4th 思考题与习题参考解答.pdf

第四章 思考题与习题解答 1 解释以下名词术语 滴定分析法 滴定 标准溶液 滴定剂 标定 化学计量点 滴 定终点 滴定误差 指示剂 基准物质 答 滴定分析法 将已知准确浓度的标准溶液滴加到被测物质的溶液中 或者将被测溶 液滴加到标准溶液中 直到两者按化学计量关系定量反应为止 然后根据标准溶液的浓度和 所消耗的体积 计算出被测物质的含量 这种定量分析方法称为滴定分析法 滴定 滴定分析中 把滴定剂通过滴定管逐滴滴加到锥形瓶内待测物质溶液中的操作过 程称为滴定 标准溶液 滴定剂 已知其准确浓度 用于滴定分析的溶液称为标准溶液 标定 通过滴定确定溶液准确浓度的操作过程称为标定 化学计量点 滴定分析中 当标准溶液与被测物质的反应恰好定量完成时 称反应到达 了化学计量点 滴定终点 滴定分析中 指示剂的变色点称为滴定终点 滴定误差 滴定终点与化学计量点不一致 而引起的分析误差称为滴定误差 又称终点 误差 指示剂 通过颜色的改变来指示滴定终点的试剂 基准物质 可用于直接配制标准溶液或标定标准溶液准确浓度的物质 2 滴定度的表示方法TB A和TB A 各自的意义如何 答 AB T 是指每毫升标准溶液相当于被测物质的质量 g 或 mg AB T 是指表示每毫升标准溶液相当于被测物质的质量分数 3 基准试剂 1 H2C2O4 2H2O因保存不当而部分风化 2 Na2CO3因吸潮带有少量湿存 水 用 1 标定NaOH 或用 2 标定HC1 溶液的浓度时 结果是偏高还是偏低 用此NaOH HC1 溶液测定某有机酸 有机碱 的摩尔质量时结果偏高还是偏低 答 用部分风化的H2C2O4 2H2O作为基准试剂标定NaOH溶液的浓度时 所消耗NaOH 物质的量 真实值 将比理论计算值增多 此时如仍按较小的理论计算值 H2C2O4 2H2O完 全不风化时应消耗的NaOH的量 进行计算 则有 NaOH c 名义值 V nNaOH 理论值理论值 所得 名义值 必然较真实值偏低 即产生负误差 NaOH c 若用上述NaOH溶液测定某一元有机弱酸HA的摩尔质量 mHA一定 时 MA值将偏高 MHA Vc m NaOH HA 名义值名义值 2 用吸潮的无水Na2CO3标定HC1 溶液的浓度时 由于实际与Na2CO3反应的HCl的物 1 思考题与习题解答 2011 第四章 滴定分析法概论华中师范大学分析化学 第三版 质的量会小于理论计算值 如仍按理论计算值来计算HCl的浓度 则有 HCl c 名义值 V nHCl 理论值理论值 所得 名义值 将较真实值偏高 即产生正误差 HCl c 若用上述HCl溶液通过滴定法测定某一元弱碱B的摩尔质量 mB一定 时 M B A值将偏低 MB B Vc m HCl B 名义值名义值 4 有一在空气中曝露过的氢氧化钾 经测定知其含水 7 62 K2CO3 2 38 及KOH 90 00 将此试样 1 000g 加 1 000 mol L 1 HCl溶液 46 00mL 过量的酸再用 1 070 mol L 1KOH返滴定 至完全反应 将此溶液蒸发至干 问所得残渣是什么 有多少克 解 残渣应为 KCl 设其质量为 m g 已知g 则 1 5574 molgMKCl g molgLmolg McVm KClHCl 4293 55741000460001 131 5 分析纯的NaC1 试剂 如不做任何处理 用来标定AgNO3溶液的浓度 结果会偏高 为 什么 解 因为 MV m c 由于 m 增大 试剂中含有少量的水份 故使结果偏高 6 下列各分析纯物质 用什么方法将它们配制成标准溶液 如需标定 应该选用哪些相应 的基准物质 H2SO4 KOH 邻苯二甲酸氢钾 无水碳酸钠 解 H2SO4 KOH只能采用间接法配制 用间接配制法先粗配成一定浓度溶液 配成标 准溶液 先将其配制成近似于所需浓度的溶液 然后利用其与某基准物质或另一种标准溶液 之间的反应确定其准确浓度 H2SO4应选用无水Na2CO3进行标定 KOH应选用邻苯二甲酸 氢钾进行标定 邻苯二甲酸氢钾 无水碳酸钠可用直接配制法配制成标准溶液 7 下列情况将对分析结果产生何种影响 A 正误差 B 负误差 C 无影响 D 结果混乱 1 标定HCl溶液浓度时 使用的基准物Na2CO3中含有少量NaHCO3 2 用递减法称量试样时 第一次读数时使用了磨损的砝码 3 加热使基准物溶解后 溶液未经冷却即转移至容量瓶中并稀释至刻度 摇匀 马 上进行标定 4 配制标准溶液时未将容量瓶内溶液摇匀 5 用移液管移取试样溶液时 事先未用待移取溶液润洗移液管 6 称量时 承接试样的锥形瓶潮湿 2 思考题与习题解答 2011 第四章 滴定分析法概论华中师范大学分析化学 第三版 解 1 A 2 B 3 B 4 D 5 B 6 C 1 在滴定中实际消耗HCl溶液的物质的量nHCl 较滴定纯Na2CO3时要少 如果全部按Na2CO3 计算 cHCl 将较真实浓度偏高 即产生正误差 2 使用磨损的砝码 使实际称取试样的质量减小 由此消耗的滴定剂的物质的量 BBV c b a 也减小 如果仍按较大的试样质量的名义值来计算待测组分的质量分数 s ABB A m MVcba w 分析结果将偏低 即产生负误差 3 未冷却的基准溶液的体积会比冷却后体积大 这时定容 会使溶液溶度偏高 由于标 定时 基准溶液体积不变 所以基准物质的量会偏高 致使被标定待测溶液所需体积增大 浓度偏低 故为负误差 4 未将容量瓶内溶液摇匀 溶液浓度不一 故结果混乱 5 相当于被移取溶液被稀释 其中所含试样质量减少 故滴定时消耗滴定剂的物质的量 BBV c b a 也减少 由 s ABB A m MVcba w 计算所得将较真实值偏低 即产生负误差 A w 6 依题意 对分析结果无影响 8 配制浓度为 2 0 mol L 1下列物质溶液各 5 0 102 mL 应各取其浓溶液多少毫升 1 氨水 密度 0 89 g cm 3 含NH329 2 冰乙酸 密度 1 05 g cm 3 含HAc100 3 浓硫酸 密度 1 84 g cm 3 含H2SO496 解 1 设取其浓溶液V1mL 311 3 NHVmNH Q 3 3 NH NH M m cV 0317 29890 50002 1 V mLV66 29890 031750002 1 2 设取其浓溶液V2mL mL cVM V HAc 57 100051 6050002 100 2 2 3 设取其浓溶液V3mL mL cVM V SOH 56 96841 039850002 96 3 3 42 9 欲配制cKMnO4 0 020 mol L 1的溶液 5 0 102 mL 须称取KMnO4多少克 如何配制 解 设需称取KMnO4 x克 3 思考题与习题解答 2011 第四章 滴定分析法概论华中师范大学分析化学 第三版 cV M x KMnO 4 gcVMx KMnO 6103158500200 4 用标定法进行配制 10 应在 500 0 mL0 08000 mol L 1NaOH溶液中加入多少毫升 0 5000 mol L 1NaOH溶液 才 能使最后得到的溶液浓度为 0 2000 mol L 1 解 设加入V2 mL0 5000 mol L 1 浓NaOH溶液 221121 VcVcVVc 21 2211 VV VcVc c 即 2 2 0500 500000500080000 20000 V V 解得 V2 200 mL 11 要加多少毫升水到 1 000 L 0 2000 moL L 1HCl溶液里 才能使稀释后的HCl溶液对CaO 的滴定度THCl CaO 0 005000g mL 1 解 先由滴定度求出稀释后的 HCl 浓度 已知 MCaO 56 08 HCl与CaO的反应为 1 molg CaO 2H Ca2 H2O 故 2 1 b a 3 10 CaOHClHClCaO Mc b a T 稀释后 HCl 标准溶液的浓度为 1 33 17830 0856 1000500002102 Lmol M T c CaO CaOHCl HCl 设稀释时应加入的纯水体积为VmL 依题意 1 000 0 2000 0 1783 1 000 10 3 121 7 L 12 欲使滴定时消耗 0 10mol L 1HC1 溶液 20 25 mL 问应称取基准试剂Na2CO3多少克 此时称量误差能否小于 0 1 解 设应称取x g Na2CO3 2HCl 2NaCl CO2 H2O 21 32 HClCONa nn HClCONa nn 2 1 32 4 思考题与习题解答 2011 第四章 滴定分析法概论华中师范大学分析化学 第三版 HCl CONa CONa n M m 2 1 32 32 3232 2 1 CONaHClHClCONa MVcm 1 当 1 20mL时 应称取基准试剂Na2CO3 gm CONa 110991050200100 2 1 32 2 当 1 20mL时 应称取基准试剂Na2CO3 gm CONa 130991050250100 2 1 32 此时称量误差不能小于 0 1 13 确称取 0 5877 g基准试剂Na2CO3 在 100 mL容量瓶中配制成溶液 其浓度为多少 移取 该标准溶液 20 00mL标定某HC1 溶液 滴定中用去HC1 溶液 21 96mL 计算该HCl溶液的浓 度 解 1 055440 1099105 58770 32 Lmol VM m c CONa Na2CO3 2 HC l 2 NaCl CO2 H2O 设 HCl 的浓度为 则 HCl c 32 2 CONaHCl nn 3232 2 CONaCONaHClHCl VcVc 002005544029621 HCl c 1 10100 LmolcHCl 14 用标记为 0 1000mol L 1 HC1 标准溶液标定NaOH溶液 48 48 mL 求得其浓度为 0 1018 mol L 1 已知HC1 溶液的真实浓度为 0 0999 mol L 1 如标定过程中其他误差均可忽略 求NaOH溶液的真实浓度 解 设标定中用去的HCl和NaOH溶液的体积分别为和 1 VmLV2 则有 2 1 1 1 1018010000VLmolVLmol 若仅因 HCl 溶液浓度的减小而导致 NaOH 溶液浓度的减小 设为 因为此时 和均不变 所以 NaOH c 1 V 2 V NaOH c Lmol Lmol Lmol 1 1 1 10180 09990 10000 解之得 1 10170 10000 0999010180 LmolcNaOH 5 思考题与习题解答 2011 第四章 滴定分析法概论华中师范大学分析化学 第三版 15 称取分析纯试剂MgCO31 850g溶解于过量的HC1 溶液 48 48 mL中 待两者反应完全后 过量的HC1 需 3 83mLNaOH溶液返滴定 已知 30 33mLNaOH溶液可以中和 36 40mLHC1 溶 液 计算该HC1 和NaOH溶液的浓度 解 HCl 和 NaOH 溶液的浓度为和 依题意 HCl c NaOH c OHCOMgCl2HClMgCO 2223 已知 30 33 L NaOH 溶液可以中和 36 40 L HCl 溶液 则 36 40 30 33 1 200 即 1 L NaOH 相当 1 200 L HCl 因此 实际与MgCO3反应的HCl为 48 48 3 83 1 200 43 88 L HClHCl MgCO MgCO Vc M m 3 3 2 1 3 0001 1088433284 28501 2 3 3 Lmol VM m c HClMgCO MgCO HCl HNaClHClNaOH 2 O HClHClNaOHNaOH VcVc 1 3 3 2001 103330 1040360001 Lmol V Vc c NaOH HClHCl NaOH HCl 和 NaOH 溶液的浓度分别为和 1 0001 Lmol 1 2001 Lmol 16 称取分析纯试剂K2Cr2O7 14 709g 配成 500 0mL溶液 试计算 1 K2Cr2O7溶液的物质的量浓度 2 K2Cr2O7溶液对Fe和Fe2O3的滴定度 解 根据公式 VM m c B B B 1 已知 gm OCrK 70914 722 代入上式得 MK 1 2294 722 moLg OCr 1 10000 500002294 70914 722 LmoLc OCrK 2 Cr2O72 6Fe2 14H 2Cr3 6 Fe3 7 H2O 32 2 2 72 36OFeFeOCr 6 思考题与习题解答 2011 第四章 滴定分析法概论华中师范大学分析化学 第三版 22 72 6 1 FeOCr nn 32 2 72 3 1 OFe OCr nn 3 10 AB B A Mc b a V m T 3 106 722722 FeOCrKFeOCrK McT 3 1084555100006 0 03351 g mL 1 3 103 3 272232722 O FeOCrKOFeOCrK McT 3 107159100003 0 04791 g mL 1 17 已知 1 00mL 某 HCl 标准溶液中含氯化氢 0 004374g mL 1 试计算 1 该HCl溶液对NaOH的滴定度THCl NaOH 2 该HC1 溶液对CaO的滴定度THCl CaO 解 根据 3 10 AB B A Mc b a V m T 得 1 3 10 NaOHHClNaOHHCl McT 3 1000401000 4636 0043740 0 004799 g mL 1 2 3 10 2 1 CaOHClCaOHCl McT 3 1008561000 4636 0043740 2 1 CaOHCl T 0 003364 g mL 1 18 为了分析食醋中HAC的含量 移取试样 10 00ml 用 0 3024 mol L 1 NaOH标准溶液滴定 用去 20 17 ml 已知食醋的密度为 1 055 g cm 3 计算试样中HAC的质量分数 解 HAc HAcHAc HAcNaOHNaOH V MVc 100 00100551 056010172030240 3 3 47 7 思考题与习题解答 2011 第四章 滴定分析法概论华中师范大学分析化学 第三版 19 在 1 000gCaCO3试样中加入 0 5100 mol L 1 HC1 溶液 50 00ml 待完全反应后再用 0 4900 mol L 1 NaOH 标准溶液返滴定过量的HC1 溶液 用去了NaOH溶液 25 00mL 求CaCO3的纯 度 解 2 HCl CaCO3 CaCl2 H2O CO2 HCl NaOH NaCl H2O CaCO