分析化学练习及答案

高中化学竞赛分析化学练习一、酸碱滴定１．用0.1018mol·L-1NaOH标准溶液测定草酸试样的纯度，为了避免计算，欲直接用所消耗NaOH溶液的体积（单位mL）来表示试样中H2C2O4的质量分数（%），问应称取试样多少克？解：2NaOH+H2C2O4==Na2C2O4+2H2O设H2C2O4的百分含量为x%，得gxxxMxCSOCHNaOH4583.0%5.004.90001.0%1018.0%5.0001.0%422２．HCl与HAc的混合溶液（浓度均为0.10mol·L-1），能否以甲基橙为指示剂？用0.1000mol·L-1NaOH溶液直接滴定其中的HCl，此时有多少HAc参与了反应？Ka=1.8×10-5解：C1=0.10mol•L-1，Ka2=1.8×10-5，所以（1）不能以甲基橙为指示剂准确滴定HCl（2）因为甲基橙的变色范围为3.1～4.4所以当pH=4.0时为变色转折点pH=pKa+lgHAA4.0=4.74+lg%1.0%xxx%=15%３．今有H2SO4和(NH4)2SO4的混合溶液，浓度均为0.050mol·L-1，欲用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定，试问：（1）能否准确滴定其中的H2SO4？为什么？采用什么指示剂？（2）如何用酸碱滴定法测定混合溶液中(NH4)2SO4的含量？指示剂又是什么？已知：H2SO4的第二步电离常数pKa2=2.00，而NH4+的电离常数pKa=9.26解：（1）能。因为H2SO4的第二步电离常数pKa2=2.00，而NH4+的电离常数pKa=9.26，所以能完全准确滴定其中的H2SO4，可以采用甲基橙或酚酞作指示剂。(2)可以用蒸馏法，即向混合溶液中加入过量的浓碱溶液，加热使NH3逸出，并用过量的H3BO3溶液吸收，然后用HCl标准溶液滴定H3BO3吸收液：OHNHOHNH234NH3+H3BO3==NH4+H2BO3-H++H2BO3-==H3BO3终点的产物是H3BO3和NH4+（混合弱酸），pH≈5，可用甲基橙作指示剂，按下式计算含量：424424)()()(2)(SONHHClSONHcVcVw４．标定某NaOH溶液得其浓度为0.1026mol·L-1，后因为暴露于空气中吸收了CO2。取该碱液25.00mL，用0.1143mol·L-1HCl溶液滴定至酚酞终点，用去HCl溶液22.31mL。计算：（1）每升碱液吸收了多少克CO2？（2）用该碱液滴定某一弱酸，若浓度仍以0.1026mol·L-1计算，会影起多大的误差？：解：(1)设每升碱液吸收x克CO2因为以酚酞为指示剂，所以Na2CO3被滴定为NaHCO3.则可知：HClHClNaOHCOCONaOHVcVMmc)(22(0.1026-02231.01143.002500.0)44xx=0.02640g∙L-1(2)%60.0%100025.01026.002231.01143.0025.01026.0的物质的量总的的物质的量过量的NaOHNaOHEt５．称取含硼酸及硼砂的试样0.6010g，用0.1000mol·L-1HCl标准溶液滴定，以甲基红为指示剂，消耗HCl20.00mL；再加甘露醇强化后，以酚酞为指示剂，用0.2000mol·L-1NaOH标准溶液滴定消耗30.00mL。计算试样中硼砂和硼酸的质量分数。解：根据5H2O+Na2B4O7∙H2O+2HCl=4H3BO3+2NaCl+10H2O可得：OHOBNaw2742=%46.63%1002274210总mMVCOHOBNaHClHCl=%46.63%1006010.042.381202000.01000.0%100)24(3333BOHHClHClHCLBOHMmVCcw总=%58.20%10083.616010.0)2402000.01000.0030000.02000.0(６．食肉中蛋白质含量的测定，是将按下法测得N的质量分数乘以因数6.25即得结果。称2.000g干肉片试样用浓硫酸（汞为催化剂）煮解，直至存在的氮完全转化为硫酸氢氨。再用过量的NaOH处理，放出NH3的吸收于50.00mLH2SO4（1.00mL相当于0.01860gNa2O）中。过量的酸需要用28.80mLNaOH(1.00mL相当于0.1266g邻苯二甲酸氢钾）反滴定。计算肉片中蛋白质的质量分数。解：LmolMTcONaONaSOHSOH/3000.000.62100001860.01000224242/LmolMTcKHPKHPNaOHNaOH/6199.022.20410001266.01000/%509.8%100000.201.14)202880.005000.0(2%42NaOHSOHCCN蛋白质%%19.5325.6%N二、氧化还原反应滴定1．常用氧化还原滴定法有哪几类？这些方法的基本反应是什么？答：1）高锰酸钾法．2MnO4+5H2O2+6H+==2Mn2++5O2↑+8H2O.MnO2+H2C2O4+2H+==Mn2++2CO2+2H2O2)重铬酸甲法.Cr2O72-+14H++Fe2+===2Cr3++Fe3++7H2OCH3OH+Cr2O72-+8H+===CO2↑+2Cr3++6H2O3)碘量法3I2+6HO-===IO3-+3H2O，2S2O32-+I2===2I-+2H2OCr2O72-+6I-+14H+===3I2+3Cr3++7H2O2.碘量法的主要误差来源有哪些？为什么碘量法不适宜在高酸度或高碱度介质中进行？答；碘量法的主要误差来源有以下几个方面：（2）标准溶液的遇酸分解；（3）碘标准溶液的挥发和被滴定碘的挥发；（4）空气对KI的氧化作用：（5）滴定条件的不适当。由于碘量法使用的标准溶液和它们间的反应必须在中性或弱酸性溶液中进行。因为在碱性溶液中，将会发生副反应：S2O32-+4I2+10OH-=2SO42-+8I-+5H2O而且在碱性溶液中还会发生歧化反应：3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O如果在强碱性溶液中，溶液会发生分解：S2O32-+2H+=SO2↑+S↓+H2O同时，在酸性溶液中也容易被空气中的氧所氧化：4I-+4H++O2=2I2+2H2O基于以上原因，所以碘量法不适宜在高酸度或高碱度介质进行。3．准确称取铁矿石试样0.5000g,用酸溶解后加入SnCl2,使Fe3+还原为Fe2+，然后用24.50mlKMnO4标准溶液滴定。已知1mlKMnO4相当于0.01260gH2C2O4.2H2O.试问：（1）矿样中Fe及Fe2O3的质量分数各为多少？（2）取市售双氧水3.00ml稀释定容至250.0ml，从中取出20.00ml试液，需用上述溶液KMnO421.18ml滴定至终点。计算每100.0ml市售双氧水所含H2O2的质量。解：Fe2O3～2Fe3+～2Fe2+MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2-+5Fe3++4H2O2MnO4-+5C2O42-+6H+=2Mn2-+10CO2↑+8H2O2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2-+5O2↑+8H2O5Fe2O3～10Fe2+～2MnO4-(1)求KMnO4的浓度CC=0.04000mol/L%25.78%100]5000.0/)69.1591000104000.050.245.2[(e32OFeFe=%73.53%100]5000.0/)85.551000104.050.245[((2)先求的浓度442222KMnOKMnO52VCVCOHOH18.2104000.0500.20222OHCmol/L1059.022OHC100.0ml市售双氧水所含H2O2的质量=100302.341025010595.03=30.00g/100ml4．准确称取含有PbO和PbO2混合物的试样1.234g，在其酸性溶液中加入20.00mL0.2500mol/LH2C2O4溶液，试PbO2还原为Pb2+。所得溶液用氨水中和，使溶液中所有的Pb2+均沉淀为PbC2O4。过滤，滤液酸化后用0.04000mol/LKMnO4标准溶液滴定，用去10.00mL，然后将所得PbC2O4沉淀溶于酸后，用0.04000mol/LKMnO4标准溶液滴定，用去30.00ml。计算试样中PbO和PbO2的质量分数。解：n总=mol3310510202500.0n过=mol3310125101004.0n沉=mol3310525103004.0n还=mol333310510310105nPbO2=10-3mol3102/2PbO2%=%38.19%100234.12.239103npb=mol3102Pb%=%18.36%100234.12.22310235．用K2Cr2O7标准溶液测定1.000g试样中的铁。试问1.000LK2Cr2O7标准溶液中应含有多克K2Cr2O7时，才能使滴定管读到的体积（单位ml）恰好等于试样铁的质量分数（%）解：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++14H2O207.12601260.01000151Ccm18.294cVnFe610001A%=185.55610001cVA=Vc=02984.0/85.55610Lmol=0.02984g778.818.2946．称取苯酚试样0.4082g，用NaOH溶解后，移入250.0ml容量瓶中，加入稀释至刻度，摇匀。吸取25.00ml,加入溴酸钾标准溶液(KbrO3+KBr)25.00ml，然后加入HCl及KI。待析出I2后，再用0.1084mol/LNa2S2O3标准溶液滴定，用去20.04ml。另取25.00ml溴酸钾标准溶液做空实验，消耗同浓度的Na2S2O341.60ml。试计算试样中苯酚的质量分数。解：有关的反应式为BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2O3Br2+C6H5OH=C6H2Br3OH+3HBrBr2+2I-=I2+2Br-2S2O32-+I2=2I-+S4O62-可知：BrO3-～C6H5OH～6S2O32-，则3223223361OSNaOSNaKBrOKBrOVcVc得：103006.000.2561084.060.413LmolcKBrO故苯酚在试样中的含量为%100)61(56322322356sOHHCOSNaOSNaKBrOOHHCmMVcc%1004082.014.94)04.241084.06100.2503006.0(=89.80%三．沉淀滴定法1．写出莫尔法、佛尔哈德法和法扬斯法测定Cl-的主要反应，并指出各种方法选用的指示剂和酸度条件。答：（1）莫尔法主要反应：Cl-+Ag+=AgCl↓指示剂：铬酸钾酸度条件：pH=6.0∽10.5(2)佛尔哈德法主要反应：Cl-+Ag+（过量）=AgCl↓Ag+（剩余）+SCN-=AgSCN↓指示剂：铁铵矾。酸度条件：0.1∽1mol/L（3）法扬斯法主要反应：Cl-+Ag+=AgCl↓指示剂：荧光黄酸度条件：pH=7∽10.52．在下列情况下，测定结果是偏高、偏低，还是无影响？并说明其原因。（1）在pH=4的条件下，用莫尔法测定Cl-;（2）用佛尔哈德法测定Cl-既没有将AgCl沉淀滤去或加热促其凝聚，有没有加有机溶剂；（3）同（2）的条件下测定Br-；（4）用法扬斯法测定Cl-，曙红作指示剂；（5）用法扬斯法测定I-，曙红作指示剂。答：（1）偏高。因部分CrO42-转变成Cr2O72-，指示剂剂浓度降低，则终点推迟出现。（2）偏低。因有部分AgCl转化成AgSCN沉淀，返滴定时，多消耗硫氰酸盐标准溶液。（3）无影响。因Ag