无机及分析化学课后习题第十二章答案

一、选择题1．单色光是指（）A.单一颜色的光B.单一波长的光C.波长范围较窄的光D.波长较短的光解：选B2．被测定溶液浓度增大，则其最大吸收波长（）A.向长波长方向移动B.向短波长方向移动C.保持不变D.条件不同，波长变化的方向不同解：选C3．测定吸光度时应该使读数在0.2到0.8之间的原因是（）A.容易读数B.由读数造成的误差较小C.没有读数误差D.因为仪器设计的要求解：选B4．某物质的吸收曲线的形状主要决定于（）A.物质的本性B.溶剂的种类C.溶液浓度的大小D.参比溶液的种类解：选A5．空白溶液的作用是（）A.减少干扰B.扣除溶剂、显色剂等的吸光度C.作为对照D.用于校准仪器解：选B6．吸光度和透光率的关系是（）A.A=(lg1/T)B.A=lgTC.A=1/TD.T=lg(1/A)解：选A7．显色时，显色剂的用量应该是（）A.过量越多越好B.按方程计量要求即可C.只要显色即可D.适当过量解：选D8．比较法测量时，选择的标准溶液与被测溶液浓度接近，能减小误差的原因是（）A.吸收系数变化小B.干扰小C.吸光度变化小D.透光率变化小解：选A二、填空题：1．朗伯－比尔定律中，吸光度A与溶液浓度c及液层厚度b的关系为A=κbc，κ称为摩尔吸收系数，一般认为κ104L∙mol-1∙cm-1显色反应属低灵敏度，κ=104~5×104mol-1∙cm-1属中等灵敏度κ=6×104~105属高灵敏度。2．被测溶液的吸光度越大，则溶液的浓度越浓，透光率越小，溶液的颜色越深。3．物质对光的吸收具有选择性，取决于物质的本性，吸光后物质处于激发态，然后迅速返回基态。4．在光度分析中，溶剂、试剂、试液、显色剂均无色，应选择溶剂作参比溶液；试剂和显色剂均无色，被测试液中存在其他有色离子，应选试液作参比溶液。5．分光光法测量的步骤一般是显色，校正空白，测量吸光度，计算结果。6．分光光度计的基本组成部分为光源、单色器、吸收池、检测器、读出装置。三、简答题1．什么是吸收曲线？怎样根据吸收曲线去选择合适的定量测定波长？解：以入射光的波长为横坐标，溶液中被测物质的吸光度为纵坐标作图得到的曲线称为被测物质的吸收曲线。吸收曲线显示了被测物质对不同波长的光的吸收情况。一般情况下，为了保证有较高的灵敏度，常选用最大吸收波长作为测定波长。如果在最大吸收波长处存在干扰时，则应选择灵敏度稍低，但干扰较小的其他波长作为测定波长。2．分光光度法测定时，为什么常要使用显色剂？为什么可以通过测定显色后的产物的吸光度来确定被测物质的浓度？解：使用显色剂可以提高测量的灵敏度，如果显色反应能够定量的完成，则显色后的产物浓度与被测量物质的浓度成正比，也与显色产物的吸光度成正比。所以可用通过测定显色后的产物的吸光度来确定被测物质的浓度。3．影响显色反应的因素有哪些？如何选择合适的显色剂？解：影响显色反应的因素（1）显色剂的用量（2）溶液的pH（3）显色时间（4）显色温度4．如何使由于读数而产生的测定误差最小？解：使读数在0.2～0.8范围内。5．如何消除由于试剂和溶剂产生的吸光度？解：使用空白溶液就可以去掉溶剂和试剂的吸光度。6．确定一种新的吸光分析方法，应该从哪几个方面去确定分析条件？解：主要通过显色剂的用量、溶液的pH、显色时间、显色温度4个因素去确定分析条件。7．为什么要使用标准溶液？什么是标准曲线法？解：仪器分析方法就是通过比较标准溶液和被测溶液的信号的关系进行测定的。标准曲线法是用一系列不同浓度的标准溶液和被测溶液同时进行测定，然后以标准溶液的浓度为横坐标，以相应的测量值为纵坐标作图。再根据被测溶液的测量值在图中查得被测溶液的浓度。8．如何利用分光光度法来测定混合物中的各组分？解：根据混合物的吸光度加和原理，在两个波长在下分别测定混合物的吸光度，联立方程。利用标准溶液测得各物质在不同波长下的吸收系数，带入方程求解。四、计算题1．将下列吸光度值换算为透光率：（1）0.01（2）0.05（3）0.30（4）1.00（5）1.70解：换算：（1）0.01A=-lgT=-lg0.01=2（2）0.05A=1.301（3）0.30A=0.523（4）1.00A=0（5）1.70A=-0.232．质量分数为0.002%的KMnO4溶液在3.0cm的吸收池中的透光率为22%，若将溶液稀释一倍后，该溶液在1.0cm的吸收池的透光率为多少？解：根据朗伯-比尔定律，溶液的浓度与吸光度成正比，未稀释前，在3㎝杯中的吸光度为A=-lgT=-lg0.22=0.658稀释后：A=0.329所以在1㎝杯中的吸光度为A=0.329/3=0.110所以T=10-A=10-0.11=0.7763．用丁二酮肟光度法测定镍，若显色后有色物质的浓度为1.7×10-5mol·L-1，用2.0cm的吸收池在470nm波长处测得透光率为30.0%，计算此有色物质在该波长下的摩尔吸收系数。解：根据A=κbc得，523.0lgAT1415cmmolL1054.1cmmolL107.12523.0bcA4．欲使某试样溶液的吸光度在0.2～0.8之间，若吸光物质的摩尔吸收系数5.0×105L·mol-1·cm-1，则试样溶液的浓度范围为多少？（吸收池b=1cm）解：根据As=εbcs当A=0.2时1715Lmol104.0Lmol100.510.2bAcA=0.8时1615Lmol101.6Lmol10510.8bAc所以样品溶液的浓度范围为4.0×10-7～1.6×10-6mol∙L-1。5．称取1.0000g土壤，经消解处理后制成100.00mL溶液。吸取该溶液10.00mL，同时取4.00mL质量浓度为10.0μg·mL-1的磷标准溶液分别于两个50.00mL容量瓶中显色、定容。用1cm吸收池测得标准溶液的吸光度为0.260，土壤试液的吸光度为0.362，计算土样中磷的质量分数。解：根据abA得对标准溶液：sabAs对未知溶液：xxabA则有1-ssmLg1.110.26050.004.00g10.00.362μμAcAxx则原试样中P的质量分数为41-61-61055.5g0000.1gg101005mLg11.111010000.1000.50x6．用邻二氮菲显色法测定Fe，称取试样0.5000g，处理显色后，在510nm处测得吸光度为0.430，若将溶液稀释1倍后，其透光率为多少？解：溶液稀释一倍后，吸光度为215.02/430.0A所以T=10-A=10-0.215=0.6107．两份不同浓度的同一有色配合物的溶液，在同样的吸收池中测得某一波长下的透光率分别为65.0%和41.8%，求两份溶液的吸光度。若第一份溶液的浓度为6.5×10-4mol·L-1，求第二份溶液的浓度。解：透光率为65.0%时0.224100.651A透光率为41.8%时0.382100.4182A因为A1=κbc1A2=κbc2所以2121ccAA13141122Lmol101.110.224Lmol106.50.382AcAc8．一化合物的相对分子质量为125，摩尔吸收系数为2.5×105cm-1·L·mol-1，今欲配制1L该化合物溶液，稀释200倍后，于1.00cm吸收池中测得的吸光度为0.600，那么应称取该化合物多少克？解：根据bcA得1615Lmol102.4Lmol1102.50.600bAc则稀释前的浓度为：(2.4×10-6×200)mol·L-1=4.8×10-4mol·L-1所以需要该化合物的质量为：4.8×10-4mol·L-1×1L×125g·mol-1=0.06(g)9．已知一种土壤含0.40%P2O5，它的溶液显色后的吸光度为0.32。在同样的条件下，测得未知土样的溶液显色后的吸光度为0.20，求该土样中P2O5的质量分数。解：根据A=abc得2121AA0.25%0.320.40%0.21122AA10．当分光光度计的透光率测量的读数误差ΔT=0.01时，测得不同浓度的某吸光溶液的吸光度为：0.01，0.100，0.200，0.434，0.800，1.20。利用吸光度与浓度成正比以及吸光度与透光率的关系，计算由仪器读数误差引起的浓度测量的相对误差。解：因为浓度与吸光度成正比，所以吸光度的相对误差就是浓度的相对误差，所以：A=0.01时，98010010.T.，990Δ.TT，3104.4)99.0lg(98.0lgA，44.001.0104.4Δ3AAA=0.100时，794.010100.0T，0.804ΔTT，31044.5)804.0lg(794.0lgA，0544.0100.01044.5Δ3AAA=0.200时，631.010200.0T，0.641ΔTT，31083.6)641.0lg(631.0lgA，0342.0200.01083.6Δ3AAA=0.434时，368.010434.0T，0.378ΔTT，21016.1)378.0lg(368.0lgA，0267.0434.01016.1Δ2AAA=0.800时，158.010800.0T，0.168ΔTT，21067.20267.0)168.0lg(158.0lgA，0334.0800.01067.2Δ2AAA=1.20时，0631.01020.1T，0.0731ΔTT，21039.60639.0)0731.0lg(0631.0lgA0532.020.11039.6Δ2AA