分析化学武大版第六章作业答案

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第六章 络合滴定法

4、解: 当pH=9.0时, [OH-]=1.010-5 mol∙L−1 , [NH3]=1.010-2 mol∙L−1

αM(NH3) = 1+b1[NH3] + b2[NH3]2 + b3[NH3]3 + b4[NH3]4

= 1+102.0×10−2.0+105.0×10−2.0×2+107.0×10−2.0×3+1010.0×10−2.0×4

= 1+1+10+10+102.0=122

αM(OH) = 1+ 1[OH-] + 2[OH-]2 + 3[OH-]3 + 4[OH-]4

= 1+104.0×10−5.0+108.0×10−5.0×2+1014.0×10−5.0×3+1015.0×10−5.0×4

= 1+10−1.0+10−2.0+10−1.0+10−5.0=1.21

由此可知,b4[NH3]4项数值最大,所以M(NH3)42+为主要存在形式

αM = αM(NH3) + αM(OH) -1=122

[M(NH3)42+]=cMδM(NH3)42+=(0.10×102.0122)mol∙L=0.082mol∙L−1

当pH=13.0, [OH-]=1.010-1.0 mol∙L−1, [NH3]=1.010-2 mol∙L−1

αM(NH3) = 1+b1[NH3] + b2[NH3]2 + b3[NH3]3 + b4[NH3]4 = 122

αM(OH) = 1+ 1[OH-] + 2[OH-]2 + 3[OH-]3 + 4[OH-]4

= 1+104.0×10−1.0+108.0×10−1.0×2+1014.0×10−1.0×3+1015.0×10−1.0×4

= 1+103.0+106.0+1011.0+1011.0=2.0×1011

由此可知,3[OH-]3 和 4[OH-]4这两项数值最大,所以[M(OH)3-]和[M(OH)42-]为主要存在形式

αM = αM(NH3) + αM(OH) -1=2.0×1011

[M(OH)3-]=cMδM(OH)3−=(0.10×1011.02.0×1011.0)mol∙L=0.050mol∙L−1

[M(OH)42-]=cMδM(OH)42−=(0.10×1011.02.0×1011.0)mol∙L=0.050mol∙L−1

5、解:用 en代表乙二胺,由题意知: [en]= 0.010mol∙L−1 ,

cAg+=[Ag+]+[Ag(en)+]+[Ag(en)2+]=0.10 mol L-1

δAg(en)+=1[en]1+1[en]+β2[en]2=104.7×10−2.01+104.7×10−2.0+107.7×10−2.0×2=0.0909

δAg(en)2+)=β2[en]21+1[en]+β2[en]2=107.7×10−2.0×21+104.7×10−2.0+107.7×10−2.0×2=0.909

cen=[en]+[Ag(en)+]+2[Ag(en)2+)]

= (0.010+0.0909×0.10+2×0.909×0.10) mol∙L−1=0.20 mol∙L−1

6、解: (1)由题意可知,Cd2+除了与Y的反应作为主反应之外,还存在与酒石酸的络合效应,Y有酸效应和由Zn2+产生的共存离子效应,而Zn2+又存在与酒石酸的络合效应。

pH=6.0时,lgαY(H)=4.65,加入等体积的EDTA之后有[Tart]=0.10 mol∙L−1

则有

aCd(Tart) = 1+b1[Tart]=1+102.8x0.10=64.1=101.81

aY(Zn)= 1+KZnY[Zn2+]=1+KZnYcZn2+αZn(Tart)=1+KZnYcZn2+1+β1[Tart]+β2[Tart]2

=1+1016.5×0.0101+102.4×0.10+108.32×0.102=108.18

αY=αY(H)+αY(Zn)−1=104.65+108.18−1=108.18

lgKCdY′=lgKCdY−lgαCd−lgαY=16.46−1.81−8.18=6.47

同理,可得:aZn(Tart) = 1+b1[Tart]+ b2 [Tart]2=106.32

aY(Cd)= 1+KCdY[Cd2+]=1+KCdYcCd2+αCd(Tart)=1+1016.46×0.010101.81=1012.65

αY=αY(H)+αY(Cd)−1=104.65+1012.65−1=1012.65

lgKZnY′=lgKZnY−lgαZn−lgαY=16.50−6.32−12.65=−2.47

8、解:查附录表8,碘离子可与镉离子络合。 Zn + Y = ZnY

由题意可知,Y有酸效应和Cd2+产生的共存离子效应,且[I−]=1mol∙L−1

αY(Cd)= 1+KCdY[Cd2+]=1+KCdYcCd2+αCd(I)=1+KCdYcCd2+1+β1[I−]+β2[I−]2+β3[I−]3+β4[I−]4=1+1016.46×0.005001+102.10+103.43+104.49+105.41=108.70

当pH=5.0时,lgαY(H)= 6.45

αY=αY(H)+αY(Cd)−1=108.70

lgKZnY′=lgKZnY−lgαY=16.50−8.70=7.80

pZnsp′=12(lgKZnY′+pcZnsp)=12×(7.80+2.30)=5.05

以二甲酚橙作指示剂时,pZn’ep=4.80,(附录表14)则有

∆pZn′=4.80−5.05=−0.25

Et=10−0.25−100.25√0.00500×107.80×100%=−0.22%

12、解:a、pH=5.0时, lgαY(H)= 6.45

[Ac−]=cδAc−=0.31×KaKa+[H+]=0.20 mol∙L−1

αPb(Ac)=1+β1[Ac−]+β2[Ac−]2=102.43

lgKPbY′=lgKPbY−lgαPb−lgαY=18.04−6.45−2.43=9.16

pPbsp=12(lgKPbY′+pcPbsp)=6.08

Pbep′=lgK`PbIn=7.0−lgαPb=7.0−2.43=4.57

∆pPb=4.57−6.08=−1.51

Et=10∆pPb−10−∆pPb√cPbepKPbY′×100%=10−1.51−101.51√0.0010×109.16×100%=−2.7%

b 、 lgKPbY′=lgKPbY−lgαY=18.04−6.45=11.59

pPbsp=12(lgKPbY′+pcPbsp)=7.30

Pbep′=lgK`PbIn=7.0

∆pPb=7.0−7.3=−0.3

Et=10∆pPb−10−∆pPb√cPbepKPbY′×100%=10−0.3−100.3√0.0010×1011.59×100%=−0.008%

13、解:由题意可知,

aCu(NH3)= 1+b1[NH3]+ b2[NH3]2 +b3[NH3]3 +b4[NH3]4 = 109.36

pH=10时, αCu(OH)=1.70 lgαY(H)= 0.45

αCu=αCu(OH)+αCu(NH3)−1=1.70+109.36−1=109.36

lgKCuY′=lgKCuY−lgαCu−lgαY(H)=18.80−9.36−0.45=8.99

pCuep′=pCuep−lgαCu(NH3)=13.8−9.36=4.44

pCusp′=12(lgKCuY′+pcCusp)=12×(8.99+2.00)=5.50

∆pCu=4.44−5.50=−1.06

Et=10∆pCu−10−∆pCu√cCuepKCuY′×100%=10−1.06−101.06√0.010×108.99×100%=−0.36%

14、解:a. 在只含La3+溶液中,当∆pLa′=0.2 ,Et≤0.3%,则有

lg (K `LaYcLasp)≥5.0

lgK`LaY≥7.0 lgαY(H)= 15.5-7.0=8.5 pH=4.0 最低酸度为La3+水解产生沉淀时的pH值,则

[OH−]=√KspcLa3=(√10−18.80.013)mol∙L−1=10−5.6mol∙L−1

pH=8.4

因此,滴定La3+的酸度围为pH=4.0~8.4。

在两种金属离子La3+ 和Mg2+共存混合溶液中,则有

αY(H)=αY(Mg)=107.10

查表可知, pH≈4.7, 滴定酸度控制在pH4.78.4

b. 若指示剂不与Mg2+显色,lg (KMgYcMg)=7.1. 在La3+独立存在溶液中, pH4.08.4, pH=4.0时, lgαY(H)=8.4, αY(H)αY(Mg)。Mg2+不干扰测定, 滴定酸度围为pH=4.0~8.4。

c、当 αY(H)=0.1αY(Mg)时,则有αY(H)=106.1,查表得pH=5.2

αY=αY(H)+αY(Mg)−1≈αY(Mg)=107.1

lgKLaY′=lgKLaY−lgαY=15.5−7.1=8.4

pLasp=12(lgK′−lgcLa)=12×(8.4+2.0)=5.2

当pH=5.2时,pLaep=4.7,则有

∆pLa=4.7−5.2=−0.5

Et=10∆pLa′−10−∆pLa′√cLaepKLaY′×100%=10−0.5−100.5√10−2.0×108.4×100%=−0.2%

17、解:滴定后cFe3+=[Fe3+]+[FeY]+[FeF]+[FeF2]+[FeF3]

Fe(F)= 1+1[F-]+2[F-]2+3[F-]3=1+104.28+107.30+109.06

Fe(EDTA)=1+K`[Y]

查表,lgKCuY=18.80, lgKFeY=25.1, pH=4.5时, lgαY(H)= 7.44, pCuep=8.3

则有 lgKCuY′=18.80−7.44=11.36

lgKFeY′=25.1−7.44=17.66

对于Cu2+与EDTA的络合,终点时[CuY]= 0.010 mol.L-1,则有

Yep=[CuY][Cu]epKCuY′=(0.01010−8.3×1011.36)mol∙L−1=10−5.06mol∙L−1

因此有 Fe(EDTA)=1+K`[Y]=1012.60

Fe=Fe(F) +Fe(EDTA)-1Fe(EDTA)=1012.60

[FeF3][FeY]=109.061012.6×100%=0.029%

19、解:pH=0.8时络合滴定的是Zr(IV),则有

wZrO2=1.000×10−2×10.00×123.221.000×1000×50.00200.0×100%=4.93%