水分析化學(xué)課后習(xí)題及答案

1、-. z.水分析化學(xué)平時(shí)作業(yè)整理第一章簡述水分析化學(xué)課程的性質(zhì)及任務(wù)。性質(zhì)：水分析化學(xué)是研究水及其雜質(zhì)、污染物的組成、性質(zhì)、含量和它們的分析方法的一門學(xué)科。任務(wù)：通過水分析化學(xué)學(xué)習(xí)，掌握水分析化學(xué)的四大滴定方法酸堿滴定法、絡(luò)和滴定法、沉淀滴定法和氧化復(fù)原滴定法和主要儀器分析法如吸收光譜法、色譜法和原子光譜法等的根本原理、根本理論、根本知識、根本概念和根本技能，掌握水質(zhì)分析的根本操作，注重培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，培養(yǎng)獨(dú)立分析問題和解決實(shí)際問題的能力。介紹水質(zhì)指標(biāo)分幾類，具體包括哪些指標(biāo)？(1) 物理指標(biāo) 1) 水溫 2) 臭味和臭閾值 3) 顏色和色度 4)濁度 5)殘?jiān)?6)電導(dǎo)率 7)紫外吸

2、光度值 8)氧化復(fù)原電位 2微生物指標(biāo) 1) 細(xì)菌總數(shù) 2) 總大腸菌群 3) 游離性余氯 4) 二氧化氯 (3) 化學(xué)指標(biāo) 1) pH值 2) 酸度和堿度 3) 硬度 4) 總含鹽量 5) 有機(jī)污染物綜合指 標(biāo) 6) 放射性指標(biāo)第二章簡述水樣分析前保存的要點(diǎn)是什么？水樣保存希望做到：減慢化學(xué)反響速度，防止組分的分解和沉淀產(chǎn)生；減慢化合物或絡(luò)合物的水解和氧化復(fù)原作用；減少組分的揮發(fā)溶解和物理吸附；減慢生物化學(xué)作用。 水樣的保存方法主要有參加保存試劑，抑制氧化復(fù)原反響和生化作用；控制pH值和冷藏冷凍等方法，降低化學(xué)反響速度和細(xì)菌活性。測定*廢水中的COD，十次測定結(jié)果分別為50.0,49.2,5

3、1.2,48.9,50.5,49.7,51.2,48.8,49.7和49.5 mgO2/L，問測量結(jié)果的相對平均偏差和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差以CV表示各多少？解：=49.87 di=*i-=0.684(%)=100=100=1.37%Sr= = =CV(%)=100=1.73%第三章以下各物質(zhì)的Ka或Kb，比擬它們的相對強(qiáng)弱，計(jì)算它們的Kb或Ka，并寫出它們的共軛酸或堿的化學(xué)式。 1 H NH4+ H2C2O44.931010Ka 5.61010Ka 5.9102Ka1 6.4105Ka2 2 NH2OH CH3NH2 AC9.1109Kb 4.2104Kb 5.901010Kb解：1酸性強(qiáng)弱：H2C2

4、O4 NH4+ H H： 共軛堿為NH4+ ： 共軛堿為NH3H2C2O4： 共軛堿為HC2O4共軛堿為C2O422堿性強(qiáng)度：CH3NH2 NH2OH ACNH2OH： 共軛酸為CH3NH2 ： 共軛酸為 AC： 共軛酸為HAc簡述酸堿滴定中指示劑的選用原則。最理想的指示劑應(yīng)恰好在計(jì)量點(diǎn)時(shí)變化。但，實(shí)際上凡在pH=4.309.70*圍內(nèi)變色的指示劑，均可保證有足夠的準(zhǔn)確度。在滿足滴定準(zhǔn)確度要求的前提下，其變色點(diǎn)越接近計(jì)量點(diǎn)越好。 注意： 強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿的滴定曲線與強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸類同，只是位置相反。 滴定突躍大小與滴定液和被滴定液的濃度有關(guān)。如果是等濃度的強(qiáng)酸強(qiáng)堿相互滴定，其滴定起始濃度減少一個(gè)數(shù)量

5、級，則滴定突躍縮小兩個(gè)pH單位。(P87) 指示劑選擇的原則，各類酸堿滴定選用指示劑的原則都是一樣的。所選擇的指示劑變色*圍，必須處于或局部處于計(jì)量點(diǎn)附近的pH突躍*圍內(nèi)。弱酸共軛酸或弱酸共軛堿組成的緩沖溶液能控制的pH*圍為*一弱酸型指示劑在pH=4.5的溶液中呈現(xiàn)藍(lán)色，在pH=6.5的溶液中呈現(xiàn)黃色，該指示劑的解離常數(shù)KHIn為多少？解：由題意知該指示劑pK=5.5KHIn=105.5=3.2106水中堿度主要有哪些？簡述堿度測定的根本原理。一般水中堿度主要有重碳酸鹽(HCO3)堿度、碳酸鹽(CO32)堿度和氫氧化物(OH)堿度。 水中堿度的測定采用酸堿指示劑滴定法，即以酚酞和甲基橙作指示

6、劑，用HCl或H2SO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定水樣中堿度至終點(diǎn)，根據(jù)所消耗酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的量，計(jì)算水樣中的堿度。取水樣100.0mL，用0.1000mol/L HCl溶液滴定至酚酞終點(diǎn)，消耗13.00mL；再加甲基橙指示劑，繼續(xù)用HCl溶液滴定至橙紅色出現(xiàn)，消耗20.00mL，問水樣中有何種堿度？其含量為多少mg/L表示？解：P=13.00mL，M=20.00mL PM水中有CO32和HCO3堿度，CO32=2P，HCO3=M-P CO32堿度CO32，mg/L=780.0mg/L HCO3堿度HCO3，mg/L=427.0mg/L一水樣中可能含有CO32、OH、HCO3，或者是混合水樣。用20.00mL0

7、.100mol/L HCl溶液，以酚酞為指示劑可滴定至終點(diǎn)。問： 1假設(shè)水樣含有OH和CO32的量過去稱摩爾數(shù)一樣，再以甲基橙為指示劑，還需參加多少毫升HCl溶液才可滴定至橙紅色終點(diǎn)？ 2假設(shè)水樣含有CO32和HCO3的量一樣，接著以甲基橙為指示劑，還需滴入多少毫升HCl溶液才可到達(dá)橙紅色終點(diǎn)？ 3假設(shè)參加甲基橙指示劑時(shí)，不需滴入HCl溶液就已呈終點(diǎn)顏色，該水樣中含何種物質(zhì)？解：1P=20.00mL P包括OH和CO32堿度水樣含有OH和CO32的量一樣OH=CO32=PM=CO32=P=10.00mL 2P=20.00mL P為堿度=P=20.00mL水樣含有CO32和HCO3的量一樣=HC

8、O3=P=20.00mL還需滴入M=+HCO3=40.00mL 3P=20.00mL，M=0 水樣中只有OH第四章1絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)和條件穩(wěn)定常數(shù)有什么區(qū)別和聯(lián)系？當(dāng)絡(luò)合反響到達(dá)平衡時(shí)，其反響平衡常數(shù)為絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)，用K穩(wěn)表示。絡(luò)合平衡時(shí)的穩(wěn)定常數(shù)K穩(wěn)是Y總=Y4-，即Y(H)=1時(shí)的穩(wěn)定常數(shù)。這樣，EDTA不能在pH12時(shí)應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用中，溶液的pH12時(shí)，必須考慮酸效應(yīng)對金屬離子絡(luò)合物穩(wěn)定性的影響，引進(jìn)條件穩(wěn)定常數(shù)，用K穩(wěn)表示。 絡(luò)合物的K穩(wěn)越大，則絡(luò)合物越穩(wěn)定。由于pH值越大，Y(H)越小，則條件穩(wěn)定常數(shù)K穩(wěn)越大，形成絡(luò)合物越穩(wěn)定，對絡(luò)合滴定就越有利。2.用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定水樣

9、中的Ca2+、Mg2+、Zn2+時(shí)的最小pH值是多少？實(shí)際分析中pH值應(yīng)控制在多大？解：lgKCaY=10.69 lgKMgY=8.69 lgKZnY=16.50利用lgY(H)=lgK穩(wěn)8公式，可以找到滴定各種金屬離子Mn+時(shí)所允許的最小pH值。 滴定Ca2+時(shí)，lgY(H)=10.698=2.69 查表，得 pH=7.57.6 滴定Mg2+時(shí)，lgY(H)=8.698=0.69 查表，得 pH=9.69.7 滴定Zn2+時(shí)，lgY(H)=16.508=8.50 查表，得 pH=4.04.1滴定Ca2+、Mg2+、Zn2+時(shí)的最小pH值分別是7.5，9.6，4.0。 在實(shí)際分析中，控制溶液的

10、pH*圍要比滴定金屬離子允許的最小pH*圍大一些，因?yàn)镋DTA是一有機(jī)弱酸，在水溶液中或多或少的解離產(chǎn)生一定量的H+，降低了溶液的pH值，所以控制的pH值稍高一些，可抵消這種影響。2+溶液，在計(jì)量點(diǎn)時(shí)的Mg2+的量濃度和pMg值。解：pH=10時(shí)，簡述金屬指示劑的作用原理，解釋什么是金屬指示劑的封閉現(xiàn)象和僵化現(xiàn)象。金屬指示劑是一些有機(jī)絡(luò)合劑，可與金屬離子形成有色絡(luò)合物，其顏色與游離金屬指示劑本身的顏色不同，因此，可以指示被滴定金屬離子在計(jì)量點(diǎn)附近pM值的變化。當(dāng)金屬指示劑與金屬離子形成的絡(luò)合物不能被EDTA置換，參加大量EDTA也得不到終點(diǎn)，這種現(xiàn)象叫做指示劑的封閉現(xiàn)象。 如果金屬指示劑與金屬

11、離子生成的顯色絡(luò)合物為膠體或沉淀，使滴定時(shí)與EDTA的置換作用緩慢，而使終點(diǎn)延長，這種現(xiàn)象叫做指示劑的僵化現(xiàn)象。5.取水樣100mL，調(diào)節(jié)pH=10.0，用EBT為指示劑，以10.0mmol/L EDTA溶液滴定至終點(diǎn)，消耗25.00mL，求水樣中的總硬度以mmol/L和CaCO3 mg/L解：總硬度mmol/L= 總硬度CaCO3 mg/L=6.取一份水樣100mL，調(diào)節(jié)pH=10，以EBT為指示劑，用10.0mmol/L EDTA溶液滴定至終點(diǎn)，消耗24.20mL；另取一份水樣100mL，調(diào)節(jié)pH=12，加鈣指示劑NN，然后以10.0mmol/L EDTA溶液滴定至終點(diǎn)，消耗13.15mL

12、。求該水樣中總硬度以mmol/L表示和Ca2+、Mg2+的含量以mg/L表示？解：總硬度mmol/L= Ca2+(mg/L)= Mg2+ mg/L=第五章在含有等濃度的Cl和I的溶液中，逐滴參加AgNO3溶液，哪一種離子先沉淀？第二種離子開場沉淀時(shí)，Cl與I的濃度比為多少？解：Ksp,AgCl=1.81010 , Ksp,AgI=8.31017當(dāng)Cl開場沉淀時(shí)，取水樣100mL，參加20.00mL 0.1120mol/L AgNO3溶液，然后用0.1160mol/L NH4S溶液滴定過量的AgNO3溶液，用去10.00mL，求該水樣中Cl的含量mg/L表示。解：第六章何謂標(biāo)準(zhǔn)電極電位和條件電極

13、電位？當(dāng)電對處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)即物質(zhì)皆為純潔物，組成電對的有關(guān)物質(zhì)濃度活度為1.0 moldm-3，涉及氣體的分壓為1.0105Pa時(shí)，該電對的電極電勢為標(biāo)準(zhǔn)電極電勢，用符號 表示。通常溫度為298.15K。條件電極電位與絡(luò)合反響中的條件穩(wěn)定常數(shù)K穩(wěn)和穩(wěn)定常數(shù)K穩(wěn)關(guān)系相似，是考慮了外界因素如離子強(qiáng)度影響時(shí)的電極電位。舉例說明三種氧化復(fù)原指示劑的顯色原理。 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 利用滴定劑或被滴定液本身的顏色變化來指示滴定終點(diǎn)到達(dá)，這種滴定劑或被滴定物質(zhì)起著指示劑的作用，因此叫自身指示劑。例如：在KMnO4法中，用在酸性溶液中滴定無色或淺色的復(fù)原性物質(zhì)時(shí)，計(jì)量點(diǎn)之前，滴入的全

14、部被復(fù)原為無色的Mn2+，整個(gè)溶液仍保持無色或淺色。到達(dá)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，水中復(fù)原性物質(zhì)已全部被氧化，再過量1滴2106mol/L的，溶液立即由無色或淺色變?yōu)榉€(wěn)定的淺紅色，指示已達(dá)滴定終點(diǎn)，KMnO4就是自身指示劑。 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 專屬指示劑本身并沒有氧化復(fù)原性質(zhì)，但它能與滴定體系中的氧化態(tài)或復(fù)原態(tài)物質(zhì)結(jié)合產(chǎn)生特殊顏色，而指示滴定終點(diǎn)。例如：在酸性溶液中用Fe3+滴定Sn2+時(shí)，可用KS作專屬指示劑。計(jì)量點(diǎn)前，滴入的Fe3+被Sn2+復(fù)原為Fe2+，溶液無色；計(jì)量點(diǎn)時(shí)，稍過量的Fe3+便與S反響生成FeS2+紅色絡(luò)合物，指示已達(dá)滴定終點(diǎn)。 = 3 * GB3 * ME

15、RGEFORMAT 本身具有氧化復(fù)原性質(zhì)的有機(jī)化合物。在氧化復(fù)原滴定中，這種指示劑也發(fā)生氧化復(fù)原反響，且氧化態(tài)和復(fù)原態(tài)的顏色不同，利用指示劑由氧化態(tài)變?yōu)閺?fù)原態(tài)或復(fù)原態(tài)變?yōu)檠趸瘧B(tài)的顏色突變，來指示滴定終點(diǎn)。取水樣100mL，用H2SO4酸化后，參加10.00mL 0.0100mol/L高錳酸鉀溶液1/5KMnO4=0.0100mol/L，在沸水浴中加熱30min，趁熱參加10.00mL 0.0100mol/L草酸鈉溶液1/2Na2C2O4=0.0100mol/L，搖勻，立即用同濃度高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至顯微紅色，消耗2.15mL，求該水樣中高錳酸鹽指數(shù)是多少mg O2/LV1開場參加KMnO4標(biāo)

16、準(zhǔn)溶液的量mL；V1最后滴定消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的量mL；V2參加Na2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液的量mL；C1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度1/5KMnO4，mol/L；C2Na2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度1/2Na2C2O4，mol/L； 8氧的摩爾質(zhì)量1/2 O，g/mol；V水水樣的量mL。 解：4.用回流法測定*廢水中的COD。取水樣20.00mL同時(shí)取無有機(jī)物蒸餾水20.00mL作空白試驗(yàn)放入回流錐形瓶中，參加10.00mL 0.2500mol/L重鉻酸鉀溶液1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L和30mL硫酸硫酸銀溶液，加熱回流2h；冷卻后加蒸餾水稀釋至140mL，加試亞鐵靈指示劑，用0.100

17、0mol/L硫酸亞鐵溶液NH42FeSO426H2O =0.1000mol/L返滴至紅褐色，水樣和空白分別消耗11.20mL和21.20mL。求該水樣中的COD是多少mg O2/LV0空白試驗(yàn)消耗NH42FeSO42標(biāo)準(zhǔn)溶液的量mL；V1滴定水樣時(shí)消耗NH42FeSO42標(biāo)準(zhǔn)溶液的量mL； C硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度NH42FeSO42，mol/L； 8氧的摩爾質(zhì)量1/2 O，g/mol；V水水樣的量mL。應(yīng)該指出，在滴定過程中，所用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度是1/6K2Cr2O7 mol/L。解：第七章參比電極和指示電極的種類和作用有哪些？指示電極分為金屬基電極和膜電極兩大類。金屬基電極分為金屬-金屬離子電極、金屬-金屬微溶鹽電極、均相氧化復(fù)原電極。 常用的參比電極有甘汞電極和銀-氯化銀電極。玻璃電極使用前為何必須在蒸餾水中浸泡24h以上？由于干玻璃電極對氫離