1、分析化学习题详解第 3 章 定量分析中的误差及数据处理 指出在下列情况下,各会引起哪种误差?如果是系统误差,应该采用什么方法减免?(1) 砝码被腐蚀;(2) 天平的两臂不等长;(3) 容量瓶和移液管体积不准确;(4) 试剂中含有微量的被测组分;(5) 天平的零点有微小变动;(6) 读取滴定体积时最后一位数字估计不准;(7) 滴定时不慎从锥形瓶中溅出一滴溶液;(8) 标定盐酸溶液用的 NaOH 标准溶液中吸收了 CO2。答:(1)系统误差,校正或更换砝码;(2)系统误差,校正或更换天平;(3)系统误差,校正或更换容量瓶和移液管;(4)系统误差,做对照实验校正;(5)随机误差;(6)随机误差;(7
2、)过失,重做;(8)系统误差,做空白实验校正。习题1如果分析天平的称量误差为0.2mg ,拟分别称取试样 0.1g 和 1g,称量的相对误差各为多少?这些结果说明了什么问题?答: ;%2.01.0231rE.2r以上结果说明:同样的称量误差,当称取的试样量较大时,称量的相对误差较小。2滴定管的读数误差为0.02mL。如果滴定中用去标准溶液的体积分别为 2mL 和20mL,读数的相对误差各是多少?相对误差的大小说明了什么问题?答: %102.1rEr以上结果说明:同样的滴定管读数误差,当滴定体积较大时,读数的相对误差较小。7两位分析者同时测定某一试样中硫的质量分数,称取试样均为 2.0g,分别报
3、告结果如下:甲:0.042%,0.041%;乙:0.04099%,0.04201%。问哪一份报告是合理的,为什么?答:甲合理,因为试样的称取量为 2.0g,是两位有效数字,报告应保留两位有效数字。8标定浓度约为 0.1molL-1 的 NaOH 溶液,欲消耗 NaOH 溶液 20mL 左右,应称取基准物H2C2O42H2O 多少克?其称量的相对误差能否达到 0.1%?若不能,可以用什么方法予以改善?若改用邻苯二甲酸氢钾为基准物,结果又如何?答: gMVcmOHCNaOHHC 13.07.2610.21 32 424 %1.0.03. rE可用称大样的方法来解决:称取计算值 10 倍量的基准物
4、H2C2O42H2O 配成 250mL 溶液,用 25mL 移液管移取 25.00mL 溶液,这样可以使称量误差小于 0.1%。 gMVcmNaOH 1.0.10.3邻 苯 二 甲 酸 氢 钾邻 苯 二 甲 酸 氢 钾 %1.05.104.23rE12测定铁矿石中铁的质量分数(以 表示) ,6 次结果分别为:32OFew67.48%,67.37%,67.40% ,67.47%,67.43% 和 67.40%。计算:(1)平均偏差;(2)相对平均偏差;(3)标准偏差;(4)相对标准偏差;(5)极差。答: (%)4.676.07.43.7.406.37.8 x(1) ()035.2.15221 n
5、dd(2) 06.%14.67035xr(3) (%)04.162.0.5.02.5.06.1222 ndsi(4) %7.4.7%xCV(5) ()1.03.68minaR16测定钢中铬的质量分数,5 次测定结果的平均值为 2.14%,标准偏差为 0.013%。计算:(1)平均值的标准偏差;(2)平均值的置信区间;(3)如使平均值的置信区间为2.14%0.01%,问至少应平行测定多少次?置信度均为 0.95。答:(1) (%)059.13.nsx(2)n = 5,f = 5 - 1 = 4,当 P = 95%,查表得 t0.05,4 = 2.78, (%)02.1.503.78.2. nts
6、x(3)n = 6 时,t 0.05,5 = 2.57,置信区间为 ;4.6.n = 7 时,t 0.05,6 = 2.45,置信区间为 ;012.73.42n = 9 时,t 0.05,8 = 2.31,置信区间为 ;.9.1n =10 时,t 0.05,9 = 2.26,置信区间为 ;09326至少应平行测定 10 次。22两种方法测定鱼肉中的 Zn 含量(ppm) ,测得数据如下:方法 1: 0.44,0.45,0.47,0.48,0. 43;方法 2:0.39,0.40,0.36,0.44,0.42,0.45;问这两种方法的精密度是否存在显著性差异?答: ppm,s 12 =0.000
7、45,f 1 = 51 = 4; 45.01xppm, s2 2=0.00112,f 2 = 6 - 1 = 5;.22小大sF49.0.1查表得 F 表 = 6.26,可见 F 12 时,用钙指示剂指示终点,用 EDTA 标准溶液滴定,用去 24.90mL。试计算(1) EDTA 溶液的浓度;(2) 每毫升 EDTA 相当于多少克 。32FOeZn、(分子量: )69.15M9.8109.1M323 eOCaO;解:(1))/(08400V.253O LmolmEDTACaEDTA LgMCTOFeEDTAEAOFe ZnZn /084.169.508.21021 23)( 3232/ 第五
8、章酸碱滴定法思考题6某物质可能含有 NaOH、Na 2CO3 、NaHCO 3 或它们的混合物,现用 HCl 标准溶液滴定至酚酞变色耗去 HCl V1 mL;溶液加入甲基橙指示剂,继续以 HCl 标准溶液滴定耗去 HCl V2 mL。根据消耗 HCl 的体积,判断下列各情况下物质的组成?(1)V 10,V2=0; ()V 1=0,V20; ()V 1=V2;()V 1V2, V2; ()V 10,V 2=0 NaOH (4) V1V2, V 2 Na2CO3+NaOH(2) V1=0,V20 NaHCO3 (5) V1V1=21.76mL, 所以,混合碱中含有 NaHCO3 和 Na2CO3,
9、其含量为:Na2CO3% = % = 70.42%106524.09.7.3NaHCO3% = % =13.83%8)71(19.0318. 酸碱滴定法可用来测定阿司匹林药片中乙酰水杨酸的含量。将阿司匹林药片碾碎,准确称取 0.2500 g,准确加入 50.00mL 0.1020molL-1 的 NaOH 溶液,煮沸,冷却后,以0.05264molL-1 的 H2SO4 溶液回滴过量的 NaOH,以酚酞指示终点,消耗 H2SO4 溶液23.75mL。求试样中乙酰水杨酸的质量分数。 (乙酰水杨酸的摩尔质量为 180.16gmol-1,已知反应式为:HOOCC6H4OCOCH3 NaOOCC 6H
10、40Na )解:n (乙酰水扬酸) = n (NaOH) = n (H2SO4)21乙酰水扬酸% = % = 93.67%10250. 6.82)17.360.5.( 33 第六章配位滴定法习 题1试求 EDTA 滴定 Fe3+的最低 pH。 解:由滴定 Fe3+, 。设 EDTA 的浓度为 0.01 ,所以 Fe3+的所以 pH 大约为 1.0 左右。3在 pH=2 和 pH=3.8 时,能否用 EDTA 滴定 Cu2+?( 设Cu 2+离子浓度为 1.0molL, ,没有其他配合剂存在) (pH=2 时,不能被滴定; pH=3.8 时,能被滴定)解:(酸效应; 能否用配位法测定单一金属离子
11、的条件: lg c KMY6)lg KCuY=18.80查表:pH=2 lg aY(H)=13.51 ; pH=3.8 lg aY(H)=8.85所以 pH=2 时 lg c KCuY=0+18.80-13.51=5.296pH=3.8 时 lg c KCuY=0+18.80-8.85=9.956pH=2 时,不能被滴定;pH=3.8 时,能被滴定。8用 0.010 60 molL -1 叫 EDTA 标准溶液滴定水中钙和镁的含量,取 100.0 mL 水样,以铬黑 T 为指示剂,在 pH=10 时滴定,消耗 EDTA 31.30 mL, 。另取一份 100.0 mL 水样,加NaOH 使呈强
12、碱性,使 Mg2 成 Mg(OH)2 沉淀,用钙指示剂指示终点,继续用 EDTA 滴定,消耗 19.20 mL,计算:(1)水的总硬度(以 CaCO3 molL -1 表示) ;(2)水中钙和镁的含量(以 CaCO3 molL -1 和 MgCO3 molL -1 表示)。解:水中钙和镁的含量分别为:Ca2 的含量Mg2 的含量=水的总硬度为9分析含铜、锌、镁合金时,称取 0.500 0 g 试样,溶解后用容量瓶配成 100 mL 试液。吸取 25.00 mL,调至 pH=6,用 PAN 作指示剂,用 0.050 00 molL -1EDTA 标准溶液滴定铜和锌,用去 37.30 mL。另外又
13、吸取 25.00 mL 试液,调至 pH=10,加 KCN 以掩蔽铜和锌,用同浓度 EDTA 溶液滴定 Mg2+,用去 4.10 mL,然后再滴加甲醛以解蔽锌,又用同浓度EDTA 溶液滴定,用去 13.40 mL。计算试样中铜、锌、镁的质量分数。 解:25mL 合金溶液中含铜和锌的总物质的量为:25mL 合金溶液中含镁的物质的量为:25mL 合金溶液中含锌的物质的量为:25mL 合金溶液中含铜的物质的量为:试液中镁的质量为:其质量分数为 0.01992/0.5000=3.98试液中锌的质量为 0.0006765.39=0.04381其质量分数为 0.04381/0.5000=8.76试液中铜的
14、质量为 0.00119563.54=0.07593其质量分数为 0.07593/0.5000=1.52第七章氧化还原滴定法习 题2在 1.5mol/LHCl 介质中,当 cCr(VI)=0.10mol/L,cCr(III)=0.020mol/L 时,计算 Cr2O72-/Cr3+电对的电极电位。解:附录中没有该电对相应的条件电极电位值,采用相近 1mol/L 的介质中 =1.00VE代替Cr2O72-+14H+6e-=2Cr3+7H2O当 C Cr(VI)=0.10mol/L C Cr(III)=0.020mol/LE= Cr(VI)/ Cr(III)+ lgE6059.14()2rVIH=1
15、.05V6已知在 1mol/LHCl 介质中,Fe(III)/Fe(II) 电对的 E0=0.70V,Sn(IV)/sn(II)电对的 E0=0.14V。 求在此条件下,反应 2Fe3+Sn2+=Sn4+2Fe2+的条件平衡常数。. 解:已知 =0.70V, =0.14V3+2Fe/ 42/Sn对于反应 2Fe3+Sn4+=2Fe2+Sn2+. 则, 18026.9 98.15.4075lgKEn9计算 1mol/L 的 HCl 溶液中用 Fe3+滴定 Sn2+时计量点的电位,并计算滴定至 99.9和100.1时的电位。解:E(计)= =0.320(v)2140.68.0(2)计量点前:E=
16、(Sn 4+/Sn2+)+E 24lg059.Sn= 0.14+ 32.= 0.23 (V)计量点后:E= (Fe 3+/Fe2+)+0.059lgE 23Fe= 0.68+0.059lg 10.= 0.68 + 0.0595(-3)= 0.50(V)15称取软锰矿 0.3216 克,分析纯的 Na2C2O4 0.3685 克,共置于同一烧杯中,加入H2SO4,并加热; 待反应完全后,用 0.02400 molL-1 KMnO4 溶液滴定剩余的 Na2C2O4,消耗 KMnO4 溶液 11.26 mL。计算软锰矿中 MnO2 的质量分数。解: 2-+2+2-4 24MnO+C()HMnCOH+
17、() 过 剩244242 3Na 15(K)()n()() 0%0.36886.9.01.201 1365.%smcVwm 16. 用 KIO3 标定 Na2S2O3 的浓度,称取 KIO30.3567g,溶于水并稀释至 100.0mL,移取所得溶液 25.00mL,加入 H2SO4 及 KI 溶液,用 24.98mLNa2S2O3 滴定折出的 I2, 求 Na2S2O3的浓度。取上述 Na2S2O3 溶液 25.00mL,用碘溶液 24.83mL 滴定至终点。求碘溶液的浓度。解:2IO 3-+10I-+12H+=6I2+6H2O 6432SISI2IO 3-6I2-12 S2O32-12n(
18、IO-)=2n(S2O32-)6 =C(S2O32-)v(S2O32-)10-3)(%53KIMm6 =C(S2O32-)24.9810-30.21467C(S2O32-)0.1001(mol/l)2n(I 2)=n(S2O32-)C(I2) = )(2332IVOSC= 8.4051.= 0.05039(mol/l)19. 称取含有苯酚的试样 0.5000 克。溶解后加入 0.1000 molL-1 KBrO3 溶液(其中含有过量KBr)25.00 mL,并加 HCl 酸化,放置。待反应完全后,加入 KI。滴定析出的 I2 消耗了0.1003 molL-1Na2S2O3 溶液 29.91 m
19、L。计算试样中苯酚的质量分数。解: -+32Br56H=Br+3Br2 = +3HBrOHOHBrBrr-22346I+rSI化学计量关系: 3Br2 3I2 6S2O32-OH323233 16(KBr)(r)(NaS)(O)6() 0%94.(0.125.01.) 1037.64%scVcVMwm 苯 酚苯 酚第8章 沉淀滴定法思 考 题4. 说明用下述方法进行测定是否会引入误差,如有误差,指出偏高还是偏低?(1)pH4时用摩尔法测定 Cl ;(2)用法扬斯法测定Cl 时,用曙红作指示剂;(3)用佛尔哈德法测定Cl ,但没有加硝基苯;(4)中性溶液中用摩尔法测定Br;(5) 用摩尔法测定
20、pH8 的KI 溶液中的I;(6)用摩尔法测定Cl ,但配制的 K2CrO4指示剂溶液浓度过稀。答:(1)测定结果偏高。摩尔法应当在中性或弱碱性介质中进行。若在酸性介质pH4的溶液中,CrO 42 与H 结合生成HcrO 4-,溶液中CrO 42 减少,Ag 2CrO4沉淀出现过迟,滴定剂消耗过量,则结果偏高。(2)测定结果偏低。用法扬斯法测定Cl 时,常用荧光黄作指示剂,只能在中性、弱碱性(pH=710)溶液中使用,若选用曙红作指示剂,由于Cl 吸附性能较Br 、I 差,理论终点前就有一部分指示剂阴离子取代Cl 而进入吸附层中,因而终点提前,测定结果偏低。(3)测定结果偏低。佛尔哈德法当达终
21、点时,由于发生AgClSCN =AgSCNCl 沉淀转化反应,得不到正确终点。为阻止生成的AgCl 沉淀与外部溶液SCN 接触,应加入有机溶剂 硝基苯等。因此未加硝基苯即发生沉淀转化,引入很大正误差,对返滴定来说致使结果偏低。(4)剧烈振摇防吸附Br -则不会引入误差;(5)测定结果偏低。由于沉淀对I -的吸附力太强,会使结果偏低;(6)测定结果偏高。使消耗AgNO 3过多,结果偏高。习 题2. 用摩尔法测定生理盐水中NaCl的含量,准确量取生理盐水 10.00 mL以K 2CrO4为指示剂,用0.1045 molL-1 AgNO3滴定至砖红色,共消耗AgNO 3标准溶液 14.58 mL。计
22、算生理盐水中NaCl的含量 (gmL -1)。解: )mLg(1094.80.1584.VMC 133NaClalAgONal 33 到9. 称取银合金试样0.4000g,用酸溶解后,加铁铵矾指示剂,用0.1500molL -1 NH4SCN标准溶液滴定,用去22.60mL,计算样品中银的百分含量。解:%42.9104.1087625.m10MVCAgSCNHNAg3434 到第9章 重量分析法 1.完成下表待测组分 称量形式 换算因数FSO3 BaSO4 0.3430MgO Mg2P2O7 0.3622P2O5 Mg2P2O7 0.6377P (NH4)3PO412MoO3 0.01650P
23、2O5 (NH4)3PO412MoO3 0.03782As2O3 Cu(C2H3O2)23Cu(AsO2)2 0.5854CuO Cu(C2H3O2)23Cu(AsO2)2 0.3138Al2O3 (C9H6NO)3Al 0.2096解: 40.39268BaS432.1OPMg7267.05725150.389o1)NH(343 72.62OP234352 584.019)As(Cu)(223318.045.79)AsO(Cu3)H(422 610lN36910.有含硫约35的黄铁矿,用重量法测定硫,欲得0.6克左右的BaSO 4沉淀,问应称取试样的重量为多少克?解:应称取试样的重量为:第
24、12 章原子吸收1 用石墨炉原子化法测定食品中的微量稀土元素镧。称取试样 10.000 g 经处理后稀释至100 mL。取 10 mL 试样溶液至 50 mL 容量瓶中,稀释至刻度,测得吸光度为 0.288;在另一个 50 mL 容量瓶中加入 9 mL 试样溶液和 1mL 10 gmL-1 的标准镧溶液,稀释至刻度,测得吸光度为 0.626。试计算该食品中镧的含量。 (答:7.85 gg-1) 解:由 得到:Kckl43.0A1185.70.1857.36.20368.1098.6.gCmlkAc gl到到3 采用原子吸收光谱法分析试样中的微量硅,硅空心阴极灯发出三条较强的谱线 251.43
25、nm、251.61 nm 和 251.92 nm。初步试验时,当 Si 质量浓度为 5.0 mgL-1 时,三条波长下的)g(24.0%3569.2.0BaSO%35m40 吸光度分别为 0.044、0.44 和 0.022。请问(1)选择哪条谱线进行测定最为适宜?(2)在该波长下此仪器的特征灵敏度是多少?(3)若该仪器光栅的倒线色散率 D 为 2 nmmm-1,应该选择多大狭缝宽度?(4)在该狭缝宽度下相应的光谱通带是多少?解:(1)选择吸光度最强的谱线进行测定最为适宜,即 251.61 nm。(1) 在该波长下此仪器的特征灵敏度是: 105.4.04.0LmgAmc(3) 9.23516.
26、(4) nDSW8.09.第十三章电位分析法1、当下述电池中的溶液是 pH=4.00 的缓冲溶液时,在 25时用毫伏表测得下列电池的电动势为 0.309V:玻璃电极 饱和甘汞电极H当缓冲溶液由未知溶液代替时, 在 25时测得不同溶液时的电动势分别为 (1)0.642 V;(2)0.406V; (3)0.218V.计算三种未知溶液的 pH。解: sspHKE0591.xx.条件相近 sK64.9051.3642.0591. sxsxEpHsxsx 15.3059.218.30591. sxsxEpH4某 Na 电极,其选择性系数 KNa ,H =300,如用此电极测 PNa=3 的 Na 溶液,
27、并要求测定误差小于 3%,则试液的 PH 值必须大于多少?解: 710%33103/, /,pHaKHnNainjjijiji相 对 误 差6.用氟离子选择性电极测定饮用水中 F 含量时,吸取水样 50.00ml 于 100ml 容量瓶中,加入总离子强度调节缓冲液,稀至刻度,测其电动势值为192mV。然后在此溶液中加入1.00ml 1.00102 mol /L 氟标准溶液,测得电动势为150mV ,计算饮用水中 F 的质量。已知 mF=19.0解: LmolVcsSEnx/104.2)1(.10()559/42159/2/第十四章气相色谱法1. 在某气相色谱柱上组分 A 流出需 15.0 mi
28、n,组分 B 流出需 25.0 min,而不溶于固定相的物质 C 流出需 2.0 min,问:(1)B 组分相对于 A 的相对保留时间是多少?(2)A 组分相对于 B 的相对保留时间是多少?(3)组分 A 在柱中的容量因子是多少?(4)组分 B 流出柱子需 25.0 min,那么,B 分子通过固定相的平均时间是多少?解:由题可知tA = 15.0 min, tB = 25.0 min, t0 = tC = 2.0 mintA = tA - t0 = 13.0 min, tB = tB - t0 =23.0 min(1) B 组分相对于 A 的相对保留时间为 B,A= tB/ tA = 23.0
29、 / 13.0 = 1.77(2) A 组分相对于 B 的相对保留时间为 A,B = tA/ tB = 13.0 / 23.0 = 0.57 (3) 组分 A 在柱中的容量因子 k = tA/ t0 = 13.0 / 2.0 = 6.5 (4) 组分 B 流出柱子需 25.0min,那么,B 分子通过固定相的平均时间为25.0 - 2.0 = 23.0 min.5. 分析某种试样时,两个组分的相对保留值 r2,1=1.11,柱的有效塔板高 H=1mm,需要多长的色谱柱才能完全分离? 解:根据公式 141有 效HLR得 L=3.66m6. 测得石油裂解气的气相色谱图(前面四个组分为经过衰减 1/
30、4 而得到) ,经测定各组分的f 值并从色谱图量出各组分峰面积为:出峰次序 空气 甲烷 二氧化碳 乙烯 乙烷 丙烯 丙烷峰面积校正因子 f340.842140.744.51.002781.00771.052501.2847.31.36用归一法定量,求各组分的质量分数各为多少?解:经过衰减 1/4 的四个组分应是甲烷、二氧化碳、乙烯和乙烷。根据公式: %1010iii mw10ifA7.249 36.14728.504.74.2784.547.23480 ifA故所求质量分数分别为:w 甲烷 =(2140.744/2499.7)100%=25.34%w 二氧化碳 =(4.51.004/2499.
31、7)100% =0.72%w 乙烯 =(2781.004/2499.7)100% =44.48%w 乙烷 =(771.054/2499.7)100% =12.94%w 丙烯 =(2501.28/2499.7)100%=12.80%w 丙烷 =(47.31.36/2499.7)100%=2.57%7. 有一试样含甲酸、乙酸、丙酸、及不少水、苯等物质,称取此试样 1.055g。以环己酮作内标,称取 0.1907g 环己酮,加到试样中,混合均匀后,吸取此试液 3L 进样,得到色谱图。得到色谱图。从色谱图上测得的各组分峰面积及已知的 S值如下表所示:甲酸 乙酸 环己酮 丙酸峰面积 14.8 72.6
32、133 42.4响应值 S/ 0.261 0.562 1.00 0.938求甲酸、乙酸、丙酸的质量分数各为多少?解:根据公式:求得各组分的校正因子分别为:3.83; 1.78; 1.00; 1.07代入质量分数的表达式中得到各组分的质量分数分别为:w 甲酸 (14.8/133)(0.1907/1.055) 3.83 100% = 7.71%w 乙酸 = (72.6/133) (0.1907/1.055) 1.78 100% = 17.55%w 丙酸 (42.4/133) (0.1907/1.055) 1.07 100% = 6.17%第 15 章 定量分析的分离方法1. 将 100mL 水样通
33、过强酸型阳离子交换树脂,流出液用 0.1022 molL-1 的 NaOH 滴定,用去 42.40mL,若水样中金属离子含量以钙离子含量表示,求水样中含钙的质量浓度(mgL -1)? 解:水样中含钙的质量浓度为 13.8607.41.022 LmgCa3. 溶液中含有 Fe3+10mg,将它萃取到有机溶剂中,其分配比为 99。计算用等体积溶剂萃取 1 次和 2 次,剩余 Fe3+量各是多少?如果萃取 2 次后,分出有机层,再用等体积水洗一/1 %0sfmfAwsii次,计算损失 Fe3+多少毫克? 解:等体积萃取,n 次萃取后剩余量为:萃取 1 次后剩余 Fe3+量:萃取 2 次后剩余 Fe3+量:在萃取 2 次后,m0 = 10 0.001mg = 10mg分出有机层,用等体积水洗一次,损失 Fe3+量等于留在水相的萃余率:7. 采用纸色谱分离混合溶液中的 A、B 两组分,如果采用的滤纸条长度为 20cm,比移值Rf(A)=0.40、 Rf(B )=0.60 ,则混合溶液经过分离后 A、B 组分的斑点中心相距最大距离为多少?解: A 组分色层分离后的斑点中心相距原点的长度为:x = 0.4020 = 8.0cmB 组分色层分离后的斑点中心相距原点的长度为:y = 0.6020 = 12.0cmA,B 组分色层分离后的斑点中心相距最大距离为:y x = 4.0cm