分析化学习题答案(人卫版)92867(82页).doc

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1、-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；严格按操作规程操作；控制环境湿度。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

2、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11、两人测定同一标准试样，各得一组数据的偏差如下：(1)0.3-0.2-0.40.20.10.40.0-0.30.2-0.3(2)0.10.1-0.60.2-0.1-0.20.5-0.20.30.1 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： 标准偏差能突出大偏差。第一组数据精密度高。13、测定碳

3、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：15、解：(本题不作要求)16、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

4、？(=0.05时)解： 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10、写出下列各体系的质子条件式。解：(1)NH4H2PO4：H+H3PO4=OH-+HPO42-+2PO43-(2)H2SO4(C1)+HCOOH(C2)：H+=OH-+HSO4-+2SO42-+HCOO-(3)NaOH(C1)+NH3(C2)：H+C1+NH4+=OH-(4)HAc(C1)+NaAc(C2)：H+=OH-+Ac-C2(5)HCN(C1

5、)+NaOH(C2)：H+C2=OH-+CN-11、写出H3AsO4MgBr2水溶液的电荷平衡式。解： OH-+H2AsO4-+2HAsO42-=H+ 2Mg2+=OH-+Br-12、写出c mol/L Zn2Fe(CN)6水溶液的质量平衡式。解：cZn2+=2c Zn2Fe(CN)6=2cFe(CN)64-+Fe(CN)53-+Fe(CN)42-+Fe(CN)3-+Fe(CN)2+Fe(CN)+Fe2+=c6Fe(CN)64-+5Fe(CN)53-+4Fe(CN)42-+3Fe(CN)3-+2Fe(CN)2+Fe(CN)+ CN-+HCN=6c15、欲使滴定时消耗0.1mol/LHCl溶液2

6、025mL，问应取基准试剂Na2CO3多少克？此时称量误差能否小于0.1%？解：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2CO3V=20mL时：V=25mL时：差减称量法两次称量，误差为0.2mg。称量误差不能小于0.1。16、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+H2O2HCl+CaO=CaCl2+H2O17、解： CaCO3 2HCl 18、二元弱酸H2A，已知pH=1.92时，H2A=HA-；pH=6.22时，HA-=A2-。计算：H2A的pKa1和pKa2HA-溶液

7、的pH。解：pKa1=1.92，pKa2=6.22第四章 酸碱滴定法1、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=1.810-4答：cKa10-8，可以直接滴定。可以采用酚酞指示剂(2) 硼酸(H3BO3) Ka1=5.410-10答：cKa110-8，不可以直接滴定。(3) 琥珀酸(H2C4H4O4) Ka1=6.910-5，Ka2=2.510-6答：cKa110-8，cKa210-8，但Ka1/Ka2105。不能分步滴定，但可以直接一次性滴定。(4) 柠檬酸(H3C6H5O7) Ka1=7.210-4，K

8、a2=1.710-5，Ka3=4.110-7答：cKa110-8，cKa210-8，cKa310-8但Ka1/Ka2105，Ka2/Ka3105。不能分步滴定，但可以直接一次性滴定。(5) 顺丁烯二酸 Ka1=1.510-2，Ka2=8.510-7答：cKa110-8，cKa210-8，且Ka1/Ka2104。可以分步滴定。*若要求误差 9）时，测得的pH值小于真实值而产生的负误差。酸差：当用pH玻璃电极测定pH1的强酸性溶液或高盐度溶液时，电极电位与pH之间不呈线性关系，所测定的值比实际的偏高，这个误差叫做酸差2、金属基电极与膜电极有何区别？金属基电极是以金属为基体，共同特点是电极上有电子交

9、换即氧化还原反应的存在。膜电极即离子选择性电极是以敏感膜为基体，特点是薄膜不给出或得到电子，而是电极膜选择性地使离子渗透和离子交换。3、什么叫盐桥？为什么说它能消除液接电位？盐桥：沟通两个半电池、消除液接电位、保持其电荷平衡、使反应顺利进行的一种装置，内充高浓度的电解质溶液。用盐桥将两溶液连接后，盐桥两端有两个液接界面，扩散作用以高浓度电解质的阴阳离子为主，而其是盐桥中电解质阴阳离子迁移速率几乎相等，所以形成的液接电位极小，在整个电路上方向相反，可使液接电位相互抵消。4试归纳比较各类指示电极和参比电极的组成、电极反应、电极电位。电极电极组成电极反应电极电位金属-金属离子电极MMn+金属-金属难

10、溶盐电极M MXn惰性电极PtOx,RedOx + ne =Red膜电极电极膜等离子交换和扩散标准氢电极镀铂黑铂电极通氢气0甘汞电极Hg Hg2Cl2,KCl(xM) Hg2Cl2(s) +2e =2Hg(l) +2Cl-Ag/AgCl电极Ag AgCl,(xM)KCl AgCl + e = Ag + Cl-5简述玻璃电极的基本构造和作用机制。 （1）pH玻璃膜电极(硬质、非晶体)的构造软质球状玻璃膜，含Na2O、CaO和SiO2，厚度小于0.1mm，内部溶液为pH 6-7（或4）的膜内缓冲溶液及0.1 mol/L 的KCL内参比溶液，内参比电极为Ag-AgCl电极（2）pH电极响应的机理玻璃

11、电极对H+选择性响应主要与电极膜的特殊组成有关，普通玻璃电极膜是由固定带负电荷的硅酸晶格组成，在晶格中有体积小、活动能力强的钠离子，溶液中的H+可进入晶格占据Na+点位，而其他高价阴阳离子不能进出晶格。当内外玻璃膜与水溶液接触时，Na2SiO3晶体骨架中的Na+与水中的H+发生交换，形成双电层，产生电位差，扩散达动态平衡后达稳定相界电位(膜电位），其膜电位可用表达。对于整个玻璃电极而言，电极电位为。此式即为采用玻璃电极进行pH测定的理论依据。6、说明直接电位法、电位滴定法和永停滴定法的测量电池分别是哪种化学电池。直接电位法（离子选择性电极法）：选择合适的指示电极和参比电极，浸入待测溶液中组成原

12、电池，测定原电池的电动势或电极电位，利用Nernst方程直接求出待测物质含量的方法。电位滴定法：根据滴定过程中指示电极的电位或电动势变化确定滴定终点直接电位法、电位滴定法的测量电池为原电池。永停滴定法：把两个相同的惰性电极（铂电极）插入滴定溶液中，在两个电极之间外加一小电压，观察滴定过程中通过两个电极间的电流突变，根据电流的变化情况确定滴定终点。永停滴定法的测量电池为电解池。7离子选择电极有哪些类型？简述它们的响应机理。1976年，IUPAC根据膜的特征，将离子选择性电极分为以下几类：（1）原电极：晶体膜电极（均相膜电极、非均相膜电极）、非晶体膜电极（刚性基质电极、液膜电极）（2）敏化电极：气

13、敏电极、酶(底物)电极电极膜浸入外部溶液时，膜内外有选择响应的离子，通过交换和扩散作用在膜两侧建立电位差，达平衡后即形成稳定的膜电位外参比电极被测溶液(ai未知) 内充溶液(ai一定)内参比电极内外参比电极的电位值固定，且内充溶液中离子的活度也一定，则离子选择电极膜电位为 8为什么要使用“总离子强度调节缓冲剂（TISAB）”？它有哪些作用？离子选择电极的测量方法有哪些？测定过程中由于试样组成不固定，且基质复杂，变动性大，活度系数 K 不稳定，给测定结果造成影响，可加入TISAB消除影响。TISAB为不含被测离子、不污损电极的浓电解质液；由pH缓冲剂、掩蔽干扰离子的掩蔽剂组成。TISAB的作用(

14、1) 保持较大且相对稳定的离子强度,使活度系数恒定；(2) 维持溶液在适宜的pH范围内,满足离子电极要求；(3) 掩蔽干扰离子。离子选择电极的测量方法有两次测量法、标准曲线法、标准加入法。9图示并说明电位滴定法及各类永停滴定法如何确定滴定终点。 10、是否能用普通电位计或伏特计测量参比电极和PH玻璃电极所组成电池的电动势？简述原因。玻璃电极的内阻很大(50500MQ)，用其组成电池，在测量电动势时，只允许有微小的电流通过，否则会引起很大的误差。如玻璃电极内阻R=100MQ时，若使用一般灵敏检流计(测量中有10-9 A电流通过)，则产生相当于1.7pH单位的误差；而用电子电位计时，测量中通过电流

15、很小，只产生相当于0.0017pH单位的误差。可见，测定溶液pH必须在专门的电子电位计上进行。11计算下列电池电动势，并标明电极的正负。（1）ZnZnSO4（0.100mol/L） AgNO3（0.010mol/L）Ag（已知=0.763V, = + 0.80V ） （2）PbPbSO4（固），K2SO4（0.200mol/L） Pb（NO3）2（0.100mol/L）Pb（已知 =0.126V, Ksp（PbSO4）=2.0108 ） 12将pH玻璃电极与饱和甘汞电极浸入pH=6.86的标准缓冲溶液中，测得电动势为0.352V；测定另一未知试液时，测得电动势为0.296V。计算未知试液的pH

16、。 13某钙离子选择电极的选择系数KCa2+,Na+=0.0016，测定溶液中Ca2+离子的浓度，测得浓度值为2.810-4mol/L，若溶液中存在有0.15mol/L的NaCI，计算：由于NaCl的存在，产生的相对误差是多少?若要使相对误差减少到2以下，NaCl的浓度不能大于多少?若要使相对误差减少到2以下，则 解得NaCl的浓度不能大于0.059mol/L14用下列电池按直接电位法测定草酸根离子浓度。AgAgCl（固）KCl（饱和 （未知浓度）Ag2C2O4（固）Ag（1）推导出pC2O4与电池电动势之间的关系式（Ag2C2O4的溶度积Ksp=2.951011）（2）若将一未知浓度的草酸钠

17、溶液置入此电解池，在25测得电池电动势为0.402V，Ag-AgCl电极为负极。计算未知溶液的pC2O4值。（已知= + 0.1990V ，0.7995V）15自发电池Hg | Hg2Cl2(s), Cl(饱和)| Mn+ | M。在25时，测得电动势为0.100V，如将Mn+浓度稀释50倍，电池电动势下降为0.050V，金属离子Mn+的电荷n为何值？ 电池电动势16用氟离子电极测定饮用水中F一含量时，取水样20.00ml，加总离子强度调节缓冲液20.00ml，测得电动势为140.0mV；然后在此溶液中加入浓度为1.0010-2mol/L的氟标准溶液1.00m1，测得电动势为120.0mV。若

18、氟电极的响应斜率为58.5mV/pF，求饮用水中F一的浓度。Cx =3.9910-4 mol/L17、下列电池的电动势为0.460V，计算反应M2+4Y-MY42生成配合物MY42的稳定常数K MY42。(M2+/M=+0.0221V)。 M | M2+(0.0400mol/L), Y(0.400mol/L)|SHE(标准氢电极)。由配合平衡知：18用电位滴定法测定某药物的含量，在接近化学计量点时得到如下数据，试分别用E-V曲线法和内插法求其终点时滴定剂的体积。 V（ml）29.9030.0030.1030.2030.3030.4030.50E（mV）240250266526666740750

19、V(ml)E(mV)EVE/V29.9240100.110029.95600.160030.0250160.116030.0530.126624400.1244002600.1260030.1530.252612000.1120001400.1140030.2530.36666600.16600740.174030.3530.47406400.16400100.110030.4530.5750 (30.20 30.10):(12000 24400) = (X 30.10):(0 24400) 解得X=30.17 mL19为测定下列吡啶与水之间的质子转移反应的平衡常数，C5H5NH2OC5H5N

20、HOH安装以下电池Pt，H2 （0.200大气压）C5H5N（0.189mol/L）Hg2Cl2（饱和）HgC5H5NHCl（0.0536mol/L）KCl（饱和）若25时，电池电动势为0.563V，上列反应的平衡常数Kb为多少?氢电极反应： 2 H+ + 2eH220下面是用NaOH标准溶液(0.1250mol/L)滴定50.00ml某一元弱酸的部分数据表。体积(ml)0.004.008.0020.0036.0039.20pH2.402.863.213.814.765.50体积(ml)39.9240.0040.0840.8041.60pH6.518.2510.0011.0011.24（1）绘

21、制滴定曲线；（2）绘制pH/V-曲线；（3）绘制2pH/V2-V曲线；（4）计算该酸溶液的浓度；（5）计算弱酸的离解常数Ka。（0.1000mol/L， 1.57104） （2）V(ml)pHpHVpH/V0.002.400.464.001.152.00-1.064.00-0.274.002.860.354.000.08756.008.003.21-0.0412.00-0.00330.6012.000.0514.0020.003.810.0114.000.000710.9516.000.0628.0036.004.760.179.60.0180.743.200.2337.6039.205.500.871.960.441.010.921.1039.5639.926.5120.40.40511.720.0821.5039.9640.008.230.630.087.871.770.0822.1340.0440.0810.0020.730.40-51.821.000.721.4040.4440.8011.001.10.76-1.450.240.800.341.2041