分析化学第六版课后答案及思考题(65页).doc
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1、-分析化学第六版课后答案及思考题-第 64 页第二章 习 题已知分析天平能称准至0.1mg,要使试样的称量误差不大于0.1%,则至少要称取试样多少克?解:设至少称取试样m克,由称量所引起的最大误差为0.2mg ,则0.1% m0.2g答:至少要称取试样0.2g。某试样经分析测得含锰质量分数(%)为:41.24,41.27,41.23,41.26。求分析结果的平均偏差、标准偏差和变异系数。解: % = 41.25%各次测量偏差分别是d1=-0.01% d2=+0.02% d3=-0.02% d4=+0.01% = 0.015%=0.018%CV=100%=100%=0.044%某矿石中钨的质量分
2、数(%)测定结果为:20.39,20.41,20.43。计算标准偏差s及置信度为95%时的置信区间。解:=%=20.41% s=%=0.02%查表知,置信度为95%,n=3时,t=4.303 =()% =(20.410.05)%水中Cl含量,经6次测定,求得其平均值为35.2 mg.L-1,s=0.7 mg.L-1,计算置信度为90%时平均值的置信区间。解:查表得,置信度为90%,n=6时,t=2.015 =(35.2)mg/L=(35.20.6)mg/L用Q检验法,判断下列数据中,有无舍去?置信度选为90%。(1)24.26,24.50,24.73,24.63;(2)6.400,6.416,
3、6.222,6.408;(3)31.50,31.68,31.54,31.82解:(1)将数据按升序排列:24.26,24.50,24.63,24.73可疑值为24.26 Q计算=0.51 查表得:n=4时,Q0.90=0.76 Q计算Q0.90表 故24.26应予保留。(2)将数据按升序排列:6.222,6.400,6.408,6.416可疑值为6.222 Q计算=0.92 Q计算Q0.90表故6.222应舍去 (3)将数据按升序排列:31.50,31.54,31.68,31.82可疑值为31.82 Q计算=0.44 Q计算Q0.90表 故31.82应予保留。测定试样中P2O5质量分数(%),
4、数据如下:8.44,8.32,8.45,8.52,8.69,8.38用Grubbs法及Q检验法对可疑数据决定取舍,求平均值、平均偏差、标准偏差s和置信度选90%及99%的平均值的置信范围。解:将测定值由小到大排列 8.32,8.38,8.44,8.45,8.52,8.69可疑值为xn(1) 用Grubbs法决定取舍 8.69为可疑值由原始数据求得 =8.47% s=0.13% G计算=1.69查表2-3,置信度选95%,n=6时, G表=1.82G计算G表, 故8.69%应予保留。(2) 用Q值检验法Q计算 =0.46查表2-4,n=6时, Q0.90=0.56 Q计算Q表故8.69%应予保留
5、。两种判断方法所得结论一致。(3) %=8.47% %=0.09% s=0.13%(4) 查表2-2,置信度为90%,n=6时,t=2.015因此 =(8.47)=(8.470.11)%同理,对于置信度为99%,可得=(8.47)%=(8.470.21)%有一标样,其标准值为0.123%,今用一新方法测定,得四次数据如下(%):0.112,0.118,0.115和0.119,判断新方法是否存在系统误差。(置信度选95%)解:使用计算器的统计功能求得:=0.116% s=0.0032% t= 4.38 查表2-2得,t( 0.95, n=4)=3.18 t计算t表 说明新方法存在系统误差,结果偏
6、低。用两种不同方法测得数据如下:方法:n1=6 1=71.26% s1=0.13% 方法: n2=9 2=71.38% s2=0.11%判断两种方法间有无显著性差异?解:F计算=1.40 查表2-5,F值为3.69F计算F表 说明两组的方差无显著性差异进一步用t公式计算: t=s合=%=0.12 %t = = 1.90查表2-2,f = n1+n2-2 = 6+9-2 = 13 , 置信度95 %,t表2.20t计算t表 故两种方法间无显著性差异用两种方法测定钢样中碳的质量分数(%):方法: 数据为4.08,4.03,3.94,3.90,3.96,3.99方法: 数据为3.98,3.92,3.
7、90,3.97,3.94判断两种方法的精密度是否有显著差别。解:使用计算器的统计功能SI=0.065% SII=0.033% F=3.88查表2-5,F值为6.26 F计算F表答:两种方法的精密度没有显著差别10. 下列数据中包含几位有效数字(1)0.0251 (2)0.2180 (3)1.810-5 (4)pH=2.50答:(1) 3位 (2) 4位 (3) 2位 (4) 2位11.按有效数字运算规则,计算下列各式:(1)2.1870.854 + 9.610-5 - 0.03260.00814;(2)51.38/(8.7090.09460);(3);(4);解:(1)原式=1.868+0.0
8、00096+0.000265=1.868(2)原式=62.36 (3)原式=705.2 (4)原式=1.710-5第三章 习 题1. 已知浓硝酸的相对密度1.42,其中含HNO3约为70%,求其浓度。如欲配制1L 0.25molL-1HNO3溶液,应取这种浓硝酸多少毫升?解:(1) C=16 mol/L(2) 设应取浓硝酸x mL , 则 0.251000 =16x x = 16mL答:HNO3浓度为16 mol/L ,应取这种浓硝酸16mL .2. 已知浓硫酸的相对密度为1.84,其中H2SO4含量约为96% 。如欲配制1L 0.20molL-1H2SO4溶液,应取这种浓硫酸多少毫升?解:设
9、应取这种浓硫酸VmL,根据稀释前后所含H2SO4的质量相等,则1.84V96% =10.2098.08 V11mL3. 有一NaOH溶液,其浓度为0.5450molL-1,取该溶液100.0mL,需加水多少毫升方能配成0.5000molL-1的溶液?解:设需加水x mL ,则 0.5450100.0=0.5000(100.0+x)x =-100.0 =9.00 mL4. 欲配制0.2500 mol L-1HCl溶液,现有 0.2120 molL-1HCl溶液1000mL,应加入1.121molL-1HCl溶液多少毫升?解:设应加入1.121molL-1HCl溶液x mL ,则0.2500(10
10、00+x)=0.21201000+1.121x (1.121-0.2500)x=(0.2500-0.2120)1000 x=43.63mL5. 中和下列酸溶液,需要多少毫升0.2150molL-1NaOH溶液?(1)22.53 mL 0.1250 molL-1H2SO4溶液(2)20.52 mL 0.2040 molL-1HCl溶液解:(1)2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O VNaOH=26.20 mL(2)NaOH+HCl=NaCl+H2O nNaOH = nHCl ,则 VNaOH =19.47 mL6. 假如有一邻苯二甲酸氢钾试样,其中邻苯二甲酸氢钾含量约为90%,余为不与
11、碱作用的杂质,今用酸碱滴定法测定其含量。若采用浓度为1.000 molL-1的NaOH标准溶液滴定之,欲控制滴定时碱溶液体积在25mL左右, 则:(1) 需称取上述试样多少克?(2) 以浓度为0.0100 molL-1的碱溶液代替1.000 molL-1的碱溶液滴定,重复上述计算。(3) 通过上述(1)(2)计算结果,说明为什么在滴定分析中常采用的滴定剂浓度为0.10.2 molL-1。解:滴定反应为 KHC8H4O4+ NaOH =NaKC8H4O4 + H2O 则 m试样=(1)当CNaOH=1.000 molL-1时 m试样 = 5.7g(2)当CNaOH=0.0100 molL-1时
12、m试样 =0.057g(3)上述计算结果说明,在滴定分析中,如果滴定剂浓度过高(如1 molL-1),消耗试样量较多,浪费药品。如果滴定剂浓度过低(如0.01molL-1),则称样量较小,会使相对误差增大。所以通常采用的滴定剂浓度为0.10.2 molL-1 .7. 计算下列溶液滴定度,以gmL-1表示:() 以0.2015 molL-1HCl溶液,用来测定Na2CO3 ,NH3() 以0.1896 molL-1NaOH溶液,用来测定HNO3,CH3COOH解:(1)化学反应为 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2CO3 NH3+HCl=NH4Cl 根据TA/B=CBMA10-3 则有=0
13、.2015105.9910-3=0.01068g/mL =10-3=0.201517.0310-3=0.003432g/mL(2) 化学反应为 HNO3 +NaOH=NaNO3+H2OCH3COOH+NaOH= CH3COONa+H2O =10-3=0.189663.0110-3=0.01195g/mL =10-3=0.189660.0410-3=0.01138g/mL8. 计算0.01135 molL-1HCl溶液对CaO的滴定度。解:HCl与CaO的反应 CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O T CaO/HCl=CHClMCaO10-3=0.0113556.0810-3=0.0
14、003183g/mL9. 已知高锰酸钾溶液浓度为,求此高锰酸钾溶液的浓度及它对铁的滴定度。解:(1)CaCO3 CaC2O4C2O42-5C2O42-+2MnO4-+16H=2Mn+10CO2+8H2O 因为 1mol CaCO3相当于1mol C2O42- 所以 = CKMnO4=0.02000mol/L (2) KMnO4与Fe的反应为 5Fe2+ MnO4-+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O则 =50.0200055.84510-3=0.005584g/mL10.将30.0mL 0.150 molL-1 HCl溶液和20.0mL0.150 molL-1Ba(OH)2溶液相混合,所得溶液
15、是酸性,中性,还是碱性?计算过量反应物的浓度。解:Ba(OH)2+2HCl=BaCl2+2H2O 已知 nHCl=30.00.15010-3 显然,混合液中 即 Ba(OH)2过量,所得溶液呈碱性。C= 0.0150moL/L11. 滴定0.1560g草酸的试样,用去0.1011 molL-1NaOH 22.60mL.求草酸试样中 H2C2O42H2O的质量分数。解:滴定反应为 H2C2O4 + 2NaOH = Na2C2O4 + 2H2O =92.32%12. 分析不纯CaCO3(其中不含干扰物质)时,称取试样0.3000g,加入浓度为0.2500 molL-1的HCl标准溶液25.00mL
16、。煮沸除去CO2,用浓度为0.2012 molL-1的NaOH溶液返滴过量酸,消耗了5.84mL。计算试样中CaCO3的质量分数。解:主要反应为 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 HCl+NaOH=NaCl+H2O 与CaCO3作用的HCl的物质的量应为加入的HCl的总的物质的量减去与NaOH作用的HCl的物质的量,则有W=0.846684.66%13. 在500mL溶液中,含有9.21克K4Fe(CN)6 。计算该溶液的浓度及在以下反应中对Zn的滴定度:3Zn+2Fe(CN)64-+2K=K2Zn3Fe(CN)62解:C=0.05001mol/L 由化学反应式, 得:T =C
17、MZn10-3=0.0500165.3910-3= 0.004905g/mL14. 相对密度为1.01的含3.00%的H2O2溶液2.50mL,与C=0.200 molL-1的KMnO4溶液完全作用,需此浓度的KMnO4溶液多少毫升?已知滴定反应为5H2O2+2MnO4-+6H+2Mn2+5O2 +8H2O解:分别选KMnO4和H2O2作基本单元达化学计量点时,两反应物的物质的量相等,即 0.0223L22.3mL3根据推算,各种指示剂的变色范围应为几个pH单位?表43所列各种指示剂的变色范围是否与推算结果相符?为什么?举二例说明之。答:根据推算,各种指示剂的变色范围应为2个pH单位,表43所
18、列各种指示剂的变色范围与推算结果不相符,其原因是人眼辨别各种颜色的敏锐程度不同。例如,甲基橙理论变色范围是pH在2.44.4,实际为3.14.4;中性红理论变色范围是pH在6.48.4,实际为6.88.0。第四章 习题习题4-14.1 下列各种弱酸的pKa已在括号内注明,求它们的共轭碱的pKb; (1)HCN(9.21);(2)HCOOH(3.74);(3)苯酚(9.95);(4)苯甲酸(4.21)。解: (1) HCN pKb=14-9.25=4.79 (2) HCOOH pKb=14-3.74=10.26 (3) 苯酚 pKb=14-9.95=4.05 (4) 苯甲酸 pKb=14-4.2
19、1=9.794.2. 已知H3PO4的pKa=2.12,pKa=7.20,pKa=12.36。求其共轭碱PO43-的pKb1,HPO42-的pKb2和H2PO4- 的p Kb3。解: PO43- pKb=14-12.36=1.64 HPO42- pKb=214-7.20=6.80 H2PO4- pKb=14-2.12=11.884.3 已知琥珀酸(CH2COOH)2(以H2A表示)的pKal=4.19,pKb1=5.57。试计算在pH4.88和50时H2A、HA-和A2-的分布系数2、1和0。若该酸的总浓度为0.01molL-1,求pH4.88时的三种形式的平衡浓度。 解: pH=4.88 H
20、+=1.3210-5 =0.145 =0.710 =0.145 pH=5 =0.109 =0.702 =0.189 pH=4.88 c(H2A)=0.01molL-1 c(H2A)=0.1450.01=1.4510-3molL c(HA-)=0.7100.01=7.1010-3molL c(A2-)=0.1450.01=1.4510-3molL-14.4 分别计算H2CO3(pKa1=6.38,pKa2=10.25)在pH=7.10,8.32及9.50时,H2CO3,HCO3-和CO32-的分布系数2 1和0。解:pH=7.10 =0.16 =0.84 =5.9410-4pH=8.32 =0.
21、0112 =0.979 =0.0115pH=9.50 =6.3410-4 =0.851 =0.1504.5 已知HOAc的pKa =4.74,NH3H20的pKb=4.74。计算下列各溶液的pH:(1)0.10 molL-1HOAc; (2)0.10 molL-1NH3H2O; (3)0.15 mo1L-1NH4Cl; (4)0.15 molL-1NaOAc。解:(1) 0.1molL-1HAcH+= pH=2.87 (2) 0.10 molL-1NH3H2O(3) 0.15 mo1L-1NH4Cl(4) 0.15 molL-1NaOAc 4.6计算浓度为0.12 molL-1的下列物质水溶液
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- 分析化学 第六 课后 答案 思考题 65
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