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分析化学课后习题答案(2) 要通过10 号筛，d=2mm，应保留试样m Q≥0.1×22=0.4kg将10kg的试样进行缩分：=0.625kg＞0.4kg可见需缩分4 次方可满足要求。
用氧化还原滴定法测得FeSO 4·7H 2O中铁的质量分数为20.01%，20.03%，20.04%，20.05%计算：a.平均值；b.中位数；c.单次测量值的平均偏差；d.相对平均偏差；e.极差：f.相对极差。
平均偏差。
解：淀。
若要求测定结果的相对误差小于解：设试样Fe 2O 3中允许的最高质量分数为6.某含Cl-试样中含有0.10%Br-，用AgNO 3进行滴定时，Br-与Cl-同时被滴定，若全部以Cl-计算，则结果为20.0%。
求称取的试样为下列质量时，Cl-分析结果的绝对误差及相对误差。
：a.0.1000g;b.0.500 0 g;c.1.000 0 g。
解：27. 某试样中含有约5%的S，将S氧化为SO 4 ,然后沉淀为BaSO 4。
若要求在一台灵敏度为0.1mg 的天平上称量BaSO 4的质量时可疑值不超过0.1%，问必须称取试样多少克?解：8.用标记为0.100 0 mol·L-1HCl标准溶液标定NaOH溶液，求得其浓度为0.101 8 mol.L-1，已知HCl 溶液的真实浓度为0.099 9mol·L-1，标定过程中其他误差均较小，可以不计，求NaOH溶液的真实浓度。
10. 有0.098 2 mol·L-1的H 2SO 4溶液480mL，现欲使其浓度增至0.100 0mol·L-1。
问应加入0.500 0 mol·L-1的H 2SO 4溶液多少毫升?13. 欲配制Na C O溶液用于在酸性介质中标定0.02 mol·L的KMnO种溶液消耗的体积相近。
问应配制多大浓度的Na 2C 2O 4溶液?配制100mL多少克?转化为H 2SO 4，以0.108mol·L-1KOH标准溶液滴定至化学计量点，消耗28.2mL。
仪器分析部分作业题参考答案第一章绪论1-21、主要区别：（1）化学分析是利用物质的化学性质进行分析；仪器分析是利用物质的物理或物理化学性质进行分析；（2）化学分析不需要特殊的仪器设备；仪器分析需要特殊的仪器设备；（3）化学分析只能用于组分的定量或定性分析；仪器分析还能用于组分的结构分析；（3）化学分析灵敏度低、选择性差，但测量准确度高，适合于常量组分分析；仪器分析灵敏度高、选择性好，但测量准确度稍差，适合于微量、痕量及超痕量组分的分析。
2、共同点：都是进行组分测量的手段，是分析化学的组成部分。
1-5分析仪器与仪器分析的区别：分析仪器是实现仪器分析的一种技术设备，是一种装置；仪器分析是利用仪器设备进行组分分析的一种技术手段。
分析仪器与仪器分析的联系：仪器分析需要分析仪器才能达到量测的目的，分析仪器是仪器分析的工具。
仪器分析与分析仪器的发展相互促进。
1-7因为仪器分析直接测量的是物质的各种物理信号而不是其浓度或质量数，而信号与浓度或质量数之间只有在一定的范围内才某种确定的关系，且这种关系还受仪器、方法及样品基体等的影响。
因此要进行组分的定量分析，并消除仪器、方法及样品基体等对测量的影响，必须首先建立特定测量条件下信号与浓度或质量数之间的关系，即进行定量分析校正。
第二章光谱分析法导论2-1光谱仪的一般组成包括：光源、单色器、样品引入系统、检测器、信号处理与输出装置。
各部件的主要作用为：光源：提供能量使待测组分产生吸收包括激发到高能态；单色器：将复合光分解为单色光并采集特定波长的光入射样品或检测器；样品引入系统：将样品以合适的方式引入光路中并可以充当样品容器的作用；检测器：将光信号转化为可量化输出的信号。
信号处理与输出装置：对信号进行放大、转化、数学处理、滤除噪音，然后以合适的方式输出。
2-2：单色器的组成包括：入射狭缝、透镜、单色元件、聚焦透镜、出射狭缝。
各部件的主要作用为：入射狭缝：采集来自光源或样品池的复合光；透镜：将入射狭缝采集的复合光分解为平行光；单色元件：将复合光色散为单色光（即将光按波长排列）聚焦透镜：将单色元件色散后的具有相同波长的光在单色器的出口曲面上成像；2-7因为对于一级光谱（n=1）而言，光栅的分辨率为：36005720=×=×===光栅的刻痕密度光栅宽度N nN R 又因为：λλd R =所以，中心波长(即平均波长)在1000cm -1的两条谱线要被该光栅分开，它们相隔的最大距离为：cm -128.036001000===R d λλ2-10原子光谱是由原子外层电子在不同电子能级之间跃迁产生的，而不同电子能级之间的能量差较大，因此在不同电子能级之间跃迁产生的光谱的波长差异较大，能够被仪器分辨，所以显现线光谱；分子光谱的产生既包括分子中价电子在不同电子能级之间跃迁，也包括分子中振动能级和转动能级的跃迁，而振动能级和转动能级之间的能量差较小，在这些能级之间跃迁产生的光谱的波长非常接近，不能被仪器所分辨，所以显现为带光谱。
分析化学电子教案使用的教材：《分析化学》（第四版） 武汉大学主编教学参考书：1.《定量分析化学》林树昌主编2、《定量分析中的误差和数据评价》 宋清编3、《分离及复杂物质的分析》 邵令娴编4、《Analytical Chemistry》 J.G. Dick教学课时安排：共16周 每周4学时 共64学时1. 绪 论（2学时）2. 第一章 定量分析概论（4学时）3. 第二章 酸碱滴定法（10学时）4. 第三章 络合滴定法（10学时）5. 第四章 氧化还原滴定法（8学时）6. 第五章 重量分析和沉淀滴定法（8学时）7. 第六章 吸光光度法（8学时）8. 第七章 误差和分析数据处理（8学时）9. 第八章 分析化学中常用的分离和富集方法（4学时）10.第九章 复杂物质的分析示例（2学时）绪论一、 分析化学的任务和作用1、分析化学：分析化学是研究测定物质组成的分析方法及其相关理论的科学。
其他定义：itinen：化学表征与测量的科学。
欧洲化学联合会（FECS）化学部（DAC）定义：“分析化学是发展和应用各种方法、仪器、策略以获得有关物质在空间和时间方面组成的信息的科学。
”2、任务：鉴定物质的化学成分定性分析测定各组分的含量定量分析确定物质的结构结构分析3、作用：a.21世纪是生命和信息科学的世纪，科技和社会生产发展的需要要求分析化学尽可能快速、全面和准确地提供丰富地信息和有用的数据。
b.现代分析化学正在把化学与数学、物理学、计算机科学、生物学、精密仪器制造科学等学科结合起来。
c.在工农业生产、科学技术、国防建设等社会主义建设中起着重要作用。
d.在各学科的科学研究中的作用―――科学技术的眼睛,是进行科学研究的基础。
分析化学对人们对环境问题的认识和对工业生产、人类健康领域和环境保护中质量控制系统的建立作出了重大贡献。
环境分析：分析化学在更低浓度水平上和更复杂基质中检测和在分子水平上分析的能力，能够鉴别出环境样品中更多的组分，从而提供对即将发生的对人类和生物群的环境威胁或危害的早期预报。
《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%。
《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%。
若改用1cm 或3cm 吸收池，T 及A 等于多少？ 参考答案：因所用试液未变，即εc 为常数。
而A 2cm = －lgT = －lg0.60 = 0.222 根据 A = －lgT =εbc 知111.0222.0212211=⨯==cm cm cm cm A b b A lgT 1cm = －0.111 T 1cm = 77% 333.0222.0232233=⨯==cm cm cm cm A b b A lgT 1cm = －0.333 T 1cm = 46%6、配制一系列溶液，其中Fe 2+含量相同（各加入7.12×10－4mol·L －1Fe 2+溶液2.00mL ），分别加入不同体积的7.12×10－4mol·L －1的邻二氮菲(Phen)溶液，稀释至25mL ，后用1cm 吸收池在510nm 处测得吸光度如下：Phen 溶液的体积V /mL 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 8.00 10.00 12.00 A0.2400.3600.4800.5930.7000.7200.7200.720求络合物的组成。
参考答案：以Phen 体积为横坐标，A 为纵坐标作图。
0.20.40.60.824681012V/mLA从图形可知，在Phen 溶液的体积为6.00mL 时，图形有明显的转折，转折点对应的Fe 2+与Phen 的浓度比为1∶3，所以Fe 2+与Phen 络合物的组成比为1∶3，即形成络合物组成为Fe(Phen)32+。
7、1.0×10－3 mol·L －1的K 2Cr 2O 7溶液在波长450 nm 和530 nm 处的吸光度A 分别为0.200和0.050。
1.0×10－4mol·L －1的KMnO 4溶液在450nm 处无吸收，在530nm 处的吸光度为0.420。
今测得某K 2Cr 2O 7和KMnO 4的混合溶液在450nm 和530nm 处的吸光度分别为0.380和0.710。
试计算该混合溶液中K 2Cr 2O 7和KMnO 4的浓度。
假设吸收池厚度为10mm 。
参考答案：对于K 2Cr 2O 7：113450450200100.11200.0722---⋅⋅=⨯⨯==cm mol L bc A O Cr K ε11353053050100.11050.0722---⋅⋅=⨯⨯==cm mol L bc A O Cr K ε 对于KmnO 4：1134'530'530102.4100.11420.04---⋅⋅⨯=⨯⨯==cm mol L bc A KMnO ε对于混合溶液，因各物质的吸光度具有加和性，由题意得： 77227221102.4150710.01200380.03KMnO O Cr K O Cr K c c c ⨯⨯⨯+⨯⨯=⨯⨯=所以14131046.1109.17722----⋅⨯=⋅⨯=Lmol c L mol c KMnO O Cr K9、以示差吸光光度法测定KMnO 4溶液的浓度，以含锰10.0mg·mL －1的标准溶液作参比溶液，其对水的透射比为T = 20%，并以此调节透射比为100%，此时测得未知浓度KMnO 4溶液的透射比T x = 40.0%，计算KMnO 4的质量浓度。
参考答案：以水作参比时，标准溶液的吸光度A s 为 A s =－lgT =－lg 0.200 = 0.699 示差法测定时，试液的吸光度A x 为A x =－lgT x =－lg 0.400 = 0.398设标准溶液中锰浓度为c x ，试液与标准溶液中锰的浓度差为⊿c ，则sxs A A c c =∆ 所以169.5699.0398.00.10-⋅=⨯==∆mL mg A A c c s x s 则KMnO 4的质量浓度为c x = c s +⊿c = 10.0 + 5.69 = 15.7mg·mL －1第9章 紫外可见吸光光度法9-1 有机化合物分子的电子跃迁有哪几种类型？哪些类型的跃迁能在紫外-可见吸收光谱中反映出来？参考答案：有机化合物可能的跃有：σ→σ*、σ→π*、π→σ*、n →σ*、π→π*、n →π*。
在紫外-可见吸收光谱中反映出来的跃迁类型有：π→σ*、π→π*、n →π*及电荷转移跃迁。
9-9 单光束、双光束、双波长分光光度计在光路设计上有什么不同？这几种类型的仪器分别由哪几大部件组成？参考答案：（1）单光束分光光度计：经单色器分光后的一束平行光，轮流通过参比溶液和样品溶液，以进行吸光度的测定；（2）双波长分光光度计：由同一光源发出的光被分成两束，分别经过两个单色器，得到两束不同波长（λ1和λ2）的单色光，利用切光器使两束光以一定的频率交替照射同一吸收池；（3）双光束分光光度计：在单色器的后面放置切光器，将光分为两路强度相同的两部分，分别通过参比和样品溶液测定。
三种分析仪器均由：光源、单色器、试样池（吸收池）、检测器和信号指示系统五部分组成。
9-16 已知亚异丙基丙酮(CH 3)2C=CHCOCH 3在各种溶剂中实现n →π*跃迁的紫外光谱特征如下：溶剂 环已烷 乙醇 甲醇 水 λmax /nm 335 320 312 300εmax /(L·mol －1·cm －1)25 93 93 112 假定这些光谱的移动全部由与溶剂分子生成氢键所产生，试计算在各种极性溶剂中氢键的强度（kJ·mol －1）。
参考答案：由于亚异丙基丙酮在极性溶剂中程度时，其中C=O 的π电子可以与溶剂分子形成氢键，当n 电子实现n →π*跃迁时，氢键也随之断裂。
吸收波长（335nm ）的部分能量是用来破坏氢键，而在非极性溶液中，未形成氢键，也就无需破坏氢键，它所相应的能量全部用来实现跃迁。
因此，在两种溶液中所需能量的差值相当于形成氢键的强度。
所以，1mol 的亚异丙基丙酮在溶剂中的能量和氢键强度分别为：溶剂 环已烷 乙醇 甲醇 水能量/kJ·mol －1 λhcE =356.89 373.62 383.33 398.67 氢键强度/ kJ·mol －1 E i －E 环已烷16.7326.4441.78第4章 原子吸收光谱法4-4 简述原子吸收光谱法进行定量分析的依据及其定量分析的特点。
参考答案：在一定的浓度范围和一定的火焰宽度条件下，当采用锐线光源时，溶液的吸光度与待测元素浓度成正比关系。
这就是原子吸收光谱定量分析的依据。
常用两种方法进行定量分析：（1）标准曲线法：该方法简便、快速，但仅适用于组成简单的试样。
（2）标准加入法：该方法适用于试样组分未知的情况，不适合于曲线斜率过小的情况。
4-5 原子谱线变宽的主要因素有哪些？对原子吸收光谱分析有什么影响？参考答案：其主要因素影响分别如下：① 自然宽度：原子吸收线的自然宽度与激发态的平均寿命有关，激发态的原子寿命越长，则吸收线的自然宽度越窄，其平均寿命约为10－8s 数量级，一般来说，其自然宽度为10－5nm 数量级；② 多普勒变宽：是由于原子无规则的热运动而产生的，故又称为热变宽。
多普勒变宽随着原子与光源相对运动的方向而变化，基态原子向着光源运动时，它将吸收较长波长的光，反之，原子离开光源方向运动时，它将吸收较短波长的光，由于原子无规则的热运动将导致吸收张变宽，多普勒变宽的程度大约为10－4～10－3nm ，原子化温度越高，多普勒变宽越严重；③ 洛仑兹变宽：被测原子与其他原子或分子相互碰撞，使其基态能级稍有变化，从而导致吸收线变宽；④ 霍尔兹马克变宽：被测元素激发态原子自身的相互碰撞而引起的变宽； ⑤ 场致变宽：⑥ 自吸变宽：谱线变宽将使吸光度下降，使测定结果偏小。
4-6 画出原子吸收分光光度计的结构框图，并简要叙述原子吸收分光光度计的工作原理。
参考答案：结构框图如下所示：工作原理：锐线光源发射出待测元素特征谱线被原子化器中待测元素原子核外层电子吸收后，经光学系统中的单色器，将特征谱线与原子化器过程中产生的复合光谱分散分离后，检测系统将特征谱线强度信号转换成电信号，通过模/数转换器转换成数字信号，计算机光谱工作站对数字信号进行采集、处理与显示，并对分光光度计各系统进行自动控制。
