第4章化学分析 1.略 2.甲乙二人同时分析一矿物试样中硫的质量分数，每次称取试样3.5g,分析结果报告如 下，甲：0.042%，0.041%：乙：0.04099%，0.04201%。问哪一份报告是合理的，为什么？ 解：甲正确，因为称取的试样量为两位有效数字，实验结果也应该保留两位有效数字。 3.能用于滴定分析的化学反应必须具备那些条件？作为基准物质的试剂又应具备那些 条件？ 解：符合以下要求的反应可以用直接滴定法测定： 第一，反应必须按一定反应式定量完成，即反应有确定的化学计量关系： 第二，反应速度要快。对于较慢的反应，能通过加热或加催化剂等方法加快反应速度： 第三，有适宜的指示剂或其它简便可靠的方法确定终点。 基准物质应符合下述要求： (1)物质的组成与化学式完全相符。若含结晶水，其结晶水的含量也与化学式相符。 (2)试剂纯度高（含量99.9%以上）。 (3)稳定。 4.以下那些引起偶然误差，那些引起系统误差？ (1)滴定管读数时，最后一位估计不准： (2)试剂中含有少量被测组分： (3)使用未经校正的砝码和容量瓶： (4)分光光度测定中，吸光度读数总有微小变动： (5)滴定时指示剂不在化学计量点变色。 解：系统误差(2)(3)(5) 偶然误差(1)(4) 5.按有效数字计算规则进行运算 (1)7.9936÷0.9967-5.02 (2)0.414÷(31.3×0.05307)
第 4 章化学分析 1. 略 2. 甲乙二人同时分析一矿物试样中硫的质量分数，每次称取试样 3.5g，分析结果报告如 下，甲：0.042%，0.041%；乙：0.04099%，0.04201%。问哪一份报告是合理的，为什么？ 解：甲正确，因为称取的试样量为两位有效数字，实验结果也应该保留两位有效数字。 3. 能用于滴定分析的化学反应必须具备那些条件？作为基准物质的试剂又应具备那些 条件？ 解：符合以下要求的反应可以用直接滴定法测定： 第一，反应必须按一定反应式定量完成，即反应有确定的化学计量关系； 第二，反应速度要快。对于较慢的反应，能通过加热或加催化剂等方法加快反应速度； 第三，有适宜的指示剂或其它简便可靠的方法确定终点。 基准物质应符合下述要求： （1）物质的组成与化学式完全相符。若含结晶水，其结晶水的含量也与化学式相符。 （2）试剂纯度高（含量 99.9%以上）。 （3）稳定。 4. 以下那些引起偶然误差，那些引起系统误差？ （1）滴定管读数时，最后一位估计不准； （2）试剂中含有少量被测组分； （3）使用未经校正的砝码和容量瓶； （4）分光光度测定中，吸光度读数总有微小变动； （5）滴定时指示剂不在化学计量点变色。 解：系统误差（2）（ 3）（ 5） 偶然误差（1）（ 4） 5. 按有效数字计算规则进行运算 （1）7.9936÷0.9967－5.02 （2）0.414÷(31.3×0.05307)
(3)(1.276×4.17+1.7×10-4-(0.0021764×0.0121) 解：(1)7.9936÷0.9967-5.02 =7.994÷0.9967-5.02 =8.020-5.02 =8.02-5.02 =3.00 (2)0.414÷(31.3×0.05307) =0.414÷(31.3×0.0531) =0.414÷1.66 =0.249 (3)(1.276×4.17+1.7×10-4-(0.0021764×0.0121) =(1.28×4.17+1.7×104-(0.00218×0.0121) =5.34+1.7×10-4-0.0000264 =5.34 6.用重铬酸钾法测得FS04·7H20样品中铁的百分含量为20.01,20.03,20.04和20.05， 试计算分析结果的平均值、平均偏差、相对平均偏差、标准偏差和相对标准偏差。 解：￥=20.01+20.03+20.04+20.05 20.03 4 7-上0.02+0.00+0.01+0.02 =0.01 4 0.01 相对平均偏差= ×100%=0.04% 20.03 0.022+0.002+0.012+0.022 标准偏差5= =0.02 4-1 相对标准偏差RSD= 0.02 ×100%=0.1% 20.03 7.用无水碳酸钠作基准物质，对盐酸溶液的浓度进行标定，共做6次，测得其浓度为： 0.1029,0.1060,0.1036,0.1032,0.1028,0.1034mol/L,试用Q-检验法判断数值0.1060 可否舍去（置信度90%）：处理后正确报告标定结果。 解：Q计算= 0.1060-0.10360.5PQ0.56 0.1060-0.1018
（3）(1.276×4.17)+1.7×10 －4－(0.0021764×0.0121) 解 ：（ 1）7.9936÷0.9967－5.02 ＝ 7.994÷0.9967－5.02 ＝ 8.020－5.02 ＝ 8.02－5.02 ＝ 3.00 （2）0.414÷(31.3×0.05307) ＝ 0.414÷(31.3×0.0531) ＝ 0.414÷1.66 ＝ 0.249 （3）(1.276×4.17)+1.7×10 －4－(0.0021764×0.0121) ＝(1.28×4.17)+1.7×10 －4－(0.00218×0.0121) ＝ 5.34+1.7×10 －4－0.0000264 ＝5.34 6. 用重铬酸钾法测得 FeSO4·7H2O 样品中铁的百分含量为 20.01，20.03，20.04 和 20.05， 试计算分析结果的平均值、平均偏差、相对平均偏差、标准偏差和相对标准偏差。 解： =20.03 4 20.01+ 20.03 + 20.04 + 20.05 x = =0.01 4 − 0.02 + 0.00 + 0.01+ 0.02 d = 相对平均偏差= ×100%=0.04% 20.03 0.01 标准偏差 =0.02 4 1 0.02 0.00 0.01 0.02 2 2 2 2 − + + + S = 相对标准偏差 ×100%=0.1% 20.03 0.02 RSD = 7. 用无水碳酸钠作基准物质，对盐酸溶液的浓度进行标定，共做 6 次，测得其浓度为： 0.1029，0.1060，0.1036，0.1032，0.1028，0.1034mol/L，试用Ｑ-检验法判断数值 0.1060 可否舍去（置信度 90%）；处理后正确报告标定结果。 解：Ｑ =0.57>Ｑ表=0.56 0.1060 0.1018 0.1060 0.1036 − − 计算 =
舍去0.1060后 x-0.1029+0.1036+0.1032+0.1028+0.1034 0.1032molL 相对平均偏差=0.0003+0.0004+0.0000+0.0004+0.0002 ×100%=0.3% 5×0.1032 盐酸浓度的平均值是0.1032o/L(5,相对平均偏差0.3%)，就滴定方法而言，精密 度较差。 8.用容量瓶配制0.02000mol/L重铬酸钾标准溶液500mL,需称取基准物重铬酸钾多少 克？(M(K2Cr20F294.2) CM0.02000×500.0×294.2 解：m= =2.9420g 1000 1000 9.称取纯金属锌0.3250g,溶于HC1后，在250mL容量瓶中定容，计算该标准Zn2+溶液 的浓度。 解：Zn+2HC→Zn2++2C+H2↑ 锌的原子量M2n=65.39 0.3250 C(Zn2+)= mm三 Mo·P 65.39×250×10-3 =0.01988mol/L 10.在标定NaOH溶液时，要求消耗0.1mol/LNaOH溶液的体积为25mL左右，问： (1)若选用邻苯二甲酸氢钾(KHCsH,O4)作为基准物，应称取多少克？ (2) 如果改用草酸(HC2O4·2HO)作为基准物，又应称取多少克？ 解：解：以邻苯二甲酸氢钾(KHCH,O4)为基准物时，其滴定反应式为： (KHCsHO)(aq)+OH (aq)=KCsHO (aq)+H2O (1) 有 (NaOH)=(KHCHO4) c(NaOH)/(NaOH)=m(KHCHO)/M(KHCsHO) 故 m(KHC:HO4)=c(NaOH)·P(NaOH)·M(KHCH,O4) =0.1×25×10-3×204.2 =0.5105g 若改用H2C2O42H0作基准物时，其滴定反应式为：
舍去 0.1060 后 =0.1032mol/L 5 0.1029 + 0.1036 + 0.1032 + 0.1028 + 0.1034 x = 相对平均偏差= ×100%=0.3% 5 0.1032 0.0003 0.0004 0.0000 0.0004 0.0002 × + + + + 盐酸浓度的平均值是 0.1032mol/L（n=5，相对平均偏差 0.3%），就滴定方法而言，精密 度较差。 8. 用容量瓶配制 0.02000mol/L 重铬酸钾标准溶液 500mL，需称取基准物重铬酸钾多少 克？（M (K2Cr 2O7)=294.2） 解： =2.9420g 1000 0.02000 500.0 294.2 1000 × × = = CVM m 9. 称取纯金属锌 0.3250g，溶于 HCl 后，在 250mL 容量瓶中定容，计算该标准 Zn2+溶液 的浓度。 解：Zn＋2HCl→Zn2+＋2Cl−＋H2↑ 锌的原子量 MZ n＝65.39 C（Zn2+）＝ ＝ M V m Zn Zn ⋅ 3 65.39 250 10 0.3250 − × × ＝0.01988 mol/L 10. 在标定 NaOH 溶液时，要求消耗 0.1mol/LNaOH 溶液的体积为 25mL 左右，问： （1） 若选用邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）作为基准物，应称取多少克？ （2） 如果改用草酸（H2C2O4·2H2O）作为基准物，又应称取多少克？ 解：解:以邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）为基准物时，其滴定反应式为: （KHC8H4O4）（ aq）+ OH-（aq）= KC8H4O4 -（aq）+ H2O（l） 有 n（NaOH）= n（KHC8H4O4） c（NaOH）V（NaOH）= m（KHC8H4O4）/ M（KHC8H4O4） 故 m（KHC8H4O4）= c（NaOH）·V（NaOH）·M（KHC8H4O4） = 0.1×25×10-3×204.2 = 0.5105g 若改用 H2C2O4 ·2H2O 作基准物时，其滴定反应式为：
HC204(aq)+20H=C2042(aq)+H20(1) 有 (NaOH)=2n (H2C2O42H2O) c(NaOH)/(NaOH)=2m (H2C202H2O)/A/(H2C2042H2O) (H2C2O2H2O)=c (NaOH)(NaOH)M/(H2C2O2H2O)/2 =0.1×25×103×126.1/2 =0.1576g 显然，如果选择HC2O42HO作为基准物，所需称样的量小多了，相对来说，称样时 产生的误差就会大些。可见，在标定NaOH时，选用摩尔质量较大的邻苯二甲酸氢钾 作基准物比选用HC2O42HO要好些，这样称样量大，可以减小称量的相对误差。 11.有一NaOH溶液，其浓度为0.5450molL,取该溶液100.0mL,需加水多少mL才能配 成0.5000mol/L溶液？ 解：设配制的溶液为mL 100×0.5450 =109mL 0.5000 需加水9mL 12.计算0.1015mol/LHCI标准溶液对于CaCO3的滴定度。 解：Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H0 bTIBx103 CB=- x Mr E言(H(oX10- C(HCI)MACa (OH)10-3 =1×0.2015×74.09×103 2 =0.007465gmL
H2C2O4（aq）+ 2OH- = C2O4 2-（aq）+ H２O（l） 有 n（NaOH）= 2n（H2C2O4 ·2H2O） c（NaOH）V（NaOH）= 2m （H2C2O4 ·2H2O）/ M（H2C2O4 ·2H2O） 故 m（H2C2O4 ·2H2O）= c（NaOH） V（NaOH） M（H2C2O4 ·2H2O）/ 2 = 0.1×25×10-3×126.1 / 2 = 0.1576g 显然，如果选择 H2C2O4 ·2H2O 作为基准物，所需称样的量小多了，相对来说，称样时 产生的误差就会大些。可见，在标定 NaOH 时，选用摩尔质量较大的邻苯二甲酸氢钾 作基准物比选用 H2C2O4 ·2H2O 要好些，这样称样量大，可以减小称量的相对误差。 11. 有一 NaOH 溶液，其浓度为 0.5450mol/L，取该溶液 100.0mL，需加水多少 mL 才能配 成 0.5000 mol/L 溶液？ 解：设配制的溶液为 xmL x= =109mL 0.5000 100× 0.5450 需加水 9mL 12. 计算 0.1015mol/LHCl 标准溶液对于 CaCO3的滴定度。 解：Ca（OH）2＋2HCl＝CaCl2＋2H2O cB= 3 / ×10 x x B M T x b T= C（HCl）M{Ca（OH）2}×10 3 b x − = C（HCl）M{Ca（OH）2}×10 3 2 1 − = ×0.2015×74.09×10 3 2 1 − =0.007465 g/ m L
13.将0.5500g不纯CaC03溶于0.5020mo/LHC1标准液25.00mL中。煮沸除去C02,过 量HCI液用NaOH标准液返滴定耗去4.20mL,若用NaOH液直接滴定HCl液20.00mL 消耗20.67mL,计算试样中CaC03的百分含量。 解：C0mg4@-20.00x0.5020 VNaOH 20.67 过量的Va-2000x05020x420×L =4.06mL CHCI 20.67 0.5020 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O CaCO3%= "m×100%=0.5020×25.0-4.06)x100.09 ×100%= m试样 2×0.5500×1000
13. 将 0.5500g 不纯 CaCO3溶于 0.5020mol/L HCl 标准液 25.00mL 中。煮沸除去 CO2，过 量 HCl 液用 NaOH 标准液返滴定耗去 4.20mL，若用 NaOH 液直接滴定 HCl 液 20.00mL 消耗 20.67mL，计算试样中 CaCO3的百分含量。 解：CNaOH= = NaOH HCl HCl V c V 20.67 20.00 ×0.5020 过量的 VHCl= = =4.06mL HCl NaOH NaOH c c V 0.5020 1 4.20 20.67 20.00 0.5020 × × × CaCO3 +2HCl= CaCl2+ CO2+H2O CaCO3%＝ ×100％＝ ×100%= m试样 mCaCO3 ( ) 2 0.5500 1000 0.5020 25.00 4.06 100.09 × × × − ×