化学分析(武汉大学编_第五版)课后习题答案.doc
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1、第第 1 1 章分析化学概论章分析化学概论1.称取纯金属锌 0.3250g,溶于 HCl 后,定量转移并稀释到 250ml 容量瓶中,定容,摇匀。计算 Zn2+溶液的浓度。解:0.325065.39n=0.mol0.0049700.019880.25mol/L2.有 0.0982mol/L 的 H2SO4溶液 480mL,现欲使其浓度增至 0.1000mol/L。问应加入0.5000mol/L H2SO4的溶液多少毫升?解:112212()cVc Vc VV220.0982/0.4800.5000/0.1000/(0.480)mol LLmol L Vmol LLV22.16VmL3.在 50
2、0ml 溶液中,含有 9.21g K4Fe(CN)6。计算该溶液的浓度及在以下反应中对 Zn2+溶液的滴定度3 Zn2+2Fe(CN)64-2 K+=K2Zn3Fe(CN)62解:9.21368.40.05000.5c mol/L365.394.902Tc mg/mL4要求在滴定时消耗 0.2mol/LNaOH 溶液 2530mL。问应称取基准试剂邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)多少克?如果改用22422H C OH O做基准物质,又应称取多少克?解:844:1:1NaOHKHC H Onn1110.2/0.025204.22/1.0mn McV Mmol LLg molg2220.2/0.
3、030204.22/1.2mn McV Mmol LLg molg应称取邻苯二甲酸氢钾 1.01.2g2 2 422:2:1NaOHHCOHOnn1111210.2/0.025126.07/0.32mn McV Mmol LLg molg2221210.2/0.030126.07/0.42mn McV Mmol LLg molg应称取22422H C OH O0.3 0.4g5.欲配制 Na2C2O4溶液用于在酸性介质中标定0.02molL-1的 KMnO4溶液,若要使标定时,两种溶液消耗的体积相近。问应配制多大浓度的 Na2C2O4溶液?配制 100ml 这种溶液应称取 Na2C2O4多少克
4、?解:2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2+10CO2+8H2OCNa2C2O4=0.05mol/L0.05 0.1 1340.67mCVMg6含 S 有机试样 0.471g,在氧气中燃烧,使S 氧化为 SO2,用预中和过的 H2O2将 SO2吸收,全部转化为 H2SO4,以 0.108mol/LKOH 标准溶液滴定至化学计量点,消耗 28.2mL。求试样中 S 的质量分数。解:224 2SSOH SOKOH0100%10.108/0.028232.066/2100%0.47110.3%nMwmmol LLg molg7.将 50.00mL 0.1000 molL-1Ca(NO3)
5、2溶液加入到 1.000g 含 NaF 的试样溶液中,过滤,洗涤。滤液及洗液中剩余的Ca2用0.0500 molL-1EDTA 滴定,消耗 24.20ml。计算试样中NaF 的质量分数。解:250.00 0.10000.0500 24.2042100%31.841.000 1000%80.2500g 不纯 CaCO3试样中不含干扰测定的组分。加入 25.00mL0.2600mol/LHCl 溶解,煮沸除去 CO2,用 0.2450mol/LNaOH 溶液反滴定过量酸,消耗 6.50mL,计算试样中 CaCO3的质量分数。解:3 2CaCOHClNaOHHCl001()2100%100%1(0.
6、2600/0.0250.2450/0.0065)100.09/2100%0.250098.24%cVcV MnMwmmmol LLmol LLg molg9.今有 MgSO47H2O 纯试剂一瓶,设不含任何杂质,但有部分失水变成 MgSO46H2O,测定其中 Mg 含量以后,全部按 MgSO47H2O 计算,得质量分数为 100.96。试计算试剂中MgSO46H2O 的质量分数。解:472462(100)100.96HOHOMgSOMgSOMxxM 1001.079100.9612.15%xxx10 不纯 Sb2S30.2513g,将其置于氧气流中灼烧,产生的 SO2通入 FeCl3溶液中,使
7、 Fe3+还原至 Fe2+,然后用 0.02000mol/LKMnO4标准溶液滴定 Fe2+,消耗溶液 31.80mL。计算试样中Sb2S3的质量分数。若以 Sb 计,质量分数又为多少?解:223246 2 3 65Sb SSbSOFeKMnO2 32 32 3550.0200/0.031800.000536622 0.000530.001060.00053339.68/100%71.64%0.25130.00106121.76/100%51.36%0.2513Sb SSb SSbSb SSbncVmol LLmolnnmolmolmolg molwgmolg molwg11.已知在酸性溶液中
8、,Fe2+与 KMnO4反应时,1.00ml KMnO4溶液相当于 0.1117g Fe,而1.00mlKHC2O4H2C2O4溶液在酸性介质中恰好与 0.20ml 上述 KMnO4溶液完全反应。问需要多少毫升 0.2000 molL-1NaOH 溶液才能与上述 1.00 ml KHC2O4H2C2O4溶液完全中和?12.用纯 As2O3标定 KMnO4溶液的浓度。若0.211 2 g As2O3在酸性溶液中恰好与 36.42 mLKMnO4反应。求该 KMnO4溶液的浓度。解:32334510 4As OAsOMnO故4410005KMnOmcVM440.2112 100050.02345(
9、/)36.42 197.8KMnOcmol L13.称取大理石试样 0.2303g,溶于酸中,调节酸度后加入过量(NH4)2C2O4溶液,使 Ca2沉淀为 CaCO3。过滤,洗净,将沉淀溶于稀 H2SO4中。溶解后的溶液用浓度为 C1/5 KMnO40.2012molL-1KMnO4标准溶液滴定,消耗22.30mL,计算大理石中的质量分数。14H2C2O4作为还原剂。可与 KMnO4反应如下:-+2+2244225H C O+2MnO+6H=10CO+2Mn+8H O其两个质子也可被 NaOH 标准溶液滴定。分别计算 0.100mol L-1NaOH 和 0.100 mol L-1KMnO4溶
10、液与 500mg H2C2O4完全反应所消耗的体积(mL)。解:224224224350010005.553 10()90.035H C OH C OH C OmnmolM2242H C ONaOH22433322 5.553 1011.106 10()11.106 100.111()111()0.100NaOHH C ONaOHNaOHNaOHnnmolnVLmLc224425H C OKMnO422433225.553 102.221 10()55KMnOH C Onnmol44432.221 100.0222()22.2()0.100KMnOKMnOKMnOnVLmLc15.Cr()因与
11、 EDTA 的反应缓慢而采用返滴定法测定。某含 Cr()的药物试样 2.63g 经处理后用 5.00mL 0.0103molL-1EDTA 滴定分析。剩余的 EDTA 需 1.32 mL 0.0122mol L-1Zn2+标准溶液返滴定至终点。求此药物试样中CrCl3(M=158.4gmol-1)的质量分数。解:16.含 K2Cr2O75.442gL-1的标准溶液。求其浓度以及对于 Fe3O4(M=231.54gmol-1)的滴定度(mg/mL)。解:2272272275.442294.180.01850(/)1K Cr OK Cr OK Cr Oncmol LV3 422 722 73 4/
12、2 0.01850 231.54 2 8.567(/)FeO K CrOK CrOFeOTcMmg mL 17.0.200g 某含锰试样中的锰的含量被分析如下:加入 50.0mL 0.100molL-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液还原 MnO2到 Mn2+,完全还原以后,过量的Fe2+离子在酸性溶液中被0.0200molL-1KMnO4标准溶液滴定,需 15.0 mL。以 Mn3O4(M=228.8 gmol-1)形式计算该试样中锰的含量。提示:5 Fe2+MnO4_+8H+=5 Fe3+Mn2+4H2O2 Fe2+MnO2+4H+=2 Fe3+Mn2+2H2O解:18.按国家标准规定
13、,化学试剂 FeSO47H2O(M=278.04g mol-1)的含量:99.50100.5%为一级(G.R);99.00%100.5%为二级(A.R);98.00%101.0%为三级(C.P)。现以 KMnO4法测定,称取试样 1.012g,在酸性介质中用0.02034 molL-1KMnO4溶液滴定,至终点时消耗 35.70mL。计算此产品中 FeSO47H2O 的质量分数,并判断此产品符合哪一级化学试剂标准。解:245FeMnO4243735.70550.020343.631 10()1000FeSOH OMnOnnmol 424242427777FeSOH OFeSOH OFeSOH
14、OFeSOH OmnMmm33.631 10278.0499.76%1.012故为一级化学试剂。19.有反应:H2C2O4+2Ce4+=2CO2+2Ce4+2H+多少毫克的 H2C2O42H2O(M=126.07 gmol-1)将与 1.00mL0.0273 molL-1的 Ce(SO4)2依上述反应?解:1.00 0.0273126.07 10002 10001.72xxmg20.CN-可用 EDTA 间接滴定法测定。已知一定量过量的 Ni2+与 CN-反应生成 Ni(CN)24,过量的 Ni2+以 EDTA 标准溶液滴定,Ni(CN)24并不发生反应。取12.7mL含CN-的试液,加入25
15、.00mL含过量 Ni2+的标准溶液以形成 Ni(CN)24,过量的 Ni2+需与 10.1mL 0.0130 molL-1EDTA 完全反应。已知 39.3mL 0.0130 molL-1EDTA与上述 Ni2+标准溶液 30.0mL 完全反应。计算含 CN-试液中 CN-的物质的量浓度。解:2NiEDTA222239.30.013010000.01703(/)30.01000NiEDTANiNiNinncmol LVV222425.000.017034.2575 10()1000NiNiNincVmol410.10.01301.313 10()1000EDTAEDTAEDTAncVmol2
16、34()1.1778 10()EDTACNNinnnmol31.1778 100.0927(/)12.71000CNCNCNncmol LV第第 2 2 章章 分析试样的采集与制备分析试样的采集与制备1某种物料,如各个采样单元间标准偏差的估计值为 0.61,允许的误差为 0.48,测定 8 次,置信水平选定为 90%,则采样单元数应为多少?解:f=7 P=90%查表可知 t=1.90221.90 0.61()()5.860.48tnE2某物料取得 8 份试样,经分别处理后测得其中硫酸钙量分别为 81.65、81.48、81.34、81.40、80.98、81.08、81.17、81.24,求各
17、个采样单元间的标准偏差如果允许的误差为 0.20,置信水平选定为 95,则在分析同样的物料时,应选取多少个采样单元?解:f=7 P=85%查表可知 t=2.36222.36 0.13()()2.430.20tnE3.一批物料总共 400 捆,各捆间标准偏差的估计值为 0.40,如果允许误差为 0.5,假定测定的置信水平为 90,试计算采样时的基本单元数。解:()tnE2=1.64 0.4()0.52=1.7224已知铅锌矿的K值为 0.1,若矿石的最大颗粒直径为 30 mm,问最少应采取试样多少千克才有代表性?解:220.1 3090()QKdkg5采取锰矿试样 15 kg,经粉碎后矿石的最大
18、颗粒直径为 2 mm,设 K 值为 0.3,问可缩分至多少克?解:220.3 21.2()QKdkg设缩分 n 次,则1()1.2()2nQkg115()1.2()2nkg1ln15lnln1.22n解得3.6n,所以 n=3m=1.64 0.4()0.53=1.875g6.分析新采的土壤试样,得如下结果:H2O5.23%,烧失量 16.35,SiO237.92%,Al2O325.91%,Fe2O39.12%,CaO 3.24%,MgO1.21%,K2O+Na2O 1.02%。将样品烘干除去水分,计算各成分在烘干土壤中得质量分数。解:100%1005.23SiO2%=37.92%1001005
19、.23=40.01%Al2O3%=25.91%1001005.23=27.34%Fe2O3%=9.12%1001005.23=9.62%CaO%=3.24%1001005.23=3.42%MgO%=1.21%1001005.23=1.28%K2O+Na2O%=1.02%1001005.23=1.07%烧失量%=16.351001005.23=17.25%第第 3 3 章分析化学中的误差与数据处理章分析化学中的误差与数据处理1 根据有效数字运算规则,计算下列算式:(1)19.469+1.537-0.0386+2.54(2)3.60.032320.592.12345(3)10000000.1124
20、5.0)32.100.24(00.45(4)pH=0.06,求H+=?解:a.原式=19.47+1.54-0.04+2.54=23.51b.原式=3.60.032212.1=5.1c.原式=45.00 22.68 0.1245=0.12711.000 1000d.H+=10-0.06=0.87(mol/L)2.返滴定法测定试样中某组分含量时,按下式计算:122()5100%xxc VVMm已知 V1(25.000.02)mL,V2(5.000.02)mL,m=(0.20000.0002)g,设浓度c及摩尔质量 Mx 的误差可忽略不计,求分析结果的极值相对误差。解:xxmax=VmEEVm=0.
21、040.0002200.2=0.003=0.3%3设某痕量组分按下式计算分析结果:ACxm,A为测量值,C为空白值,m为试样质量。已知sA=sC=0.1,sm=0.001,A=8.0,C=1.0,m=1.0,求 sx。解:222222222()422222220.10.10.0014.09 10()()(8.0 1.0)1.0A CxmACmssssssxACmACm且8.0 1.07.01.0 x故424.09 107.00.14xs4.测定某试样的含氮量,六次平行测定的结果为 20.48,20.55,20.58,20.60,20.53,20.50。a.计算这组数据的平均值、中位数、全距、平
22、均偏差、标准偏差和相对标准偏差;b.若此试样是标准试样,含氮量为 20.45,计算测定结果的绝对误差和相对误差。解:a.平均值611iixxn=16(20.48+20.55+20.58+20.6020.5320.50)20.54中位数20.54全距20.6020.480.12平均偏差0.04标准偏差0.05相对标准偏差0.2b.若此试样含氮量为 20.45则绝对误差20.5420.450.09相对误差0.09100%0.4%20.455.反复称量一个质量为 1.0000g 的物体,若标准偏差为 0.4mg,那么测得值为nxxdnii1112nxxsnii%100 xsRSDTxEa%100TE
23、Ear1.00001.0008g 的概率为多少?解:由0.4mg1.0000g故有1.0000 1.00001.0008 1.00000.00040.0004u即02u查表得 P=47.73%6.按正态分布 x 落在区间(1.0,0.5)的概率是多少?解:u1=1.0,P1=0.3413u2=0.5,P2=0.1915正态分布 x 落在区间(1.0,0.5)的概率是 P1+P2=0.3413+0.1915=53.28%7 要使在置信度为 95时平均值的置信区间不超过s,问至少应平行测定几次?解:xsxt sxtn 查表,得:2.575,2.57,1.049162.456,2.45,0.9261
24、75ftftt时故nt时故n故至少应平行测定 次8.若采用已经确定标准偏差()为 0.041的分析氯化物的方法,重复三次测定某含氯试样,测得结果的平均值为 21.46,计算:a.90%置信水平时,平均值的置信区间;b.95%置信水平时,平均值的置信区间。解:a.90%置信水平时,0.9 0,22,2.9 2,2 1.4 62 1.4 6%0.0 7%fttn时b.95%置信水平时,0.9 5,22,4.3 0,2 1.4 62 1.4 6%0.1 0%fttn时9.测定黄铁矿中硫的质量分数,六次测定结果分别为 30.48%,30.42%,30.59%,30.51%,30.56%,30.49%,
25、计算置信水平 95%时总体平均值的置信区间。解:611iixxn30.48%30.42%30.59%30.51%30.56%30.49%30.51%6621()1iixxsn=0.06%置信度为 95%时:0.05,5,0.06%2.57,30.51%2.5730.51%0.06%6fstxtn10.设分析某铁矿石中铁的质量分数时,所得结果符合正态分布,已知测定结果平均值为 52.43,标准偏差 为 0.06,试证明下列结论:重复测定 20 次,有 19 次测定结果落在 52.32至 52.54范围内。解:0.11208.200.06xnt查表,f=20 时,P9920 次测定中概率在 209
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