武大版分析化学上册答案-第3章-分析化学中的误差与数据处理
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第一章概论1-3 分析全过程:取样、处理与分解;试样的分离与富集;分析方法的选择;结果的计算与评价。
1-4 标定碱标准溶液时,邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4, M=204.23g.mol-1)和二水合草酸(H2C2O4. 2H2O,M=126.07g.mol-1)都可以作为基准物质,你认为选择哪一种更好?为什么?答:选择邻苯二甲酸氢钾更好。
因为邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量较大,称量误差较小。
1-5.基准物Na2CO3和Na2B4O7·10H2O都可用于标定HCl溶液的浓度.你认为选择哪一种更好为什么答:选择Na2B4O7·10H2O更好.因为Na2B4O7·10H2O的摩尔质量较大,称量误差较小1-6 用基准Na2CO3标定HCl溶液时,下列情况会对HCl的的浓度产生何种影响(偏高、偏低或没有影响)?a. 滴定时速度太快,附在滴定管壁的HCl来不及流下来就读取滴定体积b. 称取Na2CO3时,实际质量为0.0834g,记录时误记为0.1824gc. 在将HCl标准溶液倒入滴定管之前,没有用HCl溶液荡洗滴定管d. 锥瓶中的Na2CO3用蒸馏水溶解时,多加了50mL蒸馏水e. 滴定开始之前,忘记调节零点,HCl溶液的液面高于零点f. 滴定管活塞漏出HCl溶液g. 称取Na2CO3时,撇在天平盘上h. 配制HCl溶液时没有混匀答:使用Na2CO3标定HCl的浓度时,HCl的浓度计算公式为:c HCl=2m Na2CO3/(M Na2CO3V HCl)。
a. 由于V HCl偏高,c HCl偏低;b. 由于m Na2CO3偏低,c HCl偏低;c. 由于V HCl偏高,c HCl偏低;d. 无影响;e. 因为V HCl偏低,c HCl偏高;f. 因为V HCl偏高,c HCl偏低;g. 由于Na2CO3易吸湿,应用减量法称量。
称取Na2CO3时,在天平盘上,Na2CO3会吸湿,使m Na2CO3偏低,最终导致c HCl偏低;h. 溶液没有混匀时,很可能的情况是上层较稀,因此c HCl偏低的可能性较大。
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:2130.325065.390.0198825010Zn 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 Mmol L L g mol g ===⨯⨯=应称取邻苯二甲酸氢钾1、0~1、2g22422:2:1NaOH H C O H O n n ⋅= 1111210.2/0.025126.07/0.32m n M cV M mol L L g mol g ===⨯⨯⨯=2221210.2/0.030126.07/0.42m n M cV M mol L L g mol g ===⨯⨯⨯=应称取22422H C O H O ⋅0、3~0、4g6.含S 有机试样0、471g,在氧气中燃烧,使S 氧化为SO 2,用预中与过的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 。
武汉大学《分析化学》(第5版)(上册)笔记和课后习题(含考研真题)详解目录内容简介目录第1章概论1复习笔记2课后习题详解1.3名校考研真题详解第2章分析试样的采集与制备1复习笔记2课后习题详解2.3名校考研真题详解第3章分析化学中的误差与数据处理1复习笔记2课后习题详解3.3名校考研真题详解第4章分析化学中的质量保证与质量控制1复习笔记2课后习题详解4.3名校考研真题详解第5章酸碱滴定法1复习笔记2课后习题详解5.3名校考研真题详解第6章络合滴定法1复习笔记2课后习题详解6.3名校考研真题详解第7章氧化复原滴定法1复习笔记2课后习题详解7.3名校考研真题详解第8章沉淀滴定法和滴定分析小结1复习笔记2课后习题详解8.3名校考研真题详解第9章重量分析法1复习笔记2课后习题详解9.3名校考研真题详解第10章吸光光度法1复习笔记2课后习题详解10.3名校考研真题详解第11章分析化学中常用的别离和富集方法1复习笔记2课后习题详解11.3名校考研真题详解第第1章概论1.1复习笔记一、分析化学的定义分析化学是开展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获取有关物质在相对时空内的组成和性质的信息的一门科学,又被称为分析科学。
二、分析方法的分类与选择1.分类〔1〕按分析要求定性鉴由哪些元素、原子团或化合物所组成。
定量测定中有关成分的含量。
结构分析:研究物质的分子结构、晶体结构或综合形态。
〔2〕按分析对象无机分析、有机分析。
〔3〕按测定原理化学分析:以物质的化学反响及其计量关系为根底,如重量分析法和滴定分析法等。
仪器分析:通过测量物质的物理或物理化学参数进行分析,如光谱分析、电化学分析等。
〔4〕按试样用量常量分析、半微量分析、微量分析、超微量分析。
〔5〕按工作性质例行分析、仲裁分析。
2.分析方法的选择对分析方法的选择通常应考虑以下几方面:〔1〕测定的具体要求,待测组分及其含量范围,欲测组分的性质;〔2〕获取共存组分的信息并考虑共存组分对测定的影响,拟定适宜的别离富集方法,以提高分析方法的选择性;〔3〕对测定准确度、灵敏度的要求与对策;〔4〕现有条件、测定本钱及完成测定的时间要求等。
第一章概论1-3 分析全过程:取样、处理与分解;试样的分离与富集;分析方法的选择;结果的计算与评价。
1-4 标定碱标准溶液时,邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4, M=204.23g.mol-1)和二水合草酸(H2C2O4. 2H2O,M=126.07g.mol-1)都可以作为基准物质,你认为选择哪一种更好?为什么?答:选择邻苯二甲酸氢钾更好。
因为邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量较大,称量误差较小。
1-5.基准物Na2CO3和Na2B4O7·10H2O都可用于标定HCl溶液的浓度.你认为选择哪一种更好为什么答:选择Na2B4O7·10H2O更好.因为Na2B4O7·10H2O的摩尔质量较大,称量误差较小1-6 用基准Na2CO3标定HCl溶液时,下列情况会对HCl的的浓度产生何种影响(偏高、偏低或没有影响)?a. 滴定时速度太快,附在滴定管壁的HCl来不及流下来就读取滴定体积b. 称取Na2CO3时,实际质量为0.0834g,记录时误记为0.1824gc. 在将HCl标准溶液倒入滴定管之前,没有用HCl溶液荡洗滴定管d. 锥瓶中的Na2CO3用蒸馏水溶解时,多加了50mL蒸馏水e. 滴定开始之前,忘记调节零点,HCl溶液的液面高于零点f. 滴定管活塞漏出HCl溶液g. 称取Na2CO3时,撇在天平盘上h. 配制HCl溶液时没有混匀答:使用Na2CO3标定HCl的浓度时,HCl的浓度计算公式为:c HCl=2m Na2CO3/(M Na2CO3V HCl)。
a. 由于V HCl偏高,c HCl偏低;b. 由于m Na2CO3偏低,c HCl偏低;c. 由于V HCl偏高,c HCl偏低;d. 无影响;e. 因为V HCl偏低,c HCl偏高;f. 因为V HCl偏高,c HCl偏低;g. 由于Na2CO3易吸湿,应用减量法称量。
称取Na2CO3时,在天平盘上,Na2CO3会吸湿,使m Na2CO3偏低,最终导致c HCl偏低;h. 溶液没有混匀时,很可能的情况是上层较稀,因此c HCl偏低的可能性较大。
分析化学(第五版)上册武汉大学主编第一章概论第二章分析试样的采集与制备第三章分析化学中的误差与数据处理第四章分析化学中的质量保证与质量控制第五章酸碱滴定第六章络合滴定第七章氧化还原滴定第八章沉淀滴定法与滴定分析小结第九章重量分析法第十章吸光光度法第十一章分析化学中常用的分离与富集方法第一章概论1、答:定义:分析化学是发展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获取相关物质在相对时空内的组成和性质的信息的一门科学。
任务:定性、定量、结构。
作用:略2、答:略3、答:取样→分解→测定→计算及评价注:取样的原则:应取具有高度代表性的样品;分解的原则:①防止式样损失;②防止引入干扰。
4、答:Na2B4O7·10H2O的摩尔质量比Na2CO3的大,故选择硼砂作为标定盐酸的基准物质可以使称量误差减小,但是硼砂含10个结晶水不稳定,而碳酸钠摩尔质量小,性质稳定。
6、答:a.偏低b.偏低c.偏低d.无影响e.偏大f.偏小g.偏大h.可能偏大也可能偏小7、答:偏低NaOH O H O C H OH O C H NaOH V M m C 1210002422242222⨯⨯=••因为失水后的H 2C 2O 4中含有比同样质量H 2C 2O 4·2H 2O 更多的能与NaOH 作用的H +,这样测定时消耗V NaOH 增大,所以C NaOH 偏小。
8、答:偏高第二章 分析试样的采集与制备(略)1、答:不对。
应将原始试样全部送交分析部门,再由分析人员对原始试样采用四分法进行缩分,依据经验公式取样,再分解、测定等。
2、答:分解无机试样和有机试样的主要区别在于:无机试样的分解时将待测物转化为离子,而有机试样的分解主要是破坏有机物,将其中的卤素,硫,磷及金属元素等元素转化为离子。
3、答:用NaOH 溶解试样,Fe ,Ni ,Mg 形成氢氧化物沉淀,与Zn 基体分离。
4、答:测硅酸盐中SiO 2的含量时采用碱熔法,用KOH 熔融,是硅酸盐中的硅转化为可溶性的K 2SiO 3,再用容量法测定:测定硅酸盐中Fe ,Al ,Ca ,Mg ,Ti 的含量时,用HF 酸溶解试样,使Si 以SiF 4的形式溢出,再测试液中Fe ,Al ,Ca ,Mg ,Ti 的含量。
第1章分析化学概论2. 有0.0982mol/L的H2SO4溶液480mL,现欲使其浓度增至0.1000mol/L。
问应加入0.5000mol/L H2SO4的溶液多少毫升?解: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(KHC8H4O4)多少克?如果改用做基准物质,又应称取多少克?解:应称取邻苯二甲酸氢钾1.0~1.2g应称取0.3~0.4g6.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: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:10.不纯Sb 2S 30.2513g ,将其置于氧气流中灼烧,产生的SO 2通入FeCl 3溶液中,使Fe 3+还原至Fe 2+,然后用0.02000mol/LKMnO 4标准溶液滴定Fe 2+,消耗溶液31.80mL 。
计算试样中Sb 2S 3的质量分数。
若以Sb 计,质量分数又为多少?解:12. 用纯As2O3标定KMnO4溶液的浓度。
若0.211 2 g As2O3在酸性溶液中恰好与36.42 mL KMnO4反应。
求该KMnO4溶液的浓度。
解:故14.H2C2O4作为还原剂。
可与KMnO4反应如下:其两个质子也可被NaOH标准溶液滴定。
分别计算0.100mol·L-1NaOH和0.100 mol·L-1 KMnO4溶液与500mgH 2C2O4完全反应所消耗的体积(mL)。
解:16. 含K2Cr2O75.442g·L-1的标准溶液。
第7章:分析化学中的数据处理思 考 题:1、当测定次数很多时,下列关于标准偏差σ与平均偏差δ之间的关系式中,哪一个是正确的?a. σ<δb. 4σ=3δc. σ=0.8δd. 4δ=3σ2、下述有关随机误差的正态扽不曲线特点的论述中,错误的是: a. 横坐标x 值等于总体平均值μ时,曲线有极大;b. 曲线与横坐标间所夹面积的总和代表所有测量值出现的概率,其为1;c. 分布曲线以μ值的横坐标为中心呈镜面对称,说明正负误差出现的几率相等;d. 纵坐标y 值代表概率,它与标准偏差σ成正比,σ越小,测量值越分散,曲线越平坦。
3、下述有关n 次测定结果的平均值的标准偏差x s 与单次测量结果的标准偏差x s 之间关系的表达式中,正确的是:a.x s = b. xx s s n=c. xx s s =d. x x s s >4、下列有关置信区间的定义中,正确的是:a. 以真值为中心的某一区间包括测定结果的平均值的几率;b. 在一定置信度时,以测定值的平均值为中心的包括真值的范围;c. 真值落在某一可靠区间的几率 ;d. 在一定置信度时,以真值为中心的可靠范围。
5、下述有关平均值的置信区间的论述中,错误的是:a. 在一定的置信度和标准偏差时,测定次数越多,平均值的置信区间包括真值的可能性越大;b. 其它条件不变时,给定的置信度越高,平均值的置信区间越宽;c. 平均值的数值越大,置信区间越宽;d. 当置信度与测定次数一定时,一组测量值的精密度越高,平均值的置信区间越小。
6、某学生用4d 法则判断异常值的取舍时,分以下五步进行,其中错误的步骤是: a. 将全部数据(n 个)顺序排好; b. 求出以上数据的算术平均值x ; c. 求出不包括异常值x 的平均偏差1-n d d. 求出异常值与平均值之差的绝对值x x - e. 将x x -与41-n d 进行比较。
7、有一组测量值,其总体标准偏差σ为未知,要判断得到这组数据的分析方法是否可靠,应该用下列方法的哪一种:a. 4d 法则b. 格鲁布斯法c. F 检验法d. t 检验法8、两位分析人员对同一含SO 42-的样品用重量法进行分析,,得到两组分析数据,要判断两人分析的精密度有无显著性差异,应该用下列方法中的哪一种:a. Q 检验法b. F 检验法c. μ检验法d. t 检验法9、第8题中,若要判断两分析人员的分析结果之间是否存在系统误差,则应该用下列方法中的哪一种:a. μ检验法b. F 检验法c. F 检验加t 检验法d. t 检验法习 题1. 测定C 的相对原子质量时,得到下列数据:12.0080,12.0095,12.0097,12.0101,12.0102,12.0106,12.0111,12.0113,12.0118,12.0120,计算平均值,单次测量值的平均偏差和标准偏差。
第3章 分析化学中的误差与数据处理
1.根据有效数字运算规则,计算下列算式:
(1)19.469+1.537-0.0386+2.54 (2) 3.6⨯0.0323⨯20.59⨯2.12345
(3)10000000.11245
.0)32.100.24(00.45⨯⨯-⨯
(4) pH=0.06,求[H +]=?
解:a. 原式=19.47+1.54-0.04+2.54=23.51 b. 原式=3.6×0.032×21×2.1=5.1
c. 原式=45.0022.680.1245
=0.1271
1.0001000⨯⨯⨯
d. [H +]=10-0.06
=0.87( mol/L )
3.设某痕量组分按下式计算分析结果:m C
A-
=
χ
,A为测量值,C为空白值,m为试样质量。
已知
s A=s C=0.1,s m=0.001,A=8.0,C=1.0,m=1.0,求s x。
解:
2
22222222
()4 2222222
0.10.10.001
4.0910
()()(8.0 1.0) 1.0
A C
x m A C m
s
s s s s s
x A C m A C m
--
++
=+=+=+=⨯---
且
8.0 1.0
7.0
1.0
x
-
==
故
0.14
x
s==
5. 反复称量一个质量为 1.0000g的物体,若标准偏差为0.4mg,那么测得值为1.0000~1.0008g的概率为多少?
解:由
0.4mg
σ= 1.0000g
μ=
故有1.0000 1.0000 1.0008 1.0000
0.00040.0004
u
--
≤≤
即02u ≤≤ 查表得
P=47.73%
7.要使在置信度为95%时平均值的置信区间不超过±s ,问至少应平行测定几次?
解:
x x t s x t μ=±⋅=± 查表,得:
5, 2.57, 1.04916, 2.45,0.9261
5f t f t ====>====<t 时t 时故至少应平行测定次
9. 测定黄铁矿中硫的质量分数,六次测定结果分别为30.48%, 30.42%, 30.59%, 30.51%, 30.56%, 30.49%,计算置信水平95%时总体平均值的置信区间。
解:
1i
i x x n ==∑
30.48%30.42%30.59%30.51%30.56%30.49%
30.51%
6+++++=
=
s =
置信度为95%时:
0.05,5,2.57,30.51% 2.5730.51%0.06%f t x t αμ==±=±=±
11.下列两组实验数据的精密度有无显著性差异(置信度90%)? A :9.56,9.49,9.62,9.51,9.58,9.63 B :9.33,9.51,9.49,9.51,9.56,9.40
解:a. 1
9.57
i i x x n ===∑
5.71%
s =
= 故24
32.610s -=⨯
b. 6
1
19.47
i i x x n ===∑
8.51%
s =
= 故24
72.410s -=⨯
所以24
24
72.410 2.22132.610b a s F s --⨯===⨯ 查表得 5.05F =表
>2.221
13.用两种不同分析方法对矿石中铁的质量分数进行分析,得到两组数据如下: χ s n
方法1 15.34% 0.10% 11 方法2 15.43% 0.12% 11
a .置信度为90%时,两组数据的标准偏差是否存在显著性差异?
b.在置信度分别为90%,95%及99%时,两组分析结果的平均值是否存在显著性差异?
解:(a)
2
1
s=0.00102,22s=0.00122
F=
2
2
2
1
s
s
=1.44<F表=2.97
所以两组数据的标准偏差无显著性差异。
(b)由
2
s
=
2
10
i
d
∑
得,
2
i
d
∑
=0.01,
2
2
d
∑
=0.012 ∴
∴
=0.063 查表得:当置信度为90%时,0.10,20
t
=1.72>0.063 查表得:当置信度为95%时,0.05,20
t
=2.09>0.063 查表得:当置信度为99%时,0.01,20
t
=2.84>0.063 所以两组分析结果的平均值不存在显著性差异。
15.实验室有两瓶NaCl 试剂,标签上未标明出厂批号,为了判断这两瓶试剂含Cl -1的质量分数是否有显著性差异,某人用莫尔法对它们进行测定,1
-Cl
ω结果如下:
A 瓶 60.52%,60.41%,60.43%,60.45%
B 瓶 60.15%,60.15%,60.05%,60.08%
问置信度为90%时,两瓶试剂含Cl -1的质量分数是否有显著性差异? 解:用F 检验法:
A X =
i
X n
∑=60.45%,
2s A
=
2
1
i d n -∑=2.3⨯10-3
B X =
i
X n
∑=60.11%,
2s B
=
2
1
i d n -∑ =2.6⨯10-3
F=22B A S S =1.13, 查表得F 表=9.28>1.13
因此没有差异。
用t 检验法:
⨯10-4
所以
=9.6 而查表得t 表=1.94<9.6 所以存在显著性差异。
17.为提高光度法测定微量Pd 的灵敏度,改用一种新的显色剂。
设同一溶液,用原显色剂及新显色剂各测定4次,所得吸光度分别为0.128,0.132,0.125,0.124及0.129,0.137,0.135,0.139。
判断新显色剂测定Pd 的灵敏度是否有显著提高?(置信度95%) 解:用F 检验法:
A X =
i
X n
∑=0.127,,
2
s A
=
2
1
i d n -∑=1.3⨯10-5
B X =
i
X n
∑=0.135,
2s B
=
2
1
i d n -∑=1.9⨯10-5
F=22s B
s
A =1.46
查表得F 表=9.28>1.46,因此没有显著性差异。
用t 检验法:
⨯10-3
所以
=2.8
而查表得t表=2.45<2.8 所以存在显著性差异。
21.某荧光物质的含量(χ)及其荧光相对强度(y )的关系如下:
含量 χ/μg 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 荧光相对强度y 2.1 5.0 9.0 12.6 17.3 21.0 24.7 a .列出一元线性回归方程
b .求出相关系数并评价y 与x 间的相关关系。
解:由题意可得,x =6.0, y =13.1,
71()()i i
i x x y y =--∑=216.2,
721()i
i x x =-∑=112.0,21()n i
i y y =-∑=418.28,
所以b=
71
721()()()i i
i i i x x y y x x ==---∑∑=216.2112.0=1.93,
a y bx =-=13.1-1.93⨯6.0=1.52
所以一元回归方程为:y=1.52+1.93x
(b)因为
r=
=0.9987
比较接近于1,所以y与x的线性关系很好。