《分析化学》习题答案.pdf
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1、第 一 章 绪 论答窠:L仪器分析法灵敏度高。2 .仪器分析法多数选择性较好。3 .仪器分析法分析速度较快,利于批量样品分析。4 .易于使分析工作自动化。5.相对误差较大。6 .设备复杂、价格昂贵,对仪器工作环境要求较高。第二章定性分析1.解:最底浓度 pK-20/g-mL 1V 0.05pB-G=106L 106 106G=PB 205xl04l:G=l:5xlO42.解:检出限量 m pB-V=0.05x100=5 3.答:应选用(2)lmolL”H C l作洗液,因为HC1含有与氯化物沉淀的共同离子,可以减少洗涤时的溶解损失,又保持一定的酸度条件,避免某些水解盐的沉淀析出,另外HCI为强
2、电解质避免因洗涤剂而引起胶体现象。如果用蒸储水洗涤,则不具备上述条件,使沉淀的溶解损失太大,特别是PbCh、HNO3不含共同离子,反而引起盐效应而使沉淀溶解度大,NaCl则虽具有共同离子,但不具备酸性条件,所以亦不宜采用。4.解:(1)用 NH4Ac 溶解 PbS()4,而不溶解 Hg 2so4。(2)用氨水溶解Ag 2CrO4,而不溶解Hg 2CrO4。(3)用 NaOH 溶解 PbCrO4,而不溶解 Hg2CrO4 o(4)用氨水溶解A g C I,而不溶解PbSO4 0(5)用HNO3溶解Pb(OH)2,而不溶解A g C l。(6)用氨水溶解A g C l,而不溶解Hg 2so4。5.
3、答:(1)H2O2+2H+2e=2H2O E0=1.77VSn4+2e=Sn2+E=0.154VH2O2是比S/+强的氧化剂,所以氏。2可以氧化S/+为Sn4+(2)12(固)+2e=2IE=0.5345 VAsO43+4H+2e=AsO33+2H2O E=0.559 Vr是比AscV-强的还原剂,所以NH4I可以还原ASO436.答:(1)因为HNO3是强的氧化剂会把组试剂H2s氧化成硫而沉淀。(2)用 H2s。4代替 H C1,引入了 SO42,使 Ba?+、Sr2 Ca2+及 Pb?+离子生成硫酸盐沉淀,将妨碍这些离子的分析。(3)用 HAc代替H C L则由于它是弱酸,不可能调至所需要
4、的酸度。7.答:(1)加(NH4)2CO3,AS2s3 溶解而 Hg S 不溶。(2)加稀HNO3,CUS 溶解而Hg S不溶。(3)加浓HC1,Sb2s3溶解而As2s3不溶。(4)力 口 NH4AC,PbSCX,溶解而 BaSO4不溶。(5)加氨水,Cd(OH)2溶解而Bi(OH)3不溶。(6)加氨水,Cu(OH)2溶解而Pb(OH)2不溶。(7)加 Na2S,S11S2溶解而PbS不溶。(8)加 NazS,S11S2溶解而SnS不溶。(9)加稀HCI,ZnS溶解而CuS不溶。(1 0)加稀HC1,MnS溶解而Ag 2s不溶。(11)与组试剂作用,生成黄色沉淀,此沉淀一部分溶于Na2S,另
5、一部分不溶,仍为黄色。8.答:(1)容易水解的离子如:Bi3+,Sb(III),Sn(II),Sn(IV)存在。(2)可知Hg 2+不存在。(3)生成的硫化物为黄色,则 Pb2 Bi3 Cu2 Hg 2+不存在。根据以上判断,可知,有:Cd2 Sn(IV),As(III),A s(V),也可有Sb(III)、Sb(V)存在。9.答:(1)在第三组离子的沉淀中,A1(OH)3和 Cr(OH)3属于两性氢氧化物,酸度高时沉淀不完全,酸度太低又容易形成偏酸盐而溶解。另一方面当pH10时,部分的Mg 2+生成Mg(OH)2沉淀。实验证明控制在pH=9.0,为沉淀第三组离子最适宜的条件,在沉淀本组离子的
6、过程中,随着反应的进行,溶液pH降低。因此加入NH3-NH4C1缓冲溶液来保持pH=9.0 o3(2)(NH4)2S放置太久,部分S2一可被氧化成SO,。氨水放置太久,会吸收空气中的CO2产生C O 3,固而使第四组的Ba2+、Sr2+,Ca2+部分沉淀于第三组。所以,必须使用新配制的(NH4)2S和氨水。10.答:(1)加过量氨水,则Co(OH)2生成Co(NH3)62+溶解,而A1(OH)3不溶。(2)加适当过量的N aO H,则Zn(OH)2生成ZnO2”溶解,而Fe(OH)3不溶。(3)加适当过量的N aO H,则Zn(OH)2生成ZnCV-溶解,而Ni(OH)2不溶。(4)加适当过量
7、的NaOH,则Cr(OH)3生成CrO2溶解,而Co(OH)2不溶。(5)加过量氨水,则Ni(OH)2生成Ni(NH)62+溶解,而A1(OH)3不溶。H.解:(1)有色离子不存在,如:Fe3+,Fe2 C产、Mn2+,Co2+和Ni?+。(2)表示A+也不可能存在。(3)加入组试剂(NH4)2 S或TA A得白色沉淀,则又一次证明了 Fe3+、Fe2+,Cr3+,Mn2+,Co2+和 Ni?+不存在。由以上推断试样中可能有Zr+存在。12.解:由(1)可以判断A+、C产和Fe3+不存在,由(2)可知Fe3+、Fe2+,Co2+和Ni?+不存在,Mi?*可能存在,由(3)可知Mi?+和Zi?+
8、存在。综上所述,则存在的离子为M/和Zn2+,不可能存在的离子为Al3+,C产、Fe3+,Fe2+,Co2+W Ni2+;少量A lt Cr3+存在与否不能决定。13.答:分出第三组阳离子的试液含有大量的S2+,S2+易被空气中的氧氧化成SO42+,则使部分Ba2 Sr2+生成难溶解的硫酸盐,影响的分析,所以要立即处理含有第四、五组阳离子的试液。处理的方法是:将试液用HAc酸化加热煮沸,以除去H2SO14.答:(1)NH4+与 Na3co(NO2)6 生成橙黄色沉淀(NH4)2NaCo(N02)6 干扰 K+的鉴定,所以如果氨盐没有除净,则K+便出现过度检出。(2)K+未检出的原因有三:a.酸
9、度条件控制不当。检 定K+的反应条件应在中性或弱酸性中进行。如果溶液为强酸性或强碱性,则C o。?*?一 分 解。b.试剂放置过久。试剂久置和日光照射下易发生分解。c.存在其他还原剂或氧化剂。还原剂能将试剂中的C03+还原为c02+;氧化剂能将试剂中的NCV氧化为NO3 O415.答:(1)加碱产生N%者为NH4CI。(2)加 BaCL生成不溶于稀HCI的白色沉淀BaSCh者,为(NH5SCh。(3)加饱和(NH4)2S4产生白色沉淀的为BaCk。(4)加 CaCb生成白色沉淀CaC2()4者,为(NHRCzCh。16.解:(1)既然沉淀为白色,溶液为无色,则有色物质K2Cr()4不存在。(2
10、)由(1)得白色沉淀溶于稀H C L则 BaCk与(NH4)2S()4不可能同时存在,而溶于稀HC1的白色沉淀,必定是草酸盐。所以(NH6C2O4肯定存在。(3)试验表明(NH4)2SO4存在,则 BaCb肯定不存在,既然BaCk不存在,则试验(1)生成的白色沉淀只能是CaCzCh。所以Ca(NO3)2肯定存在。(4)实 验(4)表明Mg Ch不存在。综上所述分析结果为:存在的物质有:(NH,2C2C4、(NH4)2SO4 和 Ca(NO3)2;不存在的物质有:K2CrO4、BaCL、Mg Cl2;存在与否不能判断的为:NaCl 017.答:由分组实验肯定第一、二组阴离子不存在,由挥发性实验和
11、氧化还原试验,肯定Nth-和S2O32-不存在。所以只有NO3-和Ad不能肯定,还需进行鉴定。18.答:(1)加稀H2s。4有气泡产生,贝(JSO3,S2O32 CO32 S2 NO2-可能存在(2)在中性溶液中加BaCk溶液有白色沉淀,则SO42 SO32,S2O32 CO32、PO43,SKV-可能存在。(3)在稀HNO3存在下加Ag N()3溶液有白色沉淀,则 C 可能存在;Br 1S”不可能存在。(4)在稀H2s04存在下加KI-淀粉溶液无明显变化,则 NO2-不可能存在。(5)在 稀 H2SO4存在下加L-淀粉溶液无明显变化,则 SO32 S2O3匕S?-不可能存在。(6)在稀H 2
12、 s 酸性条件下加KM11O4紫红色褪去,则 SO32 S2O32 CT(大量)、Br S2 NO2-可能存在。从以上各初步实验结果来看,肯定不存在的阴离子有:Br I S,NO2、SO32 SO32 S2O32-0 所以还应进行分别鉴定的阴离子为:SO42 CO32,5PO?SiO32 C l NO3-和 Ac-七种阴离子。19.答:第一、二组阳离子的铅盐都难溶于水,既然混合物能溶于水。已经鉴定出有Pb2+,所以第一、二组阳离子可不鉴定。20.答:因为H2s0 4与较多的阳离子生成难溶解的硫酸盐沉淀。HAC的酸性太弱,溶解能力差。所以一般不用H2s0 4和HAc溶解试样。21.答:(1)试样
13、本身无色,溶于水所得溶液亦无色,则有色离子如:Cu2+,Fe3+、Fe2+,Cr3+,Mn2 Co2+和 Ni?+不可能存在。试样易溶于水,则易水解析出的难溶化合物离子不可能存在。如:B it Sb(III),Sb(V),S n(II),和 Sn(IV)、等离子。(2)焰色试验时火焰为黄色,则有Na+存在,其他有明显焰色反应的离子,如:Ba2+,Ca2+,Sr2+,Cu2+,K+等离子不可能存在。(3)溶于稀HC1无可觉察的反应,则Ag+、Hg22+,Pb2+离子不存在,另外在酸性溶液中具有挥发性的阴离子,如:SO32 S2O32 CO32 S2N O2 O与酸作用能生成沉淀的SiO3-都不可
14、能存在。(4)试样与浓H2s0 4不发生反应,则能生成难溶性硫酸盐的离子,如:Pb2 Ba2 Sr2 Ca?+(大 量)、A g Hg22+等离子不存在。另外证明挥发性阴离子及还原性的 不存在。(5)与NaOH一起加热不放出NH3,则表示NH4+不存在。生成有色沉淀的阳离子亦不存在,如:A g Hg 22+,Cu2 Hg2+,Fe3 Fe2 Cr3+、Mn2+,Co2+和 Ni?+等离子。(6)在中性溶液中与BaCb溶液不产生沉淀,则表示第一组阳离子不存在。总括以上分析推断,尚需要鉴定的离子有:阳离子:Cd2+,As(III),As(V),Al3+,Zn2+,Mg2+,Na+等离子。阴离子:C
15、 l Br NO3 AC等离子。第三章误差和分析数据的处理(答案均已更正)1.答:(1)系统误差中的仪器误差。减免的方法:校准仪器或更换仪器。(2)系统误差中的仪器误差。减免的方法:校准仪器或更换仪器。6(3)系统误差中的仪器误差。减免的方法:校准仪器或更换仪器。(4)系统误差中的试剂误差。减免的方法:做空白实验。(5)随机误差。(6)系统误差中的操作误差。减免的方法:多读几次取平均值。(7)过失误差。(8)系统误差中的试剂误差。减免的方法:做空白实验。2.解:因分析天平的称量误差为0.2mg。故读数的绝对误差Ea=0.0002gE根据E,=-xlOO%可得TE+0.0002g0.1000gx
16、 100%=0.2%E-=l SX100%=02%这说明,两物体称量的绝对误差相等,但他们的相对误差并不相同。也就是说,当被测定的量较大时,相对误差就比较小,测定的准确程度也就比较高。3.解:因滴定管的读数误差为0.02mL,故读数的绝对误差Ea=0.02 也F根据E,=jxlO O%可得TE“2 也F+0.02mL,-xlOO%=l%2mL士 0.02 也3 1。0%=o%20mL这说明,量取两溶液的绝对误差相等,但他们的相对误差并不相同。也就是说,当被测定的量较大时,测量的相对误差较小,测定的准确程度也就较高。4.答:(1)三位有效数字(2)五 位 有 效 数 字(3)四 位 有 效 数
17、字(4)两位有效 数 字(5)两位有效数字(6)两位有效数字5.答::0.36 应以两位有效数字报出。6.答::应以四位有效数字报出。77.答::应以四位有效数字报出。8.答::甲的报告合理。因为在称样时取了两位有效数字,所以计算结果应和称样时相同,都取两位有效数字。9.解:根据方程 2NaOH+H2c2O4 H2O=Na2c2O4+4H2O 可知,需 H2C2O4 H2O 的质量mi为:0.1x0.020=-x 126.07=0.13g相对误差为 Erl=-0 0 0 2 gxl00%=0.15%0.13g则相对误差大于0.1%,不 能 用 H2C2O4H2O标 定 O.lmolL-1的Na
18、OH,可以选用相对分子质量大的作为基准物来标定。若改用KHC8H4O4为基准物时,则有:KHC8H4。4+NaOH=KNaC8H4O4+H2O需 KHC8H4O4 的质量为 m2,则团2 =x;2 0 *204.22=0.41gE霁 49%相对误差小于0.1%,可以用于标定NaOH。10.答:乙的准确度和精密度都高。因为从两人的数据可知,他们是用分析天平取样。所以有效数字应取四位,而甲只取了两位。因此从表面上看甲的精密度高,但从分析结果的精密度考虑,应该是乙的实验结果的准确度和精密度都高。11.答:D12.答:D13.解:根据 Sr i=4x100%Xq得 0.5%=-x 100%贝(J S=
19、0.1534%30.68%当正确结果为 15.34%时,Sr2=-x 100%=0-1 534%x 100%=1.0%-15.34%14.解:(1)”24.87%+24.93%+24.69%=24.83%3(2)24.87%8(3)E“=x 7=24.83%25.06%=0.23%E(4)E,=-x 100%=0.92%T15.解:(1)x=-6-7-.-4-8-%-+-6-7-.-3-7-%-+-6-7-.-4-7-%-+-6-7-.4-3-%-+-6-7-.4-0-7-%-=67.4八3%e50.05%+0.06%+0.04%+0.03%5=0.04%(2)J=-x 100%=0,0 4%
20、x 100%=0.06%r x 67.43%(3I Xdi2 _|(0.05%)2+(0.06%)2+(0.04%)2+(0.03%)2)(4)S,=1xl00%=。05%x 100%=0.07%-67.43%(5)Xm=X 大-X 小=67.48%-67.37%=0.11%版 H-39.12%+39.15%+39.18%6.解:甲:xi=-=39.15%n3E。=x T=39.15%39.19%=-0.04%IXd2 _ 1(0.03%)2+(O.O3%)2V M-i-V r n5.=-Lx 100%=,Q 3%xlOO%=0.08%rl-39.15%39.19%+39.24%+39.28%
21、Ea2=x=39.24%-39.19%=0.05%(0.05%)2+(0.04%)23-10.05%Sr,=xl00%=x 100%=0.13%2-39.24%x2由上面|Eai|Ea2|可知甲的准确度比乙高。SiS2,Sr1Sr2可知甲的精密度比乙高。9综上所述,甲测定结果的准确度和精密度均比乙高。17.解:(1)根 据“=士幺得(T2 0.3 0-2 0.4 0 一U i=-=-2.50.0 42 0.4 6-2 0.4 0 ,c-=1.50.0 4(2)m=-2.5(12=1.5.由表31查得相应的概率为0.4938,0.433218.解:19.解:则P(20.30 xQO.9O,4,故
22、1.83这一b数据应弃去。(2)24.解:查表3-3得Q0.9O,5=O.64,因QQO,9O,5,故1.8 3这一数据不应弃去。x =0.1 0 2 9 +0.1 0 3 2 +0.1 0 3 4 +0.1 0 5 6 =0n.1i0n3_ oo40.0 0 0 92+0.0 0 0 62+0.0 0 0 42+0.0 0 1 82,、,、,、,,-=O.U U l 14-10.1 0 3 8-0.1 0 2 9 -=0.8 20.0 0 1 111c X-X4 0.1 0 5 6-0.1 0 3 8 “G,=-=-=1.6 4 s 0.0 0 1 1查表 3-4 得,G o.9 5,4=1
23、.46,GIGO.95,4 故 0.1056 这一数据应舍去。(2)当X=0.1029+0.1032+0.1034=0 J()3 2=0.0 0 0 2 5从=3 f “f 上=0.1 0 3 2 2.9 2 X 警=o.1 0 3 2 土 0.0 0 0 4PJ 品 V3当 P=0.95时,4姒2 =4 3 0 因此Nn=0.1 ()3 2 f:4.3 0 x0 乎2 0.1 0 3 2 t o.0 0 0(J 3由两次置信度高低可知,置信度越大,置信区间越大。25.解:4 0 4 a x-T 1 5 4.2 6%-5 4.4 6%I,根据 t=-=-=4s 0.0 5%查表3-2得t o.
24、9 O,3=3.1 8 ,因0 t o.9 5,3,说明平均值与标准值之间存在显著性差异。-yX 4 7.4 4 +4 8.1 5 +4 7.9 0 +4 7.9 3 +4 8.0 3 八x =-=4 7.8 9乙”5 0.4 5)2 +(0.2 6)2 +(0.01)2 +(0.04)2 +(0.1 4)2s=J-=0.2 7V5-1l x-7 1 1 4 7.8 9-4 8.001-=0.4 1s-0.2 7查表3-2,t o.9 5,4 =2.7 8 ,t t o.9 5,4说明这批产品含铁量合格。27.解:ni=4 羽=0.1 01 7 S 1=3.9 x l()Yn2=5 Xi -0
25、.1 02 0 S 2=2 4 x 1 05,2 _ (3.9 X 1 Q-4)77(2.4、1 0-4)=2.6 412查表3-5,fs大=3,fs小=4,F 表=6.59,F 2 -2=7 时,t o.9 o,7 =190,t t o.9 0,7故以0.90的置信度认为为与也无显著性差异。28.解:(1)7.9936-0.9967-5.02=7.994-0.9967-5.02=8.02-5.02=3.00(2)0.0325x5.103x60.06-139.8=0.0325x5.10 x60.1-140=0.0712(3)(1.276x4.17)+1.7x10士(0.0021764x0.01
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