分析化学2
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6 第三章 思考题与习题
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。
(6)系统误差中的操作误差。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。
2.如果分析天平的称量误差为±0.2mg,拟分别称取试样0.1g和1g左右,称量的相对误差各为多少?这些结果说明了什么问题?
解:因分析天平的称量误差为mg2.0。故读数的绝对误差ga0002.0
根据%100ar可得
%2.0%1001000.00002.01.0gggr
%02.0%1000000.10002.01gggr
这说明,两物体称量的绝对误差相等,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,相对误差就比较小,测定的准确程度也就比较高。
3.滴定管的读数误差为±0.02mL。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mL02.0,故读数的绝对误差mLa02.0
根据%100ar可得
%1%100202.02mLmLmLr 7 %1.0%1002002.020mLmLmLr
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?
(1)0.0330 (2) 10.030 (3) 0.01020 (4) 8.7×10-5 (5) pKa=4.74 (6) pH=10.00
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
5.将0.089g Mg2P2O7沉淀换算为MgO的质量,问计算时在下列换算因数(2MgO/Mg2P2O7)中哪个数值较为合适:0.3623,0.362,0.36?计算结果应以几位有效数字报出。
答::0.36 应以两位有效数字报出。
6.用返滴定法测定软锰矿中MnO2质量分数,其结果按下式进行计算:
%1005000.094.86)25101000.000.807.1268000.0(32MnO
问测定结果应以几位有效数字报出?
答::应以四位有效数字报出。
7.用加热挥发法测定BaCl2·2H2O中结晶水的质量分数时,使用万分之一的分析天平称样0.5000g,问测定结果应以几位有效数字报出?
答::应以四位有效数字报出。
8.两位分析者同时测定某一试样中硫的质量分数,称取试样均为3.5g,分别报告结果如下:
甲:0.042%,0.041%;乙:0.04099%,0.04201%。问哪一份报告是合理的,为什么?
答::甲的报告合理。因为在称样时取了两位有效数字,所以计算结果应和称样时相同,都取两位有效数字。
9.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+4H2O可知,
需H2C2O4·H2O的质量m1为:
gm13.007.1262020.01.01
相对误差为 %15.0%10013.00002.01ggr
则相对误差大于0.1% ,不能用H2C2O4·H2O标定0.1mol·L-1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 gm41.022.2042020.01.02
%049.0%10041.00002.02ggr 8 相对误差小于0.1% ,可以用于标定NaOH。
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-1),结果如下:
甲:0.12,0.12,0.12(相对平均偏差0.00%);
乙:0.1243,0.1237,0.1240(相对平均偏差0.16%)。
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。
11.当置信度为0.95时,测得Al2O3的μ置信区间为(35.21±0.10)%,其意义是( )
A. 在所测定的数据中有95%在此区间内;
B. 若再进行测定,将有95%的数据落入此区间;
C. 总体平均值μ落入此区间的概率为95%;
D. 在此区间内包含μ值的概率为0.95;
答:D
12. 衡量样本平均值的离散程度时,应采用( )。
A. 标准偏差
B. 相对标准偏差
C. 极差
D. 平均值的标准偏差
答:D
13. 某人测定一个试样结果为30.68%,相对标准偏差为0.5%。后来发现计算公式的分子误乘以2,因此正确的结果应为15.34%,问正确的相对标准偏差应为多少?
解:根据%1001xSSr
得 %100%68.30%5.0S 则S=0.1534%
当正确结果为15.34%时, %0.1%100%34.15%1534.0%1002xSSr
14. 测定某铜矿试样,其中铜的质量分数为24.87%。24.93%和24.69%。真值为25.06%,计算:(1)测得结果的平均值;(2)中位值;(3)绝对误差;(4)相对误差。
解:(1)%83.243%69.24%93.24%87.24x
(2)24.87%
(3)%23.0%06.25%83.24Txa
(4)%92.0%100TEEar
15. 测定铁矿石中铁的质量分数(以32OFeW表示),5次结果分别为:67.48%,67.37%,67.47%,67.43%和67.40%。 计算:(1)平均偏差(2)相对平均偏差 (3)标准偏差;(4)相对标准偏差;(5)极差。 9 解:(1)%43.675%407.67%43.67%47.67%37.67%48.67x
%04.05%03.0%04.0%06.0%05.0||1idnd
(2)%06.0%100%43.67%04.0%100xddr
(3)%05.015%)03.0(%)04.0(%)06.0(%)05.0(122222ndSi
(4)%07.0%100%43.67%05.0%100xSSr
(5)Xm=X大-X小=67.48%-67.37%=0.11%
16. 某铁矿石中铁的质量分数为39.19%,若甲的测定结果(%)是:39.12,39.15,39.18;乙的测定结果(%)为:39.19,39.24,39.28。试比较甲乙两人测定结果的准确度和精密度(精密度以标准偏差和相对标准偏差表示之)。
解:甲:%15.393%18.39%15.39%12.391nxx
%04.0%19.39%15.391Txa
%03.013%)03.0(%)03.0(12221ndSi
xSSr11%08.0%100%15.39%03.0%100
乙:%24.393%28.39%24.39%19.392x
%05.0%19.39%24.392xa
%05.013%)04.0(%)05.0(12222ndSi
%13.0%100%24.39%05.0%100222xSSr
由上面|Ea1|<|Ea2|可知甲的准确度比乙高。 S1
综上所述,甲测定结果的准确度和精密度均比乙高。
17. 现有一组平行测定值,符合正态分布(μ=20.40,σ2=0.042)。计算:(1)x=20.30和x=20.46时的u值;(2)测定值在20.30 -20.46区间出现的概率。
解:(1)根据xu得 10 u1=5.204.040.2030.20 5.104.040.2046.202u
(2)u1=-2.5 u2=1.5 . 由表3—1查得相应的概率为0.4938,0.4332
则 P(20.30≤x≤20.46)=0.4938+0.4332=0.9270
18. 已知某金矿中金的含量的标准值为12.2g•t-1(克·吨-1),δ=0.2,求测定结果大于11.6的概率。
解: xu=32.02.126.11
查表3-1,P=0.4987 故,测定结果大于11.6g·t-1的概率为:
0.4987+0.5000=0.9987
19. 对某表样中铜的质量分数(%)进行了150次测定,已知测定结果符合正态分布N(43.15,0.23²)。求测定结果大于43.59%时可能出现的次数。
解: xu=9.123.015.4359.43