工业分析与分离复习资料

1、第一章 绪论1工业分析有何特点？由生产和产品的性质决定试剂的多样化、工业物料颗粒/数量大且不均匀、分析方法要求简便快捷2 工业分析方法有哪些分类方法？按分析方法所依据的原理分类：化学分析法、物理分析法、物理化学分析法按分析任务分类：定性分析、定量分析、结构分析、形态分析按分析对象分类：无机分析、有机分析按试剂用量分类：常量分析、微量分析、痕量分析按分析要求分类：例行分析、仲裁分析按分析测试程序分类：离线分析 、在线分析按完成分析的时间和所起的作用分类：快速分析、标准分析3何为公差？某分析方法所允许的平行测定间的绝对偏差第二章 试样的采取，处理和分解1. 工业样品分析的四个步骤是什么？试样的采取

2、与制备、样品的分解与溶解、分析测定、结果的计算与报出2. 采样单元数的多少由哪两个因素决定？（1）对采样准确度的要求。准确度要求越高，采样单元越多（2）物料的不均匀程度。物料越不均匀，采样单元越多4. 固体物料制备的四个步骤是什么？破碎、过筛、混合、缩分5. 试样分解和溶解的一般要求是什么？试样完全分解待测组分不损失不引入含有待测组分的物质不能引入对待测组分有干扰的物质6. 无机试样分解常用的方法有几类?什么情况下采用熔融法? 溶解法：水溶解、酸溶解、碱溶解烧结法（半熔融法）熔融法：利用酸或碱性熔剂，在高温下与试样发生复分解反应，是被测组分转化为可溶于水或酸的化合物用酸或碱不能分解或分解不完全

3、的试样（如含硅量高的硅酸盐、少数铁合金、天然氧化物）7. 酸溶法常用的溶剂有哪些? HCl、HNO3、H2SO4、HClO4、HF、混合酸等第三章 沉淀分离1. 进行氢氧化物沉淀分离时，为什么不能完全根据氢氧化物的Ksp来控制和选择溶液的pH值？沉淀溶解度的影响因素很多：实际浓度积与文献值有差异、金属与OH有羟基络合物、活度积与浓度积有差距受测定的形式、颗粒度大小及金属离子在溶液中受其它离子的干扰等一系列因素的影响2. 为什么难溶化合物的悬浊液可用以控制溶液的pH值？已知 Mg(OH)2的Ksp = 5×10-12，试计算用MgO悬浊液所能控制的溶液的pH值。MgO在水溶液中存在下列

4、平衡：MgO + H20 = Mg(OH)2：= Mg2+ 2OH¯当将MgO悬浊液加入到酸性溶液中时MgO 被溶解，当溶液中有过量的Mg(OH)2存在时，Mg2+的浓度虽然发生明显的改变，但是溶液的pH 值改变极小，因此可用悬浊液控制pH值。(8.85)例如: 3. 无机沉淀分离法主要有哪些？常用的氢氧化物沉淀剂有哪几类？氢氧化物沉淀分离法、硫化物沉淀分离法、其他沉淀分离法（硫酸盐、氟化物、磷酸盐）NaOH溶液、氨水加铵盐、ZnO悬浊液、有机碱4. 什么是分析功能团？使有机试剂对金属离子起选择性作用的特殊结构叫分析官能团5

5、. 有机沉淀分离法主要有哪些？其优点是什么？生成螯合物的沉淀分离体系生成离子缔合物的沉淀分离体系生成三元配合物的沉淀分离体系试剂种类多沉淀溶解度一般很小，有机沉淀剂摩尔质量大，减小称量误差选择性好有机沉淀物组成恒定，经烘干后就可称量，无需灼烧第四章 溶剂萃取1. 分配系数、分配比和分离系数三者的物理意义。分配系数KD：溶质A在两种互不相容的溶剂中达到平衡后，在两种溶剂中的浓度比为一常数，即分配系数 KD=A有/A水分配比D：溶质A在两相中以各种形式存在的总浓度的比值称为分配比 D=A总有/A总水分离系数：是两种不同组分分配比的比值，即=DA/DB，越大分离效果越好2. 惰性溶剂和活性溶剂有何不

6、同？分别举例说明。惰性溶剂：溶剂不与被萃取物发生反应，仅起溶解作用。活性溶剂：有机溶剂本身也参加到缔合物分子中，形成溶剂化物而被有机溶剂萃取。用氯仿从水中萃取Al3+ ，常用8羟基喹啉作萃取剂，8羟基喹啉与Al3+形成疏水的螯合物溶于氯仿中被萃取3. 萃取体系是根据什么来区分的？常用的萃取体系有哪几类？根据所形成的可萃取物质的不同，可把萃取体系分为1）螯合物萃取体系2)离子缔合物萃取体系3）三元配合萃取体系4）共萃取5）熔融盐萃取3. 18 时，I2在CS2和水中的分配系数为420。（1）如果100 mL水溶液中含有I2 0.018 g（m0），以100 mL CS2萃取之，将有多少克I2留在

7、水溶液中？mn（2）如果改用两份50 mL的CS2萃取，留在水中的I2将是多少？(1) m1= m(V水 / DV有+V水 ) V水=V有 m1= m(1/1D+1 ) = 0.018×(1/420+1) = 4.3×10-5 (g) (2) m2=m(V水/DV有+V水)²   m2= 0.018100/(420*50+100)2               

8、60;     = 4.04×10-7 (g) 第五章 色谱分离法1. 硅胶薄层为什么即可以进行吸附层析，有可以进行分配层析？分别说明他们的作用机理？硅胶表面有大量OH，可以作为吸附剂；水和硅胶表面羟基结合，使硅胶的吸附能力减弱，其中水做固定相，硅胶做载体2. 对于无色试样，应怎样把个组分的斑点显现出来？紫外光下观察有共轭双键蒸汽熏固体碘，液体溴、浓氨水喷显色剂;通用性、专属型3. 色谱分析是如何分类的？ 吸附柱色谱中常用的吸附剂有哪些？（1）按固定相所处的状态不同分类：柱色谱（填充柱色谱、毛细管柱色谱）

9、、平面色谱（薄层色谱、纸色谱）按色谱分离原理不同分类:吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱（2）氧化铝、硅胶、聚酰胺等4. 吸附柱色谱的分离原理是什么？什么叫吸附等温线？利用多孔性的微粒状物质作为填充物，该填充物表面对不同组分物理吸附性能有差异从而使混合物得以分离。在一定的温度下，某种组分在吸附剂表面的吸附规律可用平衡状态下该组分在两相中浓度的相对关系曲线来表示，这种关系曲线称为吸附等温线。6. 层析用硅胶，有硅胶G、硅胶H、硅胶GF254、硅胶HF366等等不同标号，这些分别表示什么？硅胶G：硅胶加13%-15%煅石膏混合成 硅胶H：不含粘合剂，用时另加 硅胶GF254：&#

10、160;既含煅石膏又含荧光物质，在254nm 光照下发出荧光硅胶HF366： 不含煅石膏只含荧光物质，在366nm 光照下可产生荧光。第六章 离子交换分离法1.离子交换树脂分哪几类？各举例说明根据离子交换树脂所含的活泼基团不同，分为阳离子交换树脂，阴离子交换树脂、特殊离子交换树脂阳离子交换树脂：强酸性阳离子交换树脂，含SO3H、HO-R-SO3H或 RCH2SO3H活性基团 中等酸性阳离子交换树脂，含PO3H活性基团 弱酸性阳离子交换树脂，含RCOOH或ROH活性基团阴离子交换树脂：强碱性阴离子交换树脂、弱碱性阴离子交换树脂特殊离子交换树脂：具有高选择性的离子交换

11、树脂、螯合树脂、氧化还原树脂、大孔径树脂、其他树脂2. 什么是离子交换树脂的交联度？它对树脂的性能又如何影响？ 二乙烯苯是交联剂，在树脂中含有二乙烯苯的质量分数称为交联度，以X表示，如X-4的树脂表示交联度为4%影响：交联度是影响树脂选择性的有效因素。交联度大则树脂在水中的溶解度小，树脂中网状结构过于紧密，间隙过小，离子交换反应速度慢，离子交换容量小。交联度大的树脂，在交换过程中的选择性也高。3. 怎样选择树脂？如果要在盐酸溶液中分离Fe3+、Al3+，应选择什么树脂？分离后Fe3+，Al3+应该出现在哪里？（1）根据分离对象的要求，选择适当类型和粒度的树脂交换对象：无机阳离子和有机阳离子选阳

12、离子交换树脂吸附性强：选弱酸或弱碱性树脂大分子物质选择大孔径树脂或交联度低的树脂（2）应加入足量的NaCl（或HCl），将Fe3+转化为配阴离子FeCl4-，再通过阴离子交换树脂，这时配阴离子FeCl4-被交换到阴离子交换树脂上，在流出液中测定Al3+4. 离子交换树脂的交换容量、始漏量和总交换量这三个名词的含义是什么？为什么始漏量总是小于总交换量？交换容量：通常以每克干燥树脂或每毫升溶胀后的树脂能交换单位离子的物质的量表示。始漏量：开始有待交换离子流出时交换到柱上离子的量，即到达始漏点为止交换柱的交换容量。总交换量：指柱中树脂的全部交换容量。由于到达始漏点时仍有部分树脂未被交换，因此始漏量总

13、小于总交换量。5. 为什么制备去离子水时，总是先让自来水通过H+型阳离子、HO-型阴离子交换柱以后再通过混合柱？使自来水依次通过一根阳离子柱和一根阴离子柱，将阳离子和阴离子交换柱串联起来使用，先除去水中大部分盐，再通过一根混合柱，除去残留的少量盐类物质，即可制得纯度很高的去离子水。（混合柱再生困难）第八章 气体分析1. 吸收体积法、吸收滴定法、吸收重量法及燃烧法的原理是什么？举例说明。吸收体积法：利用气体的化学特性，使一定体积的混合气体通过特定的吸收剂，则混合气体中的被测组分与吸收剂发生化学反应而被定量吸收，其他组分不发生反应或者不干扰。若吸收前后的温度、压力一致，则可以根据前后的体积差计算待

14、测组分的含量。吸收滴定法：，使混合气体通过特定的吸收剂溶液，则混合气体中的被测组分与吸收剂发生化学反应，然后在一定条件下，通过标准溶液滴定的方法测定待测组分的含量。吸收重量法：是气体吸收法和重量分析法的综合利用，可以测定气体物质或可以转化为气体物质的元素含量。2. CO2、O2、CO常用什么吸收剂？吸收剂的性能如何？如气体试样中含有这四种成份，吸收的顺序如何？为什么？KOH溶液吸收CO2焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2Cu2Cl2的氨性溶液吸收CO饱和溴水吸收不饱和烃碘液吸收强还原性气体H2S、SO2硫酸-高碘酸钾吸收NO2由于三种吸收液都是碱性的，因此应先用KOH溶液吸收CO2酸性气体；又由于

15、Cu2Cl2也可以吸收O2，因此吸收CO前应先除氧，所以，先用焦性没食子酸的碱溶液吸收氧气后再以Cu2Cl2的氨性溶液吸收CO，吸收顺序为CO2、O2、CO。由于Cu2Cl2有氨气，因此吸收原气体后应用硫酸除去氨气后测定。如果体系中含有不饱和烃，则不饱和烃的吸收应在CO2之后，O2之前进行。3. 含有CO2、O2及CO的混合气体75 mL，依次用KOH溶液、焦性没食子酸的碱性溶液、氯化亚铜的氨性溶液吸收后，气体体积依次减少至70 mL、63 mL和60 mL，求各成份在原气体中的体积分数。P100VCO2=75-70=5ml VO2=70-63=7ml VCO=63-60=3ml(CO2)=(

16、75-70)/75×100%=6.67%(O2)=(70-63)/75×100%=9.93%(CO)=(63-60)/75×100%=4.40% 4. 煤气的分析结果如下：取试样100.0 mL，用KOH溶液吸收后体积为98.6 mL；用饱和溴水吸收后体积为94.2 mL；用焦性没食子酸的碱溶液吸收后体积是93.7 mL；用亚铜氨溶液吸收后体积是85.2 mL；自剩余气体中取出10.3 mL，加入空气87.7 mL，燃烧后测得体积是80.18 mL，用KOH吸收后的体积是74.9 mL，求煤气中各成份的体积分数。P105习题95. 含有CO2、CH4、CO、H2、

17、O2、N2等成份的混合气体，取混合气体试样90 mL，用吸收法吸收CO2、O2、CO后体积依次减少至82.0 mL，76 mL、64 mL。为了测定其中CH4、H2的含量，取18 mL吸收剩余气体，加入过量的空气，进行燃烧，体积缩减9 mL，生成CO2 3 mL，求气体中各成份的体积分数。P105习题8第九章 水质分析1、什么叫水的硬度，分为哪几类？硬度的表示方法有哪两种？109、水的碱度、酚酞碱度、甲基橙碱度、酚酞后碱度分别是指什么？ 109, 110水中高价金属离子的含量称为水的硬度。总硬度、碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度、负硬度。德国度和CaO物质的量浓度。水的碱度表示水中含有能接受H+的物质

18、的总量。用酚酞作指示剂测得的碱度叫酚酞碱度，用P表示；用甲基橙作指示剂测得的碱度叫甲基橙碱度，用A表示，也叫全碱度。用酚酞和甲基橙两种指示剂分别表示终点，酚酞变色时计算出的碱度称为酚酞碱度，继续滴加到甲基橙变色时计算出的碱度称为酚酞后碱度，用M表示.A=P+M.2. 水的分析指标有哪些？107溶解氧的测定方法有哪些？P111水的分析指标：悬浮物、pH值、碱度、硬度、含盐量、溶解氧含量。溶解氧的测定方法：碘量法、比色法、电化学传感器法。3.取100 mL水样，以铬黑T为指示剂，三乙醇胺掩蔽铁、铝的干扰，在 pH 10 的缓冲溶液中用EDTA 滴定钙、镁。已知CEDTA = 0.02000 mol

19、/L，消耗3.00 mL，计算水的硬度。（1）以德国度表示；（2）以1/2CaO mmol/L表示。（M：CaO，56.08）3.36 33.6 1.21°G=10mg(CaO)/L=1/2.8mmol(1/2CaO)/L第十章 硫酸生产过程分析1. 简述测定硫铁矿中有效硫含量的方法原理114，总硫含量的方法原理，写出相应的化学方程式及有效硫计算公式。有效硫的测定： 原理： 矿石或炉渣中硫含量的测定通常采样气体吸收容量滴定法。试样在850-900空气流中燃烧，FeS 被氧化分解，单质硫和硫化物中的硫转变为二化硫气体逸出，用过氧化氢溶液吸收二氧化硫并将其氧化成硫酸。以甲基红-亚甲基蓝为

20、混合指示剂，用氢氧化钾标准溶液滴定即可计算有效硫含量。 4FeS +11O =2Fe O +8SO SO +H O =H SO4 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O 计算公式： Ws= C为NaOH标液浓度mol/L; V为NaOH消耗体积ml; Ms为硫的摩尔质量32.07g/moL; m为试料质量g；总硫的测定： 硫酸钡沉淀重量法: 试样中FeS2与烧结剂（3碳酸钠：2氧化锌）混合，经烧结后生成硫酸盐，与原来的硫酸盐一起用水浸取后进入溶液。在碱性条件下，用中速滤纸滤除大部分氢氧化物和碳酸盐。然后在酸性溶液中用氯化钡溶液沉淀硫酸盐，经过灼烧后，以硫酸钡的形式称量。 W=m

21、1*0.1374/m 逆王水溶解法: 试样经逆王水溶解，其中硫化物中的硫被氧化生成硫酸,同时硫酸盐被溶解。FeS2+5HNO3+3HCl=2H2SO4+FeCl3+5NO+2H2O 为防止单质硫的析出，溶解时应加入一定量的氧化剂氯酸钾，使单质硫也转化为硫酸。S+KClO3+H2O=H2SO4+KCl 用氨水沉淀铁盐后，加入氯化钡使硫酸根离子生成硫酸钡沉淀，由硫酸钡质即可计算总硫含量。2. 简述测定生产气中二氧化硫含量P116、三氧化硫含量的方法原理117，写出相应的化学方程式。SO2： “碘-淀粉溶液吸收法” . 气体中的SO2通过定量的含有淀

22、粉指示剂的碘标准滴定溶液时被氧化成硫酸，碘液作用完毕时，淀粉指示剂的蓝色刚刚消失，即将其余气体收集于量气管中。根据碘标准滴定溶液的用量和余气的体积可以计算出被测气体中二氧化硫的含量。SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI SO3： “气体吸收酸碱滴定法” .炉气通过润湿的脱脂棉球，三氧化硫和二氧化硫分别生成硫酸和亚硫酸雾而被捕集，用水溶解被捕集的酸雾，用碘标准溶液滴定亚硫酸后，再用氢氧化钠标准溶液滴定总酸量. 由总酸量减去亚硫酸的量，得到硫酸的含量。根据滴定时消耗标准滴定溶液的体积及通过的气体量，计算出三氧化硫的含量。 SO3+H2O=H2SO4 SO2+H2

23、O=H2SO3 H3SO3+I2+H2O=H2SO4+2HI 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O NaOH+HI=NaI+H2O3.含有SO3的发烟硫酸试样 1.400 g，溶于水，用0.8050 mol/L NaOH溶液滴定时消耗36.10 mL。求试样中SO3和H2SO4的质量分数（假设试样中不含其他杂质，M：SO3 80，H2SO4 98）。P119计算公式 WH2SO4 = C为NaOH浓度mol/L; V为NaOH体积ml； m试料质量g；WSO3= W为WH2SO4; 第十二章 硅酸盐分析1. 简述氟硅酸钾容量法测定硅酸盐样品中二氧化硅的基本原理？138应该注意哪两点？

24、138-139基本原理:试样经苛性碱（KOH或NaOH）熔剂熔融后，加入硝酸使硅生成游离硅酸。在有过量的氟离子和钾离子存在的强酸性溶液中，使硅形成氟硅酸钾沉淀。沉淀经过过滤、洗涤及中和残余酸后，加沸水是氟硅酸钾沉淀水解，然后以酚酞为指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定生成的氢氟酸，终点为粉红色。 注意的两点：控制KCl、KF的加入量，利用同离子效应尽可能使所有 H2SiO3全部转化为K2SiF6沉淀；沉淀的洗涤和中和残余酸；2. 简述EDTA方法测定三氧化二铁139、三氧化二铝的方法原理？140三氧化二铁测定：先调节pH1.22.0，将溶液升温至70度，以磺基水杨酸做为指示剂，用EDTA直接滴定至亮

25、黄色。保留此溶液来测二氧化铝。 三氧化二铝测定：滴定Fe后剩余液体，调pH=3加热煮沸，以PAN和等物质量的Cu-EDTA作指示剂，用EDTA标准溶液直接滴定Al3+，终点呈亮黄色。3. P142 习题1，2，3，4，6, 10第十三章 钢铁分析1. 燃烧气体容量法测定钢中碳的原理是什么?应注意哪些关键性问题?钢铁试样与助熔剂在1200-1350度的高温管式炉内通氧气燃烧，钢铁中的碳和硫被完全氧化成二氧化碳和二氧化硫。燃烧后的混合气体经除硫管（内装二氧化锰）脱出二氧化硫后，冷凝，收集与量气管中，测量生成的二氧化碳和氧气的体积。然后用氢氧化钾溶液吸收二氧化碳，再用量气管测量剩余气体的体积，吸收前

26、后气体体积之差即为二氧化碳的体积，由此计算碳的含量。注意事项：1、测定前反复做空白试验，直至得到稳定的空白试验值。2、定碳仪应安装在室温比较稳定的地点，并避免阳光直接照射。燃烧炉与量气管、吸收瓶不易过分接近，最好相距300mm以上。3、通氧速度对测定影响很大，速度过快或过慢均能是测定结果偏低，故应严格掌握通氧时间。一般易先慢后快。4、高碳试样与低碳试样不能连续测定，当测过高碳试样后，应通氧数次，再进行低碳试样的测定，否则导致低碳试样结果偏高。5、氢氧化钾溶液要注意更换，大约每测定1000的试样更换一次。每次更换后应燃烧标准试样，直至分析结果稳定。2. 燃烧-碘酸钾容量法测定硫的原理如何?试样与

27、助熔剂在高温（1250-1350）管式炉中通氧燃烧，其中硫化物被氧化为二氧化硫。燃烧后的混合气体经除尘管除去粉尘后，进入含淀粉的水溶液被吸收，生成亚硫酸，用碘酸钾-碘化钾标准溶液在酸性条件下滴定生成亚硫酸，发生定量反应。以淀粉为指示剂至生成的蓝色不消失为终点。KIO3+5KI+6HCl=3I2+6KCl+3H2OH2SO3+I2=H2SO4+2HI3.简述光度法测定钢中磷的原理。试样用王水溶解，大部分磷转化为正磷酸，少部分转化为亚磷酸，用高氯酸冒烟将亚磷酸氧化成正磷酸。在0.81.1mol*L-1硝酸介质中，正磷酸与钼酸铵作用生成黄色磷钼杂多酸，用氟化钠掩蔽铁离子，以氧化亚锡还原磷钼黄为磷钼蓝

28、，最大吸收波长为660nm，分光光度法测定。（方程式）4. 如何消除钢中硅、砷对杂多酸法测定磷的干扰?硅：较快加入还原剂和酒石酸，可立即与剩余的钼酸铵生成极稳定的配合物，可抑制硅钼杂多酸的生成。砷：用盐酸-氢溴酸混合酸处理，可与三价砷和五价砷生成卤化砷，受热易挥发，可消除干扰。5. 试述H2C2O4-(NH4)2Fe(SO4)2硅钼蓝光度法测定钢中硅的原理。试样用稀盐酸-硝酸溶解，用碳酸钠和硼酸混合溶剂熔融酸不溶残渣，在弱酸性溶液中硅酸与钼酸铵生成氧化性的硅钼杂多酸盐（硅钼黄），增加硫酸浓度，加入乙二酸消除磷、砷、钒的干扰，用抗坏血酸还原成蓝色的还原型硅钼杂多酸（硅钼蓝）于波长约810nm处测量其吸光度。第十四章 煤的工业分析1.煤的工业分析一般测定那些项目？水分、灰分、挥发分产率、固