分析化学答案(武汉五版)第1章
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分析化学武汉大学第五版思考题与习题答案全解第一章概论问题解答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。
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。
《仪器分析》作业参考答案第2章 光谱分析法导论2-1 光谱仪一般由几部分组成?它们的作用分别是什么? 参考答案:(1)稳定的光源系统—提供足够的能量使试样蒸发、原子化、激发,产生光谱; (2)试样引入系统(3)波长选择系统(单色器、滤光片)—将复合光分解成单色光或有一定宽度的谱带; (4)检测系统—是将光辐射信号转换为可量化输出的信号; (5)信号处理或读出系统—在显示器上显示转化信号。
2-2 单色器由几部分组成,它们的作用分别是什么? 参考答案:(1)入射狭缝—限制杂散光进入;(2)准直装置—使光束成平行光线传播,常采用透镜或反射镜; (3)色散装置—将复合光分解为单色光;(4)聚焦透镜或凹面反射镜—使单色光在单色器的出口曲面上成像; (5)出射狭缝—将额定波长范围的光射出单色器。
2-5 对下列单位进行换算:(1)150pm Z 射线的波数(cm -1) (2)Li 的670.7nm 谱线的频率(Hz )(3)3300 cm -1波数对应的波长(nm ) (4)Na 的588.995nm 谱线相应的能量(eV ) 参考答案:(1)171101067.61015011---⨯=⨯==cm cm λσ (2))(1047.4)(107.670100.314710Hz Hz c⨯=⨯⨯==-λν (3))(3030)(1003.3)(3300114nm cm cm =⨯===-νλ (4))(1.2)(10602.110995.588100.310625.6199834eV eV ch E =⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---λ 2-6 下列种类型跃迁所涉及的能量(eV )范围各是多少?(1)原子内层电子跃迁; (4)分子振动能级跃迁; (2)原子外层电子跃迁; (5)分子转动能级跃迁; (3)分子的电子跃迁 参考答案跃迁类型 波长范围 能量范围/eV 原子内层电子跃迁 10-1 ~ 10nm 1.26×106 ~1.2×102原子外层电子跃迁 200 ~ 750nm 6~1.7 分子的电子跃迁 200 ~ 750nm 6~1.7 分子振动能级跃迁 0.75 ~ 50μm 1.7~0.02 分子转动能级跃迁50 ~ 1000μm2×10-2~4×10-7第10章 吸光光度法(上册)2、某试液用2cm 吸收池测量时,T=60%。
第1章 分析化学概论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 Mmol 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:2242S SO H SO KOH100%10.108/0.028232.066/2100%0.47110.3%nMw m mol L L g mol g=⨯⨯⨯⨯=⨯=8.0.2500g 不纯CaCO 3试样中不含干扰测定的组分。
第1章定量分析化学概论思考题1.为了探讨某江河地段底泥中工业污染物的聚集情况,某单位于不同地段采集足够量的原始平均试样,混匀后,取部分试样送交分析部门。
分析人员称取一定量试样,经处理后,用不同方法测定其中有害化学成分的含量。
试问这样做对不对?为什么?答:采集的原始平均试样混匀后,取部分试样送交分析部门。
样品不具代表性。
采集的原始平均试样混匀后,还须研磨、过筛、缩分,才能使送交分析部门试样代表所采集样品的平均化学成分。
2.镍币中含有少量铜、银。
欲测定其中铜、银的含量,有人将镍币的表面擦洁后,直接用稀HNO3溶解部分镍币制备试液。
根据称量镍币在溶解前后的质量之差,确定试样的质量。
然后用不同的方法测定试液中铜、银的含量。
试问这样做对不对?为什么?答:不对。
因为镍币表层和内层的铜和银含量不同。
只溶解表层部分镍币制备试液,测其含量,所得结果不能代表整个镍币中的铜和银含量。
3.怎样溶解下列试样:锡青铜,高钨钢,纯铝,银币,玻璃(不测硅)。
答:锡青铜:用热H2SO4溶解;高钨钢:用HNO3+HF溶解;纯铝:用HCl溶解;银币:用HNO3溶解;玻璃(不测硅):用HF溶解。
4.下列试样宜采用什么熔剂和坩埚进行熔融:铬铁矿,金红石(TiO2),锡石(SnO2),陶瓷。
答:参见:中南矿冶学院分析化学教研室. 分析化学手册. 北京:科学出版社,1982 铬铁矿:用Na2O2熔剂,刚玉坩埚熔融;金红石(TiO2):用KHSO4熔剂,瓷坩埚熔融;锡石(SnO2):用NaOH熔剂(铁坩埚)或Na2O2熔剂(刚玉坩埚)熔融;陶瓷:用Na2CO3熔剂,刚玉坩埚熔融。
5.欲测定锌合金中Fe, Ni, Mg的含量,应采用什么溶剂溶解试样?答:应采用NaOH溶液溶解试样。
因为NaOH与Fe, Ni, Mg形成氢氧化物沉淀,可与锌基体分离。
6.欲测定硅酸盐中SiO2的含量;硅酸盐中Fe, Al, Ca, Mg, Ti的含量。
应分别选用什么方法分解试样?答:测定硅酸盐中SiO2的含量,用KOH熔融分解试样;测定硅酸盐中Fe, Al, Ca, Mg, Ti的含量,用HF-HClO4-H2SO4混酸作溶剂分解试样。
7.分解无机试样和有机试样的主要区别有那些?答:分解无机试样最常用的方法是溶解法和熔融法;测定有机试样中的无机元素时,则通常采用干式灰化(高温分解和氧瓶燃烧法)和湿式消化法分解试样。
主要区别有:1.分解无机试样的熔融法和分解有机试样的干式灰化法虽然都是在高温进行的,但其作用不同,且熔融法需要溶剂。
熔融法是借助高温使试样与熔剂熔融以形成能水溶或酸溶的形态;而干式灰化法是借助高温使有机试样燃烧以消除有机物的干扰,燃烧后留下的残渣可用酸提取。
2. 分解无机试样的溶解法和分解有机试样的湿式消化法虽有相似之处,但所用溶剂和其作用也不同。
湿式消化法采用HNO 3或HNO 3与H 2SO 4、HNO 3与HClO 4混酸作溶剂,利用HNO 3的氧化性破坏有机物以消除其干扰;溶解法使用的溶剂有水、酸、碱或各种混酸,依据试样的性质和待测元素选择适当的溶剂,以使试样成为水溶的形态。
8. 误差的正确定义是(选择一个正确答案):a 某一测量值与其算数平均值之差;b 含有误差之值与真值之差;c 测量值与其真值之差:d 错误值与其真值之差。
答:c 。
9. 误差的绝对值与绝对误差是否相同? 答:不相同。
误差的绝对值是a E 或r E ,绝对误差是E a 。
10. 常量滴定管可估计到±0.01 mL ,若要求滴定的相对误差小于0.1%,在滴定时,耗用体积应控制为多少? 解:∵V01.02⨯≤0.1%,∴V ≥20mL 。
答:耗用体积应控制为20mL 以上。
11. 微量分析天平可称准至±0.001 mg ,要使称量误差不大于0.1%,至少应称取多少试样? 解:∵Sm 001.02⨯≤0.1%,∴m S ≥2mg 。
答:至少应称取2mg 试样。
12. 下列情况各引起什么误差?如果是系统误差,应如何消除?a. 砝码腐蚀;b. 称量时,试样吸收了空气的水分;c. 天平零点稍有变动;d. 读取滴定管读数时,最后一位数字估测不准;e. 以含量为98%的金属锌作为基准物质标定EDTA 溶液的浓度;f. 试剂中含有微量待测组分;g. 重量法测定SiO 2时,试液中硅酸沉淀不完全;h. 天平两臂不等长;答:a. 会引起仪器误差,是系统误差,应校正法码。
b. 会引起操作误差,应重新测定,注意防止试样吸湿。
c. 可引起偶然误差,适当增加测定次数以减小误差。
d. 可引起偶然误差,适当增加测定次数以减小误差。
e. 会引起试剂误差,是系统误差,应做对照实验。
f. 会引起试剂误差,是系统误差,应做空白实验。
g. 会引起方法误差,是系统误差,用其它方法做对照实验。
i. 会引起仪器误差,是系统误差,应标准天平校正。
13. 下列数值各有几位有效数字?0.072,36.080,4.4×10-3,6.023×1023,100,998,1000.00,1.0×103,pH = 5.2时的[H +]。
答:有效数字的位数分别是:2,5,2,4,不确定,3,6,2,1。
14. 某人用差示光度分析法分析药物含量,称取此药物试样0.0520g ,最后计算此药物的质量分数为96.24%。
问该结果是否合理?为什么?答:该结果不合理。
因为试样质量只有三位有效数字,而结果却报出四位有效数字,结果不可能有那样高的精度。
最后计算此药物的质量分数应改为96.2%。
15. 将0.0089 g BaSO 4换算为Ba 。
问计算时下列换算因数中,选择哪一个较为恰当:0.59,0.5888,0.5884。
答:选择换算因数0.59较为恰当。
16. 用加热法驱除水分以测定CaSO 4·21H 2O 中结晶水的含量。
称取试样0.2000 g ,已知天平称量误差为±0.1mg 。
试问分析结果应以几位有效数字报出? 解:2242H O H O 1CaSO H O 1M 9.0012100%100% 6.20%M 145.15⋅=⨯=⨯=w 分析结果应以3位有效数字报出。
17. 今欲配制0.02000 mol·L -1 K 2Cr 2O 7溶液500 mL ,所用天平的准确度为±0.1mg ,若相对误差要求为±0.1%,问称取K 2Cr 2O 7时,应准确称取到哪一位?解:g 9418.218.2945000.002000.0M V c m 722722722722O Cr K O Cr K O Cr K O Cr K =⨯⨯=⨯⨯=;722O Cr K m m2∆≤0.1%,解得:m ∆≤0.0014g ;所以g 9432.2m g 9404.2722O Cr K ≤≤;因此,称取K 2Cr 2O 7时,准确称取到小数点后第三位,即1mg 时,就可满足±0.1%误差要求。
18. 标定碱标准溶液时,邻苯二甲酸氢钾(KHC 8H 4O 4,M = 204.23 g·mol -1)和二水合草酸(H 2C 2O 4·2H 2O ,M = 126.07 g·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。
19. 用基准Na 2CO 3标定HCl 溶液时,下列情况会对HCl 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Na 2CO 3时,实际质量为0.1834 g ,记录时误记为0.1824 g ;c. 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Na 2CO 3用蒸馏水溶解时,多加了50 mL 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. 滴定官活塞漏出HCl 溶液;g. 称取Na 2CO 3时,撒在天平盘上;h. 配制HCl 溶液时没有混匀。
答:据HCl CO Na CO Na HCl V M m c 3232⨯=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Na 2CO 3易吸湿,应用减量法称量。
称取Na 2CO 3时,撒在天平盘上,Na 2CO 3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。
20. 假设用HCl 标准溶液滴定不纯的Na 2CO 3试样,若出现19题中所述的情况,将会对分析结果产生何种影响? 答:据%100m M V c w S CO Na HCl HCl CO Na 3232⨯⨯⨯=a 由于V HCl 偏高,w Na2CO3偏高;b 由于m S 偏低,w Na2CO3偏高;c 由于V HCl 偏高,w Na2CO3偏高;d 无影响;e 因为V HCl 偏低,w Na2CO3偏低;f 因为V HCl 偏高,w Na2CO3偏高;g 由于试样易吸湿,应用减量法称量。
称取Na 2CO 3试样时,撒在天平盘上,Na 2CO 3试样会吸湿,使m S 偏低,最终导致w Na2CO3偏高;h 或偏高,或偏低;不能确定。
溶液没有混匀时,很可能的情况是上层较稀。
若标定时用上层溶液,测定时用下层; 测定时V HCl 偏低,最终导致w Na2CO3偏低。
21. 若将H 2C 2O 4·2H 2O 基准物质不密封,长期置于放有干燥剂的干燥器中,用它标定NaOH 溶液的浓度时,结果是偏高,偏低,还是无影响?答:若将未密封H 2C 2O 4·2H 2O 基准物质长期置于放有干燥剂的干燥器中,会使其失去结晶水。
用它标定NaOH 溶液的浓度时,消耗NaOH 溶液的体积偏高。
根据NaOHNaOH V M m c ⨯=,最终使结果偏低。
22. 有6.00 g NaH 2PO 4及8.197 g Na 3PO 4的混和物,加入少量水溶解,加入2.500 mol·L -1HCl 40.0 mL 。
问所得溶液为酸性,中性,还是碱性?解:mol 0500.098.11900.6M m )PO NaH (n 4242PO NaH PO NaH 42=== mol 0500.094.163197.8M m )PO Na (n 4343PO Na PO Na 43=== mol 100.00400.0500.2V c )HCl (n H Cl H Cl =⨯=⨯=反应式:NaH 2PO 4 + Na 3PO 4 = 2Na 2HPO 4, Na 2HPO 4 + HCl = NaH 2PO 4 + NaCl(0.05mol )(0.05mol) (0.1mol) (0.1mol) (0.1mol) (0.1mol)混和后产物为:NaH 2PO 4和NaCl ,所得溶液为酸性。