分析化学课后习题答案2.pdf
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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:祛码受腐蚀:系统误差(仪器误差);更换祛码。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(操作误差);严格按操作规程操作。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,最后一位数字
2、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。10、进行下述运算,并给出适当位数的有效数字。解:(1)2.52x4.10 x15.146.16X1042.54x10 3八、3.01x21.14x5.10(2)-0.0001120=2.90 x10651.0 x 4.03 xlQ-42.512x0.002034=4.020.0324x 8.1 x 2.12xlO2(4)1.050=53.02.2856 x 2.51+5.42-1.8940 x 7.50 x 10 33.5462=3.19(6)pH=2.
3、10,求H+=?O H+=1021=7.9X10-3O11、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?Z =0.24 d2=0.24S=0.28 s2=0.31标准偏差能突出大偏差。第一组数据精密度高。13、测定碳的相对原子质量所得数据:12.0080、12.0095、12.0099、12.0101、12.0102、12.0106、12.01
4、1K 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。=12.0104=0.0012s=f=解:二0.00038 二x 土,一yjn 置 信 限=,方查表2-2,/=9时,tog=3.25=3.25 x 0.00038=0.001214、解:(本题不作要求)京=46.20%=0.4620 京=46.02%=0.4602S=S2=0.08%=0.0008SR=S=S2=0.000810.4620-0.46021 16x4t=J _ _=q 490.0008 V6+4/=6+4-2=8查表2-2得 小 5,8=2.306
5、,4.05,8,存在显著性差异。15、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?(。=0.05时)解:x=L51%S=0.13 S=0.053%计=1.7 t5 0.05=2.571,无明显差别。s16.、解:HPLC 数 据:97.2%,98.1%,99.9%,99.3%,97.2%x=98.3%,5=1.1%化学法数据:97
6、.8%,97.7%,98.1%,96.7%97.3%x=97.6%,S=0.54%用尸检验两种方法结果的精密度是否存在显著差别1 1 0/2/=7 =4.15,查表2 4,工=人=4时,尸=6.390 .05,4.4 说明两种方法的精密度没有显著性差别用,检验平均值是否有显著性差别(1-1)5;+(%-1祝 _ (5-1)1.1%2+(5-1)0.54%2-v.o O O /O外 +%一 2 V198.3%-97.6%|15x5.斜=2 8 0.1238,结果偏高。(3)HC1浓度比真实浓度低,需要消耗更多的H C L结果偏低。(4)杂质碳酸氢钠消耗的盐酸比同质量的碳酸钠少,所以分析结果偏高。
7、*注:测定值 真实值,称分析结果偏高。否则偏低。10、写出下列各体系的质子条件式。解:(1)NH4H2PO4:H+H3PO4|=OH+HPO42+2PO43(2)H2so4(G)+HCOOH(G):H+=OH+HSO4+2SO42+HCOO(3)NaOH(Ci)+NH3(C2):H+CI+NH4+=OH(4)HAc(Ci)+NaAc(C2):H+=OH+Acl-C2(5)HCN(C1)+NaOH(C2):H+C2=OH+CN11、写出H3ASO4MgBH水溶液的电荷平衡式。解:OH+H2ASO4+2HASO42 2Mg2+=IOH|+Br|12、写出cmol/LZn2Fe(CN)6水溶液的质量
8、平衡式。解:Czn2+=2c ZnJFe(CN)J=2cFe(CN)64l+Fe(CN)53-+tFe(CN)42|+Fe(CN)3-+tFe(CN)21+Fe(CN)+Fe2+l=c6Fe(CN)64+5Fe(CN)s3+4Fe(CN)42+3Fe(CN)3-+2Fe(CN)2+Fe(CN)+CN+HCN=6c15、欲使滴定时消耗O.lmol/LHCl溶液20 25m L,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+H2c。3(C-)HC1,N a2CO,W“一 =-.Na2CO.,=M=20mL 时:O TNa2CO3=20 X
9、103 X 0.10 x106=0.11g25mL时:“Na2co_1 =25x10 3 X 0.10 x106=0.13g差减称量法两次称量,误差为土 0.2mg。称量误差不能小于0.1%。16、已知1mL某HC1标准溶液中含氯化氢0.004374g/mL,试计算:该HCI溶液对NaOH的滴定度该HC1溶液对CaO的滴定度。解:HCl+NaOH=NaCl+H2O2HCl+CaO=CaCl2+H2O40THCI/NaOH=x 0.004374=0.004793g/mLICI/CaO5636.5x2、()()4374W03355g/mL18、二元弱酸 H2A,已知 pH=1.92 时,8 H2A
10、=8 H A-;pH=6.22 时,6 HA-=S A2-计算:H2A的pKai和 pKa2HA-溶液的pH0解:pAai=L92,p(2=6.22 pH=;(pid+pK”2)=4.0719、解:CaF2=Ca2+2F-溶解后:s 2sF+H+=H F F +H F =CF.=2s F =CF44_K_ 2a._ _ =_6_._3_x_1_0_-4_H+Ka-10f。+6.3x10-4=0.3865Ca2+F-2=/Csp s(2s/)2 =/4.0 xl0-4(mol/L)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?(
11、1)甲酸(HCOOH)&=L8X1()T答:Cal。/,可以直接滴定。可以采用酚配指示剂(2)硼酸(H3BO3)&1=5.4义10“答:C&iVlO.,不可以直接滴定。(3)琥珀酸(H2c4H4。4)&1=6.9义10-5,(2=2.5义10/答:cal10*C&210*,但&1/扁2104,ca233 C&30O-8 但瓦ai/&2104,10-8,cKa2Q10-8,且&1/&21。4。可以分步滴定。第一计量点pH=3.95,可以用甲基橙为指示剂;第二计量点pH=9.80,可以用酚酬为指示剂。(6)邻苯二甲酸(1=1.3X10-3,a2=3.ix 10-6答:c/ra2 io8,但 居 不
12、 能 分 步 滴 定,但可以直接一次性滴定。可以用酚酷为指示剂。2、解:NaOH吸收CO 2,将部分转化为Na2c。3。滴定强酸,可以完全反应。对结果基本无影响。滴定弱酸,NaOH能中和弱酸,Na2cCh不能中和弱酸,需要消耗更多的标准溶液,将带来正误差(分析结果偏高)。3、解:部分风化的硼砂晶体,对一定质量的基准物质,风化后需要消耗更多的HC1溶液,标定所得浓度偏低。部分吸湿的Na2c03,对一定质量的基准物质,吸湿后需要消耗更少的HCI溶液,标定所得浓度偏高。在U0C烘干过的Na2co3,分析结果准确。7、有一碱液,可能是NaOH、Na2cO3、NaHCOj或其中两者的混合物。今用盐酸滴定
13、,以酚酬为指示剂时消耗HC1的体积为匕,加入甲基橙,继续用盐酸滴定又消耗 HCI的体积为匕。当出现下列情况时,溶液各由哪些物质组成?匕匕 0;匕 匕 0;匕=%;匕=0,匕 0;-0,匕=0答:NaOH+Na2co3;Na2cOs+NaHCCh;Na2co3;(4)NaHCO3;NaOH。8、解:O.lOmol/L NaH2PO4两性物质溶液,用最简公式计算pH=-(p 1+pa2)=|(2.16+7.12)=4.64注:此 时 公 式 中 的 和 扁 2对应于磷酸的第一和第二步离解。0.10mol/L Na2HPO4两性物质溶液,用最简公式计算pH=1(pal+pKa2)=1(7.12+12
14、.32)=9.72注:此时公式中的Kal和及2对应于磷酸的第二和第三步离解。0.05mol/L HAc 和 0.05mol/LNaAc 混合溶液缓冲溶液,用缓冲溶液公式计算pH=p&+lg 至c酸“”.0.05=4.76+1g-0.05=4.76O.lmol/LNaAc溶液 碱性溶液,按一元弱碱公式计算八 a,HAc=i/O.l x-V 1.7x10-5=7.67 x 1 0-6 (moI/L)H+l=1.3xlO*(moVL)pH=8.880.10mol/L邻苯二甲酸氢钾两性物质溶液,用最简公式计算pH=-(p a l+p 2)=1(2.89+5.51)=4.20()0.20mol/L H
15、3PO 4三元酸,按一元弱酸计算第一步离解=6.9x10-3,c/ai)NaOH0.0900 x41.201000=3.708 X IO_3(mol)WHAMHA.WHA1.250 A3.708x10-3=337.1(g/mol)HA的&值滴定剂加到8.24mL时,溶液pH=4.30。此时,H AJ=3-708X-0 0900 X 8 24=0.0029664(mol)1000生成 NaA 的物质的量=O090 x8 24=7.4i6xi(r4(mol)1000 T V.叱,7.416xl()TpH=pKa+I g a =pK+lg =4.30H A 0.0029664pKa=4.902 Ka
16、=10-4 9 0 2 =1.26x10-5化学计量点pH的计算化学计量点完全生成N aA,溶液呈碱性0=7=/0.0900 x41.20 10-14V 41.20+50 X 1.26 x10 s=5.68x10pOH=5.24 pH=14.00-5.24=8.7615、解:化学计量点时,完全生成H A c,需消耗HC1 30mL.CHAc0.10 x3070+30=0.030(mol/L)H+=cK=70.030 xl.7xl0-5=7.14x 10-4(mol/L)pH=3.15过量两滴(O.lOmL)HCl后,H+=芦+阮=8.14x 10 4(mol/L)pH=3.09|ApH|=|3
17、.15-3.09|=0.06 AlF52b AlFe%各为多少?解:aA1(F)=l+/?1F-+/?2F-2+-+/?6F 6=3.51X1014A13+=CAI/a AI(F)=0050/3.51 X 10,4=1.42X 1016(mol/L)A1F2+=A13+J9HFIM.42X 1016X 106 1X0.10=1.79X 10 (mol/L)A1F2+=A13+J02F2=1.42 X 10-16X 101115X 102=2.01 X IO7(mol/L)A1F3=Al3+J53F3=1.42X1016X 10150X 103=1.42X 104(mol/L)A1F4=AI3+
18、J04F-4=1.42X 1O,6X 10177X 10*=7.12X103(mol/L)A1F52=AI3+J05F5=1.42X 1O,6X 10194X 10-5=3.57X 102(mol/L)A1F63=A13+JS6F 6=1.42X 1O,6X 10,9 7X lOT.llX 103(mol/L)12、解:Ca2+Y4=CaY2C0=Y,-0.1005 25.00 24.90_ x _=c x _100.1 100-Y4 1000解得:cY4.=0.01008(moVL)13、待测溶液含2X lOmoi/L的Z/和 2X10-3mol/L的Ca2+,能否在不加掩蔽剂的情况下,只用
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