第二章誤差和分析數據處理課后習題答案

1、第二章 誤差和分析數據處理1、指出下列各種誤差是系統(tǒng)誤差還是偶然誤差？如果是系 統(tǒng)誤差，請區(qū)別方法誤差、儀器和試劑誤差或操作誤差，并 給出它們的減免方法。答：砝碼受腐蝕：系統(tǒng)誤差 （儀器誤差 ）；更換砝碼。 天平的兩臂不等長：系統(tǒng)誤差 （儀器誤差 ）；校正儀器。 容量瓶與移液管未經校準：系統(tǒng)誤差 （儀器誤差 ）；校正儀器。 在重量分析中，試樣的非被測組分被共沉淀： 系統(tǒng)誤差 （方法誤差 ） ；修正方法，嚴格沉淀條件。 試劑含被測組分：系統(tǒng)誤差 （試劑誤差 ）；做空白實驗。 試樣在稱量過程中吸潮：系統(tǒng)誤差 （操作誤差 ）；嚴格按操作規(guī)程操作。 化學計量點不在指示劑的變色范圍內： 系統(tǒng)誤差 （方法

2、誤差 ） ；另選指示劑。 讀取滴定管讀數時，最后一位數字估計不準： 偶然誤差；嚴格按操作規(guī)程操作，增加測定次數。 在分光光度法測定中，波長指示器所示波長與實際波長不符：系統(tǒng)誤差（儀器誤差）；校正儀器10、進行下述運算，并給出適當位數的有效數字。解:2.52 4.10 15.1446.16 102.5410(5)3.01 21.145.100.000112051.0 4.03 102.512 0.00203462.90 104.020.0324 8.12.12 1021.0502.28562.515.4253.01.89407.50 10 33.54623.19(6)pH=2.10，求H +=

3、?。H+=10-2.10=7.9X 10-311、兩人測定同一標準試樣，各得一組數據的偏差如下:(1)0.3-0.2-0.40.20.10.40.0-0.30.2-0.3(2)0.10.1-0.60.2-0.1-0.20.5-0.20.30.1 求兩組數據的平均偏差和標準偏差； 為什么兩組數據計算出的平均偏差相等，而標準偏差不 哪組數據的精密度高?S20.31did22did3dndi 0.24d20.24s10.28 標準偏差能突出大偏差 第一組數據精密度高。13、測定碳的相對原子質量所得數據:12.0080、12.0095、12.0099、12.0101、12.0102、12.0106、1

4、2.0111、12.0113、12.0118及12.0120。求算：平均值；標準偏差；平均值的標準偏 差；平均值在 99%置信水平的置信限。解：X 亠 12.0104n s （Xi ；）0.00120.00038su X tUn置信限=t查表2-2, f 9時，t001 3.25寸n=3.25 0.000380.001214、解：（本題不作要求）x146.20%0.4620x2 46.02% 0.4602S1S2 0.08%0.0008SrS1S2 0.00080.46200.4602 (6 4t 訃3.490.0008 6 4f 6428查表 22得 t0.05,82.306t t0.05,

5、8，存在顯著性差異。15、在用氯丁二烯氯化生產二氯丁二烯時，產品中總有少量的三氯丁二烯雜質存在。分析表明，雜質的平均含量為1.60%。改變反應條件進行試生產，取樣測定，共取6次，測定雜質含量分別為：1.46%、1.62%、1.37%、1.71%、1.52% 及 1.40%問改變反應條件后，產品中雜質百分含量與改變前相比，有明顯差別嗎？ （a =0.05時）解: X 1.51%S 0.13 S 0.053%1.7 V t5, 0.05=2.571，無明顯差別16. 、解：HPLC 數據:97.2%, 98.1%, 99.9%, 99.3%, 97.2%,98.1%x 98.3% , S 1.1%

6、化學法數據：97.8%, 97.7%, 98.1%, 96.7% 97.3%x 97.6% , S 0.54% 用F檢驗兩種方法結果的精密度是否存在顯著差別1.1%220.54%2F 計Fo.05,4,44.15,查表2 4, fi 5, f2 4時，F 6.26說明兩種方法的精密度沒有顯著性差別SrX! x2Srn1 n2 n?2 2(n1 1)S1(n2 1) S2” X n2298.3%97.6%(6 5(6 A.1%2(51)054%20.90%6520.90%：651.28 t0.05,9用t檢驗平均值是否有顯著性差別說明兩種方法的平均值沒有顯著差別。 在該項分析中，HPLC法可以代

7、替化學法17、解:95% 時，to.05,52.5712.742.5712.740.59P 99% 時，t0.01,54.0322.744.0320.5662.740.92第三章滴定分析法概論7、解：不可直接配制標準溶液的物質:NaOH，化學性質不穩(wěn)定到純凈物HCl，不是固體，難得H2SO4，不是固體KMnO 4，難制得純度高的純凈物Na2S2O3，難制得純凈物，化學性質不穩(wěn)定CNaOH草酸晶體，相當于實際的摩爾質量變小了，稱量出更多 M草酸晶體VNaOH的基準物質，需要消耗更多的氫氧化鈉標準溶液，濃度測定值 小于真實值，分析結果偏低。如果用該氫氧化鈉溶液測有機酸 的摩爾質量，由于氫氧化鈉濃度

8、小于真實值，(CV)wOH5有機酸,M有機酸=5有機酸,摩爾質量測定值大于真實值，結M有機酸(cV)NaOH果偏咼。用吸潮帶水分的碳酸鈉標定鹽酸，Chci 警酸鈉，相當于實M碳酸鈉際的摩爾質量變大了，測定值大于真實值，分析結果偏高。如果用該鹽酸溶液鈉溶液測有機堿的摩爾質量，由于鹽酸濃度大 于真實值，(cV)hci凹機哲，M有機堿二凹竺，摩爾質量測定值小于M有機堿(cV)真實值，結果偏低。9、(1)讀數偏大，結果(HCl)濃度偏低。(2) 0.1248 0.1238，結果偏高。(3) HCl濃度比真實濃度低，需要消耗更多的 HCI，結果偏低(4) 雜質碳酸氫鈉消耗的鹽酸比同質量的碳酸鈉少，所以分

9、析結果偏高* 注：測定值 真實值，稱分析結果偏高。否則偏低10、寫出下列各體系的質子條件式。解： (1)NH 4H2PO4：H +H 3PO4=OH -+HPO 42-+2PO 43-(2) H 2SO4(C1)+HCOOH( C2)：H +=OH -+HSO 4-+2SO 42-+HCOO -(3) NaOH( C1)+NH 3(C2)：H +C1+NH 4+=OH -(4) HAc( C1)+NaAc( C2)：H +=OH -+Ac -C2(5) HCN( C1)+NaOH( C2)：H +C2=OH -+CN -11、寫出H3ASO4MgB2水溶液的電荷平衡式。解：OH -+H 2As

10、O4-+2HAsO 42-= 2Mg 2+=OH -+Br -12、寫出 c mol/L Zn 2Fe(CN) 6水溶液的質量平衡式 解： cZn2+=2c Zn 2Fe(CN) 6 = 2 cFe(CN) 64-+Fe(CN) 53-+Fe(CN) 42-+Fe(CN) 3-+Fe(CN) 2+ Fe(CN) +Fe 2+=c6Fe(CN) 64-+5Fe(CN) 53-+4Fe(CN) 42-+3Fe(CN) 3-+2Fe(C N)2+Fe(CN) +CN -+HCN=6 c15、欲使滴定時消耗 0.1mol/LHCI溶液2025mL ,問應取基準試劑Na2CO3多少克？此時稱量誤差能否小

11、于0.1% ?解：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H 2CO3(cV) HCl M Na2CO3 m NazCO 32V=20mL 時：口昭口V=25mL 時： m Na2CO 3差減稱量法兩次稱量，稱量誤差不能小于2010 30.101060.11g22510 30.101060.13g2誤差為土0.2mg0.1 %。16、已知1mL某HCI標準溶液中含氯化氫 0.004374g/mL ,試 計算：該HCI溶液對NaOH的滴定度該 HCI溶液對CaO 的滴定度。解: HCl+NaOH=NaCl+H 2O2HCl+CaO=CaCl 2+H2O40T HCI/NaOH36.50.004374

12、0.004793g/mLT HCI/CaO56祈O.O。4374。.。如地/沆18、二元弱酸 H2A，已知 pH=1.92 時，E H2A= 8 HA- ; pH=6.22 時，8 HA-= 8 A2- o計算：H2A的pKa1和pKa2HA -溶液的pH。 解： pKa1 = 1.92 , pKa2=6.22 pH (PKa1 PKa2)4.07219、解:CaF2Ca2 2F溶解后：s2sFHHFF HFcF 2sF CfFKa6.31040.3865FHKa10 3006.3 10 4Ca2f2K2sps(2s F )KspsKsp33.9 10 114.0 104(mol/L )：4f

13、2V.4 0.38652第四章酸堿滴定法1、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，各應采用什么指示劑？(1)甲酸(HCOOH)Ka=1.8 X 10-4答：cKa 10-8，可以直接滴定?？梢圆捎梅犹甘緞?硼酸(H3BO3)Kai=5.4X 10-10答：cKaiV 10-8，不可以直接滴定。 琥珀酸(H2C4H4O4)Kai=6.9 X 10-5, Ka2=2.5 X 10-6答：CKa1 10-8 , CKa2 10-8，但 KaKa2 10-8 ,CKa2 10-8 , CKa3- 10-8 但 心心2 10-8 , CKa2 10-8，且 K/

14、Ka2 104?？梢苑植降?定。第一計量點pH=3.95，可以用甲基橙為指示劑；第二計量點pH=9.80，可以用酚酞為指示劑。(6) 鄰苯二甲酸Ka1=1.3X10-3， Ka2=3.1X 10-6答：CKa1 10-8 , CKa2 10-8，但 Ka1/Ka2 V2 0; V2Vi 0; Vi=V2: Vi = o, V2 0；Vi 0, V2=0答 ： NaOH+Na 2CO3 ;Na2CO3+NaHCO 3;Na2CO3；NaHCO 3;NaOH 。&解：0.10mol/L NaH2PO4 兩性物質溶液，用最簡公式計算*1PH 2(PKai PJ)1-(2.167.12) 4.64主：

15、此時公式中的Ka1和Ka2對應于磷酸的第一和第二步離解0.10mol/L Na2HPO4兩性物質溶液，用最簡公式計算1 pH2(PKa1 PKa2)1(7.1212.32)9.72注：此時公式中的Ka1和Ka2對應于磷酸的第二和第三步離解 0.05mol/L HAc 和 0.05mol/L NaAc 混合溶液緩沖溶液，用緩沖溶液公式計算PH pKaC堿 lgc酸4.76,0.05 lg0.054.76 O.1mol/L NaAc溶液 堿性溶液，按一元弱堿公式計OH-* CkKwK a,HAc1.710141067.67 10 (mol/L )H 1.3 10 9(mol/L )pH 8.88

16、0.10mol/L 鄰苯二甲酸氫鉀 兩性物質溶液，用最 簡公式計算1PH ，(卩心 PG)1 (2.89 5.51)24.20 0.20mol/LH3PO4 三元酸，按一元弱酸計算第步離解Kai 6.9 10 3, c/Kai 50Q用近似公式計算H Ka K 4cKa231326.9 103(6.9 10 3)24 0.20 6.9 1023.386 10 1.1 1 6(mol/L)pH 1.47 0.10mol/L NH 4CN，兩性物質溶液，用最簡公式計算1PH -(pKa1 PG)12(pk a,NH 4PK a,HCN )1-(9.259.21)29.23 0.10mol/L H

17、3BO3，一元弱酸溶液，用最簡公式計算H . cKa 0.10 5.4 10 107.35 10 6(mol/L )pH 5.13 0.05mol/L NH 4NO3, 一元弱酸溶液，用最簡公式計算H ”cKa,NH4 5,可用控制酸度的方法選擇滴定Zn2+首先計算控制酸度的下限，根據1lg(cZn，spK ZnY )6cCa ， sp(2.0 10 2)/2 1.010 2(mol/L )要求：lgKZnY 8lgKZnYlg Y(H)8lgY(H)lgKZnY8=8.50查表 6 2得，pH 4.0時，lg y(h)= 8.44準確測定 Zn 的 pH 下限是 4.0要使Ca不干擾Zn的測

18、定，要求：根據lg(cCa，spK CaY ) 1cCa，sp(2.0 10 3)/2 1.0 10 3(mol/L )要求：lgKZ nY4lgK CaYlg Y(H) 4lg Y(H)IgKcaY 4= 6.69查表 6 2, pH5.0時，lg y(h)= 6.45,接近控制pH在4.CT5.0,可以準確選擇測定Zn可選二甲酚橙作指示劑14、用 0.020mol/LEDTA 滴定濃度均為 0.020mol/L 的 Cd2+、 Hg2+混合溶液中的 Cd2+，當pH為6時，試問：若加入 KI掩 蔽其中的Hg2+，使終點時游離I-離子的濃度為10-2mol/L，能否 完全掩蔽？此時IgK C

19、dY是多大？若以二甲酚橙為指示劑，終 點誤差是多少？解：aHg0)1 B-復門2際13胡-44.041021Hg2+sp 0.01/4.04 X 1021=2.47 X 10-24mol/L。Y(Hg) 1 K HgY Hg2 1 10218 2.47 10-24 1?？梢酝耆诒?。pH=6 時，a y(h)=104.65, a y= a y(h)+ a Y(Hg)-1=104.65lgK dY =lg KcdY-lg a y=16.40-4.65=11.7511pCd sp 2(PC Cd,sp lgKCdY以二甲酚橙為指示劑，pH=6 時,pCd ep=5.5 。pCd=5.5-6.88=

20、-1.3810 pM 10 pM10-1.38 101.38Et $100% 100%0.032%Cm,spKmyv；10 21011.7515、解：查附表6-3得，pH=5時，XO測定Pb終點pM=7.0注意：不是pMIlg K PbY lg K PbY lg Y lg M查表6 1得：IgKpbY 18.30 查表6 2得：pH 5.0時，lg y（h） 6.45M11Ac2Ac21101.90.10 103.3 0.10228.9lg m1.46lg K PbY18. 36.45 1.4610.39計量點時，pMsp (pcM(sp)1lg Kmy)1(lg(1.0210 3)10.39

21、)6.6957 06M ep10 .28.92.89 10 (mol/L ) pM ep 5.54 pM 5.54 6.695= -1.156TE10 PM 10 A pMK my Cm, sp1.1561.15610 10100% J1O10391.0 1 0 32.9%16、取100mL水樣，用氨性緩沖溶液調節(jié)至pH=10，以EBT為指示劑，用EDTA標準溶液(0.008826 mol/L)滴定至終點，共 消耗12.58mL，計算水的總硬度。如果將上述水樣再取 100mL， 用NaOH調節(jié)pH=12.5，加入鈣指示劑，用上述 EDTA標準溶 液滴定至終點，消耗10.11mL，試分別求出水樣

22、中 Ca2+和Mg2+ 的量。0.008826 12.58 100 解： 總硬度100/1000111.0mg/L ( CaCO 3)Ca0.008826 10.11 40100/100035.69mg/LMg0.008826(12.58-10.11)24100/10005.23mg/L第七章氧化還原滴定法7、計算KI濃度為1mol/L時，Cu2+/Cu +電對的條件電極電位略離子強度的影響)。解：Cu2+e=Cu +e =0.159VCu2 /CuCu2 /Cu20.059lg Cu 0.059lgCu 2 0.059lgICu2 /Cu-0.059lg Ksp,cuIKI濃度為1mol/L

23、時，Cu2+/Cu +電對的條件電極電位為:cu2/cu cu2/cu -0.059lgKsp,cui0.159 0.059lg1 10120.87V&解:0.771VEsIe0.154VE 00.7710.1540.617(V)Ig K 2 0.61720.92 K 8.32 10200.059從反應的平衡常數來看，該預先還原的反應進行得很完全，是可行的9、計算在1mol/LHCI溶液中用Fe3+溶液滴定Sn2+溶液的化學計量點電位及電位突躍范圍，在此滴定中應選用何種氧化還原指示劑？(已知0 Fe3+/Fe2+ =0.70V ,Sn4+/ Sn2+ =0.14V)0.70 2 0.1430.

24、33 V0 0解：計量點電位Esp SJn1 n2電位突躍范圍2齊30n20.0593即:n10.140.23V 0.703 0.52V110、解：K262O7 3126Na2S2O3應選亞甲藍指示劑(理論變色點0.36V)(CV)w 2S2O3mK2Cr2O7M K2Cr2O7CNa 2S2O 36mK 2Cr2O7VNa2S2O3 M K2Cr2O76 0.193633.611000294.20.1175(mol /L)11、解： 5KHC 2O4 2KMnO 42 mKHC2O4 H2O(CV)KMnO 45 M KHC 2O4 H2O0.4 mKHC 2O4 H2O 1000CKMnO

25、 4VKMnO 4 M KHC 2O4 H2O0.4 0.1861100030.00 146.20.01697(mo l/L)12、稱取紅丹(Pb3O4)試樣0.2500g,用鹽酸溶解后轉移到 100mL 容量瓶中，取 20.00mL 加入 0.5000mol/LK 2Cr 2O725.00mL，使 其析出PbCrO 4，定量過濾沉淀，洗滌溶解后，加入 KI和淀粉 溶液，以0.1000mol/LNa 2S2O3溶液滴定至終點，用去 NazSzOs溶液6.00mL，求試樣中Pb3O4的百分質量分數解：Pb3O43PbCrO 491-(9/2)129Na2S2O33100%91.41%0.1000

26、 6.00 10685.69 0.2500/513、解： 6FeO 6Fe3+ K262O7nFeO 6( CV ) k ?Cr 2 O7100025.00 6 0.0300010000.0045(moI )mFeOn FeO M FeO0.0045 71.850.3233(g)試樣中FeO的百分量分數為32.33%Fe2O3叫。3 M S0.0045159.6920.3593(g)mAl2o30.50000.35930.1407(g)試樣中AI2O3的百分質百分 質量分0數014、精密稱取漂白粉試樣2.702g加水溶解，加過量 KI，用H2SO4(1mol/L)酸化。析出的 12立即用 0.

27、1208mol/LNa 2S2O3標 準溶液滴定，用去34.38mL達終點，計算試樣中有效氯的含量。解：CI(1/2)CIO -(1/2)l2S2O32-0.1208 34.38 10 335.52.702100%5.42%15、解：1C2O42-(2/5)KMnO 4CaCaC 2O4(2/5)KMnO 4設血液中鈣濃度為 c moI/L，有：2.00 (c解得：20.0052.45)-0.002000 -50.0021000c=0.0153 (moI/L )1: 116、解：滴定反應的化學計量關系為估算標準溶液消耗量：(eV) NaNOVNaNO 2mCM0.50.1 300.80.016

28、6(L)16.6mL應一次性加入約 16mL如果藥品標示量較小，應適當減少加入量，以免過量17、解:PhOH 3Br23(KBrO 3 KBr)3126Na2S2O3設原試樣中含苯酚為x克，有：x94.11解得：25.00 1(40.20-20.02)0.1100 -250.0 61000x = 0.3482(g)試樣中苯酚的質量分數 為:w苯汙濫4=0.83220.4184第八章沉淀滴定法和重量分析法2、下列試樣 NH4CI、 BaCl2、 KSCN、 Na2CO3+NaCI、NaBr、KI，如果用銀量法測定其含量，用何種指示劑確定終點的方法為佳？為什么？答：NH4CI :鐵銨磯指示劑法。強

29、酸性條件下NH4+不干擾測 干擾終點指示：BaCl 2:吸附指示劑法或鐵銨磯指示劑法鉻酸鉀法Ba2+Ba2 +CrO 42 = BaCrO 4 J KSCN :吸附指示劑法或鐵銨磯指示劑法。鉻酸鉀法產 生嚴重吸附。 Na2CO3+NaCl :鐵銨磯指示劑法。 鉻酸鉀法CO32-與Ag + 會生成沉淀。 NaBr :三種方法均可。 KI :吸附指示劑法或鐵銨磯指示劑法。鉻酸鉀法產生嚴 重吸附，影響結果。5、說明以下測定中， 分析結果偏高、 偏低還是沒影響？為什么？(1) 在 pH4 或 pH11 時，以鉻酸鉀指示劑法測定 Cl-。( 2) 采用鐵銨磯指示劑法測定 Cl -或 Br -，未加硝基苯

30、。(3) 吸附指示劑法測定 Cl -，選曙紅為指示劑。(4) 用鉻酸鉀指示劑法測定 NaCl、Na2SO4混合液中的NaCl。 答: (1)偏高。指示劑變色延遲或 Ag +水解。(2) 偏低。沉淀轉化，消耗過多 SCN-。(3) 偏低。指示劑吸附太強，終點提前。(4) 沒影響。11、解：有關化學反應式為Ag (過量)Cl AgCIAgSCNAgSCNCAg30.003.200.11731000CN100058.4420.00cA21.00 cSCNAg解得：CAg =0.07447(mol/L )CSCN0.07092(mol/L )12、僅含有 NaBr和Nal的混合物 0.2500g,用0

31、.1000mol/L的 AgN0 3滴定，消耗22.01mL可使沉淀完全。求試樣中 NaBr和 Nal各自的百分質量分數。解：設試樣中NaBr的百分質量分數為 x，貝025002S 0.2500（1 x） 0.000 22.01 10 3102.9150.0x=69.98%試樣中Nal的百分質量分數 30.02%13、解： 過量的銀離子體積為:14、解:P2O5Mg 2卩27141950.6387222.250.6387WP2O51.023902836 17.69%17、計算下列難溶化合物的溶解度。(1) PbSO4 在 0.1mol/LHNO 3 中。(2) BaSO4 在 pH10 的 0.020mol/LEDTA 溶液中解：SO2SO2 HSO4 H Ka2 0.1 0.01 11 SO4 Ka20.01S KspKsp111.6 10 84.2 10 4mol/L4.041.0404.20(mL)CAg30.000.15104.2058.44CAg0.1001(mol/L)2 2s SO 4 CBa2Ba BaY由于Ba2與EDTA配合反應的常數很大,且EDTA濃度大,BaY s Ba2 SO 4 KSp Ba2 KSp /sCy Y HY H 2丫H 6丫 BaYYY(H)s 0.