分析化学第六版四川大学和华东理工大学课后答案.docx
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分析化学第六版四川大学和华东理工大学课后答案
P27第二章误差及分析数据的统计处理
思考题
2.下列情况分别引起什么误差?
如果是系统误差,应如何消除?
(1)砝码被腐蚀;
(2)天平两臂不等长;
(3)容量瓶和吸管不配套;
(4)重量分析中杂质被共沉淀;
(5)天平称量时最后一位读数估计不准;
(6)以含量为99%的邻苯二甲酸氢钾作基准物标定碱溶液;
答:
(1)仪器误差;换另一套砝码或校正砝码
(2)仪器误差;校正仪器或更换另一台等臂天平
(3)仪器误差;换配套的容量瓶和吸管
(4)方法误差;改进方法;除杂质再分析;提纯试剂
(5)随机误差;
(6)试剂误差;提纯试剂或采用纯度大于99.9%的基准物
5.某铁矿石中含铁39.16%,若甲分析结果为39.12%,39.15%和39.18%,乙分析得
39.19%,39.24%,39.28%,试比较甲乙两人分析结果的准确度和精密度.
39.1239.1539.18
解:
x)%39.15%
甲
(
3
Er
甲
39.15%
39.16%
39.16%
*100%0.04%
s
甲
(39.12
2
39.15)
(39.15
3
2
39.15)
1
(39.18
2
39.15)
%0.03%
同理可知:
x39.24%;Er乙0.20%;s0.05%
乙
乙
由以上数据可知甲的准确度和精密度较乙的要高。
习题
3.某矿石中钨的质量分数(%)测定结果为:
20.39,20.41,20.43.计算标准偏差s
及置信度为95%时的置信区间.
解:
x20.41%
s
(20.39
2
20.41)
(20.41
3
20.41)
1
2
(20.43
2
20.41)
%0.02%
查表知:
置信度为95%,n=3时,t=4.303,因此:
4.3030.02%
μ=()20.41%0.05%
20.41%
3
5.用Q检验法,判断下列数据中,有无舍去?
置信度选为90%.
(2)6.400,6.416,6.222,6.408
解:
排列:
6.222<6.400<6.408<6.416
可疑值为:
6.222
Q
计算
6.400
6.416
6.222
6.222
0.92
查表n=4,Q0.90=0.76
因Q计算>Q0.90故6.222应舍去
6.测定试样中P2O5质量分数(%),数据如下:
8.44,8.32,8.45,8.52,8..69,8.38
用Grubbs法及Q检验法对可疑数据决定取舍,求平均值、平均偏差d、标准
偏差s和置信度选90%及99%的平均值的置信范围。
解:
将所给的数据由小到大排列得:
8.32<8.38<8.44<8.45<8.52<8.69
可见,数据8.69可疑
又因为,平均值x=8.47%平均偏差d=0.095%
标准偏差s=
0.0873
5
%=0.13%
计=
所以,G
8.69
8.47
0.13
=1.69Q
计
=
8.69
8.69
8.52
8.32
=0.46
由表2-2,2-4可得:
当置信度为90%,n=6时,t=2.015,Q
计
<Q
表
,
当置信度为99%,n=6时,t=4.032,Q
计
<Q
表
,G
计
<G
表
所以,8.69不需舍去。
当置信度为90%时,置信范围=x
ts=8.47%
n
20.13%=8.47%0.11%
.015
6
当置信度为99%时,置信范围=x
1=8.47%
4.032
0.13%
6
=8.47%0.21%
11、按有效数字运算规则,计算下列各式。
1)2.187*0.854+9.6*10
-5-0.0326*0.00814
解:
原式求得=1.86752修约可得原式=1.868(一步步写出!
)
2)51.38/(8.709*0.09460)
解:
=51.38/0.8239=62.36
3)9.827*50.62/(0.005164*136.6)
解:
=497.4/0.7054=705.1
8
1.5*10*6.1*10
4)6
3.3*10
8
解:
=?
?
(一步步写出!
)3.3
1.5*1.6*10-5=1.7*10
-5=1.7*10
-5
P41第三章滴定分析
1、已知浓硝酸的相对密度1.42,其中含HNO3约为70%,求其浓度.如欲配制1L
0.25mol·L3溶液,应取这种浓硝酸多少毫升?
-1HNO
解:
c
1000
M
HNO
3
1000*1.42*
60
70%
mol
L
116
mol
L
1
cV0.25*1000
配
VmL16
取
c16
配
mL
4.假如有一邻苯二甲酸氢钾试样,其中邻苯二甲酸氢钾含量约为90%,余下为
-1
不与碱作用的杂质。
今用酸碱滴定法测定其含量,若采用浓度为1.000mol·L
的NaOH标准溶液滴定之,欲控制滴定时碱溶液体积在25mL左右,则:
(1)需称取上述试样多少克?
(2)以浓度为0.0100mol·L
-1的碱溶液代替1.000mol·L-1的碱溶液滴定,重复上
述计算.
(3)通过上述
(1)
(2)计算结果,说明为什么在滴定分析中通常采用的滴定剂浓度
为0.1~0.2mol·L
-1?
解:
滴定反应式为:
KHC8H4O4+OH8H4O42O
-=KC-+H
∴nNaOH=nKHC8H4O4
(1)mKHC8H4O=4nKHC8H4O·4MKHC8H4O/4ω=nNaOH·MKHC8H4O/4ω
=1.000mol·L-1*25mL*204.22g
-1*25mL*204.22g
·mol-1/90%
-1/90%
=5.7g
(2)m2=cNaOH·VNaOH·MKHC8H4O/4ω
=0.0100mol·L-1*25mL*10-3*204.22g
-1*25mL*10-3*204.22g
·mol-1/90%
-1/90%
=0.057g
(3)通过以上计算说明如果滴定剂浓度在0.1~0.2mol
·L-1,称取的试样
-1,称取的试样
量≥0.2g,可以减少称量误差,提高测定的准确度。
8、计算0.01135mol·L
-1HCl溶液对CaO的滴定度.
解:
此反应为:
2HCl+CaO=CaC2+lH2O
T
CaO
11
acM10.01135molL*56gmol
HClCaO
/0.003178
b100021000
HCl
gmL
1
9、已知高锰酸钾溶液的浓度为TCaCO3/KMnO=40.005005g·mL
-1,求此高锰酸钾溶液
的浓度及它对铁的滴定度.
解:
用KMnO4法滴定CaCO3经过以下几个反应:
CaCO3+H2C2O4=CaC2O4+H2O+CO2
+=Ca2++HC
-
CaC2O4+H2O4
5C2O42+8H2O
-+2MnO-+16H+=2c+10CO
4
所以:
nCa=5/2*nKMnO4
c
T*2*1000
CaCO/KMnO0.02002
0.005005*2000
1
34molLmolL
5*M500
CaCO
3
1
2++MnO-+8H+=5Fe3++4H
2+
5Fe2O+Mn
4
nFe=5nKMnO4
cM
5*0.02002*55.85
KMnOFe1
T/41gmL0.005591gmL
5/
4
FeKMnO
10001000
1
12、分析不纯CaCO3(其中不含干扰物质)时,称取试样0.3000g,加入浓
度为0.2500mol/L的HCl标准溶液25.00mL。
煮沸除去CO2,用浓度为
0.2012mol/L的NaOH溶液返滴过量酸,消耗了5.84mL。
计算试样CaCO3
的质量分数。
解:
HCl+NaOH=NaCl+2HO
VHCl=CNaOHVNaOH/CHCl=(0.2012mol/L×5.84mL)/0.2500mol/L=4.70mL
故与CaCO3反应消耗的为(25.00-4.70)mL
CaCO3+2HCl=CaCl+CO2↑+H2O
nCaCO=31/2nHCl
WCaCO3=nCaCO3*MCaCO/3ms=1/2(nHClMCaCO3/ms)
=1/2(CHClVHClMCaCO/3ms)
=1/2×0.2500mol/L×0.00203L×100g/mol÷0.3g×100%
=84.58%
P62第四章酸碱滴定法
思考题4-1
7.写出下列物质在水溶液中的质子条件:
(1)NH3
(2)NaHCO3(3)Na2CO3
+]+[NH+]=[OH-]解:
(1)[H
4
+]+[H
(2)[H
2CO3]=[OH-]+[CO2-]
-]+[CO2-]
3
+]+[HCO2-]+2[H
(3)[H
3
2CO3]=[OH-]
-]
8.写出下列物质在水溶液中的质子条件:
(1)NH4HCO3
(2)(NH4)2HPO4(3)NH4H2PO4
+]+[H
解:
(1)[H
2CO3]=[CO33]+[OH2-]+[NH-]
2-]+[NH-]
+]+[H
(2)[H
2PO4-]+2[H
4-]+2[H
3PO4]=[OH-]+[PO3-]+[NH
-]+[PO3-]+[NH
4
3]
+]+[H
(3)[H
3PO4]=[OH-]+[HPO2-]+[NH
-]+[HPO2-]+[NH
4
3]+2[PO43-]
3-]
P63习题4-1
3.已知琥珀酸(CH2COO)H2(以H2A表示)的pKa1=4.19,pKa2=5.57,试计算在pH4.88
—
和5.0时H2A、HA
2-
和A
的分布系数为1、2和0,若该酸的总浓度为
0.01mol·L
-1pH=4.88时的三种形式的平衡浓度。
解:
当pH=4.88时
+]
2=[H
2/([H+]2+K
+]+K
a1[H
a1·Ka2)
=(10
-4.88)2/[(10-4.88)2+10-4.19
-4.88
×10
+10-4.19x10-5.57]
-4.19x10-5.57]
=0.145
-1=1.45×10-3mol·L
-1
∴[H2A]=2·C=0.145×0.01mol·L
+]/([H
1=Ka1[H
+]
2+K+]+K
a1[H2+K+]+K
a1·Ka2)
=(10
-4.19×10-4.88)/[(10-4.88)2+10-4.19×10-4.88+10-4.19x10-5.57]
=0.710
∴[HA—]=
—]=
1·C=0.710×0.01mol·L-1=7.10×10-3mol·L
-1=7.10×10-3mol·L
-1
0=(Ka1·Ka2)/([H
+]2+K
+]+K
a1[H
a1·Ka2)
=(10
-4.19x10-5.57)/[(10-4.88)2+10-4.19×10-4.88+10-4.19x10-5.57]
=0.145
∴[A
2-]=
0·C=0.145×0.01mol·L-1=1.45×10-3mol·L-1
-1=1.45×10-3mol·L-1
当pH=5.0时,同理可得:
2=0.1091=0.7020=0.189
5、已知HAc的pKa=4.74,NH3·H2O的pKb=4.74。
试计算下列各溶液的pH:
(3)0.15
molL1NH4Cl溶液,(4)0.15
1
molLNaAc溶液
解:
(3)对于0.15
molLNH4Cl溶液,pKa=14-4.74=9.26
1
9.26
010>>10Kw,c/Ka=0.15/
.15
CKa=
9.26
10>>105
所以采用最简式计算:
[H]=
9.266
0.1510=9.0810molL
1
故pH=-lg[H]=5.04
(4)对于0.15
1
molLNaOAc溶液,pKb=pKw-pKa=14-4.74=9.26
9.26
0.10>>10Kw,c/Ka=0.15/
15
CKa=
9.26
10>>105
所以采用最简式计算:
[OH]=cKb=
9.266
0.1510=9.0810molL
1
故[H]=
14
10
61
9.8610molL
91
=1molL,pH=-lg[H]=8.96
.0110
8.计算下列溶液的pH:
(1)0.1mol/LNaH
2PO4
(2)对于0.1mol/LNaH2PO4溶液
解:
查表得H3PO4的pKa1=2.12,pKa2=7.20,pKa3=12.36
NaH2PO4和K2HPO4属两性物质,其酸性和碱性都比较弱,
可为平衡浓度和总浓度相等。
(1)对于0.1mol/LNaH2PO4溶液
cKa
2=0.110
.
720》10K
W,c/Ka1=0.1/10
2.12=13.18>10
所以〔H〕=
Ka×
1
Ka=
2
2.12
10×
7.20
10=2.188×10
5mol/L
pH=4.66
(2)对于0.1mol/LNaH2PO4溶液
cKa
12=2.18×1014≈K
.36
3=0.05×10W,c/Ka2=0.05/10
7.20》10
所以H2O离解的〔H〕项不可忽略,即KW不能忽略。
7()=2.00×1010
.2012.3614
〔H〕=10*0.05*1010/0.05
pH=9.70
14、欲配制pH=10.0的缓冲溶液1L。
用了16.0mol/L氨水420mL需加NH4Cl多小
克?
解:
查表得:
NH3的PKb=4.74;Cb=6.72mol/L
[OH
-]=(C-4.74=10-4
b/Ca)·Ka=6.72/Ca·10-]=(C-4.74=10-4
Ca=1.22mol/L
所以m(NH4Cl)=Ca·V·m=1.22×1×35=65.4g
+]-[OH
因为Ca>>[H
-]C
b>>[OH-]-[H
-]-[H
+]
所以采用最简式计算是允许的.
答:
需加65.4gNH4CL固体。
15、欲配制500mLpH=5.0的缓冲溶液,用了6mol/LHAc34mL,需要NaAc·3H2O
多少克?
-5解:
查表知HAc的pKa=1.8×10
+]=10
pH=5.0即[H
-5mol/L
1
6molL34mL·
c(HAc)==0.41mol/L
500mL
∵Ka=
[
H
[
][
Ac
]
HAc
]
∴[Ac-]=
5
Ka=.8100
[HAc.41
]1=0.74mol/L
5
[H]10
∴mNaAc·3H2O=136.1×0.74×1.5=50.5g
P84第四章酸碱滴定法
习题4-2
1、用0.01000mol·L3溶液滴定20.00mL0.01000mol·L
-1HNO-1NaOH溶液时,
化学计量点pH为多少?
化学计量点附近的滴定突跃为多少?
应选用何种指示剂
指示终点?
-1C(NaOH)=0.01000mol·L-1解:
由题目已知C(HNO3)=0.01000mol·L
化学计量点时NaOH全部中和,pH=7.00,滴定突跃是化学计量点前后0.1%范
围内pH的急剧变化
-
故滴定突跃前,加入HNO3溶液19.98mL此时溶液中OH
的浓度为
0.01000mol/L0.02mL
C(OH-)=5.00
20.00mL19.98mL
-6mol/L
10
pH=8.70
+
滴定突跃后,加入HNO3溶液19.98mL此时溶液中H
的浓度为
[H
+]=
0.02mL
0.01000mol
20.02mL
/
20.00mL
L
-6mol/LpH=5.30
=5.0010
所以滴定突跃的pH值范围为8.70~5.30,应选择在此范围内变色的指示
剂,如溴百里酚蓝,中性红等
2、某弱酸的pKa=9.21,现有其共轭碱NaA溶液20.00mL,浓度为0.1000mol/L,
当用0.01000mol/LHCl溶液滴定时,化学计量点的pH为多少?
化学计量点附
近的滴定突跃为多少?
应选用何种指示剂指示终点?
-10Kb=Kw/Ka=1.610-5CKb=1.610-6>10
-8
解:
酸的pKa=9.21,则Ka=6.210
能滴定
+]=CKapH=-1/2lg3.1310-11=5.26化学计量点时生成HA[H
化学计量点附近的滴定突跃,滴定剂盐酸的量为19.98mL时,溶液中有生成的
HA和剩余的NaA组成缓冲溶液
C(HA)=
19.98mL
20.00mL
0.1mol/
L
19.98mL
C(NaA)=
0.02mL
20.00mL
0.1mol
/
L
19.98mL
pH=pKa-lg(CHA/CNaA)=9.21-3.0=6.21
当过量0.02mL时
[H
+]=
0.02
20.00
0.1
20.02
-5mol/L
mol/L=4.9910
pH=4.30,突跃范围为6.21~4.30,应选甲基红
P97思考题4-3
3、标定NaOH溶液时,若采用:
(1)部分风化的H2C2O4·2H2O
(2)含有少量中性杂质的H2C2O4·2H2O
则标定所得浓度偏高,偏低还是准确?
为什么?
解:
(1)因为H2C2O4·2H2O部分风化,滴定时VNaOH会偏高
根据C(NaOH)=
M
2.
242
2m(HCO2HO)
(HCO
224
2H
O)
2
VNaOH
所以标定所得浓度偏低
(2)因为H2C2O4·2H2O中含有少量中性杂质,滴定时VNaOH会偏低
根据C(NaOH)=
M
(
2m(HCO
2HO)
2
V
NaOH
224
HCO
224
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