分析化学(第7版)习题参考解答

第二章误差和分析数据处理1、指出下列各种误差是系统误差还是偶然误差？如果是系统误差，请区别方法误差、仪器和试剂误差或操作误差，并给出它们的减免方法。答：①砝码受腐蚀：系统误差(仪器误差)；更换砝码。②天平的两臂不等长：系统误差(仪器误差)；校正仪器。③容量瓶与移液管未经校准：系统误差(仪器误差)；校正仪器。④在重量分析中，试样的非被测组分被共沉淀：系统误差(方法误差)；修正方法，严格沉淀条件。⑤试剂含被测组分：系统误差(试剂误差)；做空白实验。⑥试样在称量过程中吸潮：系统误差(操作误差)；严格按操作规程操作。⑦化学计量点不在指示剂的变色范围内：系统误差(方法误差)；另选指示剂。⑧读取滴定管读数时，最后一位数字估计不准：偶然误差；严格按操作规程操作，增加测定次数。⑨在分光光度法测定中，波长指示器所示波长与实际波长不符：系统误差(仪器误差)；校正仪器。⑩在HPLC测定中，待测组分峰与相邻杂质峰部分重叠系统误差(方法误差)；改进分析方法6、两人测定同一标准试样，各得一组数据的偏差如下：(1)0.3-0.2-0.40.20.10.40.0-0.30.2-0.3(2)0.10.1-0.60.2-0.1-0.20.5-0.20.30.1①求两组数据的平均偏差和标准偏差；②为什么两组数据计算出的平均偏差相等，而标准偏差不等；③哪组数据的精密度高？解：①nddddd321n0.241d0.242d12inds0.281s0.312s②标准偏差能突出大偏差。③第一组数据精密度高。7、测定碳的相对原子质量所得数据：12.0080、12.0095、12.0099、12.0101、12.0102、12.0106、12.0111、12.0113、12.0118及12.0120。求算：①平均值；②标准偏差；③平均值的标准偏差；④平均值在99%置信水平的置信限。解：①12.0104inxx②0.00121)(2inxxs③0.00038nss④0.00120.000383.2525.3t92-20.01＝时，，查表置信限＝fnstnstxu8、在用氯丁二烯氯化生产二氯丁二烯时，产品中总有少量的三氯丁二烯杂质存在。分析表明，杂质的平均含量为1.60%。改变反应条件进行试生产，取样测定，共取6次，测定杂质含量分别为：1.46%、1.62%、1.37%、1.71%、1.52%及1.40%。问改变反应条件后，产品中杂质百分含量与改变前相比，有明显差别吗？(α=0.05时)解：%.nSS.Sxx05306/%13.0/%1301.51%1.7%053.0%60.1%51.1xSxt计查表2-2，t5，0.05=2.571，t计算t临界值。所以，改变反应条件后，杂志含量与改变前无明显差别。9、解：HPLC数据：97.2％，98.1％，99.9％，99.3％，97.2％，98.1%（6次）%1.1%3.98Sx，化学法数据：97.8％，97.7％，98.1％，96.7％，97.3％（5次）%54.0%6.97Sx，①用F检验两种方法结果的精密度是否存在显著差别没有显著性差别说明两种方法的精密度时，、，查表计26.64542,15.4%54.0%1.14,4,05.02122FFFffF用t检验平均值是否有显著性差别)262.2(29.15656%895.0%6.97%3.98%895.0256%54.0)15(%1.1)16(2)1()1(9,05.02221222211R2121R21ttnnSnSnSnnnnSxxt说明两种方法的平均值没有显著差别。②在该项分析中，HPLC法可以代替化学法。10、解：①%35.0%1001021.0000354.0%100000354.0)mol/L(1021.051018.01020.01021.01027.01019.0L0.1027mol/89.1605.06-2695.10.0003541021.01027.0S000354.0)mol/L(1021.051018.01020.01021.01027.01019.0xSRSDSxGGGxxGSx②这个数据应保留次，，测定，查表临界值计算临界值可疑11、解：%92.074.2656.0032.474.2032.4%99%59.074.2656.0571.274.2%95571.2;516;05.0,95.05,01.05,05.0utPuPnStxtfP时，②时，差得①第三章滴定分析法概论1、解：不可直接配制标准溶液的物质：NaOH，化学性质不稳定HCl，不是固体，难得到纯净物H2SO4，不是固体KMnO4，难制得纯度高的纯净物Na2S2O3，难制得纯净物，化学性质不稳定2、答：草酸晶体部分风化后标定氢氧化钠溶液浓度结果偏低（称取一定质量基准物，实际物质的量超过计算值，消耗了更多的氢氧化钠，浓度标定结果偏低），用此氢氧化钠溶液测定有机酸摩尔质量时结果偏低；碳酸钠吸潮带有少量水分后标定盐酸溶液浓度结果偏高（称取一定质量基准物，实际物质的量小于计算值，消耗了更少的盐酸，浓度标定结果偏高），用此盐酸溶液测定有机碱摩尔质量时结果偏高。3、(1)读数偏大，结果(HCl)浓度偏低(2)0.12480.1238，结果偏高(3)HCl浓度比真实浓度低，需要消耗更多的HCl，结果偏低(4)相同质量的碳酸氢钠比碳酸钠消耗的盐酸少，导致消耗盐酸体积减小，盐酸浓度测定值偏高4、写出下列各体系的质子条件式。解：(1)NH4H2PO4：[H+]+[H3PO4]=[OH-]+[HPO42-]+2[PO43-]+[NH3](2)H2SO4(C1)+HCOOH(C2)：[H+]=[OH-]+[HSO4-]+2[SO42-]+[HCOO-](3)NaOH(C1)+NH3(C2)：[H+]+C1+[NH4+]=[OH-](4)HAc(C1)+NaAc(C2)：[H+]=[OH-]+[Ac-]-C2(5)HCN(C1)+NaOH(C2)：[H+]+C2=[OH-]+[CN-]5、写出①H3AsO4②MgBr2水溶液的电荷平衡式。解：①[OH-]+[H2AsO4-]+2[HAsO42-]+3[AsO43-]=[H+]②2[Mg2+]+[H+]=[OH-]+[Br-]6、解：)ml(5.55%9684.108.9810005000.2)ml(57%100905.105.6010005000.2)ml(66%2989.003.1710005000.2浓浓浓稀浓稀浓③②①VVVwMcVVcVMwVn8、已知1mL某HCl标准溶液中含氯化氢0.004374g/mL，试计算：①该HCl溶液对NaOH的滴定度②该HCl溶液对CaO的滴定度。解：HCl+NaOH==NaCl+H2O2HCl+CaO==CaCl2+H2O/ml)0.004799(g0.004374HClNaOHHCl/NaOHMMT/ml)0.003365(g0.0043742HClCaOHCl/CaOMMT9、解：CaCO3~2HCl%2.98%1002500.010454.209.100%100)mmol(454.2)00.131225.0252600.0(21213sHClmnMwnn碳酸钙碳酸钙碳酸钙碳酸钙10、二元弱酸H2A，已知pH=1.92时，δH2A=δHA-；pH=6.22时，δHA-=δA2-。计算：①H2A的pKa1和pKa2②HA-溶液的pH。解：①pKa1=1.92，pKa2=6.22（二元酸分布系数公式，两个相等处，一个极大值）②4.07)p(p21pHa2a1KK第四章酸碱滴定法补充习题：下列各酸，哪些能用NaOH溶液直接滴定或分步滴定？哪些不能？如能直接滴定，各应采用什么指示剂？(1)甲酸(HCOOH)Ka=1.8×10-4答：cKa＞10-8，可以直接滴定。可以采用酚酞指示剂(2)硼酸(H3BO3)Ka1=5.4×10-10答：cKa1＜10-8，不可以直接滴定。(3)琥珀酸(H2C4H4O4)Ka1=6.9×10-5，Ka2=2.5×10-6答：cKa1＞10-8，cKa2＞10-8，但Ka1/Ka2＜104。不能分步滴定，但可以直接一次性滴定。(4)柠檬酸(H3C6H5O7)Ka1=7.2×10-4，Ka2=1.7×10-5，Ka3=4.1×10-7答：cKa1＞10-8，cKa2＞10-8，cKa3≈10-8但Ka1/Ka2＜104，Ka2/Ka3＜104。不能分步滴定，但可以直接一次性滴定。(5)顺丁烯二酸Ka1=1.5×10-2，Ka2=8.5×10-7答：cKa1＞10-8，cKa2≈10-8，且Ka1/Ka2＞104。可以分步滴定。(6)邻苯二甲酸Ka1=1.3×10-3，Ka2=3.1×10-6答：CKa1＞10-8，CKa2＞10-8，但Ka1/Ka2＜104。不能分步滴定，但可以直接一次性滴定。1、解：NaOH吸收CO2，将部分转化为Na2CO3。①滴定强酸，如果以甲基橙为指示剂，终点化学计量关系还是1:2，基本无影响。若以酚酞为指示剂，则碳酸钠不能完全作用为氯化钠，对结果有明显影响。②滴定弱酸，NaOH能中和弱酸，Na2CO3不能中和弱酸，需要消耗更多的标准溶液，将带来正误差(分析结果偏高)。2、答：硼砂溶于水将生成极弱酸硼酸和一元弱碱B4O72-+5H2O=2H2BO3-+2H3BO3一元弱碱的Kb=Kw/Ka,硼酸=1.8×10-5，因此可以用盐酸准确滴定而醋酸钠Kb极小，无法准确滴定。氢氧化钠可以测定醋酸不能滴定硼酸同理。补充习题：在下列何种溶剂中，醋酸、苯甲酸、盐酸及高氯酸的酸强度都相同？①纯水；②浓硫酸；③液氨；④甲基异丁酮答：液氨(碱性溶剂是酸的均化性溶剂)补充习题：下列溶剂中何者为质子溶剂？何者为无质子溶剂？若为质子溶剂，是酸性溶剂还是碱性溶剂？若为无质子溶剂，是偶极亲质子溶剂还是惰性溶剂？①冰醋酸；②二氧六环；③乙二胺；④甲基异丁酮；⑤苯；⑥水；⑦乙醚；⑧异丙醇；⑨丙酮；⑩丁胺答：质子溶剂：①③⑥⑧⑩；其中，酸性溶剂：①；碱性溶剂：③⑩无质子溶剂：②④⑤⑦⑨；其中，偶极亲质子溶剂：④⑨；惰性溶剂：②⑤⑦补充习题：有一碱液，可能是NaOH、Na2CO3、NaHCO3或其中两者的混合物。今用盐酸滴定，以酚酞为指示剂时消耗HCl的体积为V1，加入甲基橙，继续用盐酸滴定又消耗HCl的体积为V2。当出现下列情况时，溶液各由哪些物质组成？①V1＞V2＞0；②V2＞V1＞0；③V1=V2；④V1=0，V2＞0；⑤V1＞0，V2=0答：①NaOH+Na2CO3；②Na2CO3+NaHCO3；③Na2CO3；④NaHCO3；⑤NaOH。3、解：①0.10mol/LNaH2PO4两性物质溶液，4.70pH(mol/L)102.010.0109.610.0102.6109.6]H[2020538312a1aw2a1acKKcKKcKKca；注：此时公式中的Ka1和Ka2对应于磷酸的第一和第二步离解。②0.05mol/LHAc和0.05mol/LNaAc混合溶液缓冲溶液，用缓冲溶液公式计算76.405.005.0lg76.4lgppHa酸碱ccK③0.1mol/LNaAc溶液碱性溶液，按一元弱碱公式计算8.88pH)mol/L(103.1]H[)mol/L(1067.7107.1101.0][OH96514HAca,wb-KKccK④0.10mol/LNH4CN，两性物质溶液，用最简公式计算9.23)21.9.259(21)p(p21)p(p21pHHCN,aNH,a2a1a4