武汉大学分析化学思考题解答
(湖南人文科技学院化学与材料科学系 熊建龙 2013年6月)
第一章概论
1. 今欲配制0.02000 mol-L1 K2Cr2O7溶液500 mL,所用天平的准确度为士O.lmg,若相对 误差
要求为±0.1%,问称取K2Cr2O7时,应准确称取到哪一位? 解:
m
K2Cr2O7 = CK2Cr2O7 X VK2Cr;O7 X MK2Cr2O7 = 0.02000 x 0.5000 x 294.18 = 2.9418g ; 2|Am|
myo wo.% 解lAml ^0.0014g;所以 2-9404S mK2cr2o7 2.9432g ; 因此,称取K2O2O7时,准确称取到小数点后第三位,即lmg时,就可满足±0.1%误 差要求。
2. 标定碱标准溶液时,邻苯二甲酸氢钾(KHCgHQp M = 204.23 g-mol1)和二水合草酸
(H2C2O4-2H2O, M = 126.07 g-mol1)都可以作为基准物质,你认为选择哪一种更好? 为什么?
答:选择邻苯二甲酸氢钾更好。因为邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量较大,称量误差较小。 3. 用基准Na2CO3标定HC1溶液时,下列情况会对HC1的浓度产生何种影响(偏高,偏 低
或没有影响)?
a. 滴定时速度太快,附在滴定管壁的HC1来不及流下来就读取滴定体积; b?称取Na2CO3时,实际质量为0.1834 g,记录时误记为0.1824 g;
c. 在将HC1标准溶液倒入滴定管之前,没有用HC1溶液荡洗滴定管; d. 锥瓶中的Na2CO3用蒸馆水溶解时,多加了 50mL蒸憾水; e. 滴定开始之前,忘记调节零点,HC1溶液的液面高于零点; f. 滴定官活塞漏出HC1溶液;
g. 称取Na2CO3时,撒在天平盘上; h. 配制HC1溶液时没有混匀。
c _ mNa2CO3 C
HCI = TT
7T
答:据
2丄隔《)3 x VHC1
a由于VHCI偏咼,CHCI偏低;
b由于mNa2co3偏低,CHCI偏低; c由于VHCI偏咼,CHCI偏低; d无影响;
e因为VHCI偏低,CHCI偏咼; f因为VHCI偏咼'CHCI偏低; g由于Na2CO3易吸湿,应用减量法称量。称取Na2CO3W,撒在天平盘上,N22CO3 会吸湿,
使mNa2CO3偏低,最终导致CHCI偏低;
h溶液没有混匀时,很可能的情况是上层较稀,因此CHCI偏低的可能性较大。
4.假设用HC1标准溶液滴定不纯的Na2CO3试样,若出现19题中所述的情况,将会对分 析结果产生何种影响?
=血 x % x M\x W0%
W Na2CO3 ms
答:据 _
a 由于VHCI偏咼,WNa2co3偏咼; b由于ms偏低,wNa2Co3偏高; c 由于VHCI偏咼,WNa2CO3偏咼; d无影响; e因为Vjjci偏低,WNa2CO3偏低; f因为VHCI偏咼,WNa2CO3偏咼;
g由于试样易吸湿,应用减量法称量。称取NazCOs试样时,撒在天平盘上,Na2CO3 试样会吸湿,使Bls偏低,最终导致WNa2CO3偏高; h或偏高,或偏低;不能确定。
溶液没有混匀时,很可能的情况是上层较稀。若标定时用上层溶液,测定时用下层; 测定时VHCI偏低,最终导致WNa2CO3偏低。
5.若将H2C2O4-2H2O基准物质不密封,长期置于放有干燥剂的干燥器中,用它标定NaOH 溶液
的浓度时,结果是偏高,偏低,还是无影响? 答:若将未密封H2C2(V2H2O基准物质长期置于放有干燥剂的干燥器中,会使其失去结晶 水。
用它标定NaOH溶液的浓度时,消耗NaOH溶液的体积偏高。根据
C
NaOH —
— m
~77
M> NaOH ,最终使结果偏低。 6. 有6.00 g NaH2PO4及8.197 g Na3PO4的混和物,加入少量水溶解,加入2.500 mol-L1 HC1 40.0 mL。问所得溶液为酸性,中性,还是碱性? n(NaH,PO4)= \时04 = M 解: NaH,PO4 119098 ^-0500mO1 - = 0.0500mol 4 n(Na3PO4) = mNU3P° = MNa,po4 163.94 n(HCl) = cHCI xVHCI = 2.500x0.0400 = O.lOOmol 反应式:NaH2PO4 + Na3PO4 = 2Na2HPO4, Na2HPO4 + HC1 = NaH2PO4 + NaCl (0.05mol) (0.05mol) (O.lmol) (O.lmol) (0.1 mol) (O.lmol) 混和后产物为:NaH2PO4和NaCl,所得溶液为酸性。 第二章分析试样的采集与制备 7. 为了探讨某江河地段底泥中工业污染物的聚集情况,某单位于不同地段采集足够量的原 始平 均试样,混匀后,取部分试样送交分析部门。分析人员称取一定量试样,经处理后, 用不同方法测定其中有害化学成分的含量。试问这样做对不对?为什么? 答:采集的原始平均试样混匀后,取部分试样送交分析部门。样品不具代表性。采集的原 始平均试样混匀后,还须研磨、过筛、缩分,才能使送交分析部门试样代表所采集样品的 平均化学成分。 &银币中含有少量铜、银。欲测定其中铜、银的含量,有人将银币的表面擦洁后,直接用 稀HNO3 溶解部分银币制备试液。根据称量银币在溶解前后的质量之差,确定试样的质 量。然后用不同的方法测定试液中铜、银的含量。试问这样做对不对?为什么? 答:不对。因为镰币表层和内层的铜和银含量不同。只溶解表层部分镰币制备试液,测其 含量, 所得结果不能代表整个银币中的铜和银含量。 9. 怎样溶解下列试样: 锡青铜,高钩钢,纯铝,银币,玻璃(不测硅)。 答:锡青铜:用热H2SO4溶解;高钩钢:用HNO3+HF溶解;纯铝:用HC1溶解;银币: 用 HNO3溶解;玻璃(不测硅):用HF溶解。 10. 下列试样宜采用什么熔剂和堆竭进行熔融: 铭铁矿,金红石(TiC>2),锡石(SnO2),陶瓷。 答:参见:中南矿冶学院分析化学教研室.分析化学手册.北京:科学出版社,1982 銘铁矿:用Na2()2熔剂,刚玉堆埸熔融;金红石(TiCh):用KHSO4熔剂,瓷圮埸熔 融; 锡石(SnO2):用NaOH熔剂(铁W)或NazO?熔剂(刚玉圮竭)熔融; 陶瓷:用Na2CO3熔剂,刚玉圮埸熔融。 11. 欲测定锌合金中Fe,Ni,Mg的含量,应采用什么溶剂溶解试样? 答:应采用NaOH溶液溶解试样。因为NaOH与Fe, Ni, Mg形成氢氧化物沉淀,可与锌基 体分 离。 12. 欲测定硅酸盐中SKh的含量;硅酸盐中Fe, Al, Ca, Mg, Ti的含量。应分别选用什 么方法分 解试样? 答:测定硅酸盐中SiCh的含豊 用KOH熔融分解试样;测定硅酸盐中Fe, Al, Ca, Mg, Ti 的含量,用HF-HCIO4-H2SO4混酸作溶剂分解试样。 13. 分解无机试样和有机试样的主要区别有那些? 答:分解无机试样最常用的方法是溶解法和熔融法;测定有机试样中的无机元素时,则通 常采用干式灰化(高温分解和氧瓶燃烧法)和湿式消化法分解试样。主要区别有: 1 ?分解无机试样的熔融法和分解有机试样的干式灰化法虽然都是在高温进行的, 但其 作用不同,且熔融法需要溶剂。熔融法是借助高温使试样与熔剂熔融以形 成能水溶或酸溶的形态;而干式灰化法是借助高温使有机试样燃烧以消除有机 物的干扰,燃烧后留下的残渣可用酸提取。 2. 分解无机试样的溶解法和分解有机试样的湿式消化法虽有相似之处,但所用溶 剂 和其作用也不同。湿式消化法采用HNO3或HNO3与H2SO4^HNO3与HCIO4 混酸作溶剂,利用HNO3的氧化性破坏有机物以消除其干扰;溶解法使用的溶 剂有水、酸、碱或各种混酸,依据试样的性质和待测元素选择适当的溶剂,以 使试样成为水溶的形态。 第三章分析化学中的误差与数据处理 14. 误差的正确定义是(选择一个正确答案): a某一测量值与其算数平均值之差; b含有误差之值与真值之差; c测量值与其真值之差: d错误值与其真值之差。 答:Co 15. 误差的绝对值与绝对误差是否相同? 答:不相同。误差的绝对值是或lEr|,绝对误差是E\ 16. 常量滴定管可估计到±0.01 mL,若要求滴定的相对误差小于0.1%,在滴定时, 耗用体积应控 制为多少? 2x0.01 解:?.? V W0.1%, .?.V》20mL。答:耗用体积应控制为20mL以上。 17. 微量分析天平可称准至土0.001 mg,要使称量误差不大于0.1%,至少应称取多少 试样? 2x0.001 解:ms W0.1%, .*.ms^2mgo答:至少应称取2mg试样。 18. 下列情况各引起什么误差?如果是系统误差,应如何消除?