2022年分析化學(xué)第九章重量分析法習(xí)題答案分析化學(xué)華中師范大學(xué)東北師范大學(xué)陜西師范大學(xué)

1、第九章重量分析法思考題與習(xí)題1.重量分析對沉淀的要求是什么？答：要求沉淀要完全、純凈。對沉淀形式的要求：溶解度要小純凈、易于過濾和洗滌。對稱量形式的要求：沉淀的組分必須符合一定的化學(xué)式、足夠的化學(xué)穩(wěn)定性、盡可能大的分子量。2.解釋下列名詞：沉淀形式，稱量形式，固有溶解度，同離子效應(yīng)，鹽效應(yīng)，酸效應(yīng)，絡(luò)合效應(yīng)，聚集速 度，定向速度，共沉淀現(xiàn)象，后沉淀現(xiàn)象，再沉淀，陳化，均勻沉淀法，換算因數(shù)。答：沉淀形式：往試液中加入沉淀劑，使被測組分沉淀出來，所得沉淀稱為沉淀形式。稱量形式：沉淀經(jīng)過過濾、洗滌、烘干或灼燒之后所得沉淀。固有溶解度：難溶化合物在水溶液中以分子狀態(tài)或離子對狀態(tài)存在的濃度。同離子效應(yīng)：

2、當(dāng)沉淀反應(yīng)達(dá)到平衡后，加入與沉淀組分相同的離子，以增大構(gòu)晶離度，使沉淀溶解度減小的效應(yīng)。鹽效應(yīng)：由于強(qiáng)電解質(zhì)鹽類的存在，引起沉淀溶解度增加的現(xiàn)象。酸效應(yīng)：溶液的酸度對沉淀溶解度的影響。配位效應(yīng)： 溶液中存在能與沉淀構(gòu)晶離子形成配位化合物的配位劑時，使沉淀的溶解度 增大的現(xiàn)象。聚集速度： 沉淀形式過程中， 離子之間互相碰撞聚集成晶核，晶核再逐漸長大成為沉淀 的微粒，這些微?？梢跃奂癁楦蟮木奂w。這種聚集過程的快慢，稱為聚集速度。定向速度：構(gòu)晶離子按一定的晶格排列成晶體的快慢，稱為定向速度。共沉淀現(xiàn)象：在進(jìn)行沉淀時某些可溶性雜質(zhì)同時沉淀下來的現(xiàn)象。后沉淀現(xiàn)象： 當(dāng)沉淀析出后， 在放置過程中， 溶

3、液中的雜質(zhì)離子漫漫在沉淀表面上析出 的現(xiàn)象。再沉淀：將沉淀過濾洗滌之后，重新溶解，再假如沉淀劑進(jìn)行二次沉淀的過程。成化：亦稱熟化，即當(dāng)沉淀作用完畢以后，讓沉淀和母液在一起放置異端時間，稱為陳 化。然后通過一種 均勻沉淀法： 在一定條件下， 使加入沉淀不能立刻與被測離子生成沉淀，化學(xué)反應(yīng)使沉淀從溶液中慢慢地均勻的產(chǎn)生出來，從而使沉淀在整個溶液人中緩慢地、均勻 地析出。這種方法成為均勻沉淀法。換算因數(shù)：被測組分的摩爾質(zhì)量與沉淀形式摩爾質(zhì)量之比，他是一個常數(shù)。若分子、分 母中主體元素的原子數(shù)不相等，應(yīng)乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)，這一比值稱為“ 換算因數(shù)”，亦稱“ 化 學(xué)因數(shù)” 。3.活化積、濃度積、條件濃度積有

4、何區(qū)別？答：活度積：在一定溫度下，難溶化合物的飽和溶液中，各構(gòu)晶離子活度的乘積為一個 常數(shù)。此常數(shù)稱為活度積常數(shù)，簡稱活度積，用 K ap表示之。濃度積：在在一定溫度下， 難溶化合物的飽和溶液中各構(gòu)晶離子濃度的乘積為一個常數(shù)。此常數(shù)稱為濃度積常數(shù)，簡稱濃度積，用 K sp 表示之。K ap=K sp 若溶液中離子強(qiáng)度大時，則兩者不相等，而是 K ap 當(dāng)溶液中離子強(qiáng)度很小時，小于 K sp。4.影響沉淀溶解度的因素有哪些？答：主要有同離子效應(yīng)、鹽效應(yīng)、酸效應(yīng)和配位效應(yīng)。此外還有溫度、溶劑、沉淀顆粒 的大小和沉淀的結(jié)構(gòu)等。5.簡述沉淀的形成過程，形成沉淀的類型與哪些因素有關(guān)？答：在難溶化合物的過

5、飽和溶液中，構(gòu)晶離子互相碰撞而形成晶核，其他構(gòu)晶離子向晶核擴(kuò)散并吸附于晶核（異相成核則為外來雜質(zhì)微粒）之上，便逐漸成長為晶體。形成沉淀的類型大體可分為三類：晶體沉淀、 凝乳狀沉淀和無定形沉淀。若溶液的相對過飽和度小時，沉淀速度很慢，沉淀主要是異相成核過程，從而可得到較大的沉淀顆粒，即晶體沉淀。 若溶液的相對過飽和度大時，沉淀速度快， 沉淀是異相成核與均相成核同時進(jìn)行，從而可得到較小的沉淀顆粒，即凝乳狀沉淀或無定形沉淀。6.BaSO4和 AgCl 的 Ksp相差不大， 但在相同條件下進(jìn)行沉淀，為什么所得沉淀的類型不同？答：因為 BaSO4 和形成晶核的臨界均相過飽和比為 1000，AgCl 的臨

6、界均相過飽和比則為 5.5，所以雖然兩者的 k sp 基本相等， 但當(dāng)加入沉淀劑時 BaSO4 不易超過其 Q/S，不致產(chǎn)生太多的晶核，故生成較大的沉淀顆粒；則容易超過其 粒非常微小，而形成凝乳狀沉淀。Q/S，易形成大量的晶核，所以沉淀顆7.影響沉淀純度的因素有哪些？如何提高沉淀的純度？答：影響沉淀純度的因素有：共沉淀現(xiàn)象（表面吸附、吸留與包夾、生成混晶）和后沉 淀現(xiàn)象。提高沉淀純度的措施有：選擇適當(dāng)?shù)姆治龀绦?、降低易被沉淀吸附的雜質(zhì)離子濃度、選擇適當(dāng)?shù)南礈靹┻M(jìn)行洗滌、及時進(jìn)行過濾分離，以減少后沉淀、 進(jìn)行再沉淀和選擇適宜的沉淀條件。8.說明沉淀表面吸附的選擇規(guī)律，如何減少表面吸附的雜質(zhì)？答：

7、第一吸附層的吸附規(guī)律是：首先吸附構(gòu)晶離子，其次是與構(gòu)晶的半徑大小相近、所帶電 荷相同的離子。第二吸附層的吸附規(guī)律是：化合價越高的離子越容易被吸附；與構(gòu)晶離子能形成難溶或溶解度較小的化合物的離子容易被吸附。此外沉淀的總表面積越大、雜質(zhì)離子濃度越大吸附雜質(zhì)越多，溫度越高吸附雜質(zhì)越少。減少表面吸附雜質(zhì)的辦法： （1）選擇適當(dāng)?shù)姆治龀绦颍?（2）降低易被吸附的雜質(zhì)離子濃度；（3）用適當(dāng)?shù)南礈靹┻M(jìn)行洗滌；（4）必要時進(jìn)行再沉淀； （5）選擇適當(dāng)?shù)某恋項l件。9.簡要說明晶形沉淀和無定形沉淀的沉淀條件。答：晶形沉淀的沉淀條件：在適當(dāng)稀的溶液中進(jìn)行，并加入沉淀劑的稀溶液；在不斷攪 拌下逐滴加入沉淀劑以進(jìn)行沉淀

8、；沉淀作用應(yīng)在熱溶液中進(jìn)行；沉淀之后進(jìn)行陳化。無定形沉淀的沉淀條件：沉淀作用應(yīng)在比較濃的溶液中進(jìn)行，加沉淀劑的速度也可以適當(dāng)快一些；沉淀作用應(yīng)在熱溶液中進(jìn)行；在溶液中加入適當(dāng)?shù)碾娊赓|(zhì)；不必陳化；必要 時進(jìn)行再沉淀。10.為什么要進(jìn)行陳化？哪些情況不需要進(jìn)行陳化？答：初生成的沉淀顆粒有大有小，而大顆粒的溶解度比小顆粒小，經(jīng)陳化之后，小的沉 淀顆粒的溶解，大的沉淀顆粒長的更大；另外還可以使亞穩(wěn)態(tài)晶型沉淀變成穩(wěn)態(tài)晶型沉淀，使不完整是晶體沉淀變成完整的晶體沉淀，因而減少雜質(zhì)含量，便于過濾和洗滌，所以要進(jìn)行陳化過程。當(dāng)有后沉淀現(xiàn)象發(fā)生時，陳化反應(yīng)增加雜質(zhì)的含量；對于高價氫氧化物陳化時會失去水 份而聚集的

9、十分緊密，不易洗滌除去所吸附的雜質(zhì)。所以在上述情況下，沉淀完畢應(yīng)立即過 濾，不需要進(jìn)行陳化。11.均勻沉淀法有何優(yōu)點(diǎn)？答：均勻沉淀法使沉淀劑從溶液中緩慢地、均勻地產(chǎn)生出來，則沉淀劑不致過大，因而 過飽和不致超過臨界過飽和比太多，產(chǎn)生的晶核較少，易于過濾和洗滌。12.有機(jī)沉淀劑較無機(jī)沉淀劑有何優(yōu)點(diǎn)？有機(jī)沉淀劑必須具備什么條件？答：有機(jī)沉淀劑有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）選擇性高（2）沉淀的溶解度?。?（3）沉淀吸附雜質(zhì)少；（4）沉淀稱量形式的摩爾質(zhì)量大，則同樣量的被測物質(zhì)可以得到質(zhì)量更多的沉淀，減少稱量誤差。有機(jī)沉淀劑必須具備的條件：生成螯合物的沉淀劑必須具有酸性基團(tuán)如：-COOH 、-SO3H等，還必須具

10、備含有配位原子的堿性基團(tuán)如-NH 2、 C=0 等.生成締合物的沉淀劑必須在溶液中能夠電離出體積的離子，這中離子與被冊離子帶有異性電荷，而結(jié)合成締合物沉淀。13.有機(jī)沉淀劑一般有哪些類型？反應(yīng)機(jī)理如何？答：有機(jī)沉淀劑分為螯合物和締合物兩種類型。生成螯合物的沉淀劑的酸性基團(tuán)上的H+被被測金屬離子置換而形成鹽，沉淀劑的堿性基團(tuán)中的配合原子與金屬離子形成配合鍵，因而形成螯合物沉淀。生成締合物的沉淀劑在水溶液中電離出離子，的締合物沉淀。這種離子與被測離子結(jié)合形成溶解度很小14.稱取純 BaCl 22H2O 試樣 0.3675g，溶于水后，加入稀H2SO4將 Ba2+沉淀為 BaSO4，如果加入過量 5

11、0 的沉淀劑，問需要 解.寫出化學(xué)反應(yīng)式0.50mol/L 的 H 2SO4 溶液若干毫升 ? BaCl 2?2H2O+H 2SO4=BaSO4 +2HCl+2H2O 根據(jù)反應(yīng)可知BaCl2? 2H 2O 與 H 2SO4 是等摩爾相作用，則244.3gBaCl 2 ?2H 2O 需0.50mol/LH 2SO42000ml。0.3675gBaCl 2?2H2O 需 0.5mol/L H 2SO4V 1ml. V1=(0.36752000)/244.3=3.0ml 過量 50%沉淀劑時，需 H2SO4 之體積為 Vml V=3.0 (1+50%)=4.5ml 15.計算 BaSO4的溶解度。（

12、1）在純水中；（2）考慮同離子效應(yīng)，在0.10mol/LBaCl 2 溶液中；（3）考慮鹽效應(yīng)，在0.10mol/LNaCl 溶液中；（4）考慮酸效應(yīng)，在2.0mol/LHCl溶液中（ 5）考慮絡(luò)合效應(yīng)，在pH=0.010mol/LEDTA溶液中 . 解： (1)設(shè) BaSO4 在純水中之溶劑度為S1 則 Ba2+= SO 42-= S 1K sp=Ba2+ SO 42-= S 12 所以 S1=ksp1 .11010=1.05 10-5mol/L （2）設(shè) BaSO4在 0.10mol/LBaCl 2溶液中之溶解度為 S2. 則 SO4 2-= S 2 Ba 2+=0.10+S 2因為 S2

13、0.10 所以 Ba 2+=0.10Ksp=Ba 2+ SO 4 2-=0.10S 2S2=K sp/0.10=(1.110-10)/0.10 S3 =1.1 10-9mol/L （3）設(shè) BaSO4在 0.10mol/LNaCl 溶液中的溶解度為首先計算溶液中的離子I。I=0.5CiZi2=0.5(0.1012+0.10 12)=0.1 因為 CBa2+、CSO42-遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 CNa+和 CCl-，故后兩項可以忽略不計。則 I =0.5(0.101 2+0.10 1 2)=0.1 S4。由教材附錄中查的H2SO4 的由教材附錄中查得當(dāng)I=0.1 時活度系數(shù)分別為Ba2.0 38SO 42=0

14、.355 則S3=Ksp（實(shí)際附錄中的為）Ba2SO 42=.1110100 . 380 . 355=2.9 10-5mol/L （4）設(shè)BaSO4 在 2.0mol/LHCl溶液中之溶解度為Ka 2=1.0 10-2. 則Ba2+=S 4 SO42-+HSO 4-= S 4HSO4- =H +SO42- Ka2=( H+ SO 4 2-)/HSO 4- HSO 4-=(H+SO 42-)/ Ka 2代入上式SO42-+(H+SO 4 2-)/ Ka 2=S4整理之后得SO42-=Ka 2/( Ka 2+H+) S4 S4=(1.02 10-2)/(1.010-2+2.0) =5.0 10-3

15、 S4Ksp=Ba 2+SO 4 2- = S45.0 10-3 S4 2 所以 S4=.5Ksp3Ksp(BaSO4)=10-9.96 010=11.1010=1.5 10-4mol/L 5 . 0103（5）已知 Ksp(AgCl)=107.86Y(H)2 10.27(PH=8.0) 時溶液中的平衡關(guān)系為BaSO4=Ba 2+SO 4 2-| HY= Y + H | BaY 考慮酸效應(yīng)和絡(luò)合效應(yīng)后，BaSO4 的溶解度為S=Ba 2+=SO 4 2-Ba 2+SO 4 2-=Ksp (BaSO4)=Ksp (BaSO4)Ba(Y) Y= Y/0 . 0110.4274mol/L a Y(H

16、)10 2.27aBa(Y) =1+K BaYY=1+107.8610-4.27=103.59 S =109. 9610.359103.186 6.1016.計算在 pH=2.00 時的 CaF2溶解度。解：設(shè) caF2 的溶解度為CaF2=Ca 2+2F- S,由于 CaF2在水中存在下列平衡F-+H+=HF -4 因為 Ca2+=S F-=C F-F-2SF- Ca2+ F-2=K SP=4S 32 -F查表得 K SP=2.7 10-11Ka=7.2 10c F-=Ka H+Ka -4=7.2 10-4/10-2+7.2 10=0.067 S=(Ksp/42 F-)1/3 S=（2.7

17、10-11/4.0067）1/3S=1.110317.Ag 2CrO4沉淀在（ 1）0.0010mol/L 溶液中，（2）0.0010mol/LK2CrO 4溶液中，溶解度何者 為大？解：在 0.0010mol/LAgNO3溶液中的溶解度：-6mol/L 2 0.1012=2.210-5mol/L S1=K SP/Ag+2=2.0 10-12/0.0012=2.0 100.0010 溶液中的溶解度S2=KSP(Ag2CrO4)=CrO42-0 . 0014后者溶解度大。18.若NH 3+NH 4+ =0.10mol/L ，pH=9.26, 計算 AgCl 沉淀此時的溶解度. 解：已知 K sp

18、(AgCl)=10-9.75Ka(NH 4)=10-9.26 1.3 103227 10.03由于受到絡(luò)合效應(yīng)的影響,平衡后 AgCl 的溶解度為S=Cl-=Ag-Ag-Cl-= K sp(AgCl)= Ksp(AgCl)Ag(NH3)因為CNH3=NH 4 +NH 3 所以 NH 3=C NH3Ka/(H+Ka)=(0.110-9.26)/ (10-9.26+10-9.26)=10-1.3 aAg(NH3) =1+1NH32NH32=1+103.3210-1.3+107.2310-2.6=104.63 0.010 所以S=Ksp(AgCl)Ag(NH3)10.975104. 63=10-2.

19、56=2.8 10-3mol/L 19.當(dāng) pH=4.00，溶液中過量的草酸為0.10mol/L ，未 Pb 2+與絡(luò)合的EDTA 的總濃度為mol/L, 計算 PbC2O4此時的溶解度。已知PbC2O4的 K sp=10-9.70。解： pH=4.0 時，C2O4 2-=H2Ka 1Ka2Ka1Ka2Ka1H=10425 . 9.59210246 4.10526 . 410510105 9.10=0.39 c 2o 4 =C H 2CO 4 C 2O 42 =0.1 0.39 =0.039 （moll ）2而 K SP =Pb 2+ c 2o 4 2 = k sp pbc 2o 4 Pb Y

20、 Pb Y =1 + K PbYY 而 Y = Y/ Y H =0.01/10 8.44 = 10-10.44Pb(Y) = 1 + 10 18.04-10.44 = 10 7.6S = Pb 2+ = k sp pbc 2o 4 pb(Y) /c 2o4 2- = 10-9.70+7.6/0.039 =0.20 (mol/L) 20.考慮 CO 3 2-的水解作用，計算 CaCO3 在純水中的溶解度和溶液的 pH。提示；因 K sp 很小。且 K a2K a1?？梢圆豢紤]第二步水解作用。先求水解常數(shù) Kh 解： CaCO3 的水解反應(yīng)為：CaCO3+H2O=Ca 2+HCO 3-+OH- K

21、 h= Ca 2+ HCO 3- OH- HCO 3-=H + + CO 3 2- (H + CO 3 2-)/ HCO 3-=Ka 2 將（ 2）式代入（ 1）式： K h=( Ca 2+ CO 3 2- OH-H +)/ Ka 2 因為 K sp= Ca 2+ CO 3 2- K W=H + OH- 所以 K h=(K sp K W)/ Ka 2Ca 2+ HCO 3- OH-=(K sp K W)/ Ka 2由 CaCO3的水解反應(yīng)可知OH-=Ca2+= HCO 3- =3.2 91091014=8.0 10-5mol/L 所以 OH-= 3KspaKwK25 . 61011H+= K

22、W/OH-=10-14/(8.010-5)=1.25 10-10mol/L pH=9.90 設(shè) CaCO3的溶解度為S。則 Ca2+=S =0.31 CO 3 2-=CO2 3s CO2 3=H2Ka1Ka2Ka 1HKa1Ka2K sp=Ca2+ CO 32-=S CO 2 3SS=3Ksp2.910920.31CO 3=9.7 10-5mol/L 21.計算下列各組的換算因數(shù)。稱量形式 測定組分（1）Mg 2P2O7 P2O5,MgSO 47H2O (2) Fe2O3 (NH 4)2Fe(SO4)2 6H2O (3) BaSO4 SO3,S （ 1）P 2 O 5 141 . 94 0 .

23、 6378 2 MgSO 4 7 H 2 O 2 246 . 492 . 215Mg 2 P 2 O 7 222 . 55 Mg 2 P 2 O 7 222 . 55（2）2 ( NH 4 ) 2 Fe ( SO 4 ) 2 6 H 2 O 2 392 . 17 .4 912Fe 2 O 3 159 . 69（3）SO 3 80 . 07 0 . 3431 S 32 . 0660 . 1374BaSO 4 233 . 37 BaSO 4 233 . 3722.討論下述各情況對 BaSO4沉淀法測定結(jié)果影響（A. 偏高； B.偏低； C.無影響）：（1）測 S 時有 Na2SO4 共沉淀；（3）

24、測 S 時有 H 2SO4 共沉淀；（2）測 Ba 時有 Na2SO4 共沉淀；（4）測 Ba 時有 H 2SO4 共沉淀。23.稱取過磷酸鈣肥料試樣0.4891g，經(jīng)處理后得到0.1136gMg 2P2O4，試計算試樣中P2O5 和 P的質(zhì)量分?jǐn)?shù)解；P 2O5141.940. 637814. 82%Mg2P 2 O7222.55P2O5%=0. 11360 .6379100%0.4891P 的化學(xué)因數(shù)等于：Mg2PO7230.970. 27835.023g，計原混合物2P 2222. 55P%= 0. 11360 .2783100%6.464%0. 489124.今有純 CaO 和 BaO

25、的混合物 2.212g，轉(zhuǎn)化為混合硫酸鹽后其質(zhì)量為中 CaO 和 BaO 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解：設(shè) CaO 的質(zhì)量為 xg ，則 BaO 的質(zhì)量為： 2.212-x g CaSO4xBaSO4(2. 212x).5.023CaOBaO136.1x2334.(2. 212x )502356. 08153.3解得 x=1.830g CaO%=1 .830100%2 .212=82.73% BaO%=2 .2121.830100 %2.212=12.27% 25.黃鐵礦中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為36%，用重量法測定硫，欲得0.50g 左右的 BaSO4沉淀，問應(yīng)稱取質(zhì)量為若干克？解：設(shè)應(yīng)稱取試樣的質(zhì)量為 Wg，則

26、0 . 50 SBaSO 4 100 % 36 %W.0 50 32 . 06233 4. 100 % 36 %W解得 W=0.19g 26.測定硅酸鹽中 SiO2的質(zhì)量，稱取試樣 0.5000g，得到不純的 SiO20.2835g。將不純的 SiO 2用 HF 和 H 2SO4 處理，使 SiO2 以 SiF4 的形式逸出，殘渣經(jīng)灼燒后為 0.0015g，計算試樣中SiO 2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。若不用 HF 及 H 2SO4 處理，測定結(jié)果的相對誤差為多大？解. SiO 2 % 0 . 2835 0 . 0015 100 % =56.40% 0 . 5000若不用 HF 處理，所得結(jié)果為：SiO2%0. 2835100%=56.70% 0.5000分析