第二章误差和分析数据处理课后习题答案

1、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：砝码受腐蚀：系统误差 （仪器误差 ）；更换砝码。 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

2、误差 ） ；另选指示剂。 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10、进行下述运算，并给出适当位数的有效数字。解:2.52 4.10 15.1446.16 102.5410(5)3.01 21.145.100.000112051.0 4.03 102.512 0.00203462.90 104.020.0324 8.12.12 1021.0502.28562.515.4253.01.89407.50 10 33.54623.19(6)pH=2.10，求H +=

3、?。H+=10-2.10=7.9X 10-311、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 哪组数据的精密度高?S20.31did22did3dndi 0.24d20.24s10.28 标准偏差能突出大偏差 第一组数据精密度高。13、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、1

4、2.0111、12.0113、12.0118及12.0120。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：X 亠 12.0104n s （Xi ；）0.00120.00038su X tUn置信限=t查表2-2, f 9时，t001 3.25寸n=3.25 0.000380.001214、解：（本题不作要求）x146.20%0.4620x2 46.02% 0.4602S1S2 0.08%0.0008SrS1S2 0.00080.46200.4602 (6 4t 讣3.490.0008 6 4f 6428查表 22得 t0.05,82.306t t0.05,

5、8，存在显著性差异。15、在用氯丁二烯氯化生产二氯丁二烯时，产品中总有少量的三氯丁二烯杂质存在。分析表明，杂质的平均含量为1.60%。改变反应条件进行试生产，取样测定，共取6次，测定杂质含量分别为：1.46%、1.62%、1.37%、1.71%、1.52% 及 1.40%问改变反应条件后，产品中杂质百分含量与改变前相比，有明显差别吗？ （a =0.05时）解: X 1.51%S 0.13 S 0.053%1.7 V t5, 0.05=2.571，无明显差别16. 、解：HPLC 数据:97.2%, 98.1%, 99.9%, 99.3%, 97.2%,98.1%x 98.3% , S 1.1%

6、化学法数据：97.8%, 97.7%, 98.1%, 96.7% 97.3%x 97.6% , S 0.54% 用F检验两种方法结果的精密度是否存在显著差别1.1%220.54%2F 计Fo.05,4,44.15,查表2 4, fi 5, f2 4时，F 6.26说明两种方法的精密度没有显著性差别SrX! x2Srn1 n2 n?2 2(n1 1)S1(n2 1) S2” X n2298.3%97.6%(6 5(6 A.1%2(51)054%20.90%6520.90%：651.28 t0.05,9用t检验平均值是否有显著性差别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

7、替化学法17、解:95% 时，to.05,52.5712.742.5712.740.59P 99% 时，t0.01,54.0322.744.0320.5662.740.92第三章滴定分析法概论7、解：不可直接配制标准溶液的物质:NaOH，化学性质不稳定到纯净物HCl，不是固体，难得H2SO4，不是固体KMnO 4，难制得纯度高的纯净物Na2S2O3，难制得纯净物，化学性质不稳定CNaOH草酸晶体，相当于实际的摩尔质量变小了，称量出更多 M草酸晶体VNaOH的基准物质，需要消耗更多的氢氧化钠标准溶液，浓度测定值 小于真实值，分析结果偏低。如果用该氢氧化钠溶液测有机酸 的摩尔质量，由于氢氧化钠浓度

8、小于真实值，(CV)wOH5有机酸,M有机酸=5有机酸,摩尔质量测定值大于真实值，结M有机酸(cV)NaOH果偏咼。用吸潮带水分的碳酸钠标定盐酸，Chci 警酸钠，相当于实M碳酸钠际的摩尔质量变大了，测定值大于真实值，分析结果偏高。如果用该盐酸溶液钠溶液测有机碱的摩尔质量，由于盐酸浓度大 于真实值，(cV)hci凹机哲，M有机碱二凹竺，摩尔质量测定值小于M有机碱(cV)真实值，结果偏低。9、(1)读数偏大，结果(HCl)浓度偏低。(2) 0.1248 0.1238，结果偏高。(3) HCl浓度比真实浓度低，需要消耗更多的 HCI，结果偏低(4) 杂质碳酸氢钠消耗的盐酸比同质量的碳酸钠少，所以分

9、析结果偏高* 注：测定值 真实值，称分析结果偏高。否则偏低10、写出下列各体系的质子条件式。解： (1)NH 4H2PO4：H +H 3PO4=OH -+HPO 42-+2PO 43-(2) H 2SO4(C1)+HCOOH( C2)：H +=OH -+HSO 4-+2SO 42-+HCOO -(3) NaOH( C1)+NH 3(C2)：H +C1+NH 4+=OH -(4) HAc( C1)+NaAc( C2)：H +=OH -+Ac -C2(5) HCN( C1)+NaOH( C2)：H +C2=OH -+CN -11、写出H3ASO4MgB2水溶液的电荷平衡式。解：OH -+H 2As

10、O4-+2HAsO 42-= 2Mg 2+=OH -+Br -12、写出 c mol/L Zn 2Fe(CN) 6水溶液的质量平衡式 解： cZn2+=2c Zn 2Fe(CN) 6 = 2 cFe(CN) 64-+Fe(CN) 53-+Fe(CN) 42-+Fe(CN) 3-+Fe(CN) 2+ Fe(CN) +Fe 2+=c6Fe(CN) 64-+5Fe(CN) 53-+4Fe(CN) 42-+3Fe(CN) 3-+2Fe(C N)2+Fe(CN) +CN -+HCN=6 c15、欲使滴定时消耗 0.1mol/LHCI溶液2025mL ,问应取基准试剂Na2CO3多少克？此时称量误差能否小

11、于0.1% ?解：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H 2CO3(cV) HCl M Na2CO3 m NazCO 32V=20mL 时：口昭口V=25mL 时： m Na2CO 3差减称量法两次称量，称量误差不能小于2010 30.101060.11g22510 30.101060.13g2误差为土0.2mg0.1 %。16、已知1mL某HCI标准溶液中含氯化氢 0.004374g/mL ,试 计算：该HCI溶液对NaOH的滴定度该 HCI溶液对CaO 的滴定度。解: HCl+NaOH=NaCl+H 2O2HCl+CaO=CaCl 2+H2O40T HCI/NaOH36.50.004374

12、0.004793g/mLT HCI/CaO56祈O.O。4374。.。如地/沆18、二元弱酸 H2A，已知 pH=1.92 时，E H2A= 8 HA- ; pH=6.22 时，8 HA-= 8 A2- o计算：H2A的pKa1和pKa2HA -溶液的pH。 解： pKa1 = 1.92 , pKa2=6.22 pH (PKa1 PKa2)4.07219、解:CaF2Ca2 2F溶解后：s2sFHHFF HFcF 2sF CfFKa6.31040.3865FHKa10 3006.3 10 4Ca2f2K2sps(2s F )KspsKsp33.9 10 114.0 104(mol/L )：4f

13、2V.4 0.38652第四章酸碱滴定法1、下列各酸，哪些能用 NaOH溶液直接滴定或分步滴定？哪 些不能？如能直接滴定，各应采用什么指示剂？(1)甲酸(HCOOH)Ka=1.8 X 10-4答：cKa 10-8，可以直接滴定。可以采用酚酞指示剂 硼酸(H3BO3)Kai=5.4X 10-10答：cKaiV 10-8，不可以直接滴定。 琥珀酸(H2C4H4O4)Kai=6.9 X 10-5, Ka2=2.5 X 10-6答：CKa1 10-8 , CKa2 10-8，但 KaKa2 10-8 ,CKa2 10-8 , CKa3- 10-8 但 心心2 10-8 , CKa2 10-8，且 K/

14、Ka2 104。可以分步滴 定。第一计量点pH=3.95，可以用甲基橙为指示剂；第二计量点pH=9.80，可以用酚酞为指示剂。(6) 邻苯二甲酸Ka1=1.3X10-3， Ka2=3.1X 10-6答：CKa1 10-8 , CKa2 10-8，但 Ka1/Ka2 V2 0; V2Vi 0; Vi=V2: Vi = o, V2 0；Vi 0, V2=0答 ： NaOH+Na 2CO3 ;Na2CO3+NaHCO 3;Na2CO3；NaHCO 3;NaOH 。&解：0.10mol/L NaH2PO4 两性物质溶液，用最简公式计算*1PH 2(PKai PJ)1-(2.167.12) 4.64主：

15、此时公式中的Ka1和Ka2对应于磷酸的第一和第二步离解0.10mol/L Na2HPO4两性物质溶液，用最简公式计算1 pH2(PKa1 PKa2)1(7.1212.32)9.72注：此时公式中的Ka1和Ka2对应于磷酸的第二和第三步离解 0.05mol/L HAc 和 0.05mol/L NaAc 混合溶液缓冲溶液，用缓冲溶液公式计算PH pKaC碱 lgc酸4.76,0.05 lg0.054.76 O.1mol/L NaAc溶液 碱性溶液，按一元弱碱公式计OH-* CkKwK a,HAc1.710141067.67 10 (mol/L )H 1.3 10 9(mol/L )pH 8.88

16、0.10mol/L 邻苯二甲酸氢钾 两性物质溶液，用最 简公式计算1PH ，(卩心 PG)1 (2.89 5.51)24.20 0.20mol/LH3PO4 三元酸，按一元弱酸计算第步离解Kai 6.9 10 3, c/Kai 50Q用近似公式计算H Ka K 4cKa231326.9 103(6.9 10 3)24 0.20 6.9 1023.386 10 1.1 1 6(mol/L)pH 1.47 0.10mol/L NH 4CN，两性物质溶液，用最简公式计算1PH -(pKa1 PG)12(pk a,NH 4PK a,HCN )1-(9.259.21)29.23 0.10mol/L H

17、3BO3，一元弱酸溶液，用最简公式计算H . cKa 0.10 5.4 10 107.35 10 6(mol/L )pH 5.13 0.05mol/L NH 4NO3, 一元弱酸溶液，用最简公式计算H ”cKa,NH4 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1lg(cZn，spK ZnY )6cCa ， sp(2.0 10 2)/2 1.010 2(mol/L )要求：lgKZnY 8lgKZnYlg Y(H)8lgY(H)lgKZnY8=8.50查表 6 2得，pH 4.0时，lg y(h)= 8.44准确测定 Zn 的 pH 下限是 4.0要使Ca不干扰Zn的测

18、定，要求：根据lg(cCa，spK CaY ) 1cCa，sp(2.0 10 3)/2 1.0 10 3(mol/L )要求：lgKZ nY4lgK CaYlg Y(H) 4lg Y(H)IgKcaY 4= 6.69查表 6 2, pH5.0时，lg y(h)= 6.45,接近控制pH在4.CT5.0,可以准确选择测定Zn可选二甲酚橙作指示剂14、用 0.020mol/LEDTA 滴定浓度均为 0.020mol/L 的 Cd2+、 Hg2+混合溶液中的 Cd2+，当pH为6时，试问：若加入 KI掩 蔽其中的Hg2+，使终点时游离I-离子的浓度为10-2mol/L，能否 完全掩蔽？此时IgK C

19、dY是多大？若以二甲酚橙为指示剂，终 点误差是多少？解：aHg0)1 B-復门2际13胡-44.041021Hg2+sp 0.01/4.04 X 1021=2.47 X 10-24mol/L。Y(Hg) 1 K HgY Hg2 1 10218 2.47 10-24 1。可以完全掩蔽。pH=6 时，a y(h)=104.65, a y= a y(h)+ a Y(Hg)-1=104.65lgK dY =lg KcdY-lg a y=16.40-4.65=11.7511pCd sp 2(PC Cd,sp lgKCdY以二甲酚橙为指示剂，pH=6 时,pCd ep=5.5 。pCd=5.5-6.88=

20、-1.3810 pM 10 pM10-1.38 101.38Et $100% 100%0.032%Cm,spKmyv；10 21011.7515、解：查附表6-3得，pH=5时，XO测定Pb终点pM=7.0注意：不是pMIlg K PbY lg K PbY lg Y lg M查表6 1得：IgKpbY 18.30 查表6 2得：pH 5.0时，lg y（h） 6.45M11Ac2Ac21101.90.10 103.3 0.10228.9lg m1.46lg K PbY18. 36.45 1.4610.39计量点时，pMsp (pcM(sp)1lg Kmy)1(lg(1.0210 3)10.39

21、)6.6957 06M ep10 .28.92.89 10 (mol/L ) pM ep 5.54 pM 5.54 6.695= -1.156TE10 PM 10 A pMK my Cm, sp1.1561.15610 10100% J1O10391.0 1 0 32.9%16、取100mL水样，用氨性缓冲溶液调节至pH=10，以EBT为指示剂，用EDTA标准溶液(0.008826 mol/L)滴定至终点，共 消耗12.58mL，计算水的总硬度。如果将上述水样再取 100mL， 用NaOH调节pH=12.5，加入钙指示剂，用上述 EDTA标准溶 液滴定至终点，消耗10.11mL，试分别求出水样

22、中 Ca2+和Mg2+ 的量。0.008826 12.58 100 解： 总硬度100/1000111.0mg/L ( CaCO 3)Ca0.008826 10.11 40100/100035.69mg/LMg0.008826(12.58-10.11)24100/10005.23mg/L第七章氧化还原滴定法7、计算KI浓度为1mol/L时，Cu2+/Cu +电对的条件电极电位略离子强度的影响)。解：Cu2+e=Cu +e =0.159VCu2 /CuCu2 /Cu20.059lg Cu 0.059lgCu 2 0.059lgICu2 /Cu-0.059lg Ksp,cuIKI浓度为1mol/L

23、时，Cu2+/Cu +电对的条件电极电位为:cu2/cu cu2/cu -0.059lgKsp,cui0.159 0.059lg1 10120.87V&解:0.771VEsIe0.154VE 00.7710.1540.617(V)Ig K 2 0.61720.92 K 8.32 10200.059从反应的平衡常数来看，该预先还原的反应进行得很完全，是可行的9、计算在1mol/LHCI溶液中用Fe3+溶液滴定Sn2+溶液的化学计量点电位及电位突跃范围，在此滴定中应选用何种氧化还原指示剂？(已知0 Fe3+/Fe2+ =0.70V ,Sn4+/ Sn2+ =0.14V)0.70 2 0.1430.

24、33 V0 0解：计量点电位Esp SJn1 n2电位突跃范围2齊30n20.0593即:n10.140.23V 0.703 0.52V110、解：K262O7 3126Na2S2O3应选亚甲蓝指示剂(理论变色点0.36V)(CV)w 2S2O3mK2Cr2O7M K2Cr2O7CNa 2S2O 36mK 2Cr2O7VNa2S2O3 M K2Cr2O76 0.193633.611000294.20.1175(mol /L)11、解： 5KHC 2O4 2KMnO 42 mKHC2O4 H2O(CV)KMnO 45 M KHC 2O4 H2O0.4 mKHC 2O4 H2O 1000CKMnO

25、 4VKMnO 4 M KHC 2O4 H2O0.4 0.1861100030.00 146.20.01697(mo l/L)12、称取红丹(Pb3O4)试样0.2500g,用盐酸溶解后转移到 100mL 容量瓶中，取 20.00mL 加入 0.5000mol/LK 2Cr 2O725.00mL，使 其析出PbCrO 4，定量过滤沉淀，洗涤溶解后，加入 KI和淀粉 溶液，以0.1000mol/LNa 2S2O3溶液滴定至终点，用去 NazSzOs溶液6.00mL，求试样中Pb3O4的百分质量分数解：Pb3O43PbCrO 491-(9/2)129Na2S2O33100%91.41%0.1000

26、 6.00 10685.69 0.2500/513、解： 6FeO 6Fe3+ K262O7nFeO 6( CV ) k ?Cr 2 O7100025.00 6 0.0300010000.0045(moI )mFeOn FeO M FeO0.0045 71.850.3233(g)试样中FeO的百分量分数为32.33%Fe2O3叫。3 M S0.0045159.6920.3593(g)mAl2o30.50000.35930.1407(g)试样中AI2O3的百分质百分 质量分0数014、精密称取漂白粉试样2.702g加水溶解，加过量 KI，用H2SO4(1mol/L)酸化。析出的 12立即用 0.

27、1208mol/LNa 2S2O3标 准溶液滴定，用去34.38mL达终点，计算试样中有效氯的含量。解：CI(1/2)CIO -(1/2)l2S2O32-0.1208 34.38 10 335.52.702100%5.42%15、解：1C2O42-(2/5)KMnO 4CaCaC 2O4(2/5)KMnO 4设血液中钙浓度为 c moI/L，有：2.00 (c解得：20.0052.45)-0.002000 -50.0021000c=0.0153 (moI/L )1: 116、解：滴定反应的化学计量关系为估算标准溶液消耗量：(eV) NaNOVNaNO 2mCM0.50.1 300.80.016

28、6(L)16.6mL应一次性加入约 16mL如果药品标示量较小，应适当减少加入量，以免过量17、解:PhOH 3Br23(KBrO 3 KBr)3126Na2S2O3设原试样中含苯酚为x克，有：x94.11解得：25.00 1(40.20-20.02)0.1100 -250.0 61000x = 0.3482(g)试样中苯酚的质量分数 为:w苯汙濫4=0.83220.4184第八章沉淀滴定法和重量分析法2、下列试样 NH4CI、 BaCl2、 KSCN、 Na2CO3+NaCI、NaBr、KI，如果用银量法测定其含量，用何种指示剂确定终点的方法为佳？为什么？答：NH4CI :铁铵矶指示剂法。强

29、酸性条件下NH4+不干扰测 干扰终点指示：BaCl 2:吸附指示剂法或铁铵矶指示剂法铬酸钾法Ba2+Ba2 +CrO 42 = BaCrO 4 J KSCN :吸附指示剂法或铁铵矶指示剂法。铬酸钾法产 生严重吸附。 Na2CO3+NaCl :铁铵矶指示剂法。 铬酸钾法CO32-与Ag + 会生成沉淀。 NaBr :三种方法均可。 KI :吸附指示剂法或铁铵矶指示剂法。铬酸钾法产生严 重吸附，影响结果。5、说明以下测定中， 分析结果偏高、 偏低还是没影响？为什么？(1) 在 pH4 或 pH11 时，以铬酸钾指示剂法测定 Cl-。( 2) 采用铁铵矶指示剂法测定 Cl -或 Br -，未加硝基苯

30、。(3) 吸附指示剂法测定 Cl -，选曙红为指示剂。(4) 用铬酸钾指示剂法测定 NaCl、Na2SO4混合液中的NaCl。 答: (1)偏高。指示剂变色延迟或 Ag +水解。(2) 偏低。沉淀转化，消耗过多 SCN-。(3) 偏低。指示剂吸附太强，终点提前。(4) 没影响。11、解：有关化学反应式为Ag (过量)Cl AgCIAgSCNAgSCNCAg30.003.200.11731000CN100058.4420.00cA21.00 cSCNAg解得：CAg =0.07447(mol/L )CSCN0.07092(mol/L )12、仅含有 NaBr和Nal的混合物 0.2500g,用0

31、.1000mol/L的 AgN0 3滴定，消耗22.01mL可使沉淀完全。求试样中 NaBr和 Nal各自的百分质量分数。解：设试样中NaBr的百分质量分数为 x，贝025002S 0.2500（1 x） 0.000 22.01 10 3102.9150.0x=69.98%试样中Nal的百分质量分数 30.02%13、解： 过量的银离子体积为:14、解:P2O5Mg 2卩27141950.6387222.250.6387WP2O51.023902836 17.69%17、计算下列难溶化合物的溶解度。(1) PbSO4 在 0.1mol/LHNO 3 中。(2) BaSO4 在 pH10 的 0.020mol/LEDTA 溶液中解：SO2SO2 HSO4 H Ka2 0.1 0.01 11 SO4 Ka20.01S KspKsp111.6 10 84.2 10 4mol/L4.041.0404.20(mL)CAg30.000.15104.2058.44CAg0.1001(mol/L)2 2s SO 4 CBa2Ba BaY由于Ba2与EDTA配合反应的常数很大,且EDTA浓度大,BaY s Ba2 SO 4 KSp Ba2 KSp /sCy Y HY H 2丫H 6丫 BaYYY(H)s 0.