無機及分析化學答案(第二版)第三章

1、第三章 定量分析基礎3-1在標定NaOH的時，要求消耗0.1 mol×L-1NaOH溶液體積為2030 mL，問：(1)應稱取鄰苯二甲酸氫鉀基準物質(KHC8H4O4)多少克？(2)如果改用草酸(H2C2O4·2H2O)作基準物質，又該稱多少克？(3)若分析天平的稱量誤差為±0.0002g，試計算以上兩種試劑稱量的相對誤差。(4)計算結果說明了什么問題？解：(1) NaOH + KHC8H4O4 = KNaC8H4O4 + H2O滴定時消耗0.1 mol×L-1NaOH溶液體積為20 mL所需稱取的KHC8H4O4量為：m1=0.1 mol×L

2、-1´20mL´10-3´204 g×mol-1=0.4g滴定時消耗0.1 mol×L-1NaOH溶液體積為30 mL所需稱取的KHC8H4O4量為：m2=0.1 mol×L-1´30mL´10-3´204 g×mol-1=0.6g因此，應稱取KHC8H4O4基準物質0.40.6g。(2) 2NaOH + H2C2O4 = Na2C2O4 + 2H2O滴定時消耗0.1 mol×L-1NaOH溶液體積為20和30 mL，則所需稱的草酸基準物質的質量分別為：m1=0.1 mol×

3、L-1´20mL´10-3´126 g×mol-1=0.1gm2=0.1 mol×L-1´30mL´10-3´126g×mol-1=0.2g(3) 若分析天平的稱量誤差為±0.0002g，則用鄰苯二甲酸氫鉀作基準物質時，其稱量的相對誤差為：RE1= ±0.05%RE2= ±0.03%用草酸作基準物質時，其稱量的相對誤差為：RE1= ±0.2%RE2= ±0.1%(4) 通過以上計算可知，為減少稱量時的相對誤差，應選擇摩爾質量較大的試劑作為基準物質。3-2有

4、一銅礦試樣，經兩次測定，得知銅含量為24.87%、24.93%，而銅的實際含量為25.05%。求分析結果的絕對誤差和相對誤差。 解：分析結果的平均值為：=(24.87%+24.93%) =24.90%因此，分析結果的絕對誤差E和相對誤差RE分別為：E =24.90% -25.05% = -0.15%Er = 3-3某試樣經分析測得含錳百分率為41.24，41.27，41.23和41.26。求分析結果的平均偏差、相對平均偏差、標準偏差和相對標準偏差。 解：分析結果的平均值、平均偏差、相對平均偏差、標準偏差s和相對標準偏差分別為：=(41.24+41.27+41.23+41.26) = 41.25

5、=(0.01+0.02+0.02+0.01) =0.015相對平均偏差 =s=相對標準偏差=3-4分析血清中鉀的含量，5次測定結果分別為(mg×mL-1)：0.160；0.152；0.154；0.156；0.153。計算置信度為95%時，平均值的置信區(qū)間。 解： =(0.160+0.152+0.154+0.156+0.153) mg×mL-1=0.155 mg×mL-1s=mg×mL-1 =0.0032 mg×mL-1置信度為95%時，t95%=2.78= (0.155±0.004) mg×mL-13-5某銅合金中銅的質量分

6、數的測定結果為0.2037；0.2040；0.2036。計算標準偏差s及置信度為90%時的置信區(qū)間。解： =(0.2037+0.2040+0.2036) = 0.2038s =置信度為90%時，t90%=2.92= 0.2038±0.00033-6用某一方法測定礦樣中錳含量的標準偏差為0.12%，含錳量的平均值為9.56%。設分析結果是根據4次、6次測得的，計算兩種情況下的平均值的置信區(qū)間（95%置信度）。 解：當測定次數為4次、置信度為95%時，t95%=3.18= (9.56±0.19)%當測定次數為6次、置信度為95%時，t95%=2.57= (9.56±0

7、.13)%3-7標定NaOH溶液時，得下列數據：0.1014 mo1×L-1，0.1012 mo1×L-1，0.1011mo1×L-1，0.1019 mo1×L-1。用Q檢驗法進行檢驗，0.1019是否應該舍棄？（置信度為90%）解： Q =當n=4，Q(90%) = 0.760.62，因此，該數值不能棄舍。3-8按有效數字運算規(guī)則，計算下列各式：(1) 2.187´0.854 + 9.6´10-2 - 0.0326´0.00814；(2 ) ；(3) ；(4) pH=4.03，計算H+濃度。 解：(1)2.187´

8、;0.854 + 9.6´10-2 -0.0326´0.00814 =1.868+0.096-0.000265=1.964(2) =0.004139(3) =704.7(4) pH=4.03，則H+=9.3´10-5 mo1×L-13-9已知濃硫酸的相對密度為1.84，其中H2SO4含量為98%，現(xiàn)欲配制1 L 0.1 mol×L-1的H2SO4溶液，應取這種濃硫酸多少毫升？解：設應取這種濃硫酸V毫升，則0.1 mol×L-1´1L=V=5mL3-10現(xiàn)有一NaOH溶液，其濃度為0.5450 mol×L-1，取該溶

9、液50.00 mL，需加水多少毫升才能配制成0.2000 mo1×L-1的溶液？解：設需V毫升水，則0.5450 mol×L-1´50.00 mL =0.2000 mol×L-1´ (50.00+V) mLV=86.25mL3-11計算0.1015 mo1×L-1HCl標準溶液對CaCO3的滴定度。解：HCl與CaCO3的反應式為：2HCl+ CaCO3=CaCl2+CO2+H2O因此，n(HCl)=2n(CaCO3)=0.005080g×mL-13-12測定某一熱交換器中水垢的P2O5和SiO2的含量如下（已校正系統(tǒng)誤差）

10、% P2O5：8.44，8.32，8.45，8.52，8.69，8.38；% SiO2：1.50，1.51，1.68，1.20，1.63，1.72。根據Q檢驗法對可疑數據決定取舍，然后求出平均值、平均偏差、標準偏差、相對標準偏差和置信度分別為90%及99%時的平均值的置信區(qū)間。解： Q（P2O5）=Q(SiO2)=當n=6，置信度為90%時，Q(90%) = 0.56，Q(90%) = 0.56 >Q(P2O5)Q(90%) = 0.56 < Q(SiO2)因此P2O5含量測定中的可疑數據8.69應該保留，而SiO2含量測定中的可疑數據1.20應該棄舍；置信度為99%時，Q(99%

11、) = 0.74，Q(99%) = 0.74 Q(P2O5)；Q(99%) = 0.74Q(SiO2)因此P2O5含量測定中的可疑數據8.69和SiO2含量測定中的可疑數據1.20都應該保留。因此，對于P2O5的含量分析：=(8.44+8.32+8.45+8.52+8.69+8.38)=8.47=(0.03+0.15+0.02+0.05+0.22+0.09) =0.09s=相對標準偏差=測定次數為6次、置信度為90%時，t90%=2.02= 8.47±0.11測定次數為6次、置信度為99%時，t99%=4.03= 8.47±0.21對于SiO2含量分析，當置信度為90%時：

12、=(1.50+1.51+1.68+1.63+1.72) =1.61=(0.11+0.10+0.07+0.02+0.11) =0.08s=相對標準偏差=測定次數為5次、置信度為90%時，t90%=2.13= 1.61±0.10置信度為99%時：=(1.50+1.51+1.68+1.20+1.63+1.72) =1.54=(0.04+0.03+0.14+0.34+0.09+0.18) =0.14s=相對標準偏差=測定次數為6次、置信度為99%時，t99%=4.03= 1.54±0.313-13分析不純CaCO3(其中不含干擾物質)。稱取試樣0.3000 g，加入濃度為0.250

13、0 mo1×L-1HCl溶液25.00 mL，煮沸除去CO2，用濃度為0.2012 mol×L-1的NaOH溶液返滴定過量的酸，消耗5.84 mL，試計算試樣中CaCO3的質量分數。 解： n(HCl)=2n(CaCO3) ； n(HCl)=n(NaOH)w(CaCO3)= = 0.84673-14.無3-15用KIO3作基準物質標定Na2S2O3溶液。稱取0.2001 g KIO3與過量KI作用，析出的碘用Na2S2O3溶液滴定，以淀粉作指示劑，終點時用去27.80 mL，問此Na2S2O3溶液濃度為多少？每毫升Na2S2O3溶液相當于多少克碘？ 解：有關反應為：5I-+

14、IO3-+6H+ = 3I2+3H2O I2+2S2O32-=2I-+S4O62-n(KIO3) =n(I2) = n(Na2S2O3)n(KIO3) =c(Na2S2O3)=0.2018mo1×L-1每毫升Na2S2O3溶液相當于碘的質量為： m(I2)=´0.2018 mo1×L-1´10-3L´253.8 g ×mo1-1=0.02561g3-16稱取制造油漆的填料(Pb3O4) 0.1000 g，用鹽酸溶解，在熱時加0.02 mol×L-1K2Cr2O7溶液25 mL，析出PbCrO4：2Pb2+ + Cr2O72-

15、 + H2O = 2PbCrO4+ 2H+冷后過濾，將PbCrO4沉淀用鹽酸溶解，加入KI溶液，以淀粉為指示劑，用0.1000 mol×L-1 Na2S2O3溶液滴定時，用去12.00 mL。求試樣中Pb3O4的質量分數。（Pb3O4相對分子量為685.6） 解：有關反應為： Pb3O4(s) + 8HCl = 3PbCl2 + Cl2­ + 4H2OCr2O72-+ 6I- +14H+ = 2Cr3+ +3I2 +7H2OI2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-n(Pb3O4)=n(Pb2+)=n(CrO42-) =n(Cr2O72-)=n(I2) =n(N

16、a2S2O3)3-17水中化學耗氧量(COD)是環(huán)保中檢測水質污染程度的一個重要指標，是指在特定條件下用一種強氧化劑(如KMnO4、K2Cr2O7)定量地氧化水中的還原性物質時所消耗的氧化劑用量(折算為每升多少毫克氧，用r(O2)表示，單位為mg×L-1）。今取廢水樣100.0 mL，用H2SO4酸化后，加入25.00 mL 0.01667 mol×L-1的K2Cr2O7標準溶液，用Ag2SO4作催化劑煮沸一定時間，使水樣中的還原性物質氧化完全后，以鄰二氮菲-亞鐵為指示劑，用0.1000 mol×L-1的FeSO4標準溶液返滴，滴至終點時用去15.00 mL。計算

17、廢水樣中的化學耗氧量。(提示：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O ，在用O2和K2Cr2O7氧化同一還原性物質時，3 mol O2 相當于2 mol K2Cr2O7。） 解：滴定反應為：6Fe2+ Cr2O72-+14H+= 6Fe3+2Cr3+7H2O6n(K2Cr2O7)= n(Fe2+)根據提示 2n(K2Cr2O7) Þ 3n(O2) n(O2) = (3/2)n(K2Cr2O7)3-18稱取軟錳礦0.1000 g，用Na2O2熔融后，得到MnO42-，煮沸除去過氧化物。酸化后，MnO42-歧化為MnO4-和MnO2。過濾，濾去MnO2，濾液用21.50 mL 0.1

18、000 mol×L-1的FeSO4標準溶液滴定。計算試樣中MnO2的含量。解：有關反應為： MnO2 + Na2O2 = Na2MnO43MnO42- + 4H+ = 2MnO4-+ MnO2 + 2H2OMnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O n(MnO2) = n(MnO42-) =n(MnO4-) =n(Fe2+)3-19.無3-20Four measurements of the weight of an object whose correct weight is 0.1026 g are 0.1021g,0.1025g,0.10

19、19g,0.1023g. Calculate the mean, the average deviation, the relative average deviation(%), the standard deviation, the relative standard deviation(%), the error of the mean, and the relative error of the mean(%). Solution: =(0.1021+0.1025+0.1019+0.1023) g = 0.1022g=(0.0001+0.0003+0.0003+0.0001) g = 0.0002grelative average deviation dr =´100% =