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文檔簡介
1、碩士研究生入學考試試題藥學專業(yè)分析化學經(jīng)典習題總結(jié)目錄第二章 誤差和分析數(shù)據(jù)處理1第三章 滴定分析法概論3第四章 酸堿滴定法5第五章 配位滴定法9第六章 氧化還原滴定法12第七章 沉淀滴定法和重量分析法15第八章 電位法和永停滴定法17第九章 光譜分析法概論19第十章 紫外-可見分光光度法19第十二章 紅外吸收光譜法21第十三章 原子吸收分光光度法23第十四章 核磁共振波譜法24第十五章 質(zhì)譜法33第十六章 色譜分析法概論39第十七章 氣相色譜法41第十八章 高效液相色譜法42第十九章 平面色譜法43第二十章 毛細管電泳法46第二章 誤差和分析數(shù)據(jù)處理 1標定濃度約為0.1mol·L
2、-1的NaOH,欲消耗NaOH溶液20mL左右,應稱取基準物質(zhì)H2C2O4·2H2O多少克?其稱量的相對誤差能否達到0.1%?若不能,可用什么方法予以改善?解:根據(jù)方程2NaOH+H2C2O4·H2O=Na2C2O4+3H2O可知, 需稱取H2C2O·H2O的質(zhì)量m為:則稱量的相對誤差大于0.1% ,不能用H2C2O·H2O標定0.1mol·L-1的NaOH ,可以選用相對分子質(zhì)量大的基準物進行標定。若改用KHC8H4O4為基準物,則有: KHC8H4O4+ NaOH= KNaC8H4O4+H2O,需稱取KHC8H4O4的質(zhì)量為m2 ,則 m2
3、=0.1×0.020×204.22=0.41g由此可見,選用相對分子質(zhì)量大的鄰苯二甲酸氫鉀標定NaOH,由于其稱樣量較大,稱量的相對誤差較小(0.1%),故測定的準確度較高。 2用基準K2Cr2O7對Na2S2O3溶液濃度進行標定,平行測定六次,測得其濃度為0.1033、0.1060、0.1035、0.1031、0.1022和0.1037 mol/L,問上述六次測定值中,0.1060是否應舍棄?它們的平均值、標準偏差、置信度為95和99時的置信限及置信區(qū)間各為多少?解:(1)(2)(3)查G臨界值表,當n6和置信度為95時,G,0.051.89,即GG,0.05,故0.10
4、60不應舍棄。(4)求平均值的置信限及置信區(qū)間。根據(jù)題意,此題應求雙側(cè)置信區(qū)間,即查t檢驗臨界值表中雙側(cè)檢驗的對應的t值:P0.95:1P0.05;f615;t0.05,52.571,則置信度為95時的置信限為±0.0014, 置信區(qū)間為0.1036±0.0014。P0.99:1P0.01;f615;t0.01,54.032,則置信度為99時的置信限為0.0021, 置信區(qū)間為0.1036±0.0021。由此題可見,置信水平越高,置信區(qū)間越寬。 3用無水碳酸鈉和硼砂兩種基準物質(zhì)標定HCl溶液的濃度,測定結(jié)果如下:用無水碳酸鈉標定:0.1005、0.1007、0.1
5、003、0.1009(mol/L)用硼砂標定:0.1008、0.1007、0.1010、0.1013、0.1017(mol/L)當置信度為95時,用這兩種基準物標定HCl溶液濃度的平均值是否存在顯著性差異?解:(1)判斷兩組數(shù)據(jù)的均值是否存在顯著性差異,應采用t檢驗。而根據(jù)顯著性檢驗順序,進行t檢驗前,應先由F檢驗確認兩組數(shù)據(jù)的精密度是否存在顯著性差異。無水碳酸鈉:,S12.6×10-4 硼砂:,S24.1×10-4查表得,F(xiàn)0.05,4,39.12,即FF0.05,4,3。兩組數(shù)據(jù)均值的精密度無顯著性差異,可進行t檢驗。(2)進行兩組數(shù)據(jù)均值的t檢驗,以確定兩種方法間的準
6、確度(系統(tǒng)誤差)是否有顯著不同。即求出t值與相應t,f值(臨界值)相比較,若tt,f,說明與間存在著顯著性差異,反之則說明二者間不存在顯著性差異。求出合并標準偏差SR:進行兩組數(shù)據(jù)均值的t檢驗:查表得,t0.05,72.365,即tt0.05,7,故兩種基準物標定HCl溶液濃度的均值間無顯著性差異。 4用分光光度法測定某人血清樣品中無機磷的含量(mmol/L),8次平行測定結(jié)果如下: 1.25,1.34,1.28,1.17,1.33,1.24,1.31,1.32。請用Grubbs法檢驗分析結(jié)果中是否有需舍去的數(shù)值?求取舍后合理結(jié)果的置信區(qū)間。如果正常成人血清中無機磷含量的標準值是1.20 mm
7、ol/L,問此樣品中無機磷含量是否異常(P95)?解:(1)用Grubbs檢驗法檢查數(shù)據(jù)中有無要舍棄的可疑數(shù)據(jù):, S=0.058,由均值可知1.17是可疑值,則查G臨界值表,當n8和置信度為95時,G0.05,82.13,即GG0.05,8,故1.17不應舍棄。(2)取舍后合理結(jié)果的置信區(qū)間:(3)欲知血樣中無機磷含量與標準值(1.20 mmol/L)相比是否異常,應采用t檢驗。即求出t值與相應t,f值(臨界值)相比較,若tt,f,說明與間存在著顯著性差異,說明血樣中無機磷含量可能異常(P95),反之則說明二者間不存在顯著性差異。1.28, S0.058 則分析結(jié)果說明與間存在顯著性差異,即
8、此人血樣中無機磷含量異常的可能性有95。 5采用一新建的GC法測定同一批六神丸中麝香酮含量。用標準試樣(已知麝香酮的標準值為0.310%)對此新方法進行檢驗。六次測定結(jié)果為():0.307、0.298、0.285、0.301、0.292及0.295,試對此新方法作出評價。解:根據(jù)題意,此題為新方法所測的樣本均值與標準值(相對真值)的比較,應采用t檢驗。即求出t值與相應t,f值(臨界值)相比較,若tt,f,說明與間存在著顯著性差異,說明新方法存在系統(tǒng)誤差;反之則說明二者間不存在顯著性差異。0.296,S7.58×103 則 t4.52,查表得t0.05,52.57,即tt0.05,5,
9、說明新方法測定結(jié)果與標準試樣已知含量有顯著性差異,可能存在系統(tǒng)誤差,方法還需進一步完善。第三章 滴定分析法概論1稱取鐵礦石試樣0.5000g,將其溶解,使全部鐵還原成亞鐵離子,用0.01500 mol/L K2C2O7 標準溶液滴定至化學計量點時,用去K2C2O7 標準溶液33.45ml。試樣中Fe和Fe2O3的百分質(zhì)量分數(shù)各為多少?解:此題是直接法進行氧化還原滴定,F(xiàn)e2+與K2C2O7的反應為:6Fe2+ + C2O72-+14H+6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O則若以Fe2O3形式計算質(zhì)量分數(shù),由于每個Fe2O3分子中有兩個Fe原子,對同一試樣存在如下關(guān)系:則,也可直接利用計算,
10、 2測定肥料中的含氮(MN14.01g/mol)量時,稱取試樣0.2471g,加濃堿液蒸餾,產(chǎn)生的NH3用50.00ml 0.1015mol/L HCl溶液吸收,然后用0.1047mol/L NaOH溶液回滴過量的HCl,用去12.76ml。計算肥料中的含氮量。解:此題是返滴定法進行酸堿滴定。 3 稱取含Na2S試樣0.5000g,溶于水后,加入NaOH溶液至堿性,加入過量的濃度為0.02000 mol/L的KMnO4標準溶液25.00 ml 將S2氧化為SO42-。此時KMnO4被還原為MnO2,過濾除去,將濾液酸化,加入過量的KI,再用0.1000 mol/L Na2S2O3溶液滴定析出的
11、I2,消耗Na2S2O37.50ml。求試樣中Na2S的百分質(zhì)量分數(shù)?解:此題是氧化還原滴定,采用返滴定和置換滴定兩種方式。測定中的反應:8MnO4+3S2+ 4H2O 8MnO2 + 3SO42+ +8OH-剩余的KMnO4將KI氧化生成定量的I2,定量的I2再與Na2S2O3反應;2MnO4 + 10I +16H+ 2Mn2+ + 5I2 + 8H2OI2 + 2Na2S2O3Na2S4O6 + 2NaI則,與Na2S反應的KMnO4的摩爾數(shù)為:所以 4稱取含BaCl2試樣0.5000g,溶于水后加25.00ml 0.5000mol/L 的KIO3將Ba2+沉淀為Ba(IO3)2,濾去沉淀
12、,洗滌,加入過量KI于濾液中并酸化,滴定析出的I2,消耗0.1000 mol/L的Na2S2O3標準溶液21.18 ml。計算BaCl2的百分質(zhì)量分數(shù)?解:此題是間接滴定法,將Ba2+沉淀為Ba(IO3)2,通過測定其中的IO3的量來求得BaCl2的含量,測定中的反應:Ba2+ 2IO3- Ba(IO3)2剩余的KIO3再將KI氧化生成定量的I2,定量的I2再與Na2S2O3反應;IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2 + 3H2OI2 + S2O32- = 2I + S4O62-則,所以第四章 酸堿滴定法 1NaOH標準溶液吸收了空氣中的CO2,當用于滴定(1)強酸(2)弱酸時,對滴定
13、的準確度各有何影響?答:(1)強酸:吸收CO2后,2molNaOH生成1 mol Na2CO3。滴定強酸時,若以甲基橙為指示劑,終點pH4,生成H2CO3,消耗2 mol HCl,即2molNaOH與CO2發(fā)生反應則生成1mol Na2CO3,仍然消耗2molHCl。在這種情況下,CO2的影響很小,可忽略不計。若以酚酞為指示劑,終點時,pH9,生成NaHCO3,滴定時HClNa2CO3為11,因此1molNa2CO3只消耗了1molHCl,這時對結(jié)果有明顯的影響。 (2)弱酸:滴定弱酸時終點pH7,此時只能選酚酞為指示劑,Na2CO3只反應至NaHCO3,所以消耗HCl量減少,CO2的影響不能
14、忽略。 2標定HCl溶液時,若采用(1)部分風化的Na2B4O7·10H2O;(2)部分吸濕的Na2CO3;(3)在110烘過的Na2CO3,則標定所得的濃度偏低、偏高,還是準確?為什么?答:(1)部分風化的Na2B4O7·10H2O:偏低。硼砂失水后,按公式中,稱一定m,VHCl消耗多,故標定所得CHCl濃度偏低。 (2)部分吸濕的Na2CO3:偏高。吸濕的Na2CO3(帶少量水)中,稱一定m,VHCl消耗少,故標定所得CHCl濃度偏高。 (3)在110烘過的Na2CO3:偏高。Na2CO3作基準物時在270300加熱干燥,以除去其中的水分與少量的NaHCO3。如在110
15、加熱,只是除去水分,少量的NaHCO3還存在。Na2CO3與HCl反應是12,而NaHCO3與HCl反應是11。VHCl消耗少,故標定所得CHCl濃度偏高。 3下列溶劑中何者為質(zhì)子溶劑?何者為無質(zhì)子溶劑?若為質(zhì)子溶劑,是酸性溶劑還是堿性溶劑?若為無質(zhì)子溶劑,是偶極親質(zhì)子溶劑還是惰性溶劑?(1)冰醋酸;(2)二氧六環(huán);(3)乙二胺;(4)甲基異丁酮;(5)苯;(6)水;(7)乙醚;(8)異丙醇;(9)丙酮;(10)丁胺。答:質(zhì)子溶劑無質(zhì)子溶劑酸性溶劑(疏質(zhì)子)堿性溶劑(親質(zhì)子)偶極親質(zhì)子溶劑惰性溶劑冰醋酸乙二胺二氧六環(huán)甲基異丁酮水水乙醚苯異丙醇異丙醇丙酮丁胺 4試設(shè)計測定下列混合物中各組分的方法
16、,寫出滴定原理、指示劑、操作步驟及計算公式。(1)HCl和H3PO4;(2)HCl和硼酸;(3)HCl和NHC4Cl; (4)HCl和HAc;(5)Na3PO4和NaOH;(6)Na3PO4和Na2HPO4;(7)NaHSO4和NaH2PO4 ;(8)NH3·H2O和NHCl解:設(shè)計測定混合酸或堿方法是:混合酸體系(HA+HB),根據(jù)cKHA(HB)10-8分別判斷各個質(zhì)子能否被準確滴定;根據(jù)c(HA)K(HA)/c(HB) K(HB)104判斷能否實現(xiàn)分步滴定;由終點pH選擇合適的指示劑。混合堿以同樣方法處理。(1)HCl和HPO:取一份試液以甲基橙為指示劑,用NaOH滴定,消耗體
17、積為V;另取一份試液以酚酞為指示劑,用NaOH滴定,消耗體積為V2。按下式計算:;(2)HCl-H3BO3:H3BO3的,不能用NaOH滴定,而加入甘油后可用NaOH直接滴定。所以,可先用NaOH標準溶液滴定HCl,以甲基橙為指示劑,由紅變黃,記下體積,可求出HCl的含量;再將適量的甘油加入后搖勻,加入酚酞指示劑,用NaOH標準溶液滴定至粉紅色,記下體積即可測定硼酸的含量。; (3)HCl-NH4Cl:NH4+的pKa9.25,顯然不能用NaOH滴定。當用NaOH標準溶液滴定HCl完全后,溶液NH4+NaCl,其pH5.2,可選用甲基紅(4.46.2)指示劑。設(shè)所消耗的體積為V1。在上述溶液中
18、加入甲醛,NH4Cl可與甲醛反應釋放出H+后,以酚酞為指示劑,用NaOH標準溶液滴定,體積為V2,終點產(chǎn)物為(CH2)6N4。; 。(4)HCl和HAc:HCl為強酸,HAc pKa4.76為弱酸,當,cHCl10-2mol/L,cHAc10-2mol/L,而pKHCl/ pKHAc4,可以分步滴定。用NaOH滴定,第一計量點溶液組成為NaCl+HAc,選甲基橙為指示劑。第二計量點溶液組成為NaCl+NaAc,選酚酞為指示劑。;(5)Na3PO4+NaOH:取混合液一份,以百里酚酞為指示劑,用HCl滴定至無色,設(shè)消耗HCl體積為V1。NaOH全部被滴定,Na3PO4滴定為NaH2PO4。在上溶
19、液中加入甲基橙作指示劑,用HCl滴定至紅色,設(shè)消耗HCl體積為V2。以V2計算Na2HPO4的含量。NaOH消耗HCl體積為(V1-V2)。: (6)Na3PO4和Na2HPO4:取混合液一份,以酚酞為指示劑,用HCl滴定至無色,溶液組成為:Na2HPO4,消耗HCl體積為V1。在上溶液中加入甲基橙作指示劑,用HCl滴定至紅色,設(shè)消耗HCl體積為V2。溶液組成為:NaH2PO4。;(7)NaHSO4和NaH2PO4:取混合液一份,以甲級紅為指示劑,用NaOH滴定至黃色,溶液組成為:NaH2PO4+ Na2SO4,消耗NaOH體積為V1。在上溶液中加入百里酚酞作指示劑,用HCl滴定至藍色,設(shè)消耗
20、NaOH體積為V2。溶液組成為:Na2HPO4+ Na2SO4。; (8)NH3H2O和NH4Cl:NH3·H2O為弱堿,cKb108,可用HCl標準溶液滴定,指示劑為甲基紅。同上(3),然后用甲醛法測定NH4Cl含量。; 5當下列溶液各加水稀釋10倍時,其pH值有何變化?計算變化前后的pH值。(1)0.1mol/L HCl;(2)0.1mol/L NaOH;(3)0.1mol/L HAc;(4)0.1mol/L NH3H200.1mol/L NH4Cl解:(1)0.1mol/L HCl:強酸,pHlg0.101.00 稀釋后:pHlg0.012.00(2)0.1mol/L NaOH
21、:強堿, pOHlg0.101.00? pH13.00稀釋后:pOHlg0.012.00 pH12.00(3)0.1mol/L HAc:弱酸pH2.88稀釋后:pH3.38(4)0.1mol/L NH3H200.1mol/L NH4Cl:緩沖體系稀釋后: 6假定在無水乙醇中HClO4、C2H5ONa都完全離解。(1) 以無水乙醇為溶劑,用C2H5ONa(0.100mol/L)滴定50.0ml HClO4(0.050mol/L),計算當加入0.00、12.5、24.9、25.0、25.1和30.0ml堿溶液時溶液的pH(lgC2H5OH)。(2) 將(1)中體積從24.9到25.1的pH變化(D
22、pH)同水作溶劑、NaOH作溶劑時的情況作比較,并解釋其原因。(在乙醇中DpH=11.3,在水中DpH=6.2)解:(1)0.00ml: pH*=lgC2H5OH2+=lg0.05=1.3012.5ml:24.9ml:25.00ml:(中和)25.10ml:pH*=19.13.8=15.330.0ml:pH*=19.12.1=17(2)從24.9ml至25.1ml的DpH,在乙醇中 DpH*=15.33.9=11.4,在水中DpH =10.23.9=6.3,因為乙醇的pKs(19.1)較水大,所以在乙醇中滴定突躍較大。 7取苯甲酸溶液25.00ml,用NaOH溶液(0.1000mol/L)滴定
23、,誤選甲基紅作指示劑,當?shù)味▌┘拥?0.70ml時達到終點,溶液的pH為6.20。計算(1)滴定終點誤差;(2)計量點的pH值;(3)苯甲酸溶液的濃度。解:(1)滴定終點誤差:終點pH為6.20,終點在計量點前,酸過量,為負誤差H106.206.31×107,OH107.801.58×108代入公式:(2)計量點的pH值:化學計量點時溶液組成為苯甲酸鈉, pOH5.57,pH8.43(3)苯甲酸溶液的濃度: 8取某一元弱酸(HA)純品1.250g,制成50ml水溶液。用NaOH溶液(0.0900mol/L))滴定至化學計量點,消耗41.20ml。在滴定過程中,當?shù)味▌┘拥?
24、.24ml時,溶液的pH值為4.30。計算(1)HA的摩爾質(zhì)量;(2)HA的Ka值;(3)化學計量點的pH值。解:(1)HA的摩爾質(zhì)量:(2)HA的Ka值:,Ka1.26×105(3)化學計量點的pH值:故選酚酞作指示劑。 9用0.1000mol/L NaOH滴定0.1000mol/L HAc20.00ml,以酚酞為指示劑,終點pH9.20。(1)計算化學計量點的pH;(2)分別用林邦公式和式(410)計算終點誤差,并比較結(jié)果。解:(1)化學計量點時pH:pOH5.27,pH8.73(2)林邦公式計算終點誤差:pHpHeppHsp9.28.720.48,csp0.05mol/L(3)
25、式(410)計算終點誤差:pHep9.2,H6.3×10-10,OH-1.6×10-5, 10在0.2815克含CaCO3及中性雜質(zhì)的石灰石里加入HCl溶液(0.1175mol/L)20.00ml,滴定過量的酸用去5.60mlNaOH溶液,1mlNaOH溶液相當于0.975mlHCl,計算石灰石的純度及CO2的百分含量。解: 11配制高氯酸冰醋酸溶液(0.05000mol/L)1000ml,需用70% HClO4 2ml,所用的冰醋酸含量為99.8%,相對密度1.05,應加含量為98%,相對密度1.087的醋酐多少毫升,才能完全除去其中的水分?解:除去HClO4中的水所需酸
26、酐:除去冰醋酸中的水所需酸酐:V= V1+ V2=11.72+11.16=22.88(ml) 12高氯酸冰醋酸溶液在24時標定的濃度為0.1086mol/L,試計算此溶液在30的濃度。解:第五章 配位滴定法 1計算pH=2時,EDTA的酸效應系數(shù)。 解: pH=2時,H+=102mol/L。 = 1+ 108.26+1012.42+1013.09+1013.09+1012.69+1011.59 = 3.25×1013lgY(H) = 13.51本題若采用EDTA的累積質(zhì)子化常數(shù)計算,則公式就和金屬離子的副反應系數(shù)的公式相一致:Y(H) = 11HH+2HH+23HH+34HH+45H
27、H+56HH+6,質(zhì)子化常數(shù)是離解常數(shù)的倒數(shù),累積質(zhì)子化常數(shù)可由逐級質(zhì)子化常數(shù)求得。 2在pH6.0的溶液中,含有濃度均為0.010mol/L的EDTA、Ca2+和Zn2+。計算Y(Ca)和Y值。 解:因為是計算Y(Ca)和Y值,所以將Zn2+與Y視作主反應,Ca2+作為共存離子,根據(jù)題意滴定是在pH6的溶液中進行,因此,總的副反應包括酸效應和共存離子效應。查表得:KCaY = 10.69,pH6時,Y(H) = 104.65。 所以:Y(Ca)1KCaYCa2+ = 1+1010.69×0.010 = 108.69YY(H) + Y(Ca) = 104.65 +108.69108.
28、69 3在0.10mol/L的AlF溶液中,游離F的濃度為0.010mol/L。求溶液中游離Al3+的濃度,并指出溶液中配合物的主要存在形式。 解:Al(F)= 1 + 1F + 2F2+ 3F3+4F4+5F5+ 6F6= 1+1.4×106× 0.010+1.4×1011 ×(0.010)2 + 1.0×1015×(0.010)3+ 5.6×1017 × (0.010)4 + 2.3 ×1019 × (0.010)5 +6.9×1019 ×(0.010)6 = 1+1.4
29、 ×104 + 1.4×107 + 1.0 ×109 + 5.6 ×1092.3 ×109 + 6.9 ×1078.9×109所以比較Al(F)計算式中右邊各項的數(shù)值,可知配合物的主要存在形式有AlF3、AlF4-和AlF52-。 4在0.010mol/L鋅氨溶液中,若游離氨的濃度為0.10mol/L,計算pH10和pH12時鋅離子的總副反應系數(shù)。 解:因溶液酸度較低(pH10或12),將引起金屬離子水解,可視作羥基配位效應。若溶液中有兩種或兩種以上配合劑同時對金屬離子M產(chǎn)生副反應,則其影響應以M的總副反應系數(shù)M表示: M=
30、M(L1)+ M(L2)+ (1P) pH10時,Zn(NH3)1 + 1NH3 + 2NH32+3NH33+4NH34=1+102.37×0.10+104.81×(0.10)2+107.31×(0.10)3+109.46×(0.10)4= 105.49查表可得:Zn(OH)2102.4 Zn(NH3) >>Zn(OH)2所以Zn(OH)2可略 Zn = Zn(NH3)+ Zn(OH)21 Zn(NH3)=105.49pH12時,查表可得:Zn(OH)2108.5Zn(OH)2 >> Zn(NH3)所以Zn(NH3)可略 Zn =
31、 Zn(NH3)+ Zn(OH)21Zn(NH3)=108.5 5用EDTA溶液(2.0×10 2mol/L)滴定相同濃度的Cu2+,若溶液pH為10,游離氨濃度為0.20mol/L,計算化學計量點時的pCu。 解:化學計量點時,CSP =(1/2)×2.0×10 2=1.0×102(mol/L) pCu(SP) =2.00NH3sp =(1/2)×0.20= 0.10(mol/L) Cu(NH3)1 + 1NH3 + 2NH32+3NH33+4NH34=1+104.13×0.10+107.61×0.102 +1010.48
32、×0.103+1012.59× 0.104109.26pH10時Cu(OH)2 = 101.7<<109.26, lgY(H) =0.45所以Cu(OH)2 可以忽略,Cu109.26 所以lgK'CuY= lgKCuY lgY(H) lgCu = 18.70.459.26=8.99pCu'=(pC Cu(sp)+lgK'CuY)/2 =(2.00+8.99)/2=5.50 6在pH5.0時用2×104mol/LEDTA滴定同濃度得Pb2,以二甲酚橙為指示劑。(1)以HAc-NaAc緩沖溶液控制酸度,HAc0.2mol/L,Ac
33、- = 0.4mol/L;(2)以六次亞甲基四胺緩沖溶液控制酸度。已知乙酸鉛配合物的1101.9,2 103.3;(CH2)6N4基本不與Pb2配位。計算終點誤差。 解:pH5.0時查表可得二甲酚橙指示劑的顏色轉(zhuǎn)變點pPbt = 7.0(1)在HAc-NaAc緩沖溶液中 終點時 Ac = 0.4/2= 100.7(mol/L) Pb(Ac)1 + 1Ac- + 2Ac-2 = 1+101.9×100.7+103.3×(100.7)2102.0 此時指示劑的顏色轉(zhuǎn)變點pPbt7.02.0 5.0lgK'PbY= lgKPbY lgPb(Ac)lgY(H) = 18.3
34、02.06.45 = 9.85計量點時:pPbsp = (pCPb(SP)+ lgK'PbY)/2=( 4 + 9.85 )/2=6.93pM'= pPb'ep - pPb'sp =5.06.93 = 1.9(2) 在(CH2)6N4溶液中 lgY(H)=6.45lgK'PbY= lgKPbY lgY(H)=18.306.45=11.85化學計量點pPbsp=(pCPb(SP)+lgK'PbY)/2=(4.0 + 11.85 ) /2=7.92pM= pPb'ep - pPb'sp=7.07.92=0.92 7濃度均為0.02mo
35、l/L的Zn2+、Cd2+溶液,加入KI掩蔽Cd2+、若I-ep= 1.0mol/L,在pH5.0時,以二甲酚橙為指示劑,用0.02mol/LEDTA滴定Zn2+,Cd2+干擾測定嗎?為什么? 解:查表可得如下數(shù)據(jù):lgKCdY = 16.40,lgKZnY = 16.50,pH5.0時,pCdt = 4.5,lgY(H) = 6.45,pZnt = 4.8,Cd2+與I-的配合物的lg1lg4分別為2.4、3.4、5.0、6.15。 Cd(I)1 + 1I- + 2I-2+3I-3+4I-4 = 1+102.4×1.0 +103.4×1.02+105.0×1.0
36、3+106.15×1.04 = 106.18因此至Zn2+ 終點時,而欲使二甲酚橙變色,需 Cd2+sp104.5 mol/L,可見Cd2+ep <<Cd2+sp,由于掩蔽劑I的作用,溶液中游離Cd2+的濃度降低十分顯著,以至于不能使二甲酚橙顯色,因而不產(chǎn)生干擾。 8溶液中鋅與鈣的濃度分別為2.0×102和2.0×103mol/L,不加掩蔽劑和輔助配合劑,回答下列問題:(1)若確定計量點有±0.2pZn單位的偏差,要使終點誤差在0.1%以內(nèi),能否用控制酸度的方法用EDTA測定溶液中的鋅?(2)條件常數(shù)lgK'ZnY可達到的最大值是多少
37、?在什么酸度范圍內(nèi)才可能具有最大值?(3)為防止產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀,溶液pH值應小于多少?(4)選二甲酚橙作指示劑測定鋅,要使終點誤差最小(即pZnep=pZnt),溶液的酸度應控制在多少? 解:(1)當pM=0.2,TE=0.1%時,要求lgCMK'6;若CM1.0×102 mol/L,則要求lgK'8。 在鈣存在時滴定鋅,存在下列幾種副反應:Zn與OH,EDTA與H,EDTA與Ca等,副反應系數(shù)Zn(OH)和Y(H)隨溶液酸度而變化,而Y(Ca)為一定值,且有YY(H) +Y(Ca)-1。 若控制合適酸度,可使Zn(OH)1,Y(H)Y(Ca) ,此時副反應的
38、影響最小,條件常數(shù) lgK'ZnY最大。YY(H) +Y(Ca)-1Y(Ca)1CaKCaY查表得 lg KZnY16.5,lgKCaY=10.7故lgK'ZnY = lgKZnYlgY =16.5lg(1+103×1010.7) =16.57.7 = 8.8>8可見,可以控制合適酸度測定混合離子溶液中的鋅,而鈣不干擾。 (2)如(1)所解lgK'ZnY最大值為8.8。查表知,溶液pH在9.0以上時,Zn(OH) >1;Y(H)Y(Ca)107.7時,pH=4.3。酸度增高時將使Y(H)>Y(Ca)。 可見,只有在4.3 < pH &l
39、t; 9.0時,lgK'ZnY才可能具有最大值。 (3)查溶度積表,KspZn(OH)2> =1015.3,滴定前,為防止生成Zn(OH)2沉淀,則要求: OH<=106.9pOH > 6.9 即pH < 7.1.(4)綜上所述,實際滴定Zn應取pH在4.3 7.1范圍之內(nèi),這時條件穩(wěn)定常數(shù)大,滴定突躍大,反應完全。但要使滴定的準確度高,還必須有合適的指示劑指示終點。 根據(jù)公式,指示劑選定以后,要想準確指示終點,使pMtpMep,還必須選擇一個最佳的pH值,因指示劑是一種弱的有機酸,溶液酸度影響指示劑與金屬離子配位時的條件穩(wěn)定常數(shù)lgK'MIn進而影響p
40、Mt值和pM的大小。 因pZnep= (lgK'ZnY+pCZn)/2=(8.8+2.0)/2= 5.4查表知,對于二甲酚橙,pH5.5時的pZnt=5.7。 結(jié)論是:在這個體系中準確測定Zn的最佳pH值是5.5。第六章 氧化還原滴定法 1在酸性溶液中重鉻酸鉀被1mol的Fe2+還原為Cr3+時,所需質(zhì)量為其摩爾質(zhì)量的(B)倍。A. 6 B. 1/6 C. 3 D. 1/3答案:選B。反應式如下:故即當= 1mol時,。 2硫代硫酸鈉液(0.1mol/L)標定如下:取在120干燥至恒重的基準重鉻酸鉀0.15g,精密稱定,置碘瓶中,加水50ml使溶解,加碘化鉀 2g,輕輕振搖使溶解,加稀
41、硫酸40ml,搖勻,密塞;在暗處放置10分鐘后,用水250ml稀釋,用本液滴定至近終點時,加淀粉指示液3ml,繼續(xù)滴定至藍色消失而顯亮綠色,并將滴定的結(jié)果用空白試驗校正。每1ml的硫代硫酸鈉液(0.1mol/L)相當于4.903mg的重鉻酸鉀。根據(jù)本液的消耗量與重鉻酸鉀的取用量,算出本液的濃度,即得。請回答:為什么稱取約0.15g的K2Cr2O7?為何在碘瓶中進行?加KI后,需在暗處放置10分鐘,為什么?若放置時間過短,會發(fā)生什么現(xiàn)象?為什么滴定前要加水稀釋?近終點時才加入淀粉指示劑,為什么?以藍色消失而顯亮綠色為滴定終點,原因何在?解: 有關(guān)反應如下:(置換反應)(滴定反應)1molK2Cr
42、2O73molI26molI-6molNa2S2O3故若滴定時使用50ml滴定管,為使標準溶液消耗量在30ml附近(誤差較小),則應稱取K2Cr2O7的質(zhì)量數(shù)為: KI加入后,在酸性條件下,就會發(fā)生上述的置換反應,會有大量的I2析出,為防止I2的揮發(fā),此反應需在碘瓶中進行。由于上述置換反應的速度較慢,為保證I2的定量析出,必須有充分的時間使反應進行完全。在光照條件下,I在酸性溶液中更容易被空氣中的氧氧化,析出過量的I2,給標定結(jié)果帶來誤差,在暗處可減小I的氧化。若放置的時間過短,置換反應不夠完全,在以后滴定過程中會不斷有I2生成,造成終點“回藍”,從而影響標定結(jié)果。滴定前將溶液加水稀釋,目的是
43、滴定反應需在中性或弱酸性溶液中進行,若不稀釋,則強酸性介質(zhì)不僅會使分解,而且I也極易被空氣中的O2氧化:另外,稀釋后,置換反應的產(chǎn)物Cr3+亮綠色變線,便于終點觀察。指示劑淀粉需在近終點時加入,否則會使終點“遲純”,這是由于當大量I2存在時,I2被淀粉牢固吸附,不易立即與Na2S2O3作用,使藍色褪去遲緩而產(chǎn)生誤差。當接近化學計量點時,I2已完全與Na2S2O3作用,因而藍色褪去而顯出置換反應產(chǎn)物Cr3+的亮綠色。 3取工業(yè)廢水100.0ml,經(jīng)H2SO4酸化后,加入K2Cr2O7溶液(0.01958mol/L )20.00ml,加催化劑并煮沸使水樣中還原性物質(zhì)完全氧化,用FeSO4溶液(0.
44、2040mol/L)滴定剩余的,消耗7.50ml。計算工業(yè)廢水中化學耗氧量COD(每升水中還原性有機物及無機物,在一定條件下被強氧化劑氧化時消耗的氧的mg數(shù))。解:有關(guān)反應由以上反應可知在氧化同一還原性物質(zhì)時,3molO22molK2Cr2O7即:滴定反應:= 65.57mg/L 4計算KI濃度為1mol/L時,Cu2+/Cu+電對的條件電極電位(忽略離子強度的影響),并判斷反應:能否發(fā)生。,Ksp(CuI) = 1.1×10-12解:若Cu2+未發(fā)生副反應,則Cu2+ =,當I = 1mol/L時,這是一個討論生成沉淀對條件電位影響的典型例題,題給反應的有關(guān)電對反應為:Cu2+eC
45、u+I2+2e2I-由于,顯然Cu2+不能氧化I,即題給反應不能發(fā)生。但由于過量的I可與Cu+ 生成溶解度很小的CuI,通過以上計算知,因而題給反應可進行的很完全。 5已知電對Fe3+/Fe2+的= 0.771V,電對Sn4+/Sn2+的= 0.154V,那么Fe3+與Sn2+反應時,條件平衡常數(shù)的對數(shù)lgK=_,化學計量點電位sp=_。答案:lgK=20.9,sp = 0.360V。原因:lgK= nn2/0.059=1×2×(0.7710.154)/0.059 = 20.9sp =(n+n2)/(n + n2)=(1×0.771+2×0.154)/(
46、1+2)=0.360第七章 沉淀滴定法和重量分析法 1稱取0.1510g純的NaCl,溶于20ml水中,加AgNO3溶液30.00ml,以Fe3+離子作指示劑,用NH4SCN溶液滴定過量銀離子,用去4.04ml。事先測得AgNO3溶液與NH4SCN溶液的體積比為1.040。求AgNO3溶液的物質(zhì)的量的濃度。(已知MNaCl=58.49g/mol)解:得: 2有純LiCl和BaBr2的混合物試樣0.7000g,加45.15ml 0.2017mol/L AgNO3標準溶液處理,過量的AgNO3以鐵銨礬為指示劑,用25.00ml 0.1000mol/LNH4SCN回滴。計算試樣中BaBr2的含量。解
47、:設(shè)混合物中BaBr2為xg,LiCl為(0.7000-x)g0.2017×45.15×10-3-0.1000×25.00×10-3=x=0.5876g 3用鐵銨礬指示劑法測定0.1mol/L的Cl,在AgCl沉淀存在下,用0.1mol/LKSCN標準溶液回滴過量的0.1mol/LAgNO3溶液,滴定的最終體積為70ml,F(xiàn)e3+=0.015mol/L。當觀察到明顯的終點時,(FeSCN2+=6.0×106mol/L),由于沉淀轉(zhuǎn)化而多消耗KSCN標準溶液的體積是多少?(KFeSCN = 200)解:設(shè)多消耗KSCN的體積為Vml,則 4吸取含
48、氯乙醇(C2H4ClOH)及HCl的試液2.00ml于錐形瓶中,加入NaOH,加熱使有機氯轉(zhuǎn)化為無機Cl-。在此酸性溶液中加入30.05ml 0.1038mol/L的AgNO3標準溶液。過量AgNO3耗用9.30ml 0.1055mol/L 的NH4SCN溶液。另取2.00ml試液測定其中無機氯(HCl)時,加入30ml上述AgNO3溶液,回滴時需19.20ml上述NH4SCN溶液。計算此氯乙醇試液中的總氯量(以Cl表示);無機氯(以Cl-表示)和氯乙醇(C2H4ClOH)的含量(試液的相對密度=1.033)。已知MCl=35.45g/mol, 解: 50.5000g磷礦試樣,經(jīng)溶解、氧化等化
49、學處理后,其中PO43-被沉淀為MgNH4PO4·6H2O,高溫灼燒成MgNH4PO4·6H2O,其質(zhì)量為0.2018g。計算:(1)礦樣中P2O5的百分質(zhì)量分數(shù);(2)MgNH4PO4·6H2O沉淀的質(zhì)量(g)。解: 6計算下列難溶化合物的溶解度。(1) PbSO4在0.1mol/LHNO3中。(H2SO4的Ka2=1.0×102,Ksp(PbSO4)= 1.6×108)解:(2) BaSO4在pH10.0的0.020mol/L EDTA溶液中。(Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,lgKBaY=7.86,lgY(H)= 0.
50、45)解:設(shè)BaSO4的溶解度為S, 則 Ba2+=S,SO42-=S由于BaY2-有較大的條件穩(wěn)定常數(shù),且BaSO4的溶解度較大,因此,消耗在與Ba2+配位的EDTA量不可忽略。即: ,根據(jù),則有: 7于100ml含有0.1000gBa2+溶液中,加入50ml 0.010mol/L H2SO4溶液。問溶液中還剩留多少毫克的Ba2+?如沉淀用100ml純水或100ml 0.010mol/L H2SO4洗滌,假設(shè)洗滌時達到了溶解平衡,問各損失BaSO4多少毫克?解:混合后故剩余Ba2+量為:100ml水洗滌時,將損失BaSO4為:100ml H2SO4洗滌時,將損失BaSO4為:0.010.01
51、0.01(mol/L)0.01-H+H+ H+0.01解得H+=0.41×102 mol/L??侶+=0.01+0.41×102=1.41×102 mol/L 注:亦可用關(guān)系求出H+。設(shè)洗滌時溶解度為S,則由Ksp關(guān)系得:得(mol/L)即將損失的BaSO4為:第八章 電位法和永停滴定法 1是否能用普通電位計或伏特計測量參比電極和pH玻璃電極所組成電池的電動勢?簡述原因。答:不能。因為玻璃電極的內(nèi)阻(50M500M)很高,若采用普通電位計或伏特計測量其電位,會引起較大的測量誤差。用普通電位計或伏特計測量玻璃電極所組成電池的電動勢時,若檢流計的靈敏度為109A(測量
52、中有109A電流通過),玻璃電極的內(nèi)阻108,當這微小電流流經(jīng)電極時,由于電壓降所引起的電動勢測量誤差可達:E=IV=109×108=0.1V,它相當于1.7個pH單位的誤差。因此不能用普通電位計或伏特計測量參比電極和pH玻璃電極所組成電池的電動勢。 2已知=0.10,若試樣溶液中F濃度為1.0×102mol/L時,允許測定誤差為5%,問溶液允許的最大pH(以濃度代替活度計算)為多少?解:離子電極選擇性誤差用下式表示和計算:即: 3將一支ClO4-離子選擇電極插入50.00ml某高氯酸鹽待測溶液,與飽和甘汞電極(為負極)組成電池。25時測得電動勢為358.7mV,加入1.0
53、0ml NaClO4標準溶液(0.0500mol/L)后,電動勢變成346.1mV。求待測溶液中ClO4-濃度。解:注意:此題中雖然ClO4-為陰離子,但該離子選擇電極為電池的正極,因此S為負值。 4. 用離子選擇電極校正曲線法進行定量分析有什么優(yōu)點?需注意什么問題?使用TISAB有何作用?答:離子選擇電極校正曲線法進行定量分析的優(yōu)點是適用于大批量的樣品分析。定量分析中應注意實驗條件的一致,特別是待測液和標準溶液系列的離子強度須保持一致。使用TISAB的作用為: 保持待測液和標準溶液系列的總離子強度及活度系數(shù)恒定; 維持溶液在適宜的pH范圍內(nèi),滿足離子電極的要求;掩蔽干擾離子。 5. 某pH值
54、的標度每改變一個pH單位,相當于電位的改變?yōu)?0mV,用響應斜率為53mV/pH的玻璃電極來測定pH為5.00的溶液,分別用pH2.00及pH4.00的標準緩沖溶液來標定,測定結(jié)果的絕對誤差各為多少?由此,可得出什么結(jié)論?解:用pH2.00標準緩沖溶液標定時:E =53×(5.00-2.00)=159(mV)實際測到的pH為: 2.00+2.65=4.65pH絕對誤差=4.65-5.00=-0.35pH用pH=4.00的標準緩沖溶液標定時:E =53×(5.00-4.00)=53(mV)實際測到的pH為:4.00+0.88=4.88, 絕對誤=4.88-5.00=0.12結(jié)
55、論:絕對誤差的大小與選用標定溶液的pH有關(guān);應選用與待測試液pH相近的標準緩沖溶液標定,以減小測量誤差。第九章 光譜分析法概論一、計算題 1已知丙酮產(chǎn)生電子躍遷的吸收波長為188nm和279nm,試計算電子躍遷能量(以焦耳和電子伏特表示)。解:二、選擇題1可見光的能量(電子伏特)應為( )。A1.24×1041.24×103 eVB1.43×1021.71 eVC6.23.1 eVD3.11.6 eV2已知:h6.63×10-34 J×s,則波長為0.01nm的光子能量為( )。A12.4 eVB124 eVC12.4×104 eVD0.124 eV3電子能級間隔越小,躍遷時吸收的光子的( )。A能量越大B波長越長C波數(shù)越大D頻率越高4下列四種波數(shù)的電磁輻射屬于可見光區(qū)的是( )。A760cm-1B2.0×104cm-1C5.0cm-1D0
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