分析化学课后作业答案

2014年分析化学课后作业参考答案

P25：

1．指出在下列情况下，各会引起哪种误差如果是系统误差，应该采用什么方法减免

（1） 砝码被腐蚀；

（2） 天平的两臂不等长； （3） 容量瓶和移液管不配套；

（4） 试剂中含有微量的被测组分； （5） 天平的零点有微小变动；

（6） 读取滴定体积时最后一位数字估计不准； （7） 滴定时不慎从锥形瓶中溅出一滴溶液；

（8） 标定HCl溶液用的NaOH标准溶液中吸收了CO2。

答:（1）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （2）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （3）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （4）系统误差中的试剂误差。减免的方法：做空白实验。 （5）随机误差。减免的方法：多读几次取平均值。 （6）随机误差。减免的方法：多读几次取平均值。 （7）过失误差。

（8）系统误差中的试剂误差。减免的方法：做空白实验。

3．滴定管的读数误差为±。如果滴定中用去标准溶液的体积分别为2mL和20mL左右，读数的相对误差各是多少从相对误差的大小说明了什么问题

解：因滴定管的读数误差为0.02mL，故读数的绝对误差a0.02mL 根据ra100%可得 r2mL r20mL0.02mL100%1%

2mL0.02mL100%0.1%

20mL 这说明，量取两溶液的绝对误差相等，但他们的相对误差并不相同。也就是说，当被测定的量较大时，测量的相对误差较小，测定的准确程度也就较高。 4．下列数据各包括了几位有效数字

-5

（1） (2) (3) (4) ×10 (5) pKa= (6) pH= 答：（1）三位有效数字 （2）五位有效数字 （3）四位有效数字

（4） 两位有效数字 （5） 两位有效数字 （6）两位有效数字

-1

9．标定浓度约为·L的NaOH，欲消耗NaOH溶液20mL左右，应称取基准物质H2C2O4·2H2O多少克其称量的相对误差能否达到0. 1%若不能，可以用什么方法予以改善若改用邻苯二甲酸氢钾为基准物，结果又如何

解：根据方程2NaOH+H2C2O4·H2O==Na2C2O4+3H2O可知，

需H2C2O4·H2O的质量m1为： m10.10.020126.070.13g 2 相对误差为 r10.0002g100%0.15%

0.13g-1

则相对误差大于% ，不能用H2C2O4·H2O标定·L的NaOH ，可以选用相对分子质量大的作为基准物来标定。

若改用KHC8H4O4为基准物时，则有：

KHC8H4O4+ NaOH== KNaC8H4O4+H2O

需KHC8H4O4的质量为m2 ，则 m20.10.020204.220.41g r20.0002g100%0.049%

0.41g 相对误差小于% ，可以用于标定NaOH。

-1

10．有两位学生使用相同的分析仪器标定某溶液的浓度（mol·L），结果如下：

甲：,,（相对平均偏差%）； 乙：,,（相对平均偏差%）。

你如何评价他们的实验结果的准确度和精密度

答：乙的准确度和精密度都高。因为从两人的数据可知，他们是用分析天平取样。

所以有效数字应取四位，而甲只取了两位。因此从表面上看甲的精密度高，但从分析结果的精密度考虑，应该是乙的实验结果的准确度和精密度都高。 24. 根据有效数字的运算规则进行计算：

（1）÷

（2）×× ÷=

-4

（3）（×）+×10 -（×）=

+

（4） pH=，[H]=

解：(1) ÷ (2) ××÷=××÷140=

-4

(3) （×）+×10-（×）

-4

=（×）+×10-（×） = +0+0 =

+-2

(4) pH= ,[H]=×10

P37：

-1

4. 为标定 mol·LNaOH溶液的浓度，应称取基准邻苯二甲酸氢钾的质量范围是多少克 解：KHPNaOHKNaPH2O

Qm0.1(20:30)103204.22m0.1(20:30)103204.22 0.408:0.613g

5. 称取基准物质Na2C2O4 以标定KMnO4溶液的浓度，滴定达到化学计量点时，消耗KMnO4 ,计算KMnO4溶液的物质的量浓度T Fe /KMnO4 =T Fe2O3/KMnO4 =（Na2C2O4的相对分子质量为）

22解：① 5C2O42MnO416H2Mn10CO28H2O

CKMnO4② 5Fe22mNa2C2O40.2262550.01627mol/L MNa2C2O4•VKMnO4134.041.51032MnO48HMn25Fe34H2O

TFe/KMnO45CKMnO41103•MFe50.0162710355.844.54310g/ml4.543mg/ml③KMnO4:3

5Fe2O3 25TFe2o3/KMnO4CKMnO41103•MFe2o3250.01627103159.67 26.495103g/ml6.495mg/ml

-1

6.测定石灰石中CaO含量时，称取试样，加入, mol·LHCL标准溶液，煮沸除去CO2后用

-1

mol·LNaOH回滴定过量酸，消耗，分别用CaO%及CaCO3%表示分析结果（MCaO=, M CaCO3=）

+2+

解：CaO+2H=Ca+H2O

HCl+NaOH==NaCl+H2O

1(cHClVHClcNaOHVNaOH)MCaO103 CaO%=2100%ms1(25.000.250.20005.84)56.081032100%

0.300047.50%1(cHClVHClcNaOHVNaOH)MCaCO3103 CaCO3%=2100%ms1(25.000.250.20005.84)100.091032100%

0.300084.78% P66：

-1

3. 根据物料平衡和电荷平衡写出（1）(NH4)2CO3，（2）NH4HCO3溶液的PBE，浓度为c（mol·L）。

+-2-答：（1）MBE：[NH4]+[NH3]=2c; [H2CO3]+[HCO3]+[CO3]=c ++--2- CBE：[NH4]+[H]=[OH]+[HCO3]+2[CO3] +-- PBE：[H]+2[H2CO3] +[HCO3]=[NH3]+[OH] +-2- （2）MBE：[NH4]+[NH3]=c; [H2CO3]+[HCO3]+[CO3]=c ++--2- CBE：[NH4]+[H]=[OH]+[HCO3]+2[CO3] +-2-PBE：[H]+[H2CO3]=[NH3]+[OH]+[CO3]

-1

4．写出下列酸碱组分的MBE、CEB和PBE（设定质子参考水准直接写出），浓度为 c（mol·L）。

（1）KHP （2）NaNH4HPO4 （3）NH4H2PO4 （4）NH4CN

+

答：（1）MBE：[K]=c

-2- [H2P]+[HP]+[P]=c

++2--- CBE：[K]+[H]=2[P]+[OH]+[HP] +2-- PBE：[H]+[H2P]=[P]+[OH] ++

（2）MBE：[Na]=[NH4]+[NH3]=c

-2-3- [H2PO4]+[H3PO4]+[HPO4]+[PO4]=c

+++--2-3- CBE：[Na]+[NH4]+[H]=[OH]+[H2PO4]+2[HPO4]+3[PO4] +--3- PBE：[H]+[H2PO4]+2[H3PO4]=[OH]+[NH3]+[PO4] +

（3）MBE：[NH4]+[NH3]=c

-2-3- [H3PO4]+[H2PO4]+[HPO4]+[PO4]=c

++2-3-- CBE：[NH4]+[H]=[H2PO4]+2[HPO4]+3[PO4]+[OH] +-2-3- PBE：[H]+[H3PO4]=[OH]+[NH3]+[HPO4]+2[PO4] +

（4）MBE：[NH4]+[NH3]=c

- [CN]+[HCN]=c

++-- CBE：[NH4]+[H]=[OH]+[CN]

+- PBE：[HCN]+[H]=[NH3]+[OH]

-1

8．下列酸碱溶液浓度均为 mol·L，能否采用等浓度的滴定剂直接准确进行滴定

+

（1）HF （2）KHP （3）NH3CH2COONa （4）NaHS （5）NaHCO3 （6）(CH2)6N4 （7） (CH2)6N4·HCl （8）CH3NH2

-4-4-5-8

答：(1) Ka=×10 ,CspKa=××10=×10>10

-6-6-7-8

(2) Ka2=×10 ,CspKa2=××10=×10>10

-10-10-11-8

(3) Ka2=×10 ,CspKa2=××10=×10<10

-8-14-8-7

(4) Ka1=×10 ,Kb2=Kw/Ka1=×10/×10=×10,

-7-8-8

CspKb2=××10=×10>10

-11-14-11-4

(5) Ka2=×10 , Kb1=Kw/Ka2=×10/×10=×10,

-4-5-8

CspKb1=××10=×10>10

-9-9-10-8

(6) Kb=×10 ,CspKb=××10=×10<10

-9-14-9-6

(7) Kb=×10 , Ka=Kw/Kb=×10/×10=×10,

-6-7-8

CspKa=××10=×10>10

-4-4-5-8

(8) Kb=×10 ,CspKb=××10=×10>10

-8

根据CspKa≥10可直接滴定，查表计算只（3）、（6）不能直接准确滴定，其余可直接滴定。

15．一试液可能是NaOH、NaHCO3、、Na2CO3或它们的固体混合物的溶液。用 mol·LHCl标准溶液，以酚酞为指示剂可滴定至终点。问在下列情况下，继以甲基橙作指示剂滴定至终点，还需加入多少毫升HCl溶液第三种情况试液的组成如何

（1）试液中所含NaOH与Na2CO3、物质的量比为3∶1；

（2）原固体试样中所含NaHCO3和NaOH的物质量比为2∶1； （3）加入甲基橙后滴半滴HCl溶液，试液即成重点颜色。 答：（1）还需加入HCl为；÷4= （2）还需加入HCl为：×2= （3）由NaOH组成。

18．计算下列各溶液的pH：

-7-1-1

（1）×10 mol·LHCl （2） mol·L H2SO4

-1-1

（3） mol·LNH4Cl （4） mol·LHCOOH

-4-1-4-1

（5）×10 mol·L HCN （6）×10 mol·LNaCN

-1-1

（7） mol·L(CH2)6N4 （8） mol·LNH4CN

-1-1

（9） mol·LKHP （10） mol·LNa2S

-1

（11） mol·LNH3CH2COOH（氨基乙酸盐） 解：（1）pH=7-lg2=

-1

(0.021.0102)(0.021.0102)280.021.0102（2）[H]

2 =10

+

2

pH=lg[H]=

+

（3）[H]=CKaKW=0.105.610101.010147.48106 pH=-lg[H]=

（4）[H]=CKa=0.0251.841042.1103

+

+

pH=-lg[H]=

（5）[H]=CKa=1.01047.210102.68107

+

+

pH=-lg[H]=

（6）[OH]=CKb-

+

1.010145 1.0103.7410107.2104 pOH= pH=

（7）[OH]=CKb-

0.11.41091.18105

KW) pOH= pH= （8）[OH]= pH=

-

Ka(HCN)(CKa(NH4)CKa(HCN)6.351010

（9）

[OH]Kb1Kb22Kw1.01014Ka1Ka21.11033.9106

1.01014101.5106.55105 pOH= pH=

（10）[OH]=CKb10.11.01014/1.210150.91

-

pOH= pH= （11）[H]=CKa1+

0.14.51032.12102

pH=

20．（1）250mgNa2C2O4溶解并稀释至500 mL，计算pH=时该溶液中各种型体的浓度。

-1

（2）计算pH=时， mol·LH2S溶液中各型体的浓度。 解：(1) [H]104molL1

250[NaC2O4]10001343.73103molL1

0.5根据多元酸（碱）各型体的分布分数可直接计算有：

-2-5

CKa1=×10 ， CKa2=×10

2--Na2C2O4在酸性水溶液中以三种形式分布即：C2O4、HC2O4和H2C2O4。 其中：[H2C2O4]CH2C2O4[H]2 3.73102[H][H]Ka1Ka1Ka233 =3.3710108613.7310molL 69.686103 [HC2O4]CHCO24_[H]Ka1 3.73102[H][H]Ka1Ka1Ka22.27103molL1

[C2O4]CC22O423.73103-1

Ka1Ka2

[H]2[H]Ka1Ka1Ka2 =×10 mol·L

-8 -15

(2) H2S的Ka1=×10，Ka2=×10，

由多元酸（碱）各型体分布分数有： [H2S]CH2S-3

0.12-1

0.12 = mol·L

0.10.15.7108 [HS]CHS-8

0.15.71080.10.120.15.7108-1

=×10 mol·L

[S2]CS2-2

5.71081.210150.1 280.10.15.710-1

=×10 mol·L

-1-1

24．(1)在100 mL由·LHAc和·LNaAc组成的缓冲溶液中，加入溶液滴定后，溶液的pH有何变化

（2）若在100mLpH=的HAc-NaAc缓冲溶液中加入后，溶液的pH增大单位。问此缓冲溶液中HAc、NaAc的分析浓度各为多少

解：（1）CHAcc

CAC100116106-1

mol·L 100110110011694-1

mol·L 1001101pH2pKalogCACCHAc4.69

pH1pKalogCAcCHAc4.74

pH1-pH2= -（2）设原[HAc]为x，[NaAc]为y。

y5.00 xy16 pH2pKalog5.10

x16则 pH1pKalog得 x= mol•L

-1

y= mol•L

30．二元酸H2B在pH=时，H2BHB；pH=时，HBB2。 （1） （2） （3） （4）

求H2B的Ka1和Ka2；

-1-1

能否以·LNaOH分步滴定·L的H2B； 计算计量点时溶液的pH； 选择适宜的指示剂。

-1

解：（1）H2B[H][HB] HBH 则Ka1[H2B] 当 pH=时 H2BHB 则 Ka1= H 则Ka2同理 HB B2[H][B2] [HB] 当 pH=时 HBB2 则 Ka2=

（2）CKa1=10且

-8

Ka1105，所以可以用来分步滴定H2B。 Ka2（3）第一计量点：[H] 则 pH=

第二计量点：[H]则 pH=

（4）pH(4.10~9.51)

Ka1Ka2Cep1Cep!Ka17.827105：

Ka1(CKa2KW)3.11010

Cep2 分别选择选用甲基橙和酚酞。

36．含有酸不容物的混合碱试样1.100 g,水溶解后用甲基橙为指示剂，滴定终点时

-1

用去HCl溶液（THCL/CaO=0.01400g·ml） ml；同样质量的试样该用酚酞做指示剂，用上述HCl标准溶液滴定至终点时用去 ml。计算试样中不与酸反应的杂质的质量分数。 解：由滴定过程可知，试样可能含有NaOH﹑NaHCO3﹑Na2CO3 ∵>2×

∴试样中含有NaHCO3﹑Na2CO3 于是

cHClTHClCaO21000MCaO0.01400210000.4993molL1

56.08用于滴定NaHCO3的量为: ×=

w%m总(cHClVHCl1MNaHCO3cHClVHCl2MNa2CO3)m总100%1.100（0.49930.0048084.010.49930.01330105.99）100%

1.10017.71%

P106:

2＋2＋2＋2＋

2、答：由于多数金属离子的配位数为四和六。Cu、Zn、Cd、Ni等离子均能

与NH3形成络合物，络合速度慢，且络合比较复杂，以氨水为滴定剂滴定反应进行的完全程度不高。不能按照确定的化学计量关系定量完成，无法准确判断滴定终点。 34、解：所加BaCl2物质的量 0.05000molL20.00ml1 100011消耗去BaCl2物质的量 0.02500molL20.00ml

10001用来沉淀SO42所消耗去BaCl2物质的量

0.05000molL20.00ml此量即为SO42111 0.02500molL120.00ml10001000物质的量

故 煤样中硫的百分含量为：

110.0250020.00)Ms10001000S%100%

0.500011(0.0500020.000.0250020.00)32.0710001000100%

0.5000(0.0500020.00=%

2+2+ 2+

35、已知 滴定Cu 、Zn和Mg时，所消耗去EDTA溶液的体积分别为： 、和

-1-1-1

由教材P355表十四查得：MMg= g·mol、MZn= g·mol和MCu=·mol

试样的质量：m0.5000g25.00 100.014.100.05000MMg1000Mg%100% 25.000.5000100.014.100.0500024.311000100%3.99% 25.000.5000100.0113.400.05000MZn1000Zn%100% 25.000.5000100.0113.400.0500065.391000100%35.05% 25.000.5000100.01(37.3013.40)0.05000MCu1000Cu%100% 25.000.5000100.01(37.3013.40)0.0500063.551000100%60.75% 25.000.5000100.036、解：设试样中含Fe2O3为x g。

根据 nFe2O31nEDTA 21CEDTAVEDTA2xMFe2O3

x10.0200018.16103

159.692x2.9001022.900102100%14.50% 得 Fe2O3%0.2000又因为 Y与Cu和Al同时配合存在 故 根据关系式 得

4-2+

3+

nAlY~nY4~nCu2~2nAl2O3nCuSO42nAl2O3nY4

回

nCuSO45H2O2nAl2O325.000.021038.120.0050001032nAl2O325.000.02103

249.68则 nAl2O31.68710mol

4mAl2O31.687104101.960.0172g

Al2O3%0.0172100%8.60%

0.2000P138

0`

15、解：经查表在1mol/l的溶液中，EAg+/Ag=

∵E=EAg+/Ag+×lgAg =+×lg[Ag] 又∵[Cl]=1mol/l Ksp[AgCl]=11.8×10 ∴E=+×lg11.8×10=

16、解：附录中没有该电对相应的条件电位值，采用相近1mol/L的介质中E=代替

2-+-3+

Cr2O7+14H+6e==2Cr+7H2O

当C Cr(VI)=L C Cr(III)=L E=E Cr(VI)/ Cr(III)+

0

0

10

-10

0

Ag+

0.059CCr(VI)

6CCr(III)=

-+2+0

18、解：在酸性溶液中的反应为，MnO4+4H+5e-==Mn+4H2O，经查表E=

0.059lg[H]8= 5+00.059当[H]=l, E=E+lg[H]81.32V.

2当[H+]=l, E=E+

0

29、解： Fe2O3～2Fe～2Fe

-2++2-3+

MnO4+5Fe+8H= Mn+5Fe+4H2O

-2-+2-2MnO4+5C2O4+6H=2Mn+10CO2↑+8H2O

-+2-2MnO4+5H2O2+6H=2Mn+5O2↑+8H2O 2+-5Fe2O3～10 Fe～2MnO4

(1)求KMnO4的浓度C

10.012603+2+

151000C126.072C=L

FeOe[(2.524.500.04000231159.69)/0.5000]100%78.25% 1000Fe=[(524.500.04 (2) 先求的浓度

155.85)/0.5000]100%53.73% 10002CH2O2VH2O25CKMnO4VKMnO4 2CH2O220.0050.0400021.18 CH2O20.1059mol/L

0.1059525010334.02100 市售双氧水所含H2O2的质量=

3=30.00g/100ml

32、解： n

过

=

50.0216030.47103 n23总

=0.7049

134(n总- n过)2=2n n=10

3.61510386.94100%59.74% MnO2%=

0.526135、解： Cr2O7+6I+14H=2Cr+3I2+7H2O

2--2-2S2O3+I2=2I+S4O6 2-2-Cr2O7～3I2～6 S2O3

2--+

3+

0.1963633.61c103

294.18c=L