
《分析化学》部分课后习题教材:《分析化学》(华东理工、四川大学编著)P27 第二章 误差及分析数据的统计处理思考题2.下列情况分别引起什么误差?如果是系统误差,应如何消除?(1)砝码被腐蚀;(2)天平两臂不等长;(3)容量瓶和吸管不配套;(4)重量分析中杂质被共沉淀;(5)天平称量时最后一位读数估计不准;(6)以含量为99%的邻苯二甲酸氢钾作基准物标定碱溶液;答: (1)仪器误差;换另一套砝码或校正砝码(2)仪器误差;校正仪器或更换另一台等臂天平 (3)仪器误差;换配套的容量瓶和吸管 (4)方法误差;改进方法;除杂质再分析;提纯试剂(5)随机误差;(6)试剂误差;提纯试剂或采用纯度大于99.9%的基准物5.某铁矿石中含铁39.16%,若甲分析结果为39.12%,39.15%和39.18%,乙分析得39.19%,39.24%,39.28%, 试比较甲乙两人分析结果的准确度和精密度.解: 同理可知: ; ; 由以上数据可知甲的准确度和精密度较乙的要高。习题3.某矿石中钨的质量分数(%)测定结果为:20.39,20.41,20.43.计算标准偏差s及置信度为95%时的置信区间.解: 查表知:置信度为95%,n=3时,t=4.303,因此: μ=( 5. 用Q检验法,判断下列数据中,有无舍去?置信度选为90%. (2) 6.400, 6.416, 6.222, 6.408解:排列:6.222<6.400<6.408<6.416 可疑值为:6.222 查表n=4, Q0.90= 0.76 因Q计算>Q0.90故6.222应舍去6. 测定试样中P2O5质量分数(%),数据如下: 8.44,8.32,8.45,8.52,8..69,8.38 用Grubbs法及Q检验法对可疑数据决定取舍,求平均值、平均偏差 、标准偏差s和置信度选90%及99%的平均值的置信范围。 解:将所给的数据由小到大排列得:8.32<8.38<8.44<8.45<8.52<8.69可见,数据8.69可疑又因为,平均值 =8.47% 平均偏差 =0.095% 标准偏差s= %=0.13%所以, = =1.69 = =0.46由表2-2,2-4可得: 当置信度为90%,n=6时,t=2.015, < ,当置信度为99%,n=6时,t=4.032, < , < 所以,8.69不需舍去。当置信度为90%时,置信范围 = =8.47% =8.47% 0.11%当置信度为99%时,置信范围 = =8.47% =8.47% 0.21% 11、按有效数字运算规则,计算下列各式。1) 2.187*0.854+9.6*10-5-0.0326*0.00814解:原式求得=1.86752 修约可得原式=1.868(一步步写出!)2) 51.38/(8.709*0.09460)解:=51.38/0.8239=62.363) 9.827*50.62/(0.005164*136.6)解:=497.4/0.7054=705.14) 解:=??(一步步写出!) *10-5=1.7*10-5P41 第三章 滴定分析1、已知浓硝酸的相对密度1.42,其中含HNO3约为70%,求其浓度.如欲配制1L 0.25mol·L-1HNO3溶液, 应取这种浓硝酸多少毫升? 解: 4.假如有一邻苯二甲酸氢钾试样, 其中邻苯二甲酸氢钾含量约为90%, 余下为不与碱作用的杂质。今用酸碱滴定法测定其含量,若采用浓度为1.000mol·L-1的NaOH标准溶液滴定之,欲控制滴定时碱溶液体积在25mL左右,则:(1)需称取上述试样多少克?(2)以浓度为0.0100mol·L-1的碱溶液代替1.000mol·L-1的碱溶液滴定,重复上述计算.(3)通过上述(1)(2)计算结果,说明为什么在滴定分析中通常采用的滴定剂浓度为0.1~0.2mol·L-1?解:滴定反应式为:KHC8H4O4+OH-=KC8H4O4-+H2O∴ nNaOH=nKHC8H4O4(1)mKHC8H4O4=nKHC8H4O4·MKHC8H4O4/ω=nNaOH·MKHC8H4O4/ω =1.000mol·L-1*25mL*204.22g·mol-1/90% =5.7g(2)m2=cNaOH·VNaOH·MKHC8H4O4/ω =0.0100mol·L-1*25mL*10-3*204.22g·mol-1/90% =0.057g(3)通过以上计算说明如果滴定剂浓度在0.1~0.2mol·L-1,称取的试样量≥0.2 g, 可以减少称量误差,提高测定的准确度。 8、计算0.01135mol·L-1HCl溶液对CaO的滴定度.解:此反应为:2HCl+CaO=CaCl2+H2O 9、已知高锰酸钾溶液的浓度为TCaCO3/KMnO4=0.005005g·mL-1,求此高锰酸钾溶液 的浓度及它对铁的滴定度.解: 用KMnO4法滴定CaCO3经过以下几个反应: CaCO3+H2C2O4=CaC2O4+H2O+CO2 CaC2O4+H+=Ca2++HC2O4- 5C2O4-+2MnO4-+16H+=2c+10CO2+8H2O所以:nCa=5/2*nKMnO4 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++4H2O+Mn2+nFe=5nKMnO4 12、分析不纯CaCO3(其中不含干扰物质)时,称取试样0.3000g,加入浓度为0.2500mol/L的HCl标准溶液25.00mL。煮沸除去CO2,用浓度为0.2012mol/L的NaOH溶液返滴过量酸,消耗了5.84mL。计算试样CaCO3的质量分数。 解: HCl+NaOH=NaCl+H2O VHCl=CNaOHVNaOH/CHCl=(0.2012mol/L×5.84mL)/0.2500mol/L =4.70mL 故与CaCO3反应消耗的为(25.00-4.70)mL CaCO3+2HCl=CaCl+CO2↑+H2O nCaCO3=1/2 nHClWCaCO3 = nCaCO3*MCaCO3/ms=1/2(nHClMCaCO3/ms) = 1/2(CHClVHClMCaCO3/ms)= 1/2×0.2500mol/L×0.00203L×100g/mol÷0.3g×100%= 84.58%P62 第四章 酸碱滴定法思考题4-17.写出下列物质在水溶液中的质子条件:(1)NH3 (2)NaHCO3 (3)Na2CO3解:(1)[H+]+[NH4+]=[OH-](2)[H+]+[H2CO3]=[OH-]+[CO32-](3)[H+]+[HCO32-]+2[H2CO3]=[OH-]8. 写出下列物质在水溶液中的质子条件:(1)NH4HCO3 (2)(NH4)2HPO4 (3)NH4H2PO4解:(1)[H+]+[H2CO3]=[CO32-]+[NH3]+[OH-](2)[H+]+[H2PO4-]+2[H3PO4]=[OH-]+[PO43-]+[NH3](3)[H+]+[H3PO4]=[OH-]+[HPO42-]+[NH3]+2[PO43-]P63 习题4-13.已知琥珀酸(CH2COOH)2(以H2A表示)的pKa1=4.19, pKa2=5.57,试计算在pH 4.88和5.0时H2A、HA—和A2-的分布系数为d1、d2和d0,若该酸的总浓度为0.01mol·L-1pH=4.88时的三种形式的平衡浓度。 解:当pH=4.88时 d2=[H+]2/([H+]2+K a1[H+]+ Ka1·Ka2 )=(10-4.88 )2/[(10-4.88 )2+10-4.19×10-4.88+10-4.19 x10-5.57]=0.145∴[H2A]= d2·C=0.145×0.01 mol·L-1 =1.45×10-3 mol·L-1 d1 = Ka1[H+]/([H+]2+Ka1[H+]+ Ka1·Ka2 ) =(10-4.19×10-4.88)/ [(10-4.88 )2+10-4.19 ×10-4.88 +10-4.19 x10-5.57] =0.710∴[HA—]= d1·C=0.710×0.01 mol·L-1 = 7.10×10-3 mol·L-1 d0 = (Ka1·Ka2)/([H +]2+K a1[H+]+ Ka1·Ka2 ) =(10-4.19 x10-5.57)/ [(10-4.88 )2+10-4.19 ×10-4.88 +10-4.19 x10-5.57] =0.145∴[A2-]=d0·C=0.145×0.01 mol·L-1 =1.45×10-3 mol·L-1当pH=5.0时,同理可得:d2=0.109 d1=0.702 d0=0.1895、已知HAc的pKa=4.74,NH3·H2O的pKb=4.74。试计算下列各溶液的pH:(3)0.15 溶液, (4)0.15 NaAc溶液解:(3)对于0.15 溶液,pKa=14-4.74=9.26CKa= >>10Kw,c/Ka=0.15/ >>105所以采用最简式计算:[ ]= = 故pH=-lg[ ]=5.04(4)对于0.15 NaOAc溶液,pKb=pKw-pKa=14-4.74=9.26CKa= >>10Kw,c/Ka=0.15/ >>105所以采用最简式计算:[ ]= = = 故[ ]= = ,pH=-lg[ ]=8.968.计算下列溶液的pH:(1)0.1mol/LNaH PO (2) 对于0.1mol/LNaH PO 溶液解:查表得H PO 的pK =2.12, pK =7.20, pK =12.36NaH PO 和 K HPO 属两性物质,其酸性和碱性都比较弱,可为平衡浓度和总浓度相等。(1) 对于0.1mol/LNaH PO 溶液c K =0.1Î10 》10K ,c/K =0.1/10 =13.18>10所以〔H 〕= × = × =2.188×10 mol/LpH=4.66(2) 对于0.1mol/LNaH PO 溶液c K =0.05×10 =2.18×10 ≈K , c/ K =0.05/10 》10所以H O离解的〔H 〕项不可忽略,即K 不能忽略。〔H 〕= =2.00×10 pH=9.7014、欲配制pH=10.0的缓冲溶液1L。用了16.0mol/L氨水420mL需加NH4Cl多小克? 解: 查表得:NH3的PKb=4.74;Cb=6.72mol/L [OH-]=(Cb/Ca)·Ka=6.72/Ca·10-4.74=10-4 Ca=1.22 mol/L 所以m(NH4Cl)= Ca·V·m=1.22 ×1×35 =65.4g因为Ca>>[H+]- [OH-] Cb>>[OH-]-[H+]所以采用最简式计算是允许的.答:需加65.4g NH4CL固体。15、欲配制500 mL pH=5.0的缓冲溶液,用了6 mol/L HAc 34 mL,需要NaAc·3H2O多少克?解:查表知HAc的pKa=1.8×10-5pH=5.0即[H+]=10-5 mol/L c(HAc)= =0.41 mol/L∵Ka= ∴[Ac-]= = =0.74 mol/L∴mNaAc·3H2O=136.1×0.74×1.5 =50.5 gP84 第四章 酸碱滴定法习题4-2 1、用0.01000 mol·L-1 HNO3溶液滴定20.00mL 0.01000 mol·L-1 NaOH 溶液时,化学计量点pH为多少?化学计量点附近的滴定突跃为多少?应选用何种指示剂指示终点?解:由题目已知C(HNO3)=0.01000 mol·L-1 C(NaOH)= 0.01000 mol·L-1化学计量点时NaOH全部中和,pH=7.00,滴定突跃是化学计量点前后0.1%范围内pH的急剧变化 故滴定突跃前,加入HNO3溶液19.98mL此时溶液中OH-的浓度为 C(OH-)= 10-6 pH=8.70 滴定突跃后,加入HNO3溶液19.98mL此时溶液中H+的浓度为 [H+]= = 10-6 pH=5.30 所以滴定突跃的pH值范围为8.70~5.30,应选择在此范围内变色的指示剂,如溴百里酚蓝,中性红等2、某弱酸的pKa=9.21,现有其共轭碱NaA溶液20.00 mL,浓度为0.1000 ,当用0.01000 HCl溶液滴定时,化学计量点的pH为多少?化学计量点附近的滴定突跃为多少?应选用何种指示剂指示终点?解:酸的pKa=9.21,则Ka=6.2 10-10 Kb=Kw/Ka=1.6 10-5 CKb=1.6 10-6>10-8能滴定 化学计量点时生成HA[H+]= pH=-1/2lg3.13 10-11=5.26 化学计量点附近的滴定突跃,滴定剂盐酸的量为19.98mL时,溶液中有生成的HA和剩余的NaA组成缓冲溶液 C(HA)= C(NaA)= pH=pKa - lg(CHA / CNaA)=9.21 - 3.0 = 6.21当过量0.02mL时 [H+]= =4.99 10-5 pH=4.30,突跃范围为6.21~4.30,应选甲基红P97 思考题4-33、标定NaOH 溶液时,若采用:(1)部分风化的H2C2O4·2H2O(2)含有少量中性杂质的H2C2O4·2H2O则标定所得浓度偏高,偏低还是准确?为什么?解: (1)因为H2C2O4·2H2O部分风化,滴定时VNaOH会偏高 根据C(NaOH)= 所以标定所得浓度偏低 (2)因为H2C2O4·2H2O中含有少量中性杂质,滴定时VNaOH会偏低 根据C(NaOH)= 所以标定所得浓度偏高4 用下列物质标定HCl溶液浓度: (1)在110℃烘过的Na2CO3 (2)相对湿度为30%的容器中保存的硼砂 解: (1)无水Na2CO3易吸收空气中的水分,应在270~300℃干燥,而在110℃烘过的Na2CO3还有水分 根据 C(HCl)= 所以标定所得浓度偏低 (2)因为硼砂含有结晶水,在空气中相对湿度小于39%时,会风化失水 在相对湿度为30%的容器中保存过的硼砂 根据 C(HCl)= 所以标定所得浓度偏低6 、今欲分别测定下列混合物中的各个组分,试拟出测定方案(包括主要步骤,标准溶液,指示剂和含量计算式,以g/mL表示) (1)H3BO3+硼砂 (2) HCl+NH4Cl解:(1) ①取VmL H3BO3+ Na2B4O7 的混合液于250mL的锥形瓶中并加入1~2滴甲基红指示剂②以0.10 HCl标准溶液滴定至溶液由红色变为黄色为第一终点,记下读数V1③再往混合液中加入甘油,并加入1~2滴酚酞指示剂, 以0.10 NaOH标准溶液滴定至溶液由无色变为微红色为第二终点,记下读数V22H+ + B4O7 + 5H2O = 4 H3BO3ρNa2B4O7 (g/mL)= ρH3BO3 (g/mL)= (2)①取VmLHCl+NH4Cl的混合液于250mL的锥形瓶中并加入1~2滴甲基红指示剂②以0.10 NaOH标准溶液滴定至溶液由红色变为黄色为第一终点,记下读数V1③再往混合液中加入甲醛,并加入1~2滴酚酞指示剂,以0.10 NaOH标准溶液滴定至溶液由无色变为微红色为第一终点,记下读数V2ρHCl(g/mL)= ρNH4Cl (g/mL)= 习题4-315 、称取混合碱试样0.9476g,加酚酞指示剂,用0.2785 mol·L-1 HCl溶液滴定至终点,计耗去酸溶液34.12mL,再加甲基橙指示剂,滴定至终点,又耗去酸23.66mL,求试样中各组分的质量分数解:涉及的反应有:以酚酞为指示剂时,OH- + H+ =H2O CO32- + H+ = HCO3- 以甲基红为指示剂时 , HCO3- + H+ = CO2 + H2O 据题意可知, 以酚酞为指示剂时消耗的盐酸体积少于以甲基红为指示剂消耗的盐酸体积,故混合碱的成分为NaCO3和NaOH ω(NaOH)= ω(NaCO3)= 16 、称取混合碱试样0.6524g,以酚酞为指示剂,用0.1992mol·L-1 HCl标准溶液滴定至终点,用去酸溶液21.76mL,再加甲基橙指示剂,滴定至终点, 又耗去酸27.15mL,求试样中各组分的质量分数解:由于以甲基红为指示剂时消耗的盐酸体积大于以酚酞为指示剂时消耗的盐酸体积即V1=21.76mL
