分析化学试题及答案
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第二章 误差和分析数据处理 - 经典习题
1.标定浓度约为0.1mol·L-1的NaOH,欲消耗NaOH溶液20mL左右,应称取基准物质H
2C
2O
4·2H
2O多
少克?其称量的相对误差能否达到0.1%?若不能,可用什么方法予以改善?
解:根据方程2NaOH+H
2C
2O
4·H
2O==Na
2C
2O
4+3H
2O可知, 需称取H
2C
2O
4·H
2O的质量m
1为:
则称量的相对误差大于0.1% ,不能用H
2C
2O
4·H
2O标定0.1mol·L-1的NaOH ,可以选用相对分子质量大的
基准物进行标定。若改用KHC
8H
4O
4为基准物,则有: KHC
8H
4O
4+ NaOH== KNaC
8H
4O
4+H
2O,需称取
KHC
8H
4O
4的质量为m
2 ,则 m
2=0.1×0.020×204.22=0.41g
由此可见,选用相对分子质量大的邻苯二甲酸氢钾标定NaOH,由于其称样量较大,称量的相对误差较小
(<0.1%),故测定的准确度较高。
2.用基准K
2Cr
2O
7对Na
2S
2O
3溶液浓度进行标定,平行测定六次,测得其浓度为0.1033、0.1060、0.1035、
0.1031、0.1022和0.1037 mol/L,问上述六次测定值中,0.1060是否应舍弃?它们的平均值、标准偏差、
置信度为95%和99%时的置信限及置信区间各为多少?
解:(1
)
(2
)
(3
)
查G临界值表,当n=6和置信度为95%时,G
6,0.05=1.89,即G﹤G
6,0.05,故0.1060不应舍弃。
(4)求平均值的置信限及置信区间。根据题意,此题应求双侧置信区间,即查t检验临界值表中双侧检验
的α对应的t值:
①P=0.95:α=1-P=0.05;f=6-1=5;t
0.05,5=2.571,则
置信度为95%时的置信限为±0.0014, 置信区间为0.1036±0.0014。
②P=0.99:α=1-P=0.01;f=6-1=5;t
0.01,5=4.032,则
置信度为99%时的置信限为0.0021, 置信区间为0.1036±0.0021。
由此题可见,置信水平越高,置信区间越宽。
3.用无水碳酸钠和硼砂两种基准物质标定HCl溶液的浓度,测定结果如下:
用无水碳酸钠标定:0.1005、0.1007、0.1003、0.1009(mol/L)
用硼砂标定:0.1008、0.1007、0.1010、0.1013、0.1017(mol/L)
当置信度为95%时,用这两种基准物标定HCl溶液浓度的平均值是否存在显著性差异?
解:(1)判断两组数据的均值是否存在显著性差异,应采用t检验。而根据显著性检验顺序,进行t检验前,应先由F检验确认两组数据的精密度是否存在显著性差异。
无水碳酸钠:,S
1=2.6×10-4
硼砂:,S
2=4.1×10-4
查表得,F
0.05,4,3=9.12,即F﹤F
0.05,4,3。两组数据均值的精密度无显著性差异,可进行t检验。
(2)进行两组数据均值的t检验,以确定两种方法间的准确度(系统误差)是否有显著不同。即求出t值
与相应t
α,f值(临界值)相比较,若t≥t
α,f,
说明
与间存在着显著性差异,反之则说明二者间不存在显
著性差异。
①
求出合并标准偏差SR:
②进行两组数据均值的t检验:
查表得,t
0.05,7=2.365,即t﹤t
0.05,7,故两种基准物标定HCl溶液浓度的均值间无显著性差异。
4.用分光光度法测定某人血清样品中无机磷的含量(mmol/L),8次平行测定结果如下: 1.25,1.34,1.28,
1.17,1.33,1.24,1.31,1.32。
①请用Grubbs法检验分析结果中是否有需舍去的数值?
②求取舍后合理结果的置信区间。
③如果正常成人血清中无机磷含量的标准值是1.20 mmol/L,问此样品中无机磷含量是否异常(P=95%)?
解:(1)用Grubbs检验法检查数据中有无要舍弃的可疑数据:
, S=0.058,由均值可知1.17是可疑值,则
查G临界值表,当n=8和置信度为95%时,G
0.05,8=2.13,即G﹤G
0.05,8,故1.17不应舍弃。
(2
)取舍后合理结果的置信区间:
(3)欲知血样中无机磷含量与标准值(1.20 mmol/L)相比是否异常,应采用t检验。即求出t值与相应t
α,
f值(临界值)相比较,若t≥t
α,f
,说明与μ间存在着显著性差异,说明血样中无机磷含量可能异常(P=
95%),反之则说明二者间不存在显著性差异。
1.28, S=0.058
则
分析结果说明与μ间存在显著性差异,即此人血样中无机磷含量异常的可能性有95%。
5.采用一新建的GC法测定同一批六神丸中麝香酮含量。用标准试样(已知麝香酮的标准值为0.310%)
对此新方法进行检验。六次测定结果为(%):0.307、0.298、0.285、0.301、0.292及0.295,试对此新方法
作出评价。
解:根据题意,此题为新方法所测的样本均值与标准值(相对真值)μ的比较,应采用t检验。即求出
t值与相应t
α,f值(临界值)相比较,若t≥t
α,f,说明与μ间存在着显著性差异,说明新方法存在系统误差;
反之则说明二者间不存在显著性差异。
0.296,S=7.58×10-3 则
t=4.52,查表得t
0.05,5=2.57,即t﹥t
0.05,5,说明新方法测定结果与标准试样已知含量有显著性差异,可能
存在系统误差,方法还需进一步完善。
第三章 滴定分析法概论 - 经典习题
例3-1 称取铁矿石试样0.5000g,将其溶解,使全部铁还原成亚铁离子,用0.01500 mol/L K
2C
2O
7 标准溶
液滴定至化学计量点时,用去K
2C
2O
7 标准溶液33.45ml。试样中Fe和Fe
2O
3的百分质量分数各为多少?
解:此题是直接法进行氧化还原滴定,Fe2+与K
2C
2O
7的反应为:
6Fe2+ + C
2O
72-+14H+6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H
2O
则
若以Fe
2O
3形式计算质量分数,由于每个Fe
2O
3分子中有两个Fe原子,对同一试样存在如下关系:
则
,
也可直接利用
计算,
例3-2 测定肥料中的含氮(MN=14.01g/mol)量时,称取试样0.2471g,加浓碱液蒸馏,产生的NH
3用
50.00ml 0.1015mol/L HCl溶液吸收,然后用0.1047mol/L NaOH溶液回滴过量的HCl,用去12.76ml。计算
肥料中的含氮量。
解:此题是返滴定法进行酸碱滴定。
例3-3 称取含Na
2S试样0.5000g,溶于水后,加入NaOH溶液至碱性,加入过量的浓度为0.02000 mol/L
的KMnO
4标准溶液25.00 ml 将S
2氧化为SO
42-。此时KMnO
4被还原为MnO
2,过滤除去,将滤液酸化,
加入过量的KI,再用0.1000 mol/L Na
2S
2O
3溶液滴定析出的I
2,消耗Na
2S
2O
37.50ml。求试样中Na
2S的百
分质量分数?
解:此题是氧化还原滴定,采用返滴定和置换滴定两种方式。测定中的反应:
8MnO
4+3S
2+ 4H
2O 8MnO
2↓ + 3SO
42+ +8OH-
剩余的KMnO
4将KI氧化生成定量的I
2,定量的I
2再与Na
2S
2O
3反应;
2MnO
4 + 10I +16H+ 2Mn2+ + 5I
2 + 8H
2O
I
2 + 2Na
2S
2O
3Na
2S
4O
6 + 2NaI
则,
与Na
2S反应的KMnO
4的摩尔数为:
所以
例3-4 称取含BaCl
2试样0.5000g,溶于水后加25.00ml 0.5000mol/L 的KIO
3将Ba2+沉淀为Ba(IO
3)
2,滤
去沉淀,洗涤,加入过量KI于滤液中并酸化,滴定析出的I
2,消耗0.1000 mol/L的Na
2S
2O
3标准溶液21.18
ml。计算BaCl
2的百分质量分数?
解:此题是间接滴定法,将Ba2+沉淀为Ba(IO
3)
2,通过测定其中的IO3的量来求得BaCl
2的含量,测定中
的反应:
Ba2+ 2IO
3- Ba(IO
3)
2↓
剩余的KIO
3再将KI氧化生成定量的I
2,定量的I
2再与Na
2S
2O
3反应;
IO
3- + 5I- + 6H+ == 3I
2 + 3H
2O
I
2 + S
2O
32- == 2I + S
4O
62-
则
,
所以