难溶性强电解质的沉淀-溶解平衡
17．已知Zn(OH)2的溶度积为1.2×10
17-，求其溶解度。
解： Zn(OH)2? Zn 2+ + 2OH -
x 2x
x·(2x)2 = 1.2?10-17 x = 1.44?10-6mol/L
18．已知室温时下列各盐的溶解度（以mol·dm -3表示），试求各盐的Ksp 。
（1）AgBr (8.8?10-7mol·dm -3)
（2）Mg(NH 4)PO 4 (6.3?10-5mol·dm -3)
（3）Pb(IO 3)2 (3.1?10-5mol·dm -3)
解：（1） K spAgBr =αAg+·αBr- =(8.8?10-7)2 = 7.74?10-13
（2） K spMg(NH4)PO4 =αMg2+ ·αNH4+·αPO43- = (6.3?10-5)3 = 2.5?10-13
（3） K spPb(IO3)2=αPb2+·α2IO3-=3.1?10-5?(2?3.1?10-5)2=1.2?10-13
19．在0.10dm -3含有2.0?10-3mol·dm -3的溶液中加入0.10dm -3含有I -0.040mol·dm -3的溶液后，能否产生PdI 2沉淀？
解：Q=αPb2+·α2I- = 1.0?10-3?(0.02)2 = 4?10-7>K spPbI2
故有沉淀生成。
20．将5.0?10-3mol·dm -3的MgCl 2溶液与5.0?10-3dm 30.10mol·dm -3的NH 3·H 2O 溶液混合时，有无Mg(OH)2沉淀产生？为了使溶液中不析出Mg(OH)2沉淀，在溶液中至少加入多少克NH 4Cl 固体？（忽略加入固体NH 4Cl 后溶液体积的变化）
解： NH 3H 2O ? NH 4+ + OH -
0.05 x x 2
51.8100.05
x -=? x 2 = 9.0?10-7 Q Mg(OH)2 =αMg2+·α2OH- = 0.1?9.0?10-7 = 9.0?10-8>K spMg(OH)2
?有沉淀生成
临界条件是刚沉淀，此时
5
1.3410
OH
α-
-
=?
pOH = 4.87 = pK b－lg
C
C
碱
酸
4.87 = 4.74 －lg
0.05
x
? x = 0.068mol/L m NH4Cl = 0.068?10?10-3?53.5 = 0.036g
21．将0.010mol的CuS溶于1.0 dm3-盐酸中，计算所需的盐酸的浓度。从计算结果说明盐酸能否溶解CuS？解：若溶于盐酸CuS + 2HCl = CuCl2 + H2S
t = 0 x
t = ∞x－0.02 0.01 0.01
222
22
22
12
[][][][][]
[][][]
H S Cu H S Cu S Ksp
K
K K
H H S
++-
++-
===
362
7152
6100.01
1.37107.110(0.02)
x
-
--
?
==
???-
? x = 1.2?105 mol/L
而盐酸的这一浓度是无法达到的，故盐酸无法使CuS溶解。
22．现有0.10dm-3溶液，其中含有0.0010mol的NaCl和0.0010mol的K2CrO4，逐滴加入AgNO3溶液时，何者先沉淀？
解：对AgCl
10
8
1.810
1.810/
0.01
Ag
Cl
Ksp
mol L
α
α
+
-
-
-
?
===?
对Ag2CrO4
1.414105/
Ag
mol L
α+==?-
AgCl 沉淀所需Ag+的量少，故先沉淀。
23．用NaCO3溶液处理AgI，使之转化为Ag2CO3，转化进行到底的条件是什么？根据计算结果预测转化反应能否进行到底？
解：2AgI + CO32- = Ag2CO3 + 2I-
232
222172
,21
22212,33[][][](9.310) 1.110[][][]8.110sp AgI sp Ag CO K I Ag I K K CO Ag CO -+----+--?=====??
即 [CO 32-] = 9.1?1020
计算结果表明，AgI 的溶解量很小，所需NaCO 3的浓度也应大于9.1?1020[I -]2+0.5[I -]，这实际上根本不可能达到，因此，不能用沉淀转化的方法，用NaCO 3处理AgI ，使AgI 转化为Ag 2CO 3.
24．如果BaCO 3沉淀中尚有0.010molBaSO 4，在1.0dm 3此沉淀的饱和溶液中应加入多少摩尔的Na 2CO 3才
能使BaSO 4完全转化为BaCO 3？
解： BaSO 4 + CO 32- = BaCO 3 + SO 42-
t = 0 x
t = ∞ x －0.01 0.01
432224422233[][][]0.010.0220.01[][][]spBaSO spBaCO K SO SO Ba x K CO CO Ba --+--+====-
? x = 0.47 mol
25．某一元弱酸强碱形成的难溶盐MA ，在纯水中的溶解度（不考虑水解）为1.0?10-3mol·dm -3，弱酸的
Ka 为10-6，试求该盐在[H +]保持为2.4?10-6mol·dm -3的溶液中的溶解度。
解： MA ? M+ +A- A- + H+ ? HA
x y y z
x ·y = Ksp x = y + z []a H y K z
+= ? x = 1.8?10-3 mol/L
仪器分析部分作业题参考答案 第一章 绪论 1-2 1、主要区别：（1）化学分析是利用物质的化学性质进行分析；仪器分析是利用物质的物理或物理化学性质进行分析；（2）化学分析不需要特殊的仪器设备；仪器分析需要特殊的仪器设备；（3）化学分析只能用于组分的定量或定性分析；仪器分析还能用于组分的结构分析；（3）化学分析灵敏度低、选择性差，但测量准确度高，适合于常量组分分析；仪器分析灵敏度高、选择性好，但测量准确度稍差，适合于微量、痕量及超痕量组分的分析。 2、共同点：都是进行组分测量的手段，是分析化学的组成部分。 1-5 分析仪器与仪器分析的区别：分析仪器是实现仪器分析的一种技术设备，是一种装置；仪器分析是利用仪器设备进行组分分析的一种技术手段。 分析仪器与仪器分析的联系：仪器分析需要分析仪器才能达到量测的目的，分析仪器是仪器分析的工具。仪器分析与分析仪器的发展相互促进。 1-7 因为仪器分析直接测量的是物质的各种物理信号而不是其浓度或质量数，而信号与浓度或质量数之间只有在一定的范围内才某种确定的关系，且这种关系还受仪器、方法及样品基体等的影响。因此要进行组分的定量分析，并消除仪器、方法及样品基体等对测量的影响，必须首先建立特定测量条件下信号与浓度或质量数之间的关系，即进行定量分析校正。 第二章光谱分析法导论 2-1 光谱仪的一般组成包括：光源、单色器、样品引入系统、检测器、信号处理与输出装置。各部件的主要作用为： 光源：提供能量使待测组分产生吸收包括激发到高能态； 单色器：将复合光分解为单色光并采集特定波长的光入射样品或检测器；样品引入系统：将样品以合适的方式引入光路中并可以充当样品容器的作用；检测器：将光信号转化为可量化输出的信号 信号处理与输出装置：对信号进行放大、转化、数学处理、滤除噪音，然后以合适的方 式输出。 2-2： 单色器的组成包括：入射狭缝、透镜、单色元件、聚焦透镜、出射狭缝。各部件的主要作用为： 入射狭缝：采集来自光源或样品池的复合光；透镜：将入射狭缝采集的复合光分解为平行光；单色元件：将复合光色散为单色光（即将光按波长排列） 聚焦透镜：将单色元件色散后的具有相同波长的光在单色器的出口曲面上成像；出射狭缝：采集色散后具有特定波长的光入射样品或检测器 2-3 棱镜的分光原理是光的折射。由于不同波长的光在相同介质中有不同的折射率，据此能把不同波长的光分开。光栅的分光原理是光的衍射与干涉的总效果。不同波长的光通过光栅衍射后有不同的衍射角，据此把不同波长的光分开。 2-6
第 七 章 习 题 解 答 7-1 梯形断面壤土渠道，已知通过流量Q = 10.5 m 3/s ，底宽b = 8.9 m ，边坡系数m = 1.5，正常水深h 0= 1.25 m ，糙率 n = 0.025，求底坡i 和流速v 。 解： A = 1.25×(8.9+1.5×1.25) = 13.47 m 2，χ= 8.9+2×1.25×25.11+= 13.41 m ， R = A /χ=1.005 m ，C = 1.0051/6/0.025 = 40.03 m 1/2·s ， K = ACR 1/2=540.57 m/3s i = (Q /K )2 = 0.000377， v = Q /A = 0.78 m/s 7-2 有一灌溉干渠，断面为梯形，底宽b = 2.2 m ，边坡系数m = 1.5，实测得流量Q = 8.11 m 3/s 时，均匀流水深h 0 = 2 m ，在1800m 长的顺直渠段水面落差Δh = 0.5 m ，求渠道的糙率n 。 解： i = J = J P = △h /L =1/3600， A = 2×(2.2+1.5×2 ) = 10.4 m 2， χ= 2.2+2×2×25.11+= 9.41 m ， R = A /χ= 1.105 m n = AR 2/3i 1/2/Q = 0.0228 7-3 一石渠的边坡系数m = 0.1，糙率n = 0.020，底宽b = 4.3 m ，水深h = 2.75 m ，底坡i = 1/2000，求流量和流速。 解：A = 2.75×(4.3+0.1×2.75 ) = 12.58 m 2，χ= 4.3+2×2.75×21.01+= 9.83 m R = A /χ= 1.28 m ，v = n i R 32=1.318 m/s ， Q = vA =16.58 m 3/s 7-4 直径为d 的圆形管道中的明槽均匀流动，试根据式（7-2-5）导出Q/Q 1~h/d 的关系式（Q 1为h/d = 1时的流量），并论证当充满度h/d 为多大时Q/Q 1达到最大值。 解： 圆管 3 235χ= n i A Q ， 满流时 3 213511χ= n i A Q ， )sin (82?-?=d A ，d ?=χ2 1 ， A 1 =πd 2 /4，χ1= πd ()[]313 213 51121 ?π=??? ? ??χχ??? ? ??=f A A Q Q ， ()()25sin ? ?-?=?f Q /Q 1取极值时， ()()()()[]?-?-?-?? ?-?=?'sin 2cos 15sin 3 4 f = 0 得到两个极值点： ?= 0为极小值点，Q /Q 1 = 0； ?= 5.278为极大值点，此时 ?? ? ?? ?-=2cos 121d h =0.938， Q /Q 1 =1.076 7-5 有一顶盖为拱形的输水隧洞，过水断面为矩形，宽b = 3.3 m ，糙率n = 0.017，底 坡i = 0.001，当流量Q = 16 m 3/s 时，求水深h ，问流速是否超过2.0 m/s ？ 解： 试算，……，取h = 2.6 m ，A = 3.3×2.6 = 8.58 m 2，χ= 3.3+2×2.6 = 8.5 m ，
P区元素（1） 1.试用分子轨道理论描述下列各物种中的键、键级和磁性（顺磁性、逆磁性）和相对稳定 性。 （1）O2+（二氧基阳离子） （2）O2 （3）O2-（超氧离子） （4）O22-（过氧离子） 解:见下表 物 种 分子轨道键键级磁性相对稳定性 O2+ KK（σ2s）2（σ2s*） 2（σ2p）2(П2p)4 (П2py*)11( П2pz*)0一个σ键 一个二电子П键， 一个三电子П键 2.5 顺依次减小 O2KK（σ2s）2（σ2s*）2（σ2p）2(П2p)4 (П2py*)1( П2pz*)1一个σ键 二个三电子П键 2 顺 O2-KK（σ2s）2（σ2s*）2（σ2p）2(П2p)4 (П2py*)1( П2pz*)1一个σ键 一个三电子П键 1.5 顺 O22-KK（σ2s）2（σ2s*） 2（σ2p）2(П2p)4 (П2py*)1( П2pz*)2 一个σ键 1 逆 2. 重水和重氧水有何差别？写出它们的分子式。它们有何用途？如何制备？ 答:重水:D2O；重氧水: ；重水是核能工业常用的中子减速剂，重氧水是研究化学反应特别是水解反应机理的示踪剂。 3. 解释为什么O2分子具有顺磁性，O3具有反磁性？ 答：根据O2分子的分子轨道式KK（σ2s）2（σ2s*）2（σ2p）2(П2p) 4(П2py*)1( П2pz*)1
分子中两个П2p反键轨道各有一单电子，因此它具有顺磁性。 在O3分子中，每个氧原子各用一个P轨道组成一个成键П轨道，一个反键П轨道，一个非键П轨道，其中4各P电子，两个进入成键П轨道，两个进入非键П轨道，П键键级为一，分子没有成单电子，所以分子具有反磁性。 4.在实验室怎样制备O3？它有什么重要性？ 5.答:在实验室里制备臭氧主要靠紫外光(<185nm)照射氧或使氧通过静电放电装置而获得 臭氧与氧的混合物,含臭氧可达10%。臭氧发生器的示意图见图13-10。它是两根玻璃套管所组成的,中间玻璃管内壁镶有锡锚,外管外壁绕有铜线,当锡箔与铜线间接上高电压时,两管的管壁之间发生无声放电(没有火花的放电),02就部分转变成了03 6. 7.油画放置久后为什么会发暗、发黑？为什么可用H2O2来处理？写出反应方程式。 8.答:油画放置久后会变黑，发暗，原因是油画中的白色颜料中含PbSO4，遇到空气中的 H2S会生成PbS造成的。PbSO4+H2S=PbS（黑）+H2SO4 用H2O2处理又重新变白，是因为发生以下反应H2O2=PbSO4+H2O2 6. 比较氧族元素和卤族元素氢化物在酸性、还原性、热稳定性方面的递变性规律。 答:氧族元素的氢化物有H20,H2S,H2Se,H2Te 卤族元素的氢化物有HF,HCl,HBr,HI (1)酸性 H20
第1章 分析化学概论 1. 称取纯金属锌，溶于HCl 后，定量转移并稀释到250mL 容量瓶中，定容，摇匀。计算 Zn 2+溶液的浓度。 解：213 0.325065.39 0.0198825010 Zn c mol L +--= =?g 2. 有L 的H 2SO 4溶液480mL,现欲使其浓度增至L 。问应加入L H 2SO 4的溶液多少毫升 解：112212()c V c V c V V +=+ 220.0982/0.4800.5000/0.1000/(0.480)mol L L mol L V mol L L V ?+?=?+ 2 2.16V mL = 4．要求在滴定时消耗LNaOH 溶液25~30mL 。问应称取基准试剂邻苯二甲酸氢钾(KHC 8H 4O 4)多少克如果改用 22422H C O H O ?做基准物质，又应称取多少克 解： 844:1:1NaOH KHC H O n n = 1110.2/0.025204.22/ 1.0m n M cV M mol L L g mol g ===??= 2220.2/0.030204.22/ 1.2m n M cV M mol L L g mol g ===??= 应称取邻苯二甲酸氢钾~ 22422:2:1 NaOH H C O H O n n ?= 1111 2 1 0.2/0.025126.07/0.32m n M cV M mol L L g mol g == =???=
2221 2 1 0.2/0.030126.07/0.42m n M cV M mol L L g mol g ===???=应称取22422H C O H O ?~ 6．含S 有机试样，在氧气中燃烧，使S 氧化为SO 2，用预中和过的H 2O 2将SO 2吸收，全部转化为H 2SO 4，以LKOH 标准溶液滴定至化学计量点，消耗。求试样中S 的质量分数。 解： 2242S SO H SO KOH ::: 100%1 0.108/0.028232.066/2100% 0.47110.3%nM w m mol L L g mol g = ????=?= 8．不纯CaCO 3试样中不含干扰测定的组分。加入溶解，煮沸除去CO 2，用LNaOH 溶液反滴定过量酸，消耗，计算试样中CaCO 3的质量分数。 解： 32CaCO HCl : NaOH HCl : 00 1 ()2100%100% 1 (0.2600/0.0250.2450/0.0065)100.09/2100% 0.250098.24%cV cV M nM w m m mol L L mol L L g mol g -=?=??-??=?= 9 今含有 MgSO 4·7H 2O 纯试剂一瓶，设不含其他杂质，但 有部分失水变为MgSO 4·6H 2O ，测定其中Mg 含量后，全部按MgSO 4·7H 2O 计算，得质量分数为%。试计算试剂中MgSO 4·6H 2O
16. 完成并配平下列反应式： （1）H2S+H2O2→ （2）H2S+Br2→ （3）H2S+I2→ （4）H2S+O2→ +H+→ （5）H2S+ClO- 3 （6）Na2S+Na2SO3+H+→ （7）Na2S2O3+I2→ （8）Na2S2O3+Cl2→ （9）SO2+H2O+Cl2→ （10）H2O2+KMnO4+H+→ （11）Na2O2+CO2→ （12）KO2+H2O→ （13）Fe(OH)2+O2+OH-→ （14）K2S2O8+Mn2++H++NO- → 3 （15）H2SeO3+H2O2→ 答：（1）H2S+H2O2=S+2H2O H2S+4H2O2（过量）=H2SO4+4H2O （2）H2S+Br2=2HBr+S H2S+4Br2（过量）+4H2O=8HBr+H2SO4 （1）H2S+I2=2I-+S+2H+ （2）2H2S+O2=2S+2H2O （3）3H2S+ClO3-=3S+Cl-+3H2O （4）2S2-+SO32-+6H+=3S+3H2O （5）2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI （6）Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl （7）SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl （8）5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++5O2+8H2O （9）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 （10）2KO2+2H2O=2KOH+O2+H2O2 （11）4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3 （12）5S2O82-+2Mn2++8H2O=10SO42-+2MnO4-+16H+（13）H2SeO3+H2O2=H2SeO4+H2O
D区元素（1） 1.钛的主要矿物是什么？简述从钛铁矿制取钛白得反应原理。 解：钛的主要矿物有钛铁矿FeTiO2 反应原理： FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O TiOSO 4 + 2H2O =TiO2?H2O↓ + H2SO4 TiO2?H2O = TiO2 + H2O 2.解释TiCl3和[Ti(O2)OH(H2O)4]+ 有色得原因。 解：TiCl3显色是因为产生了电核跃迁，[Ti(O2)OH(H2O)4]+有色是因为O22-离子变形性较强，d—d跃迁所引起。 3.完成并配平下列反应方程式。 （1）Ti + HF → （2）TiO2 + H2SO4→ （3）TiCl4 + H2O → （4）FeTiO3 + H2SO4→ （5）TiO2 + BaCO3→ （6）TiO2 + C + Cl2→ 解：(1) Ti + 5HF = H2TiF6 + 2H2↑ (2)TiO2 + H2SO4 = TiOSO4 + H2O (3)TiCl4 + 2H2O = TiO2 + 4HCl (4)FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O (5)TiO2+ BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑ (6)TiO2 + 2C + 2Cl2 = TiCl4+ 2CO↑ 4.完成下列反应 （1）TiI4在真空中强热； （2）FeTiO3和碳得混合物在氯气中加热；
（3） 向含有TiCl - 26得水溶液加入过量得氨； （4） 向VCl 3的水溶液加入过量的氨； （5） 将VCl 2的固体加到HgCl 2水溶液中。 解：(1) TiI 4 = Ti + 2I 2 (2) 2FeTiO 3 + 6C + 5Cl 2 = 2FeCl 3 + 2TiCl 4 + 6CO (3) TiCl 62- + NH 3 = [Ti(NH 3)6]4+ + 6Cl - (4) VCl 3 + Na 2SO 3 = (5) VCl 2 + HgCl 2= 5. 根据下列实验写出有关的反应方程式：将一瓶TiCl 4打开瓶塞时立即冒白烟。向瓶中加入浓HCl 溶液 和金属锌时生成紫色溶液，缓慢地加入NaOH 溶液直至溶液呈碱性，于是出现紫色沉淀。沉淀过滤后，先用HNO 3处理，然后用稀碱溶液处理，生成白色沉淀。 解：TiCl 4 + 3H 2O = H 2TiO 3 + 4HCl↑ 2TiCl 4 +Zn = 2TiCl 3↓ + ZnCl 2 TiCl 3 + 3NaOH = Ti(OH)3 + 3NaCl 3Ti(OH)3 + 7HNO 3 = 3TiO(NO 3) + 2 NO ↑+ 8H 2O TiO 2+ + 2OH - + H 2O = Ti(OH)4↓ 6. 利用标准电极电势数据判断H 2S ，SO 2，SnCl 2和金属Al 能否把TiO 2+离子还原成Ti 3+离子？ 解：由查表得： V Al Al E V Sn Sn E V S H S E V SO H SO E V Ti TiO E 67.0/,15.0/,141.0/20.0/,1.0/32423224 32-=====+++-+θθθθθ 因为E θAl 3+/Al 第六章恒定管流 1、并联管道中各支管的单位机械能损失相同，因而各支管水流的总机械能也应相等。 ( ) 2、图示虹吸管中B点的压强小于大气压强。 ( ) 3、恒定管流的总水头线沿流程下降，而测压管水头线沿流程可升可降。 ( ) 4、在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。 ( ) 5、各并联支管的水头损失相同，所以其水力坡度也相同。 ( ) 6、图示两个容器由两根直管相连，两管的管径、管长及糙率均相同，所以通过的流量相等。( ) 7、设计管道时，若选用的糙率大于实际的糙率，则求得的管道直径偏小，不能通过要求的设计流量。( ) 8、图示A、B 两点间有两根并联管道 1 和 2 。设管 1 的沿程水头损失为h f1 ,管 2 的沿程水头损失为h f2。则h f1与h f2 的关系为（） （1）h f1 ＞h f2；（2）h f1＜h f2；（3）h f1 = h f2；（4）无法确定。 9、图示为坝身下部的三根泄水管 a、b、c，其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量最小的是（）。 （1）a管；（2）b管；（3）c管；（4）无法确定。 10、在管道断面突然扩大处，测压管水头线沿程 ________________________________________________________；在管道断面突然缩小处，测压管水头线沿程____________________________________。 11、图示为一串联管段恒定流。各管段流量q v1、q v2、q v3的关系为______________________。各管段流速 v1、v2、v3 的关系为 ____________________________________________________________。 12、对于有压管流出口为自由出流时，测压管水头线终点在 _________________________________________________；出口为淹没出流时，若下游水池中流速 v2=0,测压管水头线终点在____________________________，若v2≠0，测压管水头线应 ____________________________________________________________________下游水面。 13、定性绘出图示等直径短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号及负压区。 14、定性绘出图示水泵管道的总水头线和测压管水头线，标明有关的符号，并标出管中的 M、N 两点的压强高度p m/ g 及p n/ρg。 15、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。 16、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。 1. 绝对误差：测量值与真实值之间的差值，即E a=x?x T,误差越小，表示测量值与真实值越接近，准确度越高；反之，误差越大，准确度越低.当测量值大于真实值时，误差为正值，表示测定结果偏高；反之，误差为负值，表示测定结果偏低.相对误差：指绝对误差相 当于真实值的百分率，表示为：E r=E a x T ×100%=x?x T x T ×100%,相对误差有大小，正负之 分. 2. 偏差（d）表示测量值（x）与平均值（x ）的差值：d=x?x .平均偏差：单次测定偏差的绝对值的平均值： d=1 d1+d2+?+d n= 1 |d i| n i=1 单次测定结果的相对平均偏差(d r)为：d r=d x ×100%. 3. 单次测定的标准偏差的表达式是： s= (x i?x )2 n i=1 相对标准偏差亦称变异系数：RSD=s r=s x ×100%. 4. 精密度←偏差←偶然误差→增加平行实验次数 ↓ d,s,RSD 准确度←误差←系统误差→针对产生的途径减免 ↓ E a,E r 5. 设测量值为A,B,C,其绝对误差为E A,E B,E C,相对误差为E A A ,E B B ,E C C ,标准偏差为s A,s B,s C,计算 结果用R表示，R的绝对误差为E R，相对误差为E R R ，标准偏差为s R. ⑴系统误差的传递公式 ①加减法：若分析结果的计算公式为R=A+B?C,则E R=E A+E B?E C. 如果有关项有系数，例如R=A+mB?C，则为E R=E A+m E B?E C. ②乘除法：若分析结果的计算公式R=A B C ，则E R R =E A A +E B B ?E C C ,如果计算公式带有系数，如 R=m AB C ,同样可得到E R R =E A A +E B B ?E C C . 即在乘除运算中，分析结果的相对系统误差等于各 测量值相对系统误差的代数和. ③指数关系：若分析结果R与测量值A有如下关系R=m A n,其误差传递关系为E R R =n E A A ， 即分析结果的相对系统系统误差为测量值的相对系统误差的指数倍. ④对数关系：若分析结果R与测量值A有下列关系R=mlgA，其误差传递关系式为 E R=0.434m E A A . ⑵随机误差的传递，随机误差用标准偏差s来表示最好，因此均以标准偏差传递. 第四章层流和紊流及水流阻力和水头损失 1、紊流光滑区的沿程水头损失系数λ仅与雷诺数有关，而与相对粗糙度无关。() 2、圆管紊流的动能校正系数大于层流的动能校正系数。() 3、紊流中存在各种大小不同的涡体。() 4、紊流运动要素随时间不断地变化，所以紊流不能按恒定流来处理。() 5、谢才公式既适用于有压流，也适用于无压流。() 6、 ' ' y u x uρ τ- =只能代表 X 方向的紊流时均附加切应力。() 7、临界雷诺数随管径增大而增大。() 8、在紊流粗糙区中，对同一材料的管道，管径越小，则沿程水头损失系数越大。() 9、圆管中运动液流的下临界雷诺数与液体的种类及管径有关。() 10、管道突然扩大的局部水头损失系数ζ的公式是在没有任何假设的情况下导出的。() 11、液体的粘性是引起液流水头损失的根源。() 11、不论是均匀层流或均匀紊流，其过水断面上的切应力都是按线性规律分布的。() 12、公式gRJ ρ τ=即适用于管流，也适用于明渠水流。() 13、在逐渐收缩的管道中，雷诺数沿程减小。() 14、管壁光滑的管子一定是水力光滑管。() 15、在恒定紊流中时均流速不随时间变化。() 16、恒定均匀流中，沿程水头损失 hf 总是与流速的平方成正比。() 17、粘性底层的厚度沿流程增大。() 18、阻力平方区的沿程水头损失系数λ与断面平均流速 v 的平方成正比。() 19、当管径和流量一定时，粘度越小，越容易从层流转变为紊流。() 20、紊流的脉动流速必为正值。() 21、绕流阻力可分为摩擦阻力和压强阻力。( ) 22、有一管流，属于紊流粗糙区，其粘滞底层厚度随液体温度升高而减小。() 23、当管流过水断面流速符合对数规律分布时，管中水流为层流。() 24、沿程水头损失系数总是随流速的增大而增大。() 25、边界层内的流动也有层流与紊流之分。() 26、当雷诺数 Re很大时，在紊流核心区中，切应力中的粘滞切应力可以忽略。() 27、其它条件不变，层流内摩擦力随压力的增大而（） ⑴增大；⑵减小；⑶不变；⑷不定。 28、按普朗特动量传递理论，紊流的断面流速分布规律符合() (1 )对数分布；(2 )椭圆分布；(3 )抛物线分布；(4 )直线分布。 29、其它条件不变，层流切应力随液体温度的升高而() 第七章化学反应的速率 1. 什么是化学反应的平均速率，瞬时速率？两种反应速率之间有何区别与联系？ 答 2. 分别用反应物浓度和生成物浓度的变化表示下列各反应的平均速率和瞬时速率，并表示 出用不同物质浓度变化所示的反应速率之间的关系。这种关系对平均速率和瞬时速率是否均适用？ （1） N 2 + 3H 2 → 2NH 3 （2） 2SO 2 + O 2 →2SO 3 （3） aA + Bb → gG + hH 解 （1）V = t N △△][2= t H △△][2= t NH △△][3 V 瞬=0 lim →t △t N △△][2 = l i m →t △t H △△][2 = lim →t △t NH △△][3 V 2 N = 3 1V 2 H = 2 1V 3 NH 两种速率均适用。 （2）（3）（同1）。 3. 简述反应速率的碰撞理论的理论要点。 答 4. 简述反应速率的过渡状态理论的理论要点。 答 3级，910K时速率常数为5.反应C2H6→C2H4+ H2，开始阶段反应级数近似为 2 1.13dm1.5·mol5.0-·s1-。试计算C2H6（g）压强为1.33×104Pa时的起始分解速率 γ（以 0 [C2H6]的变化表示）。 解 6.295K时，反应2NO + Cl2→2 NOCl，其反应物浓度与反应速率关系的数据如下： （2）写出反应的速率方程； （3）反应的速率常数为多少？ 解 7.反应 2 NO（g）+ 2 H2（g）→N2（g）+ 2 H2O其速率方程式对NO（g）是二次、 对H2（g）是一次方程。 （1）写出N2生成的速率方程式； （2）如果浓度以mol·dm—3表示，反应速率常数k的单位是多少？ （3）写出NO浓度减小的速率方程式，这里的速率常数k和（1）中的k的值是否相同，两个k值之间的关系是怎样的？ 解 8.设想有一反应Aa + bB + cC →产物，如果实验表明A，B和C的浓度分别增加1倍后， 整个反应速率增为原反应速率的64倍；而若[A]与[B]保持不变，仅[C]增加1倍，则反应速率增为原来的4倍；而[A]、[B]各单独增大到4倍时，其对速率的影响相同。求a，b，c的数值。这个反应是否可能是基元反应？ 解 分子结构 1. 试用离子键理论说明由金属钾和单质氯反应，形成氯化钾的过程如何理解离子键没有方向性和饱和性 答：KCl 的形成表示如下： K(s)?K +(g)+e 1 2Cl 2?Cl(g) Cl (g) +e ? Cl -(g) K +(g) + Cl -(g) =KCl (s) 离子键的本质是静电作用力，由于离子的电荷分布是球形对称的，因此它对异号离子的引力可以是任何方向，也就是没有方向性；一个离子的周围，能容纳多少个异离子，是随离子的半径变化而变化的，它没有固定的配位数，所以说离子键没有饱和性。 2.用下列数据求氢原子的电子亲和能。 答：电子亲和能为下列反应的焓变，它由(5)-(4)-(3)-(2)-(1)得到： 3. ClF 的解离能为1 246kJ mol -?，ClF 的生成热为－56kJ/mol-1，Cl 2的解离能为238kJ/mol -1，试计算 F 2(g)的解离能。 解：据题意： （1） ClF(g) = Cl(g) +F(g) ΔH 1 = 246 kJ ·mol -1 （2） 12 Cl 2(g) +1 2F 2(g) = ClF(g) ΔH 2 = －56kJ/mol -1 （3）Cl 2(g) = 2Cl(g) ΔH 3 = 238kJ/mol -1 2?（1）＋2?（2）－（3）得 F 2 (g) = 2 F (g) ΔH ＝2 ΔH 1+2ΔH 2－ΔH 3 ＝2?246－2?56－238 ＝142 kJ / mol -1 4. 试根据晶体的构型与半径比的关系,试判断下列AB 型离子化合物的晶体构型： BeO NaBr CaS RbI BeS CsBr AgCl 解：查表求各离子的Pauling 半径如下表： Pauling 半径(pm) 第一章 导 论 1、体积模量 K 值越大，液体越容易压缩。 ( ) 2、液体的内摩擦力与液体的速度成正比。 ( ) 3、水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零。 ( ) 4、影响水的运动粘度的主要因素为 ( ) (1)水的温度； (2)水的容重； (3)当地气压； (4)水的流速。 5、理想液体是 （ ） (1)没有切应力又不变形的液体； (2)没有切应力但可变形的一种假想液体； (3)切应力与剪切变形率成直线关系的液体； (4)有切应力而不变形的液体。 6、A 、B 为相邻两液层，A 层流速大于B 层流速。则A 层对B 层的切应力τ1_____________ B 层对A 层的切应力τ2 。 其中τ1 的方向与流向 __________，τ2 的方向与流向______________。 7、单位质量力的量纲为__________________；运动粘度的量纲为 _______________；动力粘度的量纲为 ____________________。 8、物体在外力作用下产生 _______________，在除去外力后能恢复原状消除变形的性质，称为 _______。 9、已知二元明渠断面的流速分布为抛物线，如图示，则其切应力分布τ~y 为_______________________ 分布，切应处。 10 ________________________假定。 11、图为管道过水断面水流流速分布图，从其对应部位取出水体A ，则水体顶面切应力的方向与流向 , 底面切应力的方向与流向 。 12、平板面积为 40×45cm 2,厚度为 ，质量 m=5kg ，沿着涂有厚度δ=油的斜面向下作等速运动， 其速度u =s,带动油层的运动速度呈直线分布，则油的粘度μ=______________，ν =__________________ (油的密度ρ＝950 kg/m 3)。 A 的极薄的平板以速度 u 平行移动。x 为平 板距上边界的距离。求：平板所受的拖力T ，（缝隙内的流速按直线分布）。 （A x x u T )(-??+ =μ） 14、已知200C 时海水的密度3cm /g 03.1=ρ，试用国际单位制表示其密度值，并求其比重和重度。 （33/094.10,03.1,/1030m kN S m kg ===γρ） 第1章 分析化学概论 1. 称取纯金属锌0.3250g ，溶于HCl 后，定量转移并稀释到250mL 容量瓶中，定容，摇匀。 计算Zn 2+溶液的浓度。 解：213 0.325065.39 0.0198825010 Zn c mol L +--= =?g 2. 有0.0982mol/L 的H 2SO 4溶液480mL,现欲使其浓度增至0.1000mol/L 。问应加入0.5000mol/L H 2SO 4的溶液多少毫升？ 解：112212()c V c V c V V +=+ 220.0982/0.4800.5000/0.1000/(0.480)mol L L mol L V mol L L V ?+?=?+ 2 2.16V mL = 4．要求在滴定时消耗0.2mol/LNaOH 溶液25~30mL 。问应称取基准试剂邻苯二甲酸氢钾(KHC 8H 4O 4)多少克？如果改用 22422H C O H O ?做基准物质，又应称取多少克？ 解： 844:1:1NaOH KHC H O n n = 1110.2/0.025204.22/ 1.0m n M cV M mol L L g mol g ===??= 2220.2/0.030204.22/ 1.2m n M cV M mol L L g mol g ===??= 应称取邻苯二甲酸氢钾1.0~1.2g 22422:2:1 NaOH H C O H O n n ?= 1111 2 1 0.2/0.025126.07/0.32m n M cV M mol L L g mol g == =???= 2221 2 1 0.2/0.030126.07/0.42m n M cV M mol L L g mol g ===???=应称取22422H C O H O ?0.3~0.4g 6．含S 有机试样0.471g ，在氧气中燃烧，使S 氧化为SO 2，用预中和过的H 2O 2将SO 2吸收，全部转化为H 2SO 4，以0.108mol/LKOH 标准溶液滴定至化学计量点，消耗28.2mL 。求试样中S 的质量分数。 解： 2242S SO H SO KOH ::: 100%1 0.108/0.028232.066/2100% 0.47110.3%nM w m mol L L g mol g = ????=?= 8．0.2500g 不纯CaCO 3试样中不含干扰测定的组分。加入25.00mL0.2600mol/LHCl 溶解，煮沸除去CO 2，用0.2450mol/LNaOH 溶液反滴定过量酸，消耗6.50mL ，计算试样中CaCO 3的质量分数。 解： 32CaCO HCl : NaOH HCl : 00 1 ()2100%100%1 (0.2600/0.0250.2450/0.0065)100.09/2100% 0.250098.24%cV cV M nM w m m mol L L mol L L g mol g -=?=??-??=?= 9 今含有 MgSO 4·7H 2O 纯试剂一瓶，设不含其他杂质，但 有部分失水变为MgSO 4·6H 2O ，测定其中Mg 含量后，全部按MgSO 4·7H 2O 计算，得质量分数为100.96%。试计算试剂 第一章绪论 第一节思考题 1-1 重力加速度的大小与哪些因素有关？在水力学中是怎样考虑重力加速度的大小？ 1-2 液体的容重和密度在什么情况下可视为常数？ 1-3 影响液体γ与ρ变化的因素有哪些？水的γ和ρ与这些因素的变化关系如何？ 1-4 固体间的摩擦力与液层之间的内摩擦力有何不同之处？ 1-5 静止液体是否存在粘滞性？为什么？ 1-6 举例说明液层上切应力方向的确定方法。 1-7 假设明渠水流的垂线流速分布为：①常数；②底部速度u=0，表面u=u max的斜直线； ③二次抛物线。则其切应力τ的垂线分布规律各是怎样的（作图说明）？ 1-8 液体压缩时，其质量和密度各有无变化？影响β（或K）变化的因素有哪些？ 1-9 引入连续介质假设有何实际意义？ 1-10 何谓理想液体？理想液体流动的垂线流速与切应力分布规律如何？在自然界中存在理想液体吗？ 第二节计算题 1-1 体积为2.5m3，重量为17.1kN的液体，其容量、密度各为若干？ 1-2 某液体的密度为13600kg/ m3，运动粘滞系数为1.14×10-7㎡/s，求动力粘滞系数。 1-3 已知水的动力粘滞系数μ=0.00129Pa·s，求其运动粘滞系数。 1-4 两水平平行板间充满y=7.84kN/ m3的液体，上板固定，下板在τ=1.5N/㎡的切应力作用下，以u=0.3m/s的速度平移，两板间距l=1mm，求液体的粘滞系数μ和υ。 1-5 一质量m=5kg的木板如计1-5图，沿着涂有润滑油的斜面等速下滑，油的动力粘滞系数μ=0.1225N·s/㎡，油层厚t=0.1cm，木板的接触面积A=0.25㎡，求木板的下滑速度u。 1-6 某滑动轴承如计1-6图，轴承宽a=20cm,轴的直径d=13cm，间隙t=0.1cm，当轴的转速n=210rpm时，内摩擦力对轴中心的力矩M=0.4N·m，求μ。 第十章电解质溶液 1．把下列氢离子浓度、氢氧根离子浓度换算成pH和pOH。 （1）[H+]=3.2×105-mol·dm3-；（2）[H+]=6.7×109-mol·dm3-； （3）[OH-]=2.0×106-mol·dm3-；（4）[OH-]=4.0×1012-mol·dm3-。 解 2．把下列pH、pOH换算成氢离子浓度、氢氧根离子浓度。 （1）pH=0.24；（2）pH=7.5； （2）pOH=4.6；（4）pOH=10.2 解 3．已知298K时某一弱酸的浓度为0.010 mol·dm3-，测得其pH为4.0。求Kθ 和α及稀 a 、α和pH。 释至体积变成2倍后的Kθ a 解 4．将1.0dm30.20 mol·dm3-的HAc溶液稀释导多大体积时才能使Hac的解离度比原溶液 增大1倍？解 5．求0.10 mol·dm3-盐酸和0.10 mol·dm3-H2C2O4混合溶液中的C2O-2 4和HC2O- 4 的浓 度。 解 6．计算0.010 mol·dm3-的H2SO4溶液中各离子的浓度，已知H2SO4的Kθ 2 为1.2×102-。解 7．有一混合酸溶液，其中HF的浓度为1.0 mol·dm3-，HAc的浓度为0.10 mol·dm3-，求溶液中H+，F-，Ac-,HF和HAc的浓度。 解 解 解 解 8．将1.0 mol·dm3-Na3PO4和2.0 mol·dm3-盐酸等体积混合，求溶液的pH值。解 解 解 14. 写出下列分子或离子的共轭酸。 SO-2 4，S-2，H2PO- 4 ，NH3，HNO3，H2O 答 15．写出下列分子或离子的共轭碱。 HAc，H2O，NH3，HPO-2 4 ，HS- 答 16．举列说明酸碱电子理论中有哪几类常见反应。 1. 绝对误差：测量值与真实值之间的差值，即,误差越小，表示测量值与真实值越接近，准确度越高；反之，误差越大，准确度越低.当测量值大于真实值时，误差为正值，表示测定结果偏高；反之，误差为负值，表示测定结果偏低.相对误差：指绝对误差相 当于真实值的百分率，表示为：,相对误差有大小，正负之 分. 2. 偏差（d）表示测量值（x）与平均值（）的差值：.平均偏差：单次测定偏差的绝对值的平均值： 单次测定结果的相对平均偏差为：. 3. 单次测定的标准偏差的表达式是： 相对标准偏差亦称变异系数：. 4. 精密度偏差偶然误差增加平行实验次数 准确度误差系统误差针对产生的途径减免 5. 设测量值为A,B,C,其绝对误差为相对误差为,标准偏差为,计算结果用R表示，R的绝对误差为，相对误差为，标准偏差为. ⑴系统误差的传递公式 ①加减法：若分析结果的计算公式为,则. 如果有关项有系数，例如，则为. ②乘除法：若分析结果的计算公式，则,如果计算公式带有系数，如 ,同样可得到. 即在乘除运算中，分析结果的相对系统误差等于各测量值相对系统误差的代数和. ③指数关系：若分析结果R与测量值A有如下关系,其误差传递关系为， 即分析结果的相对系统系统误差为测量值的相对系统误差的指数倍. ④对数关系：若分析结果R与测量值A有下列关系，其误差传递关系式为 . ⑵随机误差的传递，随机误差用标准偏差s来表示最好，因此均以标准偏差传递. ①加减法：若分析结果的计算是为R=A+B-C,则.即在加减运算中，不论是相加还是相减，分析结果的标准偏差的平方（称方差）都等于各测量值的标准差平方和.对于一般情况，,应为. ②乘除法：若分析结果的计算式为，则,即在乘除运算中，不论是相乘还是相除，分析结果的相对标准偏差的平方等于各测量值的相对标准偏差的平方之和.若有关项有系数，例如，其误差传递公式与上式相同. ③指数关系：若关系式为，可得到或. ④对数关系：若关系式为,可得到. 6. 如果分析结果R是A,B,C三个测量数值相加减的结果，例如,则极值误差为 ,即在加减法运算中，分析结果可能的极值误差是各测量值绝对 误差的绝对值加和.如果分析结果R是A,B,C三个测量数值相乘除的结果，例如，则极值误差为,即在乘除运算中，分析结果的极值相对误差等于各测量 值相对误差的绝对值之和. 7. 有效数字问题. 在分析化学中常遇到pH, pM,lgK等对数值，其有效数字位数取决于小数部分（尾数）数字的位数，因整数部分（首数）只代表该数的方次.例如,pH=10.28,换算为浓度时，应为,有效数字的位数是两位，不是四位. “四舍六入五成双”规则规定，当测量值中被修约的数字等于或小于4时，该数字舍去;等于或大于6时，则进位；等于5时，要看5前面的数字，若是奇数则进位，若是偶数则将5舍掉，即修约后末位数字都成为偶数；若5后面还有不是“0”的任何数，则此时无论5的前面是奇数还是偶数，均应进位. 8. 有效数字运算规则： ⑴加减法：几个数据相加或相减时，有效数字位数的保留，应以小数点后位数最少的数据为准，其他的数据均修约到这一位.其根据是小数点后位数最少的那个数的绝对误差最大.注意：先修约，在计算. ⑵几个数字相乘除时，有效数字的位数应以几个数中有效数字位数最少的那个数据为准.其根据是有效数字位数最少的那个数的相对误差最大.同样，先修约，再计算.在乘除法的运算中，经常会遇到9以上的大数，如9.00,9.86它们的相对误差的绝对值约为0.1%，与10.06,12.08这些四位有效数字的数值的相对误差绝对值接近，所以通常将它们当作四位有效数字的数值处理。 9. 频数分布： ⑴离散特性，最好的表示方法是标准偏差s，它更能反映出大的偏差，也即离散程度.当测量次数为无限多次时，其标准偏差称为总体标准偏差，用符号来表示，计算公式为 ,式中的为总体平均值. ⑵集中趋势：当数据无限多时将无限多次测定的平均值称为总体平均值，用符号表示，则 第二章水静力学 1、相对压强必为正值。 ( ) 2、图示为一盛水容器。当不计瓶重时, 作用于地面上的力等于水作用于瓶底的总压力。 ( ) 3、静水总压力的压力中心就是受力面面积的形心。 ( ) 4、二向曲面上的静水总压力的作用点就是静水总压力的水平分力与铅直分力的交点。 ( ) 5、一个任意形状的倾斜平面与水面的夹角为α。则该平面上的静水总压力P=ρgy D A sinα。(y D为压力中心D的坐标，ρ为水的密度，A 为斜面面积) （） 6、图示为二块置于不同液体中的矩形平板，它们的宽度b，长度L及倾角α均相等，则二板上的静水总压力作用点在水面以下的深度是相等的。 ( ) 7、作用于两种不同液体接触面上的压力是质量力。 ( ) 8、静水压强仅是由质量力引起的。 ( ) 9、在一盛水容器的侧壁上开有两个小孔A、B，并安装一 U 形水银压差计，如图所示。由于A、B 两点静水压强不等，水银液面一定会显示出?h 的差值。 ( ) 10、物体在水中受到的浮力等于作用于物体表面的静水总压力。 ( ) 11、选择下列正确的等压面: ( ) (1) A ? A (2) B ? B (3) C ? C (4) D ? D 12、压力中心是( ) (1) 淹没面积的中心； (2) 压力体的中心；(3) 总压力的作用点；(4) 受压面的形心。 13、平衡液体中的等压面必为( ) (1) 水平面； (2) 斜平面； (3) 旋转抛物面； (4) 与质量力相正交的面。 14、图示四个容器内的水深均为H，则容器底面静水压强最大的是( ) (1) a ; (2) b ; (3) c ; (4) d 。 15、欧拉液体平衡微分方程 ( ) (1) 只适用于静止液体； (2) 只适用于相对平衡液体； (3) 不适用于理想液体； (4) 理想液体和实际液体均适用。 16、容器中盛有两种不同重度的静止液体，如图所示，作用在容器A B 壁面上的静水压强分布图应 为 ( ) (1) a (2) b (3) c (4) d 17、液体某点的绝对压强为 58 kP a，则该点的相对压强为 ( ) (1) 159.3 kP a； (2) 43.3 kP a； (3) -58 kP a (4) -43.3 kP a。 18、图示的容器a 中盛有重度为ρ1的液体，容器b中盛有密度为ρ1和ρ2的两种液体，则两个容 器中曲面AB 上压力体及压力应为 ( ) (1) 压力体相同，且压力相等； (2) 压力体相同，但压力不相等； (3) 压力体不同，压力不相等； (4) 压力体不同，但压力相等。武大水力学习题第6章 恒定管流
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