第19章-滴定分析法
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第一章测试1.分析化学是获取物质化学组成、含量和结构信息的科学。
A:错B:对答案:B第二章测试1.下列情况属于随机误差的是()。
A:称量时记错读数B:天平两臂不等长C:天平零点稍有变动D:砝码稍有腐蚀答案:C2.下列表述中,正确的是()。
A:随机误差小,准确度一定高B:精密度高,不一定能保证准确度高C:精密度高,随机误差和系统误差一定小D:系统误差小,随机误差也一定小答案:B3.一次滴定管读数误差为0.01 mL,若使测量时的相对误差控制在±0.1%以内,则消耗的滴定剂体积最少为()。
A:30 mLB:40 mLC:20 mLD:10 mL答案:C4.下列论述中,有效数字位数错误的是()。
A:(2位)B:(4位)C: (4位)D:(3位)答案:C5.用25 mL移液管移出的溶液体积应记录为()。
A:25 mLB:25.0 mLC:25.000 mLD:25.00 mL答案:D6.下列仪器所需用所装溶液润洗三次的是()。
A:滴定管B:锥形瓶C:量筒D:容量瓶答案:A7.配制HCl溶液,应选用的量器是()。
A:移液管B:量筒C:滴定管D:容量瓶答案:B8.下列有关随机误差的论述不正确的是()。
A:随机误差在分析中是不可避免的B:随机误差具有单向性C:随机误差出现正误差和负误差的机会均等D:随机误差是由一些不确定的偶然因数造成的答案:B9.采用下列何种方法可减少随机误差()。
A:增加平行测定次数B:空白试验C:对照试验D:校正仪器答案:A10.计算式 0.1246x40.11x(21.22-16.18)结果应取几位有效数字()。
A:一位B:两位C:三位D:四位答案:C第三章测试1.滴定分析法是根据什么进行分析的方法()。
A:化学分析B:重量分析C:化学反应D:分析天平答案:C2.直接法配制标准溶液必须使用()。
A:化学纯试剂B:基准试剂C:优级纯试剂D:分析纯试剂答案:B3.下列关于滴定度的叙述,正确的是()。
第19章 滴定分析法[19-1]写出下列各酸碱水溶液的质子条件式:〔1〕NH 4Cl 〔2〕NH 4Ac 〔3〕HAc + H 3BO 3〔4〕H 2SO 4 + HCOOH 〔5〕NaH 2PO4 + Na 2HPO 4〔6〕NaNH 4HPO 4答:〔1〕NH 4Cl :c<NH 3> + c<OH -> = c<H +>〔2〕NH 4Ac :c<NH 3> + c<OH -> = c<H +> + c<HAc>〔3〕HAc + H 3BO 3:c<H +> = c<OH -> + c<Ac -> + c<H 4BO 4->〔4〕H 2SO 4 + HCOOH :c<H +> = c<OH -> + c<HCOO -> + c<HSO 4-> + 2c<SO 42->〔5〕NaH 2PO4 + Na 2HPO 4c 1 c 2以NaH 2PO 4为零水准:c<H +> + c<H 3PO 4> = c<OH -> + c<HPO 42-> + 2c<PO 42->–c 2以Na 2HPO 4为零水准:c<H +> + c<H 2PO 4-> +2c<H 3PO 4>–c 1= c<OH -> + c<PO 43->〔6〕NaNH 4HPO 4:c<H +> + c<H 2PO 4-> +2c<H 3PO 4> = c<OH -> + c<PO 43-> + c<NH 3>[19-2]计算下列溶液的pH :〔1〕50mL 0.10 mol·L -1 H 3PO 4〔2〕50mL 0.10 mol·L -1 H 3PO 4 + 25mL 0.10 mol·L -1 NaOH〔3〕50mL 0.10 mol·L -1 H 3PO 4 + 50mL 0.10 mol·L -1 NaOH〔4〕50mL 0.10 mol·L -1 H 3PO 4 + 75mL 0.10 mol·L -1 NaOH解:〔1〕已知H 3PO 4的K a 1 = 6.9×10-3,K a 2 = 6.2×10-8, K a 3 =4.8×10-13由于K a 1>> K a 2 >> K a 3,31109.61.0-⨯=a K c <500,故应用一元弱酸的近似公式: [H +] =c K K K a a a 121142++– = –1.0109.64)109.6(2109.63233⨯⨯+⨯+⨯--- = 2.3×10-2mol.L -1 pH = 1.64〔2〕H 3PO 4与NaOH 反应,生成NaH 2PO 4,浓度为:0333.025500.10)(25=+⨯mol·L –1根据溶液组成,按共轭酸碱对公式进行溶液pH 计算,先按最简式计算:3[]7.5210a a a b b c c H K c c +-==⨯⨯ ∵1a bc c =,∴3[]lg lg(7.5210) 2.12a a H K pH K +-=⇒=-=-⨯= 〔3〕H 3PO 4与NaOH 等摩尔反应,全部生成NaH 2PO 4,浓度为 0.10/2 = 0.050 mol.L –1由于202.7109.605.031<=⨯=-a K c ,故应用近似式:[H +] =12/1a a K c c K + 即 [H +] =58109.12.71050.0102.6--⨯=+⨯⨯pH = 4.71 (2)H 3PO 4 与 NaOH 反应后,溶液组成为NaH 2PO 4 + Na 2HPO 4,两者的浓度比为1:1,此时溶液为缓冲溶液.由H 3PO 4的K a2 = 6.2×10-8,可知H 3PO 4的第二个质子不易离解,故应用缓冲溶液的最简式: pH = 7.21[19-3]讨论下列物质能否用酸碱滴定法直接滴定?使用什么标准溶液和指示剂?〔1〕NH 4Cl 〔2〕NaF 〔3〕乙胺〔4〕H 3BO 3〔5〕硼砂〔6〕柠檬酸解:〔1〕1410w 4a 5b K 1.010NH K 5.610K 1.810-+--⨯===⨯⨯为一元质子酸 所以NH 4Cl 不能用于直接滴定,可用甲醛法间接滴定.〔2〕1411w b 4a K 1.010F K 2.810K 3.5310----⨯===⨯⨯为一元质子酸 所以NaF 不能用于直接滴定.〔3〕4322b b CH CH NH K 5.610PK 3.25-=⨯=,,乙胺∴CH 3CH 2NH 2可以用HCl 标准溶液滴定.计量点产物323CH CH NH +可选用百里酚蓝作指示剂,pK HIn =7.3〔黄6.0~7.6蓝〕.〔4〕不能,因K a = 5.8×10-10太小.但可用甘油等强化,使其生成络合酸,化学计量点的pH=9.0,可选用酚酞作指示剂.〔5〕2-24724723323Na B O 10H O B O 5H O 2H BO 2H BO -⋅+=+硼砂可以选用甲基红作指示剂.[19-4]某一含有Na2CO3,NaHCO3与杂质的试样0.6020g,加水溶解,用0.2120 mol·L-1HCl 溶液滴定至酚酞终点,用去20.50mL;继续滴定至甲基橙终点,又用去24.08mL.求Na2CO3和NaHCO3的质量分数.解:[19-5]已知某试样可能含有Na3PO4,Na2HPO4,NaH2PO4和惰性物质.称取该试样的1.0000 g,用水溶解.试样溶液以甲基橙作指示剂,用0.2500mol·L-1HCl 溶液滴定,用去12.00mL.含同样质量的试样溶液以百里酚酞作指示剂,需上述HCl溶液12.00mL.求试样组成和含量.解:[19-6]用克氏定氮法处理0.300 g某食物试样,生成的NH3收集在硼酸溶液中.滴定消耗0.100 mol·L-1HCl 溶液25.0 mL;计算试样中蛋白质的质量分数〔将氮的质量分数乘以6.25即得蛋白质的质量分数〕.解:30.10025.01014.0076.250.7300.300w-⨯⨯⨯=⨯=蛋白质[19-7]试设计下列混合液的分析方法:〔1〕HCl和NH4Cl〔2〕硼酸和硼砂〔3〕Na2CO3和NaHCO3〔4〕NaOH 和Na3PO4解:〔1〕K a <NH4+> = 10-9.25HCl用NaOH标准溶液,甲基橙指示剂.NH4Cl:加NaOH→NH3,用H3BO3吸收,然后用HCl 标准溶液,甲基红指示剂滴定.〔2〕根据溶液pH值用缓冲公式计算硼酸和硼砂比值;硼砂:用HCl标准溶液,甲基红指示剂滴至H3BO3 .〔3〕用HCl 标准溶液,双指示剂.〔4〕[19-8]在铜氨配合物的水溶液中,若Cu<NH3>42+的浓度是Cu<NH3>32+浓度的100倍,问水溶液中氨的平衡浓度.解:查表知:12.59[19-9]将20.00 mL 0.100 mol·L-1AgNO3溶液加到20.00 mL0.250 mol·L-1NaCN 溶液中,所得混合液pH 为11.0.计算溶液c<Ag+>,c<CN->和c{[Ag< CN>2]-}.解:[19-10]计算 lg MYK ' 〔1〕pH = 5.0lg n ZY K '〔2〕pH =10.0lg l A Y K ' 〔3〕pH = 9.0[NH 3]+[NH 4+]=0.20 mol·L -1 ,[CN -]=10-5 mol·L -1lg i N Y K ' 解:〔1〕lgK’ZnY = lgK ZnY - lgαZn <OH> - lgαY 〔H 〕= 16.5 - 0 - 6.6 = 9.9〔2〕lgK’AlY = lgK AlY - lgαAl<OH> - lgαY 〔H 〕+ lgαAlYlgαAlY = 4.1 〔数字较大,应考虑〕lgK’AlY = 16.1 - 17.3 - 0.5 + 4.1 = 2.4〔3〕Kb = 1.8×10-5 , Ka = 5.6×10-10 , 缓冲公式: pH = pK a + lg {c <NH 3> ∕[0.20 - c <NH 3>]} = 9.0lg {c <NH 3> ∕[0.20 - c <NH 3>]} = 9.0 –9.25 = -0.25c <NH 3> = 0.072 = 10-1.14 mol·L -13() Ni NH α= 1+10-1.14×102.80+10-2.28×105.04+10-3.42×106.77+10-4.56×107.96+10-5.70×108.71+10-6.84×108.74=103.81αNi = 103.81 + 1011.3 + 100.1 = 1011.3lgαY 〔H 〕=1.4lgK’NiY = lgK NiY - lgαNi - lgαY 〔H 〕=18.6-11.3-1.4=5.9[19-11]以0.02mol·L -1EDTA 溶液滴定同浓度的含Pb 2+试液,且含酒石酸分析浓度为0.2mol·L -1,溶液pH 值为10.0.问于化学计量点时的lg PbY K ',c<Pb 2+> 和酒石酸铅配合物的浓度〔酒石酸铅配合物的lg K =3.8〕.解:()Pb PbL Pb OH ααα=+ = 102.7 +<1+0.1×103.8> = 103.1 =18.0 – 3.1 – 0.5 = 14.4c <Pb’> = < 0.01∕1014.4 >½ = 10-8.2 mol·L -1设酒石酸铅的浓度为c <PbL> ,则K 稳 = c <PbL> ∕{ c <Pb>×c <L> }103.8 = c <PbL> ∕{<10-8.2∕103.1>×0.1}c <PbL> ≈10-8.5 mol·L -1[19-12]吸取含Bi 3+,Pb 2+,Cd 2+的试液25.00 mL,以二甲酚橙作指示剂,在pH = 1.0时用0.020 15 mol.L –1 EDTA 溶液滴定,用去20.28 mL.然后调pH 至5.5,继续用EDTA 溶液滴定,又用去30.16 mL.再加入邻二氮菲,用0.020 02 mol.L –1 Pb 2+标准溶液滴定,用去10.15 mL.计算溶液中Bi 3+,Pb 2+,Cd 2+的浓度.解:在pH = 1.0时,只有Bi 3+可与EDTA 络合,故:01635.000.2528.2002015.03Bi =⨯=+c mol.L –1 在pH = 5.5时,用EDTA 溶液滴定,测定的是Pb 2+和Cd 2+的总量:02431.000.2502015.016.30=⨯ mol.L –1 滴定Pb 2+和Cd 2+的总量之后,再加入邻二氮菲,可释放出与Cd 2+结合的EDTA,故Cd 2+的浓度为: 008128.000.2515.1002002.02Cd =⨯=+c mol.L –1 Pb 2+的浓度为: 0.02431 – 0.008128 = 0.01618 mol.L –1[19-13]请为下列测定拟定分析方案:〔1〕Ca 2+与EDTA 混合液中两者的测定〔2〕Mg 2+,Zn 2+ 混合液中两者的测定〔3〕Fe 3+,Al 3 +,Ca 2+,Mg 2+混合液中各组分的测定解:〔1〕调pH=4,用Zn 2+ 滴定EDTA ;pH=7.6,用EDTA 滴定Ca 2+.〔2〕调pH=4,用EDTA 滴定Zn 2+;pH=9.7,用EDTA 滴定Mg 2+;加过量NaOH 或NH 3.〔3〕依次调pH=1.5,4.5,8,10,分别滴定.[19-14]用一定体积〔mL 〕的KMnO 4 溶液恰能氧化一定质量的KHC 2O 4·H 2C 2O 4·2H 2O ;同样质量的KHC 2O 4·H 2C 2O 4·2H 2O 恰能被所需KMnO 4体积〔mL 〕一半的0.2000mol·L-1 NaOH 溶液所中和.计算KMnO 4溶液的浓度.解:4242242KMnO KHC O H C O 2H O ⋅⋅与的反应式为[19-15]称取含Pb 3O 4试样1.2340 g,用20.00 mL 0.2500 mol·L -1H 2C 2O 4溶液处理,Pb 〔Ⅳ〕还原为Pb 〔Ⅱ〕.调节溶液pH,使Pb 〔Ⅱ〕定量沉淀为PbC 2O 4.过滤,滤液酸化后,用0.040 00 mol·L -1 KMnO 4溶液滴定,用去10.00 mL ;沉淀用酸溶解后,用同浓度KMnO 4溶液滴定,用去30.00 mL.计算试样中PbO 与PbO 2的含量.解:M <PbO> = 223.2;M <PbO 2> = 239.0反应式为+++++=+2H 2CO Pb O C H Pb 224224(n Pb> = n <422O C H > = 25n )KMnO (4 用于还原的422O C H 的物质的量即为PbO 2的物质的量.[19-16]称取含有苯酚试样0.5000 g,溶解后加入0.1000mol·L -1KBrO 3 <其中含有过量KBr>25.00mL,加酸酸化,放置待反应完全后,加入过量KI.用0.1003mol·L -1 Na 2S 2O 3溶液滴定析出的I2,用去29.91mL.求苯酚含量.解:BrO 3- + 5Br - + 6H + = 3Br 2 + 3H 2OC 6H 5OH + 3Br 2→ C 6H 2Br 3OH + 3HBrBr 2 + 2 I - = 2Br - + I 2I 2 + 2S 2O 32- = S 4O 62- + 2I -苯酚~ 3Br 2 ~ BrO 3- ~ 3I 2 ~ 6S 2O 32-n <BrO 3-> = 0.1000 ×25.00 = 2.500 mmoln <Br 2>总= 2.500 ×3 = 7.500 mmoln <S 2O 32-> = 0.1003×29.91 = 3.000 mmol与I -反应的n <Br 2> = 3.000 ÷2 = 1.500 mmol 与苯酚反应的n <Br 2> = 7.500 – 1.500 = 6.000 mmoln <苯酚> = 6.000 ÷3 = 2.000 mmolω= < 94.11 ×2.000 ×10-3 > ∕0.5000 = 37.64 %[19-17]称取1.0000g 卤化物的混合物,溶解后配制在500mL 容量瓶中.吸取50. 00mL,加入过量溴水将I-氧化至IO3-,煮沸除去过量溴.冷却后加入过量KI,然后用了19.26 mL 0.05000 mol ·L-1 Na2S2O3溶液滴定.计算KI 的含量.解:5 Br 2 + 2I - + 6 H 2O = 2IO 3- + 10 Br - +12 H +IO 3- + 5 I - +6 H + = 3 I 2 + 3 H 2OI 2 + 2 S 2O 32- = S 4O 62- + 2 I -KI ~ IO 3- ~ 3I 2 ~ 6S 2O 32-n <S 2O 32-> = 0.0500×19.26 = 0.9630 mmoln <KI> = 0.9630 ÷6 = 0.1605 mmolω= < 166.0 ×0.1605 ×10-3 > ∕ < 1.0000×0.1> = 26.64 %[19-18]称取含Pb 3O 4试样1.2340 g,用20.00 mL 0.2500 mol·L -1H 2C 2O 4溶液处理,Pb 〔Ⅳ〕还原为Pb 〔Ⅱ〕.调节溶液pH,使Pb 〔Ⅱ〕定量沉淀为PbC 2O 4.过滤,滤液酸化后,用0.040 00 mol·L -1 KMnO 4溶液滴定,用去10.00 mL ;沉淀用酸溶解后,用同浓度KMnO 4溶液滴定,用去30.00 mL.计算试样中PbO 与PbO 2的含量.解:M <PbO> = 223.2;M <PbO 2> = 239.0反应式为+++++=+2H 2CO Pb O C H Pb 224224(n Pb> = n <422O C H > = 25n )KMnO (4 用于还原的422O C H 的物质的量即为PbO 2的物质的量.[19-19]含KI 的试液25.00 mL,用10.00 mL 0.05000 mol·L -1KIO 3溶液处理后,煮沸溶液除去I 2.冷却后加人过量KI 溶液使之与剩余的KIO 3反应,然后将溶液调至中性.最后用0.1008 mol·L -1 Na 2S 2O 3溶液滴定析出的I 2, 用去21.14 mL,求KI 试液的浓度.解:本题涉与的反应为:IO 3- + 5I - + 6H + = 3I 2 + 3H 2OI 2 + 2S 2O 32- = 2I - + S 4O 62-由反应可知: 1 IO 3-~5I -, S 2O 32-~21I 2~61IO 3- 因此 02897.000.25)14.211008.06100.1005000.0(5KI =⨯⨯-⨯⨯=c mol·L -1 [19-20]称取一定量的乙二醇溶液,用 50.00mL KIO 4溶液处理,待反应完全后,将溶液调至pH = 8.0,加入过量KI 释放出的I 2用去14.00 mL0.05000mol·L -1 Na 3AsO 3 溶液滴定.另取上述KIO4 溶液50.00mL,调至pH= 8.0,加过量KI ,用去40.00mL 同浓度 Na 3AsO 3 溶液滴定.求试液中乙二醇的含量<mg>.解:4 HOCH 2-CH 2OH + IO 4- + 4 H+8 HCHO + 4H 2OIO 4- + 7 I - + 8 H + = 4 I 2 + 4 H 2OI 2 + AsO 33- + 2 OH - = AsO 43- + 2 I -+ H 2O4 HOCH 2-CH 2OH ~ IO 4- ~ 4 I 2 ~ 4 AsO 33-第一次:n <AsO 33-> = 0.0500×14.00 = 0.7000 mmol 需: n <IO 4-> = 0.7000÷4 = 0.1750 mmol 第二次:n <AsO 33-> = 0.0500×40.00 = 2.000 mmol 需: n <IO 4-> = 2.000÷4 = 0.5000 mmol n <乙二醇> = < 0.5000 – 0.1750 > × 4 = 1.300 mmolm <乙二醇> = 1.300 ×62.07 = 80.69 mg[19-21]吸取 50.00 mL 含有用IO 3-和IO 4-的试液,用硼砂调溶液pH,并用过量KI 溶液处理,使IO 4-转变为 IO 3-,同时形成的I 2用去18.40 mL 0.1000 mol·L -1 Na 2S 2O 3溶液.另取10.00 mL 试液,用强酸酸化后,加入过量KI ,用同浓度Na 2S 2O 3溶液完全滴定,用去48.70 mL.计算试液中IO 3-和IO 4-浓度.解:IO 4- + 2 I - + H 2O = IO 3- + I 2 + 2 OH -IO 4- + 7 I - +8 H + = 4 I 2 + 4 H 2OIO 3- + 5 I - +8 H + = 3 I 2 + 3 H 2O由第一次滴定:IO4-~I2~2S2O32-n<IO4-> = n <S2O32->∕2= < 0.1000×18.40 > ∕2 = 0.9200 mmol第二次滴定:IO4-~4I2~8S2O32-IO3-~3I2~6S2O32-n<S2O32-> = 0.1000×48.70 = 4.870 mmol滴定IO4-需: n<S2O32-> = 0.9200×8∕5 = 1.472 mmoln<IO3-> = < 4.870–1.472 > ∕6 =0.5663 mmol∴c<IO4-> = 0.9200∕50.00 = 0.01840 mol·L-1c<IO3-> = 0.5663∕10.00 = 0.05663 mol·L-1[19-22]称取含有H2C2O4·2H2O,KHC2O4和K2SO4的混合物2.7612 g,溶于水后转移至100mL容量瓶. 吸取试液10.00 mL,以酚酞作指示剂,用去16.25 mL 0.1920 mol·L-1 NaOH溶液滴定;另取一份试液10.00 mL,以硫酸酸化后,加热,用0.03950 mol·L-1 KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液19.95 mL.〔1〕求固体混合物中各组分的含量.〔2〕若在酸碱滴定中,用甲基橙指示剂代替酚酞,对测定结果有何影响?解:n<NaOH> = 0.1920×16.25 = 3.120 mmoln<KMnO4> = 0.03950 ×19.95 = 0.7880 mmoln<C2O42-> = 2.5 ×0.7880 =1.970 mmol设H2C2O4·2H2O为x mmol,KHC2O4为< 1.970 - x >mmol,则2 x +〔1.970 - x〕= 3.120解得x = 1.150 mmoln<KHC2O4> = 1.970 – 1.150 = 0.820 mmolω<H2C2O4·2H2O> = < 126.1×1.150×10-3×10>∕2.7612 = 52.52 %ω<KHC2O4> = < 128.12 × 0.820 ×10-3×10>∕2.7612 = 38.04 %ω<K2SO4> = 1.0000 – 0.5252 – 0.3804 = 9.44 %〔2〕若在酸碱滴定中,用甲基橙指示剂代替酚酞,则会使中和反应不完全,使H2C2O4·2H2O测定结果偏低,KHC2O4测定结果也偏低.[19-23]设计用氧化还原滴定法测定各组分含量的分析方案:〔1〕Fe3+和Cr3+的混合液〔2〕As2O3和As2O5的混合物解:〔1〕用KMnO4法滴定Cr3+,用碘量法滴定Fe3+.〔2〕调pH=8,I 2 + As 2O 3→酸化后, I - + As 2O 5→[19-24]称取一含银废液2.075g,加适量硝酸,以铁铵矾作指示剂,用0.04634 mol.L –1NH 4SCN 溶液滴定,用去25.50 mL.求废液中银的含量.解:[19-25]称取某含砷农药0.2000 g,溶于硝酸后转化为H 3AsO 4,调至中性,加AgNO 3 使其沉淀为Ag 3AsO 4.沉淀经过滤,洗涤后再溶解于稀HNO 3 中,以铁铵矾作指示剂,用0.1180 mol·L -1 NH 4SCN 溶液滴定,用去33.85mL.求农药中As 2O 3的含量. 解:根据题意,存在如下反应:当反应到达终点时,Ag +与SCN -反应完全,由题可知存在如下关系:[19-26]称取含有NaCl 和NaBr 的试样0.3760 g,溶解后,用去21.11 mL 0.1043 mol.L –1 AgNO 3溶液滴定;另取同样质量的试样,溶解后,加过量AgNO 3溶液,得到的沉淀经过滤、洗涤,干燥后称重为0.4020 g.计算试样中NaCl 和NaBr 的质量分数.解:M <NaCl> = 58.44, M <NaBr> = 102.9, M <AgCl> = 143.3, M <AgBr> = 187.8 解法一:设NaCl 质量为x <g>, NaBr 质量为y <g>, 则有:上两式联立,解之得: x = 0.01509 g y = 0.2000 g因此: 04013.03760.001509.0)NaCl (==w 5319.03760.02000.0NaBr)(==w 解法二:依题意, 代入数据得:解得:[19-27]某试样含有KBrO 3、KBr 和惰性物质.称取1.000 g 溶解后配制于100mL 容量瓶中.吸取25.00mL,于H 2SO 4介质中用Na 2SO 3将 BrO 3-还原至Br -,然后调至中性,用莫尔法测定Br -,用去0.1010mol·L -1AgNO 3 10.51mL.另吸取25.00mL 用H 2SO 4酸化后加热除去Br 2,再调至中性,用上述AgNO 3溶液滴定过剩Br -时用去3.25mL.计算试样中KBrO 3和KBr 的含量.解:BrO3- + 3SO32- = Br - + 3SO42-BrO3-~Br -~Ag+n<KBrO3 + KBr> = 0.1010 ×10.51 = 1.0615 mmolBrO3- + 5Br - + 6H+ = 3Br2 + 3 H2OBrO3-~5Br -~5Ag+n<Ag+>第2次= 0.1010 ×3.25 = 0.3283 mmol滴定前已反应掉:1份KBrO3,5份KBr,设KBrO3为x mmol,则KBr为< 5 x + 0.3283〕mmol, ∴x +〔5x + 0.3283〕= 1.0615n<KBrO3> = x =<1.0615 - 0.3283>∕6 = 0.1222 mmoln<KBr> = 1.0615 – 0.1222 = 0.9393 mmol<KBrO3> = < 167.0×0.1222×10-3×4 >∕1.000 = 8.16 %<KBr> = < 119.0×0.9393×10-3×4 >∕1.000 = 44.71 %[19-28]请设计测定下列试样中氯含量的分析方案:〔1〕NH4Cl,BaCl2和FeCl3;〔2〕NaCl和Na2SO4的混合物.解:〔1〕NH4Cl:加碱、加热→NH3↑,用酸吸收后滴定;BaCl2:用佛尔哈德法;FeCl3:用莫尔法.〔2〕加Ba2+除去2-,用重量法测Na2SO4;NaCl:用莫尔法.。
第19章-滴定分析法第19章滴定分析法【19-1】写出下列各酸碱水溶液的质子条件式:(1)NH4Cl (2)NH4Ac(3)HAc + H3BO3(4)H2SO4 + HCOOH (5)NaH2PO4 + Na2HPO4 (6)NaNH4HPO4答:(1)NH4Cl:c(NH3) + c(OH-) = c(H+)(2)NH4Ac:c(NH3) + c(OH-) = c(H+) + c(HAc) (3)HAc + H3BO3:c(H+) = c(OH-) + c(Ac-) + c(H4BO4-)(4)H2SO4 + HCOOH:c(H+) = c(OH-) + c(HCOO-) + c(HSO4-) + 2c(SO42-)(5)NaH2PO4 + Na2HPO4c1c2以NaH2PO4为零水准:c(H+) + c(H3PO4) = c(OH-) + c(HPO42-) + 2c(PO42-)–c2以Na2HPO4为零水准:c(H+) + c(H2PO4-) +2c(H3PO4)–c1= c(OH-) + c(PO43-)(6)NaNH4HPO4:c(H+) + c(H2PO4-) +2c(H3PO4) = c(OH-) + c(PO43-) + c(NH3)【19-2】计算下列溶液的pH:(1)50mL 0.10 mol·L -1 H 3PO 4(2)50mL 0.10 mol·L -1 H 3PO 4 + 25mL 0.10 mol·L -1 NaOH(3)50mL 0.10 mol·L -1 H 3PO 4 + 50mL 0.10 mol·L -1 NaOH(4)50mL 0.10 mol·L -1 H 3PO 4 + 75mL 0.10 mol·L -1 NaOH解:(1)已知H 3PO 4的K a 1 = 6.9×10-3,K a 2 = 6.2×10-8, K a 3 = 4.8×10-13 由于K a 1>> K a 2 >> K a 3,31109.61.0-⨯=a K c <500,故应用一元弱酸的近似公式:[H +] =c K K K a a a 121142++–= –1.0109.64)109.6(2109.63233⨯⨯+⨯+⨯--- = 2.3×10-2 mol.L -1pH = 1.64(2)H 3PO 4与NaOH 反应,生成NaH 2PO 4,浓度为:0333.025500.10)(25=+⨯mol·L –1根据溶液组成,按共轭酸碱对公式进行溶液pH 计算,先按最简式计算:3[]7.5210a a ab bc cHK c c +-==⨯⨯∵1abc c=,∴3[]lg lg(7.5210) 2.12a a HK pH K +-=⇒=-=-⨯=(3)H 3PO 4与NaOH 等摩尔反应,全部生成NaH 2PO 4,浓度为 0.10/2 = 0.050 mol.L –1 由于202.7109.605.031<=⨯=-a K c,故应用近似式:[H +] =12/1a a K c c K +即 [H +] =58109.12.71050.0102.6--⨯=+⨯⨯ pH = 4.71(2)H 3PO 4 与 NaOH 反应后,溶液组成为NaH 2PO 4 + Na 2HPO 4,两者的浓度比为1:1,此时溶液为缓冲溶液。
由H 3PO 4的K a2 = 6.2×10-8,可知H 3PO 4的第二个质子不易离解,故应用缓冲溶液的最简式: pH = 7.21【19-3】讨论下列物质能否用酸碱滴定法直接滴定?使用什么标准溶液和指示剂?(1)NH 4Cl (2)NaF (3)乙胺(4)H 3BO 3 (5)硼砂 (6)柠檬酸 解:(1)1410w 4a 5b K 1.010NH K 5.610K 1.810-+--⨯===⨯⨯为一元质子酸41118a a NH C 0.1000mol L C K 5.610C K 1.010+---=⋅⋅=⨯<⋅=⨯Q 设所以NH 4Cl 不能用于直接滴定,可用甲醛法间接滴定。
(2)1411w b 4a K 1.010F K 2.810K 3.5310----⨯===⨯⨯为一元质子酸 1128b b F C 0.1000mol L C K 2.810C K 1.010----=⋅⋅=⨯<⋅=⨯Q 设所以NaF 不能用于直接滴定。
(3)4322bb CH CH NH K5.610PK 3.25-=⨯=,,乙胺 322-158CH CH NH b C 0.1000mol L C K 5.6101.010--=⋅⋅=⨯>⨯,设∴CH 3CH 2NH 2可以用HCl 标准溶液滴定。
322323HCl CH CH NH CH CH NH Cl +-+=+ 计量点产物323CH CH NH +147a 41.010[H ]C K 0.0509.4105.610-+--⨯=⋅=⨯=⨯⨯pH 6.03=可选用百里酚蓝作指示剂,pK HIn =7.3(黄6.0~7.6蓝)。
(4)不能,因K a = 5.8×10-10太小。
但可用甘油等强化,使其生成络合酸,化学计量点的pH=9.0,可选用酚酞作指示剂。
(5)2-24724723323Na B O 10H OB O 5H O 2H BO 2H BO -⋅+=+硼砂-523b H BO K 1.710-=⨯,具有较强的碱性133H BO 0.1000mol L -⋅,化学计量点时的浓度为 61a [H ]C K 7.610mol L pH 5.1+--=⋅=⨯⋅=1124720.1000mol L HCl 0.05000mol L Na B O 10H O --∴⋅⋅⋅,可用直接滴定可以选用甲基红作指示剂。
(6)4571a12a213a3Ka 7.410,PK 3.14;Ka 1.710,PK 4.76;Ka 4.010,PK 6.40---=⨯==⨯==⨯=-158a1C 0.1000mol L C K 7.4101.010;--=⋅⋅=⨯>⨯,设 6888a2a3C K 1.7101.010;C K 4.0101.010;----⋅=⨯>⨯⋅=⨯>⨯ 44a1a2a2a3KK 1010H K K --+<<∴;且该三元酸中的三个都可以pH 用强碱直接滴定,且可以一次滴定,产生一个突跃。
3332H A 3OH A 3H O A ---+=+;相当于三元质子酸1451b 71.010[OH ]C K 0.0252.510mol L4.010-----⨯=⋅=⨯=⨯⋅⨯pH 9.40pOH 4.60==;可选酚酞作指示剂。
【19-4】某一含有Na 2CO 3,NaHCO 3及杂质的试样0.6020g ,加水溶解,用0.2120 mol·L -1HCl 溶液滴定至酚酞终点,用去20.50mL ;继续滴定至甲基橙终点,又用去24.08mL 。
求Na 2CO 3和NaHCO 3的质量分数。
解:33-321HCl HCl NaHCO NaHCOV V C M (24.0820.50)100.212084.010.1059m(s)0.6020ω-⋅-⨯⨯⨯===()2323-3HCl HClNaCONaCO11C2V M0.2120220.5010105.99220.7652m(s)0.6020ω⋅⋅⨯⨯⨯⨯⨯===【19-5】已知某试样可能含有Na3PO4,Na2HPO4,NaH2PO4和惰性物质。
称取该试样的1.0000 g,用水溶解。
试样溶液以甲基橙作指示剂,用0.2500mol·L-1HCl 溶液滴定,用去12.00mL。
含同样质量的试样溶液以百里酚酞作指示剂,需上述HCl溶液12.00mL。
求试样组成和含量。
解:【19-6】用克氏定氮法处理0.300 g某食物试样,生成的NH 3收集在硼酸溶液中。
滴定消耗0.100 mol·L -1HCl 溶液25.0 mL ;计算试样中蛋白质的质量分数(将氮的质量分数乘以6.25即得蛋白质的质量分数)。
解:30.10025.01014.0076.250.7300.300w -⨯⨯⨯=⨯=蛋白质【19-7】试设计下列混合液的分析方法: (1)HCl 和NH 4Cl (2)硼酸和硼砂(3)Na 2CO 3和NaHCO3 (4)NaOH 和Na 3PO 4解:(1)K a (NH 4+) = 10-9.25HCl 用NaOH 标准溶液,甲基橙指示剂。
NH 4Cl :加NaOH→NH 3,用H 3BO 3吸收,然后用 HCl 标准溶液,甲基红指示剂滴定。
(2)根据溶液pH 值用缓冲公式计算硼酸和硼砂比值;硼砂:用HCl 标准溶液,甲基红指示剂滴至H 3BO 3 。
(3)用HCl 标准溶液,双指示剂。
(4)【19-8】在铜氨配合物的水溶液中,若Cu(NH3)42+的浓度是Cu(NH3)32+浓度的100倍,问水溶液中氨的平衡浓度。
解:查表知:12.59【19-9】将20.00 mL 0.100 mol·L-1AgNO3溶液加到20.00 mL0.250 mol·L-1NaCN 溶液中,所得混合液pH 为11.0。
计算溶液c(Ag+),c(CN-)和c{[Ag( CN)2]-}。
解:【19-10】计算 lg MYK '(1)pH = 5.0 lg n Z YK ' (2)pH =10.0lg l A YK '(3)pH = 9.0 [NH 3]+[NH 4+]=0.20 mol·L -1 ,[CN -]=10-5 mol·L -1 lg i N YK '解:(1)lgK’ZnY = lgK ZnY - lgαZn (OH) - lgαY (H ) = 16.5 - 0 - 6.6 = 9.9 (2)lgK’AlY = lgK AlY - lgαAl(OH) - lgαY (H )+ lgαAlYAlY OH48.1AlOHY - 1 (OH )11010a c K -=+=+⨯lgαAlY = 4.1 (数字较大,应考虑) lgK’AlY = 16.1 - 17.3 - 0.5 + 4.1 = 2.4 (3)Kb = 1.8×10-5 , Ka = 5.6×10-10 , 缓冲公式: pH = pK a + lg {c (NH 3) ∕[0.20 - c (NH 3)]} = 9.0lg {c (NH 3) ∕[0.20 - c (NH 3)]} = 9.0 –9.25 = -0.25 c (NH 3) = 0.072 = 10-1.14 mol·L -13()Ni NHα=1+10-1.14×102.80+10-2.28×105.04+10-3.42×106.77+10-4.56×107.96+10-5.70×108.71+10-6.84×108.74=103.81431.32011.3Ni(CN)41(CN )1101010c αβ--≈+=+⨯= 0.1Ni(OH)10α=αNi = 103.81 + 1011.3 + 100.1 = 1011.3lgαY (H )=1.4lgK’NiY = lgK NiY - lgαNi - lgαY (H )=18.6-11.3-1.4=5.9【19-11】以0.02mol·L -1EDTA 溶液滴定同浓度的含Pb 2+试液,且含酒石酸分析浓度为0.2mol·L -1,溶液pH 值为10.0。