分析化学练习题.ppt

例 用重量分析法分析测定纯BaCl2 H2O试剂中Ba的含量 结果为56 14 56 16 56 17 56 13 计算测定结果的绝对误差和相对误差 例 用分析天平称量两个试样 一个是0 0021g 另一个是0 5432g 两个测量值的绝对误差都是0 0001 试计算相对误差 当测量值的绝对误差恒定时 测定的试样量 或组分含量 越高 相对误差就越小 准确度越高 反之 则准确度越低 例 三 准确度和精密度的关系 A 精密度准确度都不好 B 精密度好 准确度不好C 精密度准确度都好D 精密度不好 准确度好 正负误差抵消的结果 不可取 例 用8 羟基喹啉法测定Al含量 9次测定的标准偏差为0 042 平均值为10 79 估计真值在95 和99 置信水平时应是多大 说明 此题为求双侧置信区间 查表2 2中双侧检验的 对应的t值 例 用高效液相色谱法测定辛岑颗粒中黄岑苷含量 mg 袋 先测定3次 测得黄岑苷含量分别为33 5 33 7 33 4 再测定2次 测得的数据为33 8 33 7 试分别按3次测定和5次测定的数据来计算平均值的置信区间 95 置信水平 例 例 用Karl Fischer法与气相色谱法 GC 测定同一冰醋酸试样中的微量水分 试用统计检验评价GC法可否用于微量水分的含量测定 测得值如下 Karl Fischer法 0 762 0 746 0 738 0 738 0 753 0 747 GC法 0 747 0 738 0 747 0 750 0 745 0 750 例1 准确称取基准物质K2Cr2O71 471g 溶解后定量转移至250 0mL容量瓶中 问此K2Cr2O7溶液的浓度为多少 例2 欲配制0 1000mol L的Na2CO3标准溶液500 0mL 问应称取基准物质多少克 例3 有0 1035mol LNaOH标准溶液500mL 欲使其浓度恰好为0 1000mol L问需要加水多少毫升 解 设应加水体积V mL 根据溶液稀释前后其溶质的物质的量相等的原则0 1035mol L500mL 500mL V 0 1000mol LV 17 5mL 例4 若每毫升K2Cr2O7溶液恰能与0 005000gFe2 反应 则可表示为TK2Cr2O7 Fe2 0 005000g mL 如果在滴定中消耗K2Cr2O7溶液19 43mL 则被滴定溶液中铁的质量为多少 例5 为标定HCl溶液 称取硼砂 Na2B4O7 10H2O 0 4710g 用HCl溶液滴定至化学计量点时消耗24 20mL 求HCl溶液的浓度 例6 样品中的Na2CO3可以用HCl标准溶液滴定测得含量 如果滴定剂HCl的浓度为0 1000mol L 求THCl Na2CO3 例7 K2Cr2O7标准溶液的TK2Cr2O7 Fe 0 005022g mL 测定0 5000g寒铁试样时 用去该标准溶液25 10mL 计算TK2Cr2O7 Fe3O4和试样中铁以Fe Fe3O4表示时的质量分数 例8 称取含铝试样0 2000g 溶解后加入0 02082mol LEDTA标准溶液30 00mL 控制条件使Al3 与EDTA配合完全 然后以0 02012mol LZn2 标准溶液返滴定 消耗Zn2 溶液7 20mL 计算试样中Al2O3的质量分数 例9 将0 5500g不纯的CaCO3溶于25 00ml浓度为0 5020mol L的HCl溶液中 煮沸除去CO2 过量的HCl溶液用NaOH标准溶液返滴定 耗去4 20ml 若用此NaOH溶液直接滴定20 00mlHCl溶液 消耗20 67ml 计算试样中CaCO3的质量分数 例10 已知在酸性溶液中 KMnO4与Fe2 反应时 1 00mlKMnO4溶液相当于0 1117gFe 而10 00mlKHC2O4 H2C2O4溶液在酸性介质中恰好和2 00ml上述KMnO4溶液完全反应 问需要多少毫升0 2000mol LNaOH溶液才能与10 00mlKHC2O4 H2C2O4溶液完全中和 已知H2S的Ka1 1 3 10 7 计算HS 的Kb 例 解 HS 为两性物质 是它作为碱的解离常数 即HS H2O H2S OH 对应共轭酸为H2S Kb Kw Ka 1 0 10 14 1 3 10 7 7 7 10 8 写出Na NH4 HPO4溶液的质子条件式 解 由于与质子转移反应有关的组分为NH4 HPO42 和H2O 因此它们就是质子参考水准 溶液中得失质子的反应可图示如下 NH4 HPO42 H2O H NH3 PO43 OH H H H H 2H H2PO4 H3PO4 H3O H H2PO4 2 H3PO4 NH3 PO43 OH c HAc Ac Na 2cc H3PO4 H2PO4 HPO42 PO43 c H2CO3 HCO3 CO32 浓度为c的HAC的物料平衡式浓度为c的Na2HPO4的物料平衡式浓度为c的NaHCO3的物料平衡式 质量平衡 H Ac OH H H2PO4 2 HPO42 3 PO43 OH Na H H2PO4 2 HPO42 3 PO43 OH Na H CN OH 电荷平衡 浓度为c的HAc的电荷平衡式浓度为c的H3PO4的电荷平衡式浓度为c的Na2HPO4的电荷平衡式浓度为c的NaCN的电荷平衡式 H Ac OH H HCN NH3 OH H 2 H3PO4 H2PO42 PO43 OH NH3 H HCO3 2 H2CO3 OH 质子平衡 HAc水溶液的质子平衡式NH4CN的质子平衡式 NH4 2HPO4的质子平衡式Na2CO3的质子平衡式 已知计算pH 4 0时 0 10mol LHAc溶液中各型体的分布分数和平衡浓度 例 已知计算pH 5 0时 0 10mol LHAc溶液中各型体的分布分数和平衡浓度 例 HAc各型体的 0 pH曲线 1 Ac HAc 1 pH pKa时 Ac HAc 0 5 pHpKa时 Ac Ac 为主 5 pHpKa 2 Ac 趋近于1 HAc接近于零 多元弱酸 碱 在溶液中各型体的分布系数 多元弱酸 碱 在溶液中各型体的分布系数 a pHpKa2时 A2 为主d pKa1与pKa2的值越接近 以HA 型体为主的pH范围就越窄 多元弱酸 碱 在溶液中各型体的分布系数 总结 1 分析浓度和平衡浓度是相互联系却又完全不同的概念 两者通过 联系起来2 对于任何酸碱性物质 满足 0 1 2 n 13 取决于Ka Kb及 H 的大小 与c无关4 大小能定量说明某型体在溶液中的分布 由 可求某型体的平衡浓度 例1 例2 例3 例4 例5 例6 例7 计算1 0 10 4mol LNaCN溶液的pH HCN Ka 6 2 10 10 例8 计算0 05mol LNH4NO3溶液的pH NH3 Kb 1 8 10 5 例9 计算0 10mol LH2C2O4溶液的pH Ka1 5 9 10 2 Ka2 6 4 10 5 例10 计算0 10mol LNa2C2O4溶液的pH Ka1 5 9 10 2 Ka2 6 4 10 5 计算0 05mol LHAc和0 010mol LHCl混合溶液的pH 例11 计算0 30mol L甲酸和0 20mol L乙酸混合溶液的pH 甲酸Ka 1 8 10 4 乙酸Ka 1 8 10 5 例12 例13 计算0 10mol L邻苯二甲酸氢钾溶液的pH Ka1 1 1 10 3 Ka2 3 9 10 6 例14 计算0 10mol LHAc和0 20mol LKF的混合溶液的pH HAc Ka 1 8 10 5 HF Ka 6 6 10 4 例15 计算0 10mol LNH4CN溶液的pH HCN Ka 6 2 10 10 NH4 Kb 1 8 10 5 例16 例17 0 30mol L吡啶溶液与0 10mol LHCl溶液等体积混合 计算此溶液的pH 例18 计算0 20mol LHAc溶液与4 0 10 3mol LNaAc组成的缓冲溶液的pH 例19 在20 0ml0 1mol LH3PO4溶液中加入多少毫升0 1mol LNaOH溶液可得到pH 7 40的缓冲溶液 已知 H3PO4的pKa2 7 20 例 计算NaOH溶液 0 10mol L 滴定HCl溶液 0 10mol L 至pH4 0 甲基橙指示终点 和pH9 0 酚酞指示终点 的滴定终点误差 例 计算NaOH溶液 0 1000mol L 滴定HAc溶液的 0 1000mol L 至pH9 20和pH8 20 分别计算滴定终点误差 例 以用NaOH滴定同浓度HAc时 目测法检测终点时的 pH 0 3 若希望TE 0 2 此时cKa应大于等于何值 例 在铜 氨溶液中 当氨的平衡浓度为0 10mol L时 计算铜 氨配合物各型体的浓度 已知初始铜离子浓度为0 02mol L 铜 氨络离子的lg 1 lg 4分别是4 15 7 64 10 53 12 67 例 计算pH 5 00时 CN H 及lg CN H 例 计算pH 2时 EDTA的酸效应系数 10 12 EDTA在各种pH时的酸效应系数 例 在pH 6 0的溶液中 含有浓度均为0 010mol L的EDTA Zn2 及Ca2 计算 Y Ca 及 Y 提示 此时Ca2 为共存离子 例 在pH 1 5的溶液中 含有浓度均为0 010mol L的EDTA Fe3 及Ca2 计算 Y Ca 及 Y 提示 此时Ca2 为共存离子 例 在0 10mol L的AlF63 溶液中 游离F 的浓度为0 010mol L 求溶液中游离的Al3 浓度 并指出溶液中配合物的主要存在形式 此时体系的主反应为Al3 与EDTA的反应 AlF63 的lg 1 6 15 lg 2 11 15 lg 3 15 00 lg 4 17 75 lg 5 19 36 lg 6 19 84 例 在0 010mol L的锌氨溶液中 当游离的氨浓度为0 10mol L pH 10 0 时 计算锌离子的总副反应系数 Zn 已知pH 10时 Zn OH 102 4 Zn NH3 42 的lg 1 2 37 lg 2 4 81 lg 3 7 31 lg 4 9 46 例 上题中 若改为pH 12 其他条件不变 计算锌离子的总副反应系数 Zn 已知pH 12时 Zn OH 42 的lg 1 4 4 lg 2 10 1 lg 3 14 2 lg 4 15 5 例 计算在pH 5 00的0 10mol LAlY溶液中 游离F 浓度为0 10mol L是AlY的条件稳定常数 例 计算pH2和5时的K ZnY值 解 lgKZnY 16 50pH 2时 lg Y H 13 51 lg Zn OH 0pH 5时 lg Y H 6 45 lg Zn OH 0pH 2时 lgK ZnY lgKZnY lg Y H 16 50 13 51 2 99pH 5时 lgK ZnY lgKZnY lg Y H 16 50 6 45 10 05pH 2时 ZnY不稳定 不能用于配位滴定 pH 5时 可以进行滴定 例 计算结果表明 尽管KCuY与KMgY相差颇大 但在氨性溶液中 由于Cu2 的副反应 使K CuY与K MgY相差很小 化学计量点时的pM 也很接近 因此 如果溶液中有Cu2 和Mg2 共存 将同时被EDTA滴定 得到Cu2 与Mg2 的含量 例 在pH 10 00的氨性缓冲溶液中 EBT 为指示剂 用0 020mol LEDTA溶液滴定0 020mol LCa2 计算终点误差 若滴定的是0 020mol LMg2 溶液 终点误差为多少 lgKCaY 10 69 EBT的pKa1 6 3 pKa2 11 6 lgKCa EBT 5 4 lgKMgY 8 7 lgKMg EBT 7 0 虽然MgY的稳定性不如CaY 但滴定Ca2 的终点误差较大 这是因为EBT与Ca2 显色不太灵敏所致 例 0 020mol LEDTA溶液滴定0 020mol LZn2 用NH3 NH4Cl缓冲溶液调节溶液pH为10 假设溶液中NH3的浓度为0 10mol L 问Zn2 能否被准确滴定 如果溶液的pH为2 情况又怎样 解 lgKZnY 16 50 pH 2时 lg Y H 13 79 lgK ZnY 16 50 13 79 2 71lg cZn2 K ZnY lg 0 010 102 71 0 71 6不能被准确滴定 如何控制条件使金属离子能准确被滴定呢 例 用0 02mol LEDTA滴定0 020mol LBi3 溶液 若要求 pM 0 2 TE 0 1 计算适宜的酸度范围 解 lg cBi spK BiY 6cBi sp 0 010mol LlgK BiY 8lg Y H lgKBiY lgK BiY 27 49 8 19 94查表得pH 0 7Ksp Bi OH 3 5 4 10 31 OH 10 9 13pH 14 0 9 13 4 87适宜的酸度范围为pH 0 7 4 87 例 解 lg cFe spK FeY 6lgK FeY 8lg Y H lgKFeY lgK FeY 25 1 8 17 1查表得pH 1 2最高酸度 Ksp Fe OH 3 10 37 4 OH 10 11 9pH 14 0 11 9 2 1适宜的酸度范围为pH 1 2 2 1 例 用0 02mol LEDTA滴定0 020mol LZn2 和0 10mol LMg2 混合溶液 问能否准确滴定 若溶液中的共存离子不是Mg2 而是0 10mol LCa2 能否准确滴定 若在pH 5 5 以二甲酚橙作指示剂 进行滴定时 发现Ca2 有干扰 而Mg2 没有干扰 原因何在 能否不分离Ca2 也不加掩蔽剂来消除的干扰 二甲酚橙与Ca2 和Mg2 均不显色 在pH 5 5时 lgK ZnIn 5 7 lgKZnY 16 5 lgKMgY 8 7 lgKCaY 10 7 解 1 lg cZn spK ZnY lg cMg spK MgY lg 0 010 1016 5 lg 0 05 108 7 7 1 5故能准确滴定Zn2 Mg2 不干扰2 lg cZn spK ZnY lg cCa spK CaY lg 0 010 1016 5 lg 0 05 1010 7 5 1 5故能准确滴定Zn2 Ca2 不干扰 例 用0 02mol LEDTA滴定0 020mol LZn2 和0 10mol LMg2 混合溶液 问能否准确滴定 若溶液中的共存离子不是Mg2 而是0 10mol LCa2 能否准确滴定 若在pH 5 5 以二甲酚橙作指示剂 进行滴定时 发现Ca2 有干扰 而Mg2 没有干扰 原因何在 能否不分离Ca2 也不加掩蔽剂来消除的干扰 二甲酚橙与Ca2 和Mg2 均不显色 Ca2 的干扰是由于指示剂的酸效应系数较小引起的 pM增大所造成 即选择滴定Zn2 的酸度不合适 若将酸度提高到pH 4 8 5 0 即可消除Ca2 的干扰 当pH 5时 lgK ZnIn 4 8 pZnsp仍为4 55 此时 pZn 0 25 TE 0 3 所以 基本上Ca2 不干扰的Zn2 滴定 选择合适的pH使pZnsp与pZnep尽量接近 这样可以减少滴定误差 设溶液中含有浓度均为0 020mol LBi3 Pb2 问能否利用控制酸度的办法对两者进行分别滴定 例 解 已知lgKBiY 27 94 lgKPbY 18 04 lgK 27 94 18 04 9 9 5可以利用控制酸度的办法进行分步滴定根据EDTA的酸效应可以知道 滴定Bi3 和Pb2 时允许的最小pH值分别为0 7和3 3 若使Pb2 与EDTA完全不生成PbY配合物 可利用lgcPb2 K PbY 1 cPb sp 0 010mol L lgK PbY 3 lgKPbY lg Y H 3 lg Y H 18 04 3 15 04 此时pH 1 6 Bi3 的滴定范围0 7 1 6 再将溶液的pH调节到3 3以上 滴定Pb2 例 用0 02mol LEDTA滴定0 02mol LZn2 和0 02mol LCd2 混合溶液中的Zn2 加入过量KI掩蔽Cd2 终点时 I 0 1mol L 试问能否准确滴定Zn2 若能滴定 酸度应控制在多大范围 已知二甲酚橙与Zn2 Cd2 都能络合显色 则在pH 5 5时 能否用二甲酚橙作指示剂选择滴定Zn2 已知CdI42 的lg 1 lg 4为2 10 3 43 4 49 5 41pH 5时 lgK CdIn 4 5 lgK ZnIn 5 7 上限lg Y H lgcZn spK ZnY 5 16 5 2 0 5 9 5查表 pH 3 5下限 OH 10 7 6pH 6 4选择滴定时 若 pH 0 2 TE 0 3 酸度控制在pH3 5 6 4 例 分析铜锌镁的合金 称取0 5000g试样 处理成溶液后定溶至100mL 移取25 00mL 调至pH 6 以PAN为指示剂 用0 05000mol LEDTA滴定Cu2 和Zn2 用去了37 30mL 另取一份25 00mL溶液 用KCN以掩蔽Cu2 和Zn2 用同浓度的EDTA溶液滴定Mg2 用去4 10mL 然后再加甲醛以解蔽Zn2 用同浓度的EDTA溶液滴定 用去13 40mL 计算试样中铜 锌 镁的质量分数 例 例 例 用K2Cr2O7标定Na2S2O3溶液时 称取0 5012g基准K2Cr2O7 用水溶解后稀释至100 0ml 吸取20 00ml 假如H2SO4及KI溶液 用待标定的Na2S2O3溶液滴定至终点时 用去20 05ml 求Na2S2O3溶液的浓度 K2Cr2O7相对分子质量为294 19 解 Cr2O72 6I 14H 2Cr3 3I2 7H2OI2 2S2O32 2I S4O62 1Cr2O72 3I2 6S2O32 cNa2S2O3 6 mK2Cr2O7 MK2Cr2O7 0 2 103 VNa2S2O3 0 1020mol L 例 今有胆矾试样 含CuSO4 5H2O 0 5580g 用碘量法测定 滴定终点时消耗Na2S2O3标准溶液 0 1020 20 58ml 求试样中CuSO4 5H2O的质量分数 CuSO4 5H2O的相对分子质量249 69 解 2Cu2 4I 2CuI I2I2 2S2O32 2I S4O62 2CuSO4 5H2O 2Cu2 1I2 2S2O32 1CuSO4 5H2O 1S2O32 wCuSO4 5H2O cV Na2S2O3 MCuSO4 5H2O 10 3 ms 0 939 例 称取本分试样0 1528g 置100ml量瓶中 加水适量使其溶解并稀释至刻度 摇匀 移取20 00ml于碘量瓶中 加溴液 KBrO3 KBr 25 00ml及适量盐酸 碘化钾试液 待反应完全后 用Na2S2O3滴定液 0 1023mol L 滴定至终点时用去20 02ml 另取溴液25 00ml作空白试验 用去上述Na2S2O3滴定液37 80ml 计算试样中苯酚的质量分数 苯酚的相对分子质量94 11 解 BrO3 5Br 6H 3Br2 3H2OC6H5OH 3Br2 C6H2Br3OH 3H 3Br Br2 剩余 2I I2 2Br I2 2S2O32 2I S4O62 1C6H5OH 3Br2 3I2 6S2O32 1C6H5OH 6S2O32 wC6H5OH cV空 cV样 Na2S2O3 MC6H5OH 5 10 3 6ms 0 939 例 某试样含有PbO2和PbO两种组分 称取该试样1 252g 在酸性溶液中加入0 2501mol L的H2C2O4溶液20 00ml 使PbO2还原为Pb2 然后用氨水中和 是溶液中Pb2 完全沉淀为PbC2O4 过滤 滤液酸化后用KMnO4标准溶液滴定 用去10 06ml 沉淀用酸溶液后 用上述KMnO4标准溶液滴定 用去30 10ml 计算试样中PbO2和PbO的质量分数 PbO2和PbO的相对分子质量分别为223 2和239 2 解 PbO2 H2C2O4 2H Pb2 2CO2 2H2OPb2 C2O42 PbC2O4 PbO H2C2O4 PbC2O4 H2OPbC2O4 2H H2C2O4 Pb2 5H2C2O4 MnO4 6H 2Mn2 10CO2 8H2O1PbO2 H2C2O41Pb2 H2C2O41PbO H2C2O45H2C2O4 2KMnO4H2C2O4分为三部分1 还原PbO2 2 将PbO中的Pb2 和PbO2还原得到的Pb2 全部沉淀为PbC2O4 3 剩余的KMnO4被滴定 1 加入的H2C2O4的总量 n总 0 25012 20 00 5 002mmol2 酸化后 过量的H2C2O4被KMnO4溶液返滴定 n剩 5 2 nKMnO4 2 5 0 04020 10 06 1 011mmol3 还原PbO2 将PbO中的Pb2 和PbO2还原得到的Pb2 全部沉淀为PbC2O4的H2C2O4的量 n还原 n沉淀 n总 n剩 5 002 1 011 3 991mmol2nPbO2 nPbO 3 991mmol4 生成沉淀的量由沉淀用酸溶解后消耗的KMnO4的量求出 n沉淀 5 2 nKMnO4 2 5 0 04020 30 10 3 025mmoln沉淀 nPbO2 nPbO 3 025mmolnPbO2 0 966mmol nPbO 2 059mmolwPbO 36 71 wPbO2 18 46 1 Mohrmethod测定Cl 所用标准溶液 pH条件和应选用的指示剂是 D A AgNO3 碱性 K2CrO4B AgNO3 碱性 K2Cr2O7C KSCN 酸性 K2CrO4D AgNO3 中性弱碱性 K2CrO42 下列试样中的Cl 在不另加试剂 以为K2CrO4指示剂可直接测定的是 D A BaCl2B FeCl3C Na2S NaClD NaCl Na2SO43 用铁铵矾指示剂法测定Cl 时 若不加硝基苯等保护沉淀 分析结果会 B A 偏高B 偏低C 准确D 不影响 1