无机及分析化学答案(第二版)第三章(2023191227)

1、第三章定量分析根底3-1 .在标定 NaOH的时，要求消耗 0.1 mol L 1NaOH溶液体积为2030 mL,问：(1) 应称取邻苯二甲酸氢钾基准物质(KHC 8H4O4)多少克？(2) 如果改用草酸(H2C2O4 2H2O)作基准物质，又该称多少克？假设分析天平的称量误差为0.0002g，试计算以上两种试剂称量的相对误差。(4)计算结果说明了什么问题？解: (1) NaOH + KHC 8H4O4 = KNaC 8H4O4 + H2O滴定时消耗0.1 mol L 1NaOH溶液体积为20 mL所需称取的KHC 8H4O4量为： m1=0.1 mol L 1 20mL 10 3 204

2、g mol 1=0.4g滴定时消耗0.1 mol L 1NaOH溶液体积为30 mL所需称取的KHC 8H4O4量为：m2=0.1mol L 1 30mL 10 3 204 g mol 1=0.6g因此，应称取 KHC8H4O4基准物质0.40.6g。(2) 2NaOH + H 2C2O4 = W2C2O4 + 2H2O滴定时消耗0.1 mol L 1NaOH溶液体积为20和30 mL ,那么所需称的草酸基准物质的质量分别为：1m仁 20.1 mol L 1 20mL 10-3 126 g mol 1=0.1g1m2= 20.1 mol L 1 30mL 10-3 126g mol 1=0.2

3、g(3) 假设分析天平的称量误差为0.0002g，那么用邻苯二甲酸氢钾作基准物质时，其称量的相对误差为：0.0002gRE1= 0.4g = 0.05%0.0002gRE2=0.6g= 0.03%用草酸作基准物质时，其称量的相对误差为：0.0002gRE1=°1g= 0.2%0.0002gRE2=0.2g= 0.1%(4) 通过以上计算可知，为减少称量时的相对误差，应选择摩尔质量较大的试剂作为基准物质。3-2.有一铜矿试样，经两次测定，得知铜含量为24.87%、24.93%，而铜的实际含量为 25.05%。求分析结果的绝对误差和相对误差。解：分析结果的平均值为：丄x = 2 (24.

4、87%+24.93%) =24.90%因此，分析结果的绝对误差E和相对误差RE分别为：E =24.90% 25.05% = 0.15%0.15%Er= 25.05%0.60%3-3.某试样经分析测得含锰百分率为41.24, 41.27 , 41.23和41.26。求分析结果的平均偏差、相对平均偏差、标准偏差和相对标准偏差。解：分析结果的平均值 X、平均偏差d、相对平均偏差、标准偏差 s和相对标准偏差分别为:X = 4 (41.24+41.27+41.23+41.26) = 41.25_ 丄d = 4 (0.01+0.02+0.02+0.01) =0.015相对平均偏差0.015=41.2510

5、0%0.036%0.012 0.022 0.022 0.0120.018s=°0!8 1000.044%相对标准偏差=41.253-4 .分析血清中钾的含量，5次测定结果分别为为95%时，平均值的置信区间。1(mg mL 1): 0.160; 0.152; 0.154; 0.156; 0.153。计算置信度1 1 mL =0.155 mg mLI22222*0.0050.0030.0010.0010.002s=51置信度为95%时，t95%=2.78解： X = 5 (0.160+0.152+0.154+0.156+0.153) mgmg mL 1 =0.0032 mg mL 1ts

6、 1 x % n = (0.155 0.004) mg mL 13-5.某铜合金中铜的质量分数的测定结果为0.2037; 0.2040; 0.2036。计算标准偏差s及置信度为90%时的置信区间。1解： X =3 (0.2037+0.2040+0.2036) = 0.2038； 2 22'0.0001 0.0002 0.0002 0 00023 1.s =置信度为90%时，t90%=2.92tsn = 0.2038 0.00030.12%，含锰量的平均值为 9.56%。设分析结果是根据 4次、 95%置信度。3-6 用某一方法测定矿样中锰含量的标准偏差为6次测得的，计算两种情况下的平均

7、值的置信区间解：当测定次数为4次、置信度为95%时，t95%=3.18ts1 X、n= (9.56 0.19)%当测定次数为6次、置信度为95%时，t95%=2.57ts1 x n= (9.56 0.13)%3-7 .标定 NaOH 溶液时，得以下数据：0.1014 mo1 L 1, 0.1012 mo1 L 1, 0.1011mo1 L 1, 0.1019 mo1 L J 用 Q检验法进行检验，0.1019是否应该舍弃？置信度为 90%0.1019 0.1014 5 - 0.62解：Q = 0.1019 0.10118当n=4, Q(90%) = 0.76 > 0.62，因此，该数值不

8、能弃舍。3-8按有效数字运算规那么，计算以下各式：(1) 2.187 0.854 + 9.6 10 20.0326 0.00814;0.01012 (25.44 10.21) 26.962(2 )1.0045 10009.82 50.62(3) 0.005164 136.6 ;(4) pH=4.03，计算 H+浓度。解：(1)2.187 0.854 + 9.6 10 2 0.0326 0.00814 =1.868+0.096 0.000265=1.9640.01012 (25.4410.21) 26.9620.01012 15.23 26.96=0.004139(2)1.0045 10009.

9、82 50.62 0.005164 136.6 =704 7 pH=4.03，那么H +=9.3 10 5 mo1 L3-9.浓硫酸的相对密度为1.84,种浓硫酸多少毫升？解：设应取这种浓硫酸 V毫升，那么1.004 10001其中H2SO4含量为98%，现欲配制1 L 0.1 mol L 1的H2SO4溶液，应取这11.84g mL V 0.980.1 mol L 1 1L=98g molV=5mL3-10.现有一 NaOH溶液，其浓度为 0.5450 mol L 1，取该溶液50.00 mL ,需加水多少毫升才能配制成0.2000mol L 1的溶液？解：设需V毫升水，那么0.5450 m

10、ol L 1 50.00 mL =0.2000 mol L 1 (50.00+V) mLV=86.25mL3-11 .计算0.1015 mo1 L 1HCl标准溶液对 CaCO3的滴定度。 解：HCI与CaCO3的反响式为：2HCl+ CaCO 3=CaCl 2+CO2+H2O因此,n(HCI)=2 n(CaCO3)THCl/CaCO3舟3 = 2chciVhciM CaCO31 0.1015mol L 110 3L mL 1 100.1g mol=0.005080g mL 13-12.测定某一热交换器中水垢的P2O5和SiO2的含量如下已校正系统误差% P2O5： 8.44, 8.32, 8

11、.45, 8.52, 8.69, 8.38;% SiO2： 1.50, 1.51 , 1.68, 1.20, 1.63, 1.72。根据Q检验法对可疑数据决定取舍，然后求出平均值、平均偏差、标准偏差、相对标准偏差和置信度分别 为90%及99%时的平均值的置信区间。8.698.5217 门“0.46解：Q P2O5= 8.69 8.32371.501.20300.58 Q(SiO2)= 1.721.2052当 n=6,置信度为 90%时，Q(90%) = 0.56 ,Q(90%) = 0.56 >Q(P2O5)Q(90%) = 0.56 < Q(SiO2)因此P2O5含量测定中的可疑

12、数据8.69应该保存，而SiO2含量测定中的可疑数据1.20应该弃舍;置信度为 99%时，Q(99%) = 0.74 ,Q(99%) = 0.74 > Q(P2O5)； Q(99%) = 0.74 > Q(SiO2)因此P2O5含量测定中的可疑数据8.69和SiO2含量测定中的可疑数据1.20都应该保存。因此，对于P2O5的含量分析：1x = 6 (8.44+8.32+8.45+8.52+8.69+8.38)=8.471d = 6 (0.03+0.15+0.02+0.05+0.22+0.09) =0.09-222222"0.130.030.150.020.050.220.

13、09s='6 10.13100相对标准偏差=8.471.5%测定次数为6次、置信度为90% 时，t90%=2.02ts卩Xn = 8.47 0.11测定次数为6次、置信度为99% 时，t99%=4.03ts卩 x卞 n = 8.47 0.21对于SiO2含量分析，当置信度为 90%时：1X= 5 (1.50+1.51+1.68+1.63+1.72) =1.61 1d = 5 (0.11+0.10+0.07+0.02+0.11) =0.08- 2 2 2 2 2-。11 °.10 °.07 °.°2 “1 0.10s=6.2%90%时，t9o%=2

14、.130.10100相对标准偏差=1.61 测定次数为5次、置信度为tsn = 1.61 0.10置信度为99%时:1x = 6 (1.50+1.51+1.68+1.20+1.63+1.72) =1.541d = 6 (0.04+0.03+0.14+0.34+0.09+0.18) =0.142222220.040.030.140.340.090.180.19s=0.19100 12%相对标准偏差=1.54测定次数为6次、置信度为99%时,3-13.分析不纯CaCO3(其中不含干扰物质 煮沸除去CO2，用浓度为0.2022 mol 的质量分数。解：n(HCI)=2 n(CaCO 3) ； n(H

15、CI)= n(NaOH)m(CaCO3) n(CaCO3)M (CaCO3) w(CaCO3)=ms1t99%=4.03x ts a x Jn = 1.54 0.31)。称取试样 0.3000 g ,参加浓度为 0.2500 mo1 L 1HCl溶液25.00 mL ,L 1的NaOH溶液返滴定过量的酸，消耗5.84 mL ,试计算试样中 CaCO3ms2 (CHClVHCl CNaOHVNaOH )M (CaCOg)ms1 (0.2500 25.00 0.2022 5.84) 10 3mol 100.1g mol 10.3000g=0.84670.2001 g KIO3与过量KI作用，析出的

16、碘用 Na2S2O3溶液滴 问此Na2S2O3溶液浓度为多少？每毫升 Na2S2O3溶液相当于3-14.无3-15.用KIO3作基准物质标定 Na2S2O3溶液。称取 定，以淀粉作指示剂，终点时用去27.80 mL,多少克碘？解：有关反响为：+S4O626 n(Na2S2O3)0.2001g5I +IO3 +6H+ = 3I2+3H2O I2+2S2O32 =2I1n(KIO 3) = 3n(I2)= 舉 S 19.350 10 4moln(KIO3) =M(KIO3)214.°g mdn(Na2S2。3)6n(g)6 9.350 10 4molc(Na2S2O3)= VCNazS2

17、。3) V(Na2S2O3) =27.80 10 3L =0.2022mo1 L 1每毫升Na2S2O3溶液相当于碘的质量为：n (l2)M (I2)丄 n (Na2S2Os)M (I2) 1c(Na2S2Os)V(Na2S2O3 )M (I2) m(l2)=221 =2 0.2022 mo1 L 1 10 3L 253.8 g mo1 1 =0.02561g3-16.称取制造油漆的填料 (Pb3O4)0.1000 g,用盐酸溶解，在热时加0.02 mol L 1K2Cr2O7溶液25 mL ,析出PbCrO4：2Pb2+ + Cr2O72 + H2O = 2PbCrO4j + 2H +冷后过

18、滤，将PbCrO4沉淀用盐酸溶解，参加 KI溶液，以淀粉为指示剂，用0.1000 mol L 1 Na2&03溶液滴定时，用去12.00 mL。求试样中Pb3O4的质量分数。Pb3O4相对分子量为685.6解：有关反响为：Pb3O4(s) + 8HCl = 3PbCI 2 + Cl 2 + 4H?OCr2O72 + 6I +14H+ = 2Cr3+ +312 +7H2OI2 + 2S2O32 = 2I + S4O621 1 2 2 1n(Pb3O4)= 3 n(Pb2+)= 3 n(CrO42 ) = 3 n(Cr20* )= 9 n(I2) = 9 n(Na2S2O3)1cm(Pb3

19、O4)n(Pb3°4)M(PbsO4)gc(Na2S2O3) V(Na2S2O3) M(Pb3O4)W(Pb3O4)msmsms丄 0.1000 12.00 10 3 685.690.10000.91413-17 水中化学耗氧量(COD)是环保中检测水质污染程度的一个重要指标，是指在特定条件下用一种强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7)定量地氧化水中的复原性物质时所消耗的氧化剂用量(折算为每升多少毫克氧，用(O2)表示，单位为mgL耳。今取废水样100.0 mL ,用H2SO4酸化后，参加25.00 mL 0.01667 mol L 1的K262O7 标准溶液，用Ag 2SO4作催

20、化剂煮沸一定时间，使水样中的复原性物质氧化完全后，以邻二氮菲-亚铁为指示剂，用0.1000 mol L 1的FeSO4标准溶液返滴，滴至终点时用去15.00 mL。计算废水样中的化学耗氧量。(提示：O2 + 4H+ + 4e = 2H2O，在用O2和K262O7氧化同一复原性物质时，3 mol O2相当于2 molK2Cr2O7。解：滴定反响为：6Fe2+ Cr2O72 +14H += 6Fe3+2Cr3+7H2O6n (K2Cr2O7)= n (Fe2+)根据提示 2n(K262O7)3n(O2) n(O2) = (3/2) n(K2Cr2O7)3(O2)m(O2) n(O2)MQ2)沪(K

21、2Cr2O7)M(O2)VsVsVs3c(K2Cr2O7)V(K2Cr2O7)丄c(Fe2 )V(Fe2 )M (O2) 2 6 2 vs 2 (0.01667 25.00 1 0.1000 15.00) 10 3mol 32.00 103mg mol 1100.0 10 3L180.04mg LMnO4MnO 23-18.称取软锰矿0.1000 g,用Na2O2熔融后，得到MnO42 ,煮沸除去过氧化物。 酸化后，MnO42歧化为 和MnO2。过滤，滤去 MnO2,滤液用21.50 mL 0.1000 mol L 1的FeSO4标准溶液滴定。计算试样中 的含量。解：有关反响为：MnO 2 +

22、 Na2O2 = Na2MnO43MnO42 + 4H+ = 2MnO 4 + MnO 2 + 2H2O MnO 4 + 5Fe2+ + 8H + = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2Ow(MnO 2)m(MnO 2)msn( Fe210n(MnO 2) = n(MnO42 ) = 2 n(MnO 4 ) = 10 n(Fe2+) n(MnO 2)M (MnO 2)M (MnO2)msc(Fe2 )V(Fe2 )M(MnO2)msms 0.1000mol L 121.50 10 3L 86.94g mol100.1000g0.56083-19.无3-20 . Four measuremen

23、ts of the weight of an object whose correct weight is 0.1026 g are 0.1021g,0.1025g,0.1019g,0.1023g. Calculate the mean, the average deviation, the relative average deviation(%), the standard deviation, the relative standard deviation(%), the error of the mean, and the relative error of themean( %).Soluti on:X = 4 (0.1021+0.1025+0.1019+0.1023) g = 0.1022g d = 4 (0.0001+0.0003+0.0003+0.0001) g = 0.0002g0.0002grelative average deviation dr = 0.1022g 100% = 0.2%2 2 2 20.0003g0.00010.00030.00030.0001s=4 10.0003grelative standard deviation CV = 0.1022g 100% = 0.3%error of the mea n