《水分析化学》课后习题标准答案

《水分析化学》课后习题答案

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水分析化学平时作业整理

第一章

1.简述水分析化学课程的性质及任务。

性质：水分析化学是研究水及其杂质、污染物的组成、性质、含量和它们的分析方法的一门学科。

任务：通过水分析化学学习，掌握水分析化学的四大滴定方法（酸碱滴定法、络和滴定法、沉淀滴定法和氧化还原滴定法）和主要仪器分析法（如吸收光谱法、色谱法和原子光谱法等）的基本原理、基本理论、基本知识、基本概念和基本技能，掌握水质分析的基本操作，注重培养学生严谨的科学态度，培养独立分析问题和解决实际问题的能力。

2.介绍水质指标分几类，具体包括哪些指标？

(1) 物理指标 1) 水温 2) 臭味和臭阈值 3) 颜色和色度 4)浊度 5)残渣 6)电导率 7)紫外吸光度值 8)氧化还原电位

（2）微生物指标 1) 细菌总数 2) 总大肠菌群 3) 游离性余氯 4) 二氧化氯

(3) 化学指标 1) pH 值 2) 酸度和碱度 3) 硬度 4) 总含盐量 5) 有机污染物综合指 标 6) 放射性指标

第二章

1.简述水样分析前保存的要点是什么？

水样保存希望做到：减慢化学反应速度，防止组分的分解和沉淀产生；减慢化合物或络合物的水解和氧化还原作用；减少组分的挥发溶解和物理吸附；减慢生物化学作用。

水样的保存方法主要有加入保存试剂，抑制氧化还原反应和生化作用；控制pH 值和冷藏冷冻等方法，降低化学反应速度和细菌活性。

2.测定某废水中的COD ，十次测定结果分别为50.0,49.2,51.2,48.9,50.5,49.7,51.2,48.8,49.7和49.5 mgO 2/L ，问测量结果的相对平均偏差和相对标准偏差（以CV 表示）各多少？

解：X =

n

1

∑=n

i x

1

i

=49.87 d i =X i -X

d =

n

1

i

∑=n

i d

=

10

37

.017.007.133.117.063.097.033.167.013.0+++++++++=0.684

d (%)=

X d ×100=87

.49684.0×100=1.37%

Sr=

1

n

1

2-∑=n d

i i

=9

37.017.007.133.117.063.097.033.167.013.02

222222222+++++++++

=

3000

2227

CV(%)=X

Sr ×100=87.493000

2227

=1.73%

第三章

1.已知下列各物质的Ka 或Kb ，比较它们的相对强弱，计算它们的Kb 或Ka ，并写出它们的共轭酸（或碱）的化学式。

（1） HCN NH 4+ H 2C 2O 4

4.93×10

－10（Ka ） 5.6×10－10（Ka ） 5.9×10－

2（Ka 1） 6.4×10－

5（Ka 2）

（2） NH 2OH CH 3NH 2 AC －

9.1×10－9（Kb ） 4.2×10－4（Kb ） 5.90×10－10（Kb ）

解：（1）酸性强弱：H 2C 2O 4 > NH 4+ > HCN

HCN ：5

10

141003.21093.4100.1Ka Kw Kb ---⨯=⨯⨯== 共轭碱为CN － NH 4+ ：51014

1079.110

6.5100.1Ka Kw Kb ---⨯=⨯⨯== 共轭碱为NH 3 H 2C 2O 4

：105

14

211056.110

4.6100.1Ka Kw Kb ---⨯=⨯⨯== 共轭碱为 HC 2O 4－

13

214

121069.1109.5100.1Ka Kw Kb ---⨯=⨯⨯== 共轭碱为C 2O 4

2－ （2）碱性强度：CH

3NH 2 > NH 2OH > AC

－

NH 2OH ：114

141038.2102.4100.1Kb Kw Ka ---⨯=⨯⨯== 共轭酸为+2

2OH NH

CH 3NH 2 ：6914101.110

1.9100.1Kb Kw Ka ---⨯=⨯⨯== 共轭酸为+33NH CH AC －

：510

141069.110

90.5100.1Kb Kw Ka ---⨯=⨯⨯== 共轭酸为HAc

2.简述酸碱滴定中指示剂的选用原则。

最理想的指示剂应恰好在计量点时变化。但，实际上凡在pH=4.30~9.70范围内变色的指示剂，均可保证有足够的准确度。在满足滴定准确度要求的前提下，其变色点越接近计量点

越好。 注意：

强酸滴定强碱的滴定曲线与强碱滴定强酸类同，只是位置相反。 滴定突跃大小与滴定液和被滴定液的浓度有关。如果是等浓度的强酸强碱相互滴定，其滴定起始浓度减少一个数量级，则滴定突跃缩小两个pH 单位。(P87) 指示剂选择的原则，各类酸碱滴定选用指示剂的原则都是一样的。

所选择的指示剂变色范围，必须处于或部分处于计量点附近的pH 突跃范围内。

3.某一弱酸型指示剂在pH=

4.5的溶液中呈现蓝色，在pH=6.5的溶液中呈现黄色，该指示剂的解离常数K HIn 为多少？

解：由题意知该指示剂pK=5.5

∴K HIn =10－5.5=3.2×10－

6

4.水中碱度主要有哪些？简述碱度测定的基本原理。

一般水中碱度主要有重碳酸盐(HCO 3－)碱度、碳酸盐(CO 32－)碱度和氢氧化物(OH －

)碱度。 水中碱度的测定采用酸碱指示剂滴定法，即以酚酞和甲基橙作指示剂，用HCl 或H 2SO 4标准溶液滴定水样中碱度至终点，根据所消耗酸标准溶液的量，计算水样中的碱度。

5.取水样100.0mL ，用0.1000mol/L HCl 溶液滴定至酚酞终点，消耗13.00mL ；再加甲基橙指示剂，继续用HCl 溶液滴定至橙红色出现，消耗20.00mL ，问水样中有何种碱度？其含量为多少（mg/L 表示）？

解：P=13.00mL ，M=20.00mL P

∴水中有CO 32－和HCO 3－碱度，CO 32－=2P ，HCO 3－

=M-P

CO 32－

碱度（CO 32－

，mg/L ）=

1000100

30

P 2C ⨯⨯⨯=780.0mg/L

HCO 3－碱度（HCO 3－

，mg/L ）=

()1000100

61P -M C ⨯⨯⨯=427.0mg/L

6.一水样中可能含有CO 32－、OH －、HCO 3－

，或者是混合水样。用20.00mL0.100mol/L HCl 溶液，以酚酞为指示剂可滴定至终点。问：

（1）若水样含有OH －和CO 32－

的量（过去称摩尔数）相同，再以甲基橙为指示剂，还需加入多少毫升HCl 溶液才可滴定至橙红色终点？

（2）若水样含有CO 32－和HCO 3－

的量相同，接着以甲基橙为指示剂，还需滴入多少毫升HCl 溶液才可达到橙红色终点？

（3）若加入甲基橙指示剂时，不需滴入HCl 溶液就已呈终点颜色，该水样中含何种物质？

解：（1）P=20.00mL

P 包括OH －

和

2

1CO 32－

碱度 水样含有OH －

和CO 32－

的量相同 ∴OH －

=

21CO 32－

=2

1P 弱酸—共轭酸或弱酸—共轭碱组成的缓冲