水 分 析 化 学

一、填空题（每空1分，20分）1、淀粉是碘量法的指示剂。

2、标准溶液的配制可采取直接法和标定法（间接配置法），但后一种方法需要先配制近似浓度的操作浓度，再用基准物质或标准溶液标定。

3、提高氧化还原反应速度的措施有反应物浓度、温度、催化剂。

4、水中硬度按阴离子组成分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。

5、高锰酸钾指数是指：水体中还原性有机物污染程度的综合指标。

6.、常量组分的分析结果一般保留4位有效数字，微量组分的分析结果一般保留2位有效数字。

7、水的硬度1mmol/L( CaO)= 100 mg/L (CaCO3)= 28.043德国度。

8、淀粉是碘量法的指示剂。

9、提高氧化还原反应速度的措施有、、。

10、评价某分析方法的好坏可用和试验来表示该法的准确度和精密度。

11、系统误差是由测定过程中某些恒定因素引起的，具有重复性和可测性。

12、对于较高浓度或较低浓度的待测物质，可利用示差分光光度法进行测定。

13、常量组分的分析结果一般保留4位有效数字，微量组分的分析结果一般保留2位有效数字。

14、强碱滴定一元强酸时，计量点PH= 7，滴定一元弱酸时，计量点PH > 7。

15、甲基橙指示剂酸式为红色，碱式为黄色。

16、酚酞指标剂酸式为无色，碱式为红色。

无红17、总碱度等于氢氧化物碱度、碳酸盐碱度、重碳酸盐碱度之和。

碱度组成有5类，它们是单独的OH－碱度、单独的CO32-碱度、单独的HCO3－碱度、OH－和CO32-混合碱度、CO32-和HCO3－碱度。

18、根据水样PH值，可大致判断碱度组成，PH《8.3，只有HCO3- 碱度，PH>10有OH-1碱度，有可能还有CO32-碱度19、连续滴定法测碱度，若V前=0，V甲>0，则该水样只含重碳酸盐碱度。

20、连续滴定法测碱度，若V前>0，V甲>V前，则该水样含碳酸盐碱度和重碳酸盐碱度。

21、若水样含总碱度以CaO计为28.04 mg L-1，则换算成以CaCO3计为50.05g L-1。

•水分析化学概述•水样的采集与处理目录•水质指标与测定方法•水体中常见离子的分析方法•有机污染物的分析方法•水质综合评价与监测01水分析化学概述水分析化学的定义与任务定义水分析化学是研究水及其所含组分的化学组成、结构、性质及其变化规律的科学。

任务通过对水样的采集、处理和分析，了解水体的化学性质、污染状况及其变化趋势，为水资源保护、水环境治理和水质监控提供科学依据。

包括地表水（河流、湖泊、水库等）和地下水，研究其化学组成、性质及变化规律。

天然水废水饮用水工业废水、生活污水等，研究其污染物的种类、浓度及迁移转化规律。

研究其水质标准、处理工艺及对人体健康的影响。

030201化学分析法仪器分析法生物分析法物理分析法利用化学反应原理进行定性或定量分析，如沉淀法、络合滴定法等。

利用生物体或生物组织对水样中的某些物质进行识别或测定，如生物传感器法、酶分析法等。

借助各种仪器设备对水样进行分析，如光谱法、色谱法、电化学法等。

通过测量水样的物理性质来推断其化学组成和性质，如电导率法、折射法等。

02水样的采集与处理水样的采集采样点的选择根据水体类型、污染状况和研究目的，选择合适的采样点，确保水样具有代表性。

采样时间和频率根据水体变化规律和污染物排放情况，确定采样时间和频率，以反映水体的真实状况。

采样器具的选择与清洗选用合适的采样器具，如玻璃瓶、聚乙烯瓶等，并确保器具干净、无污染。

根据水样性质和分析项目要求，选择合适的保存方法，如冷藏、冷冻、加入保存剂等。

保存方法确保水样在运输过程中不受污染、不发生变化，选择合适的运输方式和包装材料。

运输要求在保存和运输过程中，需记录水样信息、保存条件等，以便后续分析。

注意事项水样的保存与运去除水样中的悬浮物、颗粒物等杂质，提高分析的准确性。

过滤与离心调节pH 值消解与蒸馏富集与分离根据分析项目要求，调节水样的pH 值，以确保分析的准确性。

对于某些难以直接分析的项目，需进行消解或蒸馏处理，以消除干扰物质或提高检测灵敏度。

第五章 氧化还原滴定法[1]氧化还原反应的特点①有电子得失(转移)，价态发生变化，且数目不固定例：+-+−→−+247Mn O Mn H ↑−→−+-+242423O C O C O H CO Mn H O C MnO 222242*********+↑+→++++--电对：+-24/MnMnO 2242/CO O C - --−−→−-244MnO MnO OH 电对：--244/MnO MnO ②复杂反应，由基元反应组成，分步进行基元反应：粒子一次碰撞而反应(零级或一级反应，具有简单级数的反应) ③反应条件苛刻④反应速度慢，必须克服反应势能(活化能)才能反应[2]提高氧化还原速度的措施①增加反应物浓度(增加碰撞的机率)②提高反应温度(增加活化分子的数量，越能克服反应势能)例：反应迅速彻底−−→−+C O C Na KMnO 0804224 ③加入催化剂(参加反应，改变反应历程减小活化能，但成分不变)，加速（化学反应）或减速(如工业在核反应堆中)例1：−−→−++24224Mn O C Na KMnO 快例2：测COD 时，加42SO Ag [3]氧化还原平衡1．能斯特(Nerst)方程 ][Re ][ln 0d Ox nF RT +=ϕϕ 2．0ϕ：标准电极电位；25℃，当L mol d Ox /1][Re ][==或有气体参加反应，其分压P=101.325kPa 时的电极电位值。

0ϕ用途：① 判断氧化或还原剂的强弱：对一个电对来讲θϕ为正且越大，氧化态的氧化能力越强，还原态的还原能力越弱；θϕ为负，还原态的还原能力越强。

②判断反应方向：电队的电极电位大的氧化态物质可以氧化电极电位小的还原态物质。

3．条件电极电位'ϕ (反应条件改变或不可逆)例：曝气法除铁 ↑+↓→++2322238)(42)(4CO OH Fe O H O HCO FeV V Fe Fe OH O 77.040.00/0/232=<=++-ϕϕ(理论上不能反应) 由于生成Fe(OH)3沉淀，[Fe 3+]≠1mol/L ，不能用0/23++Fe Fe ϕ处理此问题 实际V Fe OH Fe 50.1'230/)(-=+ϕ ∴'2320/)(0/+->Fe OH Fe OH ϕϕθ，曝气法去除铁工程可行 由于副反应作用，使得氧化态或还原态物质的浓度改变，导致氧化还原电对的电极电位发生变化，如果是氧化态物质浓度下降，则电极电位下降，反之相反。

第七章
1、参比电极和指示电极的种类和作用有哪些？
指示电极分为金属基电极和膜电极两大类。

金属基电极分为金属---金属离子电极、金属---金属微溶盐电极、均相氧化还原电极。

常用的参比电极有甘汞电极和银-氯化银电极。

2、玻璃电极使用前为何必须在蒸馏水中浸泡24h以上？
由于干玻璃电极对氢离子的传感不灵敏，即对pH值不响应，因此需要用蒸馏水浸泡：一方面，使玻璃电极的薄膜表面形成一层水合硅胶，水合硅胶层与水溶液之间的离子交换平衡是产生电极电位的根源，会恢复玻璃电极对pH值的响应。

另一方面，玻璃电极的薄膜内外表面的结构、性质常有差别或不对称，引起不对称电位，浸泡的目的是使其不对称电位减少并达到稳定。

3、电极使用前为何要用pH标准缓冲溶液标定pH计？
一般由于温度的影响、电子元件的老化、玻璃电极产家不一或浸泡时间不一等因素，常使pH计测量结果产生偏差，因此除了用仪器上的温度调节钮对温度进行补偿外，必须在测定之前用标准缓冲溶液进行校正。

一、基本概念题：1.滴定：将标准溶液用滴定管计量并滴加到被分析溶液中的过程称为滴定。

2．计量点：滴定过程中，标准溶液与被测物质定量反应完全时的那一点称为化学计量点，简称计量点(等当点)，以sp表示。

3．滴定终点：在滴定过程中，指示剂正好发生颜色变化的那一点称为滴定终点，以ep表示。

4．浊度：表示水中含有悬浮及胶体状态的杂质引起水的浑浊程度，以浊度作单位，是天然水和饮用水的一项重要水质指标。

我国饮用水水质标准规定，浊度不超过3度(NTU散射浊度单位)，特殊情况下不得超过5度(NTU)。

5．酸度：水中给出质子的物质的总量，单位有mg／L(以CaCO3计)6．碱度：水中接受质子的物质的总量，单位有mg／L(以CaCO3计)、mg ／L(以CaO计)、mol／L、mg／L等7．总碱度：水中的HCO3－、 CO32－、 OH－三种离子的总量称为总碱度。

8．甲基橙碱度：水样直接以甲基橙为指示剂，用酸标准溶液滴定至终点(pH≈4．8)，溶液由橙黄色变为橙红色，所消耗的酸标准溶液的量，用T(mL)表示，此时水中碱度为甲基橙碱度，又称总碱度。

9．酚酞碱度：水样首先加酚酞为指示剂，用酸标准溶液滴定至终点(pH≈8.3)，溶液由桃红色变为无色，所消耗的酸标准溶液的量，用P(mL)表示，此时水中碱度为酚酞碱度。

10．水的硬度：水中Ca2+、Mg2+浓度的总量。

11．水的总硬度：钙硬度(Ca2+)和镁硬度(Mg2+)的总和，单位：mg／L(以CaCO3计)。

12．暂时硬度：由Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2及MgCO3形成的硬度为碳酸盐硬度，一般加热煮沸可以除去，因此称为暂时硬度，单位为mg／L(以CaCO3计)。

13．永久硬度：由(CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2、CaSiO3、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2等形成的硬度为非碳酸盐硬度，经加热煮沸不能去除，故称为永久硬度，单位：mg／L(以CaCO3计)，永久硬度只能用化学转化等方法处理。

广东化工2021年第15期·278·第48卷总第449期以水质监测工程项目为导向的水分析化学教学胡晓莲，王西峰，邓仁健(湖南科技大学土木工程学院，湖南湘潭411201)The Water Quality Monitoring Project-oriented WaterAnalysis Chemistry EducationHu Xiaolian,Wang Xifeng,Deng Renjian(School of Civil Engineering,Hunan University of Science and Technology,Xiangtan411201,China)Abstract:In the water analysis chemistry teaching process,under the guidance of videos and contaminated water samples,students feel the water pollution in a real sense to arouse their interests in learning.Students were divided into different project monitoring groups,they got the knowledge necessary for water quality monitoring and analysis outside the textbook with group discussion and group study.And got the water samples of group interesting,designed the experiments program with requirement of comprehensive,exploratory and practical,conducted the experiments in accordance with general procedures for water quality analysis and assessment,finally completed the water quality assessment report by themself.In the means of simulate the water quality monitoring projects,students were trained to solve engineering problems and get the sense of innovation,at the same time,the requirements of engineering education certification of water analysis chemistry education was realized.Keywords:water quality monitoring；water analytical chemistry education；engineering education；water supply and drainage science and engineering；water treatment水分析化学是给排水科学与工程专业开设的一门专业基础课程，是给排水专业的必修课。

引言概述：水是人类生活中必不可少的重要物质，对于保障人类健康和环境保护具有重要意义。

而水分析化学作为研究水质及其中溶质的性质和组成的科学，对于水的安全和饮用水标准的制定起着关键作用。

根据不同的原理，水分析化学可以分为溶解度分析、滴定分析、电化学分析、光谱分析和色谱分析等几种类。

下面将详细介绍这几种水分析化学方法的原理和应用。

正文内容：一、溶解度分析1.溶解度概念：溶解度是指单位温度下单位溶剂中能溶解的溶质的最大量。

通过溶解度分析可以确定水中某种物质的溶解性质。

2.主要方法：普通溶解度分析、倾斜度分析、浸渍度分析等。

3.应用领域：溶解度分析主要用于工业产品的质量控制、环境监测和药物研发等方面。

二、滴定分析1.滴定原理：滴定是指将已知浓度的溶液通过滴定管逐滴加入待测溶液中，使得滴加后化学反应完全达到终点的分析方法。

2.主要方法：酸碱滴定、氧化还原滴定和络合滴定等。

3.应用领域：滴定分析广泛应用于饮用水检测、工业产品质量控制等领域。

三、电化学分析1.电化学原理：电化学分析是利用电化学方法研究电解质溶液的性质和组成，通过测定溶液中的电流、电压和电荷等参数来进行分析。

2.主要方法：电位滴定、离子选择性电极和电导度分析等。

3.应用领域：电化学分析被广泛应用于环境水质监测、药物分析和生物学研究等领域。

四、光谱分析1.光谱原理：光谱分析是利用物质对电磁辐射的吸收、发射和散射的特性进行分析的方法。

2.主要方法：紫外可见光谱、红外光谱和原子吸收光谱等。

3.应用领域：光谱分析广泛应用于环境水质监测、食品安全检测和医学诊断等领域。

五、色谱分析1.色谱原理：色谱分析是通过物质在固定相和流动相之间进行分配达到分离的方法，利用不同物质在固定相和流动相上吸附、解吸差异进行分析。

2.主要方法：气相色谱、液相色谱和超高效液相色谱等。

3.应用领域：色谱分析广泛应用于环境水质监测、食品安全检测和药物分析等领域。

总结：水分析化学是研究水及其中溶质的性质和组成的科学，根据不同的原理，可以分为溶解度分析、滴定分析、电化学分析、光谱分析和色谱分析等几种类。

第一章概论水是人类生存和万物生长必不可少的物质。

当水中的杂质数量达到一定程度后，就会对水体产生污染，对人类环境或水的利用产生不良影响，随着社会的发展和人们生活水平的不断提高，对水质的要求也不断提高，用量也不断增加,同时对水造成的污染也越来越严重。

城市供水水质关系着千家万户的安全与健康，如何合理利用有限的水资源（水面占地球面积的70%，全球总水量为1.4*1011亿米3,海水占总水量的97.3%,淡水占总水量的2.7%，而冰川占2.0%，只有0.7%的淡水可供利用），节约水资源，保护好水资源是当前世界必须重视的问题。

本课程是给水排水专业、环境工程专业学生在学完无机化学、有机化学之后的一门专业基础课，它是研究水中杂质及其组成、性质、含量和分析方法的一门学科。

在水环境污染治理监测中起着“眼睛”和“哨兵”的作用。

本课程的教学目的与任务是使学生树立准确“量”的概念，能对给水排水工程设计、水处理工艺、水环境质量评价及废水综合利用效果等作出正确判断和评价。

通过课程教学使学生掌握水分析化学的四大滴定法(酸碱滴定法、配位滴定法、沉淀滴定法和氧化还原滴定法)和主要仪器分析(如：吸收光谱法、气相色谱法和原子吸收法等)的基本原理、基本知识、基本理论和基本技能；通过实验教学使学生正确掌握水分析化学的基本操作；整个教学环节都要注重培养学生严谨的科学态度，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。

水分析化学课程的实践性较强，要求学生能独立地进行常规项目的分析测定。

掌握常见水质指标(例如碱度、硬度、色度、浊度、PH值、电导率、余氯、高锰酸盐指数、CODcr、DO、等)和水质有机物污染综合指标(例如，TOC、TOD、CCE等)的测定意义、测定原理和条件。

牢固地掌握标准溶液的配制和溶液浓度的表示方法、标准曲线绘制以及滴定分析和主要仪器分析中有关计算。

该课程共计36学时，其中理论教学24学时。

主要参考文献：1、《水分析化学学习辅导与习题精解》廖慧高云霞编中国建筑工业出版社2、《分析化学》薛华等编清华大学出版社3、《水分析化学》王国惠主编化学工业出版社4、《定量分析化学简明教程》彭崇惠等编北京大学出版社5、《水分析化学试题精选与答题技巧》崔崇威主编哈尔滨工业大学出版社ξ1-1 水分析化学的任务和分类一、水分析化学的任务1.掌握常量组分定量分析的基本知识,基本理论和基本分析方法.2.掌握分析测定中的误差来源,误差的表征,及初步学会实验数据的统计处理方法.3.了解常见的水质指标的定义和测定方法。

华中科技大学文华学院2008～2009 学年度第二学期《水剖析化学》试卷学号课程性质：（必修）考试时间： 2009 年月日专业（B 卷）使用范围：（本科）考试方式：（闭卷）班级学生姓名成绩一、选择题（每题 2 分，合计 16 分）1.用含有少许邻苯二甲酸的邻苯二甲酸氢钾标定 NaOH 溶液的浓度，标定出的 NaOH 浓度比实质浓度（）。

A. 偏低B. 偏高C. 无影响 D 不可以确立2. 在滴定剖析测定中出现的以下状况，那种致使系统偏差 ? ()A. 滴定管的读数读错B. 滴准时有液滴溅出C. 砝码未经校订D. 试样未经充足混匀2O2溶液的 pH值为：（H2O2的 Ka=2.24*10-12）（）（A）（B）（C）（D）4.测定 Fe2(SO4)3溶液中的 SO42-，而 Fe3+以 Fe (OH)3形式除掉，则溶液酸度应控制在（）。

A. 弱酸性溶液中B. 强酸性溶液中C. 弱碱性溶液中D. 中性溶液中5. 切合朗伯—比尔定律的有色溶液，当浓度改变时（）。

A.最大汲取波长改变，吸光度不变B.吸光度改变，透光率不变C.最大汲取波长不变，吸光度改变D.最大汲取波长、吸光度均改变6. 已知 Mg(OH) 2的 Ksp=1.8*10 -11，Mg(OH) 2则饱和溶液中的 pH 是（）。

4-在酸性、中性、碱性介质中的复原产物分别是( )7. MnO（A） Mn2+、MnO2、 MnO42-2-2+（B） MnO4、MnO2、Mn2+-（C） MnO2、Mn 、MnO42-2+-（D） MnO4、Mn 、MnO48. 高锰酸钾滴定法中酸化溶液时用的酸是（）（ A）HNO3（B） HCl（C）H2SO4（D）HAC二、填空（每空 2 分，合计 40 分）1.关于常量滴定管读数，若要求剖析结果的相对偏差＜ 0.1%，则要求耗费滴定剂的体积＞ __________2.某酸碱指示剂的 K a×10-5，其理论变色范围是 pH 为__________。

水分析化学知识点总结水是生命之源，其质量对人类生存和健康影响巨大，因此水质的分析和监测十分重要。

水分析化学作为一门交叉学科，在水的质量检测中占据着举足轻重的地位。

本文将综合介绍水分析化学的相关知识点，旨在帮助读者对水的质量进行更准确、全面的分析和判断。

一、水中污染物的种类和检测方法1.常见污染物种类水中常见的污染物分为有机物、无机盐、微生物等。

有机物包括酸性有机物、挥发性有机物、芳香族有机物等；无机盐包括重金属、氮、磷等，微生物则包括细菌、病毒等。

2.水中污染物检测方法（1）物理方法物理方法包括沉淀法、过滤法等，主要用于水体中颗粒物的检测。

（2）化学方法化学方法包括比色法、折射法、气相色谱法等，可以检测到水体中的有机物、无机盐等污染物。

（3）生物学方法生物学方法包括生物放大法、细胞毒性法等，主要用于水中微生物的检测。

二、常见的水质指标1. pH值pH值是反映水体酸碱度的指标，通常测量范围为0-14，7代表中性。

2. 溶解氧含量溶解氧是水中生物生存的必需氧气，其浓度通常用毫克/升表示。

3. 总固体总固体包括悬浮物和溶解物，通常用毫克/升表示。

4. 臭氧含量臭氧是一种高效的消毒剂，通常用毫克/升表示。

三、水处理方法1. 活性炭吸附法活性炭吸附法是通过活性炭对水中有机物的吸附作用，使水中有机物质量浓度降低的方法。

2. 沉淀法沉淀法是通过化学反应产生的沉淀物将水中杂质去除的方法。

3. 氧化还原法氧化还原法是通过氧化或还原作用将水中的某些有机物转化为无害的物质，或者将水中的金属离子还原成金属沉淀物，达到去除水污染的目的。

四、水处理反应方程式1. 活性炭吸附反应方程式CnH2n+2 + nO2 -> nCO2 + nH2O2. 沉淀法反应方程式2HCl + Ca(OH)2 -> CaCl2 + 2H2O3. 氧化还原法反应方程式MnO4- + 8H+ + 5e- -> Mn2+ + 4H2O五、常用仪器设备1. pH计pH计是用于测量水体中pH值的仪器设备。