na2C2O4+4H2O可知,需 H2C2O4H2O的质量 m1为:gm13.007.1262020.01. 01相对误差为%15.0%10013.00002.01ggr则 相 对 误 差 大 于0.1% , 不 能 用H2C2O4H2O标定 0.1mol L-1的 NaOH ,可以选用相对分子质量大的作为基准物来标定。若改用 KHC8H4O4为基准物时,
4、则有: KHC8H4O4+ NaOH= KNaC8H4O4+H2O 需KHC8H4O4的 质 量 为m2, 则gm41.022.2042020.01. 02%049.0%10041.00002.02ggr相对误差小于0.1% ,可以用于标定NaOH 。10 答:乙的准确度和精密度都高。因为从两人的数据可知,他们是用分析天平取样。所以有效数字应取四位,而甲只取了两位。因第 2 页 共 38 页- 2 - 2 2 此从表面上看甲的精密度高,但从分析结果的精密度考虑,应该是乙的实验结果的准确度和精密度都高。11当置信度为0.95 时,测得 Al2O3的置信 区 间 为 ( 35.21 0.10 )
5、%, 其 意 义 是( D )12. 衡量样本平均值的离散程度时,应采用( D ) 13 解:根据%1001xSSr得%100%68.30%5.0S则S=0.1534% 当正确结果为15.34%时,%0 .1%100%34.15%1534.0%1002xSSr 14 解:(1)%83.243%69.24%93.24%87.24x(2)24.87% (3)%23.0%06.25%83.24Txa(4)%92.0%100TEEar 15 解:(1)%43.675%407.67%43.67%47.67%37.67%48.67x%04.05%03.0%04. 0%06.0%05. 0|1idnd(2)
6、%06.0%100%43.67%04.0%100 xddr(3)15%03.0(%)04.0(%)06.0(%)05.0(12222ndSi(4)%07. 0%100%43.67%05.0%100 xSSr(5)Xm=X大-X小=67.48%-67.37%=0.11% 16解:甲:%15.393%18.39%15.39%12.391nxx%04.0%19.39%15.391Txa%03.013%)03.0(%)03.0(12221ndSixSSr11%08. 0%100%15.39%03.0%100乙:%24.393%28.39%24.39%19.392x%05.0%19.39%24.392x
7、a%05.013%)04.0(%)05.0(12222ndSi%13.0%100%24.39%05.0%100222xSSr由上面 |Ea1|Ea2| 可知甲的准确度比乙高。 S1S2Sr1Q0.90,4 , 故1.83 这一数据应弃去。(2)6 .053.183.165.183.111xxxxQnnn查表 3-3 得 Q0.90,5=0.64, 因 QQ0.90,5, 故1.83 这一数据不应弃去。 24 解:(1) 1038.041056.01034.01032.01029. 0 x0011.0140018.00004.00006.00009.0122222ndsi82.00011.010
8、29.01038.011sxxG64.10011.01038.01056.041sxxG查表3-4得, G0.95,4=1.46 , G1G0.95,4故 0.1056 这一数据应舍去。 (2) 1032.031034.01032.01029. 0 x00025.0130002.00003.01222ndsi当 P=0.90 时,92.22,90.0t因此0004.01032.0300025.092.21032.0,1nstxfp当 P=0.95 时,30.42,90.0t因此1032.0300025.030.41032.0,1nstxfp由两次置信度高低可知,置信度越大,置信区间越大。 25
9、解:根据4%05.0|%46.54%26.54|sTxt查 表3-2得t0.90,3=3.18 , 因tt0.95,3,说明平均值与标准值之间存在显著性差异。 26. 某药厂生产铁剂, 要求每克药剂中含铁48.00mg. 对一批药品测定5 次,结果为(mg g-1) :47.44 ,48.15 ,47.90 ,47.93和 48.03 。问这批产品含铁量是否合格(P=0.95)?解:89.47503.4893.4790.4715.4844.47nxx27.015)14. 0()04.0()01.0()26.0()45.0(22222s41.027. 0|00.4889.47|sTxt查表 3-
10、2, t0.95,4 =2.78 , tt0.95,4说明这批产品含铁量合格。 27解 : n1=4 1017.01x41109 .3s n2=5 1020.02x42104 .2s64. 2)104. 2()109. 3(442221ssF第 5 页 共 38 页- 5 - 5 5 查表3-5, fs大=3, fs小=4 , F表=6.59 , F F表说明此时未表现s1与 s2有显著性差异(P=0.90)因此求得合并标准差为442421222121101.3)15()14()15)(104.2()14()109 .3()1()1()1()1(nnnsnss44.15454101.3|102
11、0.01017.0|4212121nnnnsxxt查表 3-2 , 当 P = 0.90, f = n1 + n22 = 7 时, t 0.90 , 7 = 1.90 , t t0.90 , 7 故以0.90 的置信度认为1x与2x无显著性差异。 28 解:(1) 7.99360.9967-5.02=7.9940.9967-5.02=8.02-5.02=3.00 (2) 0.0325 5.103 60.06 139.8=0.0325 5.10 60.1 140=0.0712 (3) ( 1.276 4.17 ) +1.7 10-4-(0.0021764 0.0121 )=(1.28 4.17
12、)+1.7 10-4-(0.00218 0.0121 )= 5.34+0+0 =5.34 (4) pH=1.05 ,H+=8.9 10-229 解:(1) %74.606%84.60%56.60%78.60%70.60%81.60%72.60 x%10.016%1.0%18. 0%04.0%04.0%07.0%02.012222222ndsi8.1%10.0%56.60%74.6011sxxG0.1%10.0%74.60%84.6062sxxG查表3-4得 , G0.95,6=1.82 , G1G0.95 , 6 , G2G0.95 , 6 , 故无舍去的测定值。(2)1. 0%10.0|%7
13、5.60%74.60|sTxt查表 3-2 得, t0.95,5=2.57 , 因 t10-8(2) Ka2=3.9 10-6,CspKa2=0.1 3.9 10-6=3.9 10-710-8 (3) Ka2=2.5 10-10,CspKa2=0.1 2.5 10-10=2.5 10-1110-8(5) Ka2=5.6 10-11, Kb1=Kw/Ka2=1.0 第 10 页 共 38 页- 10 - 10 10 10-14/5.6 10-11=1.8 10-4, CspKb1=0.1 1.8 10-4=1.8 10-510-8(6) Kb=1.4 10-9,CspKb=0.1 1.4 10-
14、9=1.4 10-1010-8(8) Kb=4.2 10-4,CspKb=0.1 4.2 10-4=4.2 10-510-8根据 CspKa10-8可直接滴定, 查表计算只(3) 、(6)不能直接准确滴定,其余可直接滴定。9 解:因为CspKa10-8,Ka=Kt?Kw,故: CspKt106 10 答:用强酸或强碱作滴定剂时,其滴定反应为:H+OH-=H2O Kc=1OHH=WK1=1.0 1014 (25) 此类滴定反应的平衡常数Kt相当大,反应进行的十分完全。但酸(碱)标准溶液的浓度太浓时, 滴定终点时过量的体积一定,因而误差增大;若太稀,终点时指示剂变色不明显,故滴定的体积也会增大,致
15、使误差增大。故酸(碱)标准溶液的浓度均不宜太浓或太稀。11 答:根据 CspKa(Kb) 10-8,p Csp+pKa(Kb)8 及 Ka1/ Ka2105,p Ka1-p Ka25 可直接计算得知是否可进行滴定。( 1 ) H3AsO4Ka1=6.3 10-3, pKa1=2.20 ; Ka2=1.0 10-7, pKa2=7.00; Ka3=3.2 10-12, pKa3=11.50. 故可直接滴定一级和二级,三级不能滴定。pHsp=(pKa1+pKa2)=4.60 溴 甲 酚绿;pHsp=(pKa2+pKa3)=9.25 酚酞。(2) H2C2O4 pKa1=1.22 ; pKa2=4.
16、19 pHsp=14-pcKb1/2)=14+(lg0.1/3-14+4.19)=8.36 pKa1-pKa2=2.03 故可直接滴定一、二级氢,酚酞,由无色变为红色;( 3 ) 0.40 mol L-1乙 二 胺pKb1=4.07 ; pKb2=7.15 cKb2=0.4 7.1 10-810-8pHsp=pcKa1/2=(lg0.4/3+14-7.15)/2=2.99 故可同时滴定一、二级,甲基黄,由红色变为黄色;(4) NaOH+(CH2)6N4 pKb=8.85 pHsp=14-pcKb/2=14+(lg0.1/2-8.85)/2=8.92 故可直接滴定NaOH ,酚酞,有无色变为红色
17、;(5)邻苯二甲酸pKa1=2.95 ; pKa2=5.41 pHsp=pKW-pcKb1/2=14+lg0.05-(14-5.41)/2=8.90 故可直接滴定一、二级氢,酚酞,由无色变为红色;(6)联氨pKb1=5.52 ; pKb2=14.12 pHsp=pcKa2/2=(-lg0.1/2+14-5.52)/2=6.22 故可直接滴定一级,甲基红,由黄色变为红色;(7)H2SO4+H3PO4 pHsp=(pcKa1Ka2/(c+Ka1)/2=甲基红,由黄色变为红色pHsp=(p(Ka2(cKa3+Kaw)/c/2=9.66 故 可 直 接 滴 定 到 磷 酸 二 氢盐、磷酸一氢盐,酚酞,
18、由无色变为红色;(8)乙胺 +吡啶pKb=3.25 pKb=8.77 pHsp= pcKa/2=(-lg0.1/2+14-3.25)/2=6.03 故可直接滴定乙胺,甲基红,由红色变为黄色。12 解:C1=0.10mol ?L-1, Ka2=1.8 10-5,所以(1)不能以甲基橙为指示剂准确滴定HCl (2)因为甲基橙的变色范围为3.1 4.4 第 11 页 共 38 页- 11 - 11 11 所以 当 pH=4.0 时为变色转折点 pH=pKa+lgHAA 4.0=4.74+lg%1 .0%xx x%=15% 13 解: (1)能。因为 H2SO4的第二步电离常数 pKa2=2.00 ,
19、而 NH4+的电离常数pKa=9.26,所以能完全准确滴定其中的H2SO4 ,可以采用甲基橙或酚酞作指示剂。 (2)可以用蒸馏法, 即向混合溶液中加入过量的浓碱溶液, 加热使 NH3逸出,并用过量的H3BO3溶液吸收,然后用 HCl 标准溶液滴定H3BO3吸收液:OHNHOHNH234 NH3 + H3BO3= NH4+ H2BO3- H+ H2BO3-= H3BO3终点的产物是H3BO3和 NH4+(混合弱酸),pH5 ,可用甲基橙作指示剂,按下式计算含量:424424)()()(2)(SONHHClSONHcVcVw14 答: (1)使测定值偏小。(2)使第一计量点测定值不影响,第二计量点
20、偏大。15 答: (1)还需加入HCl 为; 20.00 4=5.00mL ( 2 ) 还 需 加 入HCl 为 : 20.00 2=40.00mL (3)由 NaHCO3组成。16 答: (1)物质的量之比分别为:12、16、12。(2) 物质的量之比分别为: 12、 1、。17酸碱滴定法选择指示剂时可以不考虑的因素: D 18 解: (1)pH=7-lg2=6.62 (2)2100 .102.08)100. 102.0()100 .102.0(2222H =5.123210pH=lgH+=1.59 (3)H+=WaKCK=614101048.7100. 1106 .510. 0 pH=-l
21、gH+=5.13 (4)H+=aCK=34101. 21084. 1025. 0 pH=-lgH+=2.69(5)H+=aCK=71041068. 2102. 7100. 1 pH=-lgH+=6.54 (6)OH-=bCK5101441074.3102.7100 .1100. 1 pOH=4.51 pH=9.49 (7)OH-=bCK591018. 1104 .11. 0 pOH=4.93 pH=9.07 (8)H+=10)()()(1035. 6)(4HCNWNHHCNaKaCKCKaK pH=9.20 (9)第 12 页 共 38 页- 12 - 12 12 H+=21aaKK=1215
22、81027.8012 .1107 .5 pOH=9.20 pH=4.8 (10)OH-=bCK91. 0102.1/100.11 .01514 pOH=0.04 pH=13.96 (11)H+=2311012. 2105 .41 . 0aCK pH=1.67 19计算0.010 mol L-1H3PO4溶液中( 1)HPO42-, (2)PO43-的浓度解:1aCK。=3106. 701.040Ka2Ka2Ka2且 CKa1=0.01 7.6 10-3 H3PO4的第二级、 第三级解离和水的解离均又被忽略。 于是可以按一元酸来处理,又因为400106.701.031KaC故2106.7010.
23、04)106 .7(106. 7243233221aaaCKKKH =1.1410-2mol.L-1 12421014.1LmolHPOH,18124224103. 6LmoiKHKPOHHPOaa32434HKHPOPOa182138321043.21014.1104.4103.6molHKKaa20 解: (1) H1410lmol13421073.35 .01341000250LmolONaC根据多元酸(碱)各型体的分布分数可直接计算有:CKa1=5.9 10-2, CKa2=6.410-5Na2C2O4在酸性水溶液中以三种形式分布即: C2O42-、HC2O4-和 H2C2O4。其中:
24、234221073. 3422aOCHKHHHCOCH=166831073.310686.9101037.3Lmol11213_421073. 342aaaOHCKKKHHKHCOHC131027.2Lmol1122132421073.3242aaaaOCKKKHHKKCOC =1.4110-3molL-1 (2) H2S 的Ka1=5.7 10-8 , Ka2=1.2 10-15 ,由多元酸(碱)各型体分布分数有:8222107.51.01.01 .01 .02SHCSH第 13 页 共 38 页- 13 - 13 13 =0.1 molL-1 828107.51.01.0107.51.01
25、.0HSCHS=5.7 10-8 mol L-1 821582107 .51.01.0102 .1107.51 .02SCS=6.84 10-2 mol L-121 解:形成 (CH2)6N4HCl 缓冲溶液, 计算知:1)(025.010001008020422LmolVnCNCHCHCl=1)(148.01.0004.012422LmoiVCVNCH45.53.015.525.048.0lg15.5lg422422)()(HNHCHNCHaCCpKpH22解 : 由 缓 冲 溶 液 计 算 公 式43lgNHNHaCCpKpH , 得10=9.26+lg43NHNHCClg43NHNHCC
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