分析化学_第七版_期末考试习题及答案.pdf
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1、分析化学 第 7 版李发美主编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。
2、读取滴定管读数时,最后一位数字估计不准: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6、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:=同+|+同+-之寓|di=0.24 d
3、2=0.24Ed:V 一1标准偏差能突出大偏差。第一组数据精密度高。0.28s2=0.317、测定碳的相对原子质量所得数据:12.0080、12.0095、12.0099,12.0101、12.0102、12.0106,12.0111、12.0113、12.0118及12.0120o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:嚏=&%=12.0104n s=Z(*L)2=0.0012V w 1 s=-j=0.00038yjnU=X t j=yjn置信限=/-/查表2-2,/=9时,to。1 =3.25=3.25 x 0.00038=0.00128、在腌丁=雌化
4、生产二氯匚烯时,产S中总觎的次口粉领存在。树 领,娥的啊蛤为1.60%。雌 反崎 领 越 卢,蝌 测 痛6次 孤 症 杂 哈 影 拐 的1.46%、1.62%、137%、1.71%、152%及1.40%。而改反醐牛后,产&煤S百 分 建 与 娴 湘 比 有 明 显 勤 蚂?8=0 5卸解:嚏=1.51%5 =0.13%Sx=S/4 =0.13%/V6=0.053%_|x-/z|_|1.51%-1.60%|S-0.053%查表2-2,4.0.05=2.571,,计 算 ,临 界 值。所以,改变反应条件后,杂志含量与改变前无明显差别。9、解:H P L C数 据:97.2%,98.1%,99.9%
5、,99.3%,97.2%,98.1%(6 次)嚏=98.3%,5=1.1%化学法数据:97.8%,97.7%,98.1%,96.7%,97.3%(5 次)x=97.6%,5 =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 0/2F=0 54。2=4.15,查表2-4,/;=5、力=4时,F=6.26/瑞,5 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|(l)S;+(2-l)S;_ 1(6-1)1.1%2+(5-1)0.54%2 _J-=、-=/0 1+2-2 V 6+5-298.3%-97.6%6x5-J=1.29 0 05 9(2.262)0.8
6、95%V6+5 059 说明两种方法的平均值没有显著差别。在该项分析中,HPLC法可以代替化学法。X可疑一s10、解:-0.1019+0.1027+0.1021+0.1020+0.1018 x=-=0.1021(mol/L)S=0.0003540.1027-0.1021,-=1.6950.000354查表2-6,a =0.05,测定6次,G临 界 值=1.89G计 算 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)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4、写出下列各体系的质子条件式。解:(1)NH4H2PO
7、4:H+|+H3PO41=IOH|+HPO42|+2|PO43+|NH3(2)H2S O4(CI)+H C O O H(C2):|H+=|OH+|HSO4+2SO42|+|HCOO(3)NaOH(G)+NH3(G):|H+|+C1+|NH4+|=|OH(4)HAc(G)+NaAc(G):H+=|O H|+|AC-C2(5)HCN(C!)+NaOH(C2):H+C2=IOH+CN5、写出H3Ase 4 MgB水溶液的电荷平衡式。解:OH-+H2AsO4l+2HAsO421+3As()43=H+2|Mg2+H+=OH+|Br6、解:=$=稀%=受也M pw2.0 x 5 0 0 x 17.0310
8、000.89x29%2.0 x 5 0 0 x 60.0510001.05x1009%2.0 x-x 98.0810001.84x96%=66(ml)=57(ml)=55.5(ml)8、已知1mL某 HC1标准溶液中含氯化氢0.004374g/mL,试计算:该 HC1溶液对NaOH的滴定度该HC1溶液对CaO的滴定度。解:HCl+NaOH=NaCl+H2O 2HCl+CaO=CaCl2+H2OMACM H=0.004374=0.004799(g/ml)HCVCaOMcaOH C I X 2x 0.004374=0.003365(g/ml)9、解:CaCOj-2HCl碳酸钙=-WH C I=(0
9、.2600 x 25-0.1225X 13.00)=2.454(mmol)2 2M碳酸钙 X”碳酸钙 1 nno/100.09X 2.454X 10 co /w 墟 的 钝=100%=-X100%=98.2%碳酸钙 叫 0.250010、二元弱酸 H 2A,已知 pH=1.92 时,6 H2A=8 HA.;pH=6.22 时,6 HA=8 A2.o 计算:H2A 的 p。和p(2HA溶液的pH。解:p.=L 9 2,p(2=6.22(二元酸分布系数公式,两个相等处,一个极大值)pH=;(p/M+pKa2)=4.07第四章酸碱滴定法补充习题:下列各酸,哪些能用NaOH溶液直接滴定或分步滴定?哪些
10、不能?如能直接滴定,各应采用什么指示剂?(1)甲酸(HCOOH)L E X IO_4答:cKaAlO-1*,可以直接滴定。可以采用酚酸指示剂(2)硼酸(H3BO3)(1=5.4X104答:c(iV 1 0-8,不可以直接滴定。(3)琥珀酸(H2c4H4。4)(1=6.9X10-5,Q=2.5X10-6答:cKall。/,cXa210-8,但不能分步滴定,但可以直接一次性滴定。(4)柠檬酸(H3c6H5。7)1=7.2X 10,瓦 a2=L7X104,(3=4.1X10-7答:cKal10*Ca2108,遍 3 1。/但,怎 2 1 0 t 以 2=10-8,且 心 色 21。4。可以分步滴定。
11、(6)邻苯二甲酸(1=1.3X10-3,4=3.1X 10/答:CJfa l10-8,但瓦aI/&2104。不能分步滴定,但可以直接一次性滴定。1、解:NaOH吸收C O 2,将部分转化为Na2c。3。滴定强酸,如果以甲基橙为指示剂,终点化学计量关系还是1:2,基本无影响。若以酚酣为指示剂,则碳酸钠不能完全作用为氯化钠,对结果有明显影响。滴定弱酸,NaOH能中和弱酸,Na2c。3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)。2、答:硼砂溶于水将生成极弱酸硼酸和一元弱碱B4O72+5H2O=2H2BO3+2H3BO;一元弱碱的即=人/Aa网k 1.8X 10-5,因此可以用
12、盐酸准确滴定而 醋 酸 钠&极 小,无法准确滴定。氢氧化钠可以测定醋酸不能滴定硼酸同理。补充习题:在下列何种溶剂中,醋酸、苯甲酸、盐酸及高氯酸的酸强度都相同?纯水;浓硫酸;液氨;甲基异丁酮答:液氨(碱性溶剂是酸的均化性溶剂)补充习题:下列溶剂中何者为质子溶剂?何者为无质子溶剂?若为质子溶剂,是酸性溶剂还是碱性溶剂?若为无质子溶剂,是偶极亲质子溶剂还是惰性溶剂?冰醋酸;二氧六环;乙二胺;甲基异丁酮;苯;水;乙酸;异丙醇;丙酮;丁胺答:质子溶剂:;其中,酸性溶剂:;碱性溶剂:无质子溶剂:;其中,偶极亲质子溶剂:;惰性溶剂:补充习题:有一碱液,可 能 是 NaOH、Na2cO3、NaHCO3或其中两
13、者的混合物。今用盐酸滴定,以酚酸为指示剂时消耗HC1的体积为匕,加入甲基橙,继续用盐酸滴定又消耗HC1的体积为匕。当出现下列情况时,溶液各由哪些物质组成?匕%0;匕=%;匕=0,匕0;匕 0,匕=0答:NaOH+Na2cCh;(2)Na2CO3+NaHCO3;Na2cO3;NaHCO3;NaOH。3、解:O.lOmol/L NaH2PO4 两性物质溶液,c 2 0 KvH+=6.9x10-3x6.2x10-8x0.106.9x10-3+0 J。=2.0 xl0-5(moVL)pH=4.70注:此 时 公 式 中 的 和&2对应于磷酸的第一和第二步离解。0.05mol/L HAc 和 0.05m
14、ol/L NaAc 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A a,H Ac0.1 x-;-1.7xl05=7.67x IO(mol/L)H+=1.3x10 9(mol/L)pH=8.880.10mol/LNH4C N,两性物质溶液,用最简公式计算pH=1(Pa I+p a2)二不(p K a,N H;+P a,H C N)=1 (9.25+9.21)=9.23O.lOmol/LHjBCh,一元弱酸溶液,用最简公式计算H+=同7=Vo.lOx5.4xlO_10=7.35x
15、lO_6(mol/L)pH=5.130.05mol/LNH4N03,一元弱酸溶液,用最简公式计算H+=JcK 3=Vo.O5x5.6xlO_10=5.29xlO-6(mol/L)l ti*pH=5.284、已知水的离子积常数(=1 0 4,乙醇的离子积常数%=10一 皿,求:纯水的pH和乙醇的pC2H5OH2o(2)0.0100moI/LHC104的水溶液和乙醇溶液的pH、pC2H50H2及 pOH、pC2H5O。(设HCKX,全部离解)解:pHpK=7.00 pC2H50H2=9.552 2(2)因 HCIO4全部离解,故水溶液中:pH=-lg0.0100=2.00,pOH=14.00-2.
16、00=12.00乙醇溶液中:pC2H5OH2=-lg0.0100=2.00,pC2H50=19.10-2.00=17.105、解:H A的摩尔质量HA=(C,)NaOH0.0 9 0 0 x 4 1.2 0仙.3,=(C/)NaOH=-=3.708X 10(H1O1)WHAMH.AO THAMHAWHA1.250 c r “/八-=337.1(g/mol)3.708 x IO-3HA的(值滴定剂加到8.24mL时,溶 液 pH=4.30。此时,MH X S=3-708X103_ -0 9 0 0 x 8-2 4=0.0029664(moi)HA1000生成NaA的 物 质 的 量=随 型 空=
17、7.416xl0-4(mol)1000 .7.416 xlO-4pH=pKa+1g=pAa+1g=4.30H A 0.0029664pKa=4.902 Ka=IO-4902=1.26x10 s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OH-,网=二,V 41.20+50 1.26x10-5=5.68x104pOH=5.24 pH=14.00-5.24=8.766、解:化学计量点时,完全生成NaAc 0.0500moi/LO F=网=符=j0,05Xr104=5 4 X 1 0-6 mWLpOH=5.27;pH=8.73,终点误差计算略,计算结果相等均为0.03%.7、解:酚献做
18、指示剂,消耗盐酸12.00mL,说明试样中有Na3PO4。Na3PO4+HC1=Na2HPO4+NaCl“Na3 PO,=HC1=0.5000X12.001000=0.0060(mol)PO,=0.0060 x163.94=0.98364(g)试样中Na3PO4的含量为:0.98364/2.00=49.18%滴定至甲基橙终点时,Na3PO4+2HCl=NaH2PO4+2NaClNa2HPO4+HCI=NaH2PO4+NaCl与NazHPO4反应消耗的HC1为:32.00-2xl2.00=8.00(mL)试样中NazHPOd的质量为:8.001000 x 0.5000 xl42.14=0.568
19、(g)试样中NazHPO4的含量为:0.568/2.00=28.4%8、解:a-蔡酸为一元酸,1-羟基-a-蔡酸为二元酸。第一计一计量点竣基被中和;消耗标准液3.58ml;第二计量点时,酚羟基被中和;消耗标准液(5.19-3.58)=1.61ml。J.有:。-蔡酸+%-羟基-a-蔡 酸=0.1790 x3.58“i-羟基-a-蔡 酸=1-61x0.1790=0.288(mmol)a-蔡 酸=%-蔡 酸=0*353(mmol)0.353x172.0*I。=43.3%1000 x0.14020.288x188.0乙 羟 基=ioooxO.1402x 100%=38.6%9、解:只简单提示思路,尿素
20、分子式为CO(NH2)2;每分子尿素能产生2 分子能被吸收滴定的N H,因此滴定剂HC1物质的量为尿素物质的量2 倍。第五章配位滴定法3、解:此题题意为AF+总浓度为0/Qmol/L。AI(F)=I+A F +F12+-+A I F 16=1+1.4 X104+1.4X 107+1.0X109+5.6X 109+2.3X 109+6.9X 107=8.9 X109比较式中各项数值相对大小,可见主要存在形式为AIF3、A1FJ、A1F52|A13+=CAI/AI(F)=0.10/(8.9X 109)=l.l X 10(mol/L)4、待测溶液含 2X10-2mol/L 的 Zn和 2X lOmo
21、l/L 的 Ca2+,(1)能否用控制酸度的方法选择滴定Zn2+?若能,控制酸度范围是多少?解:A 1g Q cK)=6.81 5,可用控制酸度的方法选择滴定 Zn2+首先计算控制酸度的下限,根据 取曝 心丫)人Qa,sp=(2.0 xl0-2)/2=1.0 xl0-2(mol/L)要求:用 长 方 丫2 8lg厘Zny_ lg 以Y(H)-8lgV(H)Ig/n Y-8=8.50查表6-2得,pH=4.0B,lgaY(H)=8.44准确测定Zn的pH下限是4.0为防止Z/+水解要求:OH 5。IgKznY=lgZnY-lg aY=16.50-4.65=11.85lg KCdy=1g KcdY
22、 1g%3%d=16.46-4.6 4-7.379=4.441%d=%d0)=i+r r3+A ir 4=1+1024 x 2.0+1034 x 2.02+10 x 2.03+IO615 x 2.04=107 37911.85-4.441 5 满足选择性滴定的条件,可以选择性滴定Z/+1/iApM _ rw-ApM1(2)TE=.f-X100%4%,即 MYlg=lg KZnr-lg aY=16.50-7.08=9.42av=%,(H)+a、,(Cd)-1=104 65+10-9.3791016.46=M力=等 学=10田8 c d(i)10pMsp=l/2(pc”+lg )反应从右向左进行3
23、.解:g腔=”累。冰心一夕工仆产)0.059=5(1.51-0.771)=62.63 K-0.059反 应 定 量 进 行 的 下 限 是Fe:+=10-3Fe3+,此时JMnO=lO7Mn2+|%产/F产=9;的小门+.0591g =0771+0.0591gl()3=.948(V)0.059 gMnO;H+80MnO;/Mn,-0.059=1.51+-55lg(H+8xl0-3)=0.948可以解得:H+=2.6x10-6(mol/L)*解:=噎兽=网需0 =1 8.9 8反应完全计量点电位%/cp:+2*_ 0.70+2x0.14 一 UQJ Vtij 4-n23电位突4m跃氾什H围 0
24、0.059-0 0.059、刖cp2 -x 3(P-x 3即:2 10.14+x3=0.23V-0.70 3=0.52V2 1应选亚甲蓝指示剂(理论变色点0.36V).5、解:根据化学计量关系,硫代硫酸钠的物质的量为重辂酸钾物质的量6.(C/)N a2S2O3=WK2Cr2O7_ 6-K25O7 2.00 _ 6/勺507/K&O,Na2s2O3-y 100 0-5PY Na2S2O3 UU.U”力2s2O36x0.5012/294.25x20.05/1000=0.1020(mol/L)6、解:先确定有关化学计量关系2CU2+L 2Na2s2O3计算胆研试样含量CuSO4 5H2。“CuSO4
25、 5H2。=Na2s2O3=/以 CuSO4 5H2。M cuSO4 5H2。=(C/)Na2s2O3 M cuSO 4 5H 2O=0.1020 x 20.58/1000X 249.69=0.5241(g)WCuSO4 5H2O=g 3 x 1 0 0%犯x l。0.5580=93.9%7、解:本题是返滴定法测定盐酸小聚碱的含量重铝酸钾与盐酸小聚碱反应化学计量关系为1:2。滴定度T=2(cV)jg恪MM散 酸 小 栗 燧=13.05(mg/ml)与盐酸小集碱反应的K2O2O7的量为总量减去剩余量剩余K2O2O7的一部分(250ml中取100m l)用置换碘量法与Na2s2O3作用。求算50.
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