分析化学(第版)课后答案

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。
药用植物学论文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:
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:①n d d d d d 321n
++++= 0.241=d 0.242=d
1
2i -∑=n d s 0.281=s 0.312=s  ②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 =∑=n
x x  ②0.00121)(2i =--∑=
n x x s  ③0.00038==n s
处方量s
④0.0012
0.000383.25            25.3t 92-2        0.01±=⨯±==±±==时,,查表置信限=f n
s t n
s
t x u  8、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:%.n S      S  .S x x 05306/%13.0/%130    1.51%=====
1.7%
053.0%60.1%51.1=-=-=x S x t μ计 查表2-2,t 5,0.05=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==S x ,
化学法数据:
97.8%,97.7%,98.1%,96.7% ,97.3%(5次)
%54.0  %6.97==S x ,
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%1.14,4,05.0212
2
F F F f f F <===-== 用t 检验平均值是否有显著性差别
)262.2(29.15
656%895.0%
6.97%3.98%895.0256%54.0)15(%1.1)16(2)1()1(9,05.02
221222211R 2
121R 2
1t t n n S n S n S n n n n S x x t <=+⨯-==-+-+-=-+-+-=
+⨯-= 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 (1021.05
1018.01020.01021.01027.01019.0L 0.1027mol/          89
.1605.06-2  695.10.0003541021.01027.0S 000354.0)mol/L (1021.05
1018.01020.01021.01027.01019.0=⨯=⨯=
==++++=∴<===-=-===++++=
x
S RSD S x G G G x x G S x ②这个数据应保留
次,,测定,查表临界值计算临界值可疑α
11、解: %92.074.2656.0032.474.2032
.4%99%59.074.26
56.0571.274.2%95571
.2;516;05.0,95.05,01.05,05.0±=⨯±===±=⨯±==±===-===u t P u P n
S
t x t f P 时,②时,
差得①μα
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
H 2SO 4,不是固体KMnO 4,难制得纯度高的纯净物
朱湘桂
Na 2S 2O 3,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)0.1248 > 0.1238,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)NH 4H 2PO 4:
[H +]+[H 3PO 4]=[OH -]+[HPO 42-]+2[PO 43-]+[NH 3]
(2)H 2SO 4(C 1)+HCOOH(C 2):
[H +]=[OH -]+[HSO 4-]+2[SO 42-]+[HCOO -]
(3)NaOH(C 1)+NH 3(C 2):
[H +]+C 1+[NH 4+]=[OH -]
(4)HAc(C 1)+NaAc(C 2):
[H +]=[OH -]+[Ac -]-C 2
(5)HCN(C 1)+NaOH(C 2):
[H +]+C 2=[OH -]+[CN -]
5、写出①H 3AsO 4②MgBr 2水溶液的电荷平衡式。
解:①[OH -]+[H 2AsO 4-]+2[HAsO 42-]+3[AsO 43-]=[H +]
②2[Mg 2+]+[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③②①V V V w
M cV V cV M w V n ρρ 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+H 2O2HCl+CaO==CaCl 2+H 2O
/ml)0.004799(g 0.004374HCl NaOH HCl/NaOH =⨯=
M M T  /ml)0.003365(g 0.0043742
HCl CaO HCl/CaO =⨯⨯=M M T  9、解:  CaCO 3 ~ 2HCl
%2.98%1002500
.010454.209.100%100)mmol (454.2)00.131225.0252600.0(2
1213s HCl =⨯⨯⨯=⨯⨯==⨯-⨯==-m n M w n n 碳酸钙碳酸钙碳酸钙碳酸钙 10、二元弱酸H 2A ,已知pH=1.92时,δH2A =δHA-;pH=6.22时,δHA-=δA2-。计算:①H 2A 的p K a1和p K a2②HA -溶液的pH 。
解:①p K a1=1.92,p K a2=6.22
(二元酸分布系数公式,两个相等处,一个极大值) ②  4.07)p (p 2
1pH
a2a1=+=K K  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)K a =1.8×10-4
答:cK a >10-8,可以直接滴定。可以采用酚酞指示剂
(2) 硼酸(H 3BO 3)K a1=5.4×10-10
答:cK a1<10-8,不可以直接滴定。
(3)琥珀酸(H 2C 4H 4O 4)K a1=6.9×10-5,K a2=2.5×10-6
答:cK a1>10-8,cK a2>10-8,但K a1/K a2<104。不能分步滴定,但可以直接一次性滴定。
(4)柠檬酸(H 3C 6H 5O 7)K a1=7.2×10-4,K a2=1.7×10-5,K a3=4.1×10-7
答:cK a1>10-8,cK a2>10-8,cK a3≈10-8但K a1/K a2<104,K a2/K a3<104。不能分步滴定,但可以直接一次性滴定。
(5)顺丁烯二酸              K a1=1.5×10-2,K a2=8.5×10-7
答:cK a1>10-8,cK a2≈10-8,且K a1/K a2>104。可以分步滴定。
(6)邻苯二甲酸              K a1=1.3×10-3,K a2=3.1×10-6
答:CK a1>10-8,CK a2>10-8,但K a1/K a2<104。不能分步滴定,但可以直接一次性滴定。
1、解:NaOH 吸收CO 2,将部分转化为Na 2CO 3。
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,Na 2CO 3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
B 4O 72- + 5H 2O = 2H 2BO 3- + 2H 3BO 3
兴利一元弱碱的K b =K w /K a,硼酸=1.8×10-5,因此可以用盐酸准确滴定
而醋酸钠K b 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 、Na 2CO 3、NaHCO 3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V 1,加入甲基橙,继续用盐酸滴定又消耗HCl 的体积为V 2。当出现下列情况时,溶液各由哪些物质组成?
①V 1>V 2>0;②V 2>V 1>0;③V 1=V 2;④V 1=0,V 2>0;⑤V 1>0,V 2=0
答:①NaOH+Na 2CO 3;②Na 2CO 3+NaHCO 3;
③Na 2CO 3;④NaHCO 3;⑤NaOH 。
3、解:
①0.10mol/L  NaH 2PO 4    两性物质溶液,
4.70
pH (mol/L)
102.010.0109.610
.0102.6109.6]H [2020538312a 1a w
2a 1a =⨯=+⨯⨯⨯⨯⨯=+=
><----+c K K cK K cK K c a ;
注:此时公式中的K a1和K a2对应于磷酸的第一和第二步离解。
②0.05mol/L HAc 和0.05mol/L NaAc 混合溶液
缓冲溶液,用缓冲溶液公式计算
76
.4      05
.
005.0lg 76.4      lg p pH a =+=+=酸
c c K
③0.1mol/L NaAc 溶液  碱性溶液,按一元弱碱公式计算三个儿子教学设计
8.88
pH )
mol/L (103.1]H [)
mol/L (1067.7          107.1101.0          ][OH 96514
HAc a,w b -=⨯=⨯=⨯⨯===-+---K K c
cK
④0.10mol/L NH 4CN ,两性物质溶液,用最简公式计算
9.23
)21.9.259(2
1      )p (p 2
1      )p (p 21pH HCN ,a NH ,a 2a 1a 4=+=+=+=+K K K K
⑤0.10mol/L H 3BO 3,一元弱酸溶液,用最简公式计算
13
.5pH        )mol/L (1035.7104.510.0]H [610a =⨯=⨯⨯==--+cK
⑥0.05mol/L NH 4NO 3,一元弱酸溶液,用最简公式计算
28
.5pH        )mol/L (1029.5106.505.0]H [610NH a,4
=⨯=⨯⨯==--++cK
4、已知水的离子积常数K s =10-14,乙醇的离子积常数K s =10-19.1,求:
(1)纯水的pH 和乙醇的pC 2H 5OH 2。
(2)0.0100mol/LHClO 4的水溶液和乙醇溶液的pH 、pC 2H 5OH 2及pOH 、pC 2H 5O 。(设HClO 4全部离解) 解:(1)7.00p 21pH s ==K 9.55p 2
1OH H pC s 252==K  (2)因HClO 4全部离解,故水溶液中:
pH=-lg0.0100=2.00,pOH=14.00-2.00=12.00
矿用猴车
乙醇溶液中:
pC 2H 5OH 2=-lg0.0100=2.00,pC 2H 5O=19.10-2.00=17.10
5、解:①HA 的摩尔质量
)(mol 10708.31000
20.410900.0)()(3NaOH HA NaOH
HA -⨯=⨯===cV n cV n  )(g/mol 1.33710708.3250.13HA HA HA HA
HA
HA =⨯==
=-n m M M m n  5
902.4a a 4
a HA NaA a 43HA a 1026.110          902.4p 30.40029664.010416.7lg p lg p pH )mol (10416.71000
24.80900.0NaA )mol (0029664.01000
24.80900.010708.3  4.30pH HA -----⨯====⨯+=+=⨯⨯⨯-
⨯=K K K n n K n K =的物质的量=生成=剩余量=此时,。
时滴定剂加到②,溶液8.24mL 值
的 8.76
5.2414.00pH        24.5pOH 105.68          102
6.1105020.4120.410900.0][OH NaA pH 6
-514b sp =-=,溶液呈碱性
化学计量点完全生成的计算
③化学计量点-==⨯=⨯⨯+⨯=
--K c
6、解:化学计量点时,完全生成NaAc 0.0500mol/L mol/L 104.510
7.1100.10500.0][OH 6514a w b ----⨯=⨯⨯⨯===K cK cK  pOH=5.27;pH=8.73。
终点误差计算略,计算结果相等均为0.03%。
7、解:酚酞做指示剂,消耗盐酸12.00mL ,说明试样中有Na 3PO 4。      Na 3PO 4 + HCl = Na 2HPO 4 + NaCl

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