無機(jī)及分析化學(xué)答案(第二版)第三章

第三章定量分析基礎(chǔ)3-1．在標(biāo)定NaOH的時，要求消耗0.1mol×L-1NaOH溶液體積為20~30mL，問：(1)應(yīng)稱取鄰苯二甲酸氫鉀基準(zhǔn)物質(zhì)(KHC8H4O4)多少克？(2)如果改用草酸(H2C2O4·2H2O)作基準(zhǔn)物質(zhì)，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(jié)果說明了什么問題？解：(1)NaOH+KHC8H4O4=KNaC8H4O4+H2O滴定時消耗0.1mol×L-1NaOH溶液體積為20mL所需稱取的KHC8H4O4量為：m1=0.1mol×L-1′20mL′10-3′204g×mol-1=0.4g滴定時消耗0.1mol×L-1NaOH溶液體積為30mL所需稱取的KHC8H4O4量為：m2=0.1mol×L-1′30mL′10-3′204g×mol-1=0.6g因此，應(yīng)稱取KHC8H4O4基準(zhǔn)物質(zhì)0.4~0.6g。(2)2NaOH+H2C2O4=Na2C2O4+2H2O滴定時消耗0.1mol×L-1NaOH溶液體積為20和30mL，則所需稱的草酸基準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量分別為：m1=0.1mol×L-1′20mL′10-3′126g×mol-1=0.1gm2=0.1mol×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(zhǔn)物質(zhì)時，其稱量的相對誤差為：RE1==±0.05%RE2==±0.03%用草酸作基準(zhǔn)物質(zhì)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(yīng)選擇摩爾質(zhì)量較大的試劑作為基準(zhǔn)物質(zhì)。3-2．有一銅礦試樣，經(jīng)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(jié)果的絕對誤差和相對誤差。解：分析結(jié)果的平均值為：=(24.87%+24.93%)=24.90%因此，分析結(jié)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(jīng)分析測得含錳百分率為41.24，41.27，41.23和41.26。求分析結(jié)果的平均偏差、相對平均偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。解：分析結(jié)果的平均值、平均偏差、相對平均偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差s和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：=(41.24+41.27+41.23+41.26)=41.25=(0.01+0.02+0.02+0.01)=0.015相對平均偏差=s=相對標(biāo)準(zhǔn)偏差=3-4．分析血清中鉀的含量，5次測定結(jié)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=0.155mg×mL-1s=mg×mL-1=0.0032mg×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(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定結(jié)果為0.2037；0.2040；0.2036。計算標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)偏差為0.12%，含錳量的平均值為9.56%。設(shè)分析結(jié)果是根據(jù)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(dāng)測定次數(shù)為4次、置信度為95%時，t95%=3.18=(9.56±0.19)%當(dāng)測定次數(shù)為6次、置信度為95%時，t95%=2.57=(9.56±0.13)%3-7．標(biāo)定NaOH溶液時，得下列數(shù)據(jù)：0.1014mo1×L-1，0.1012mo1×L-1，0.1011mo1×L-1，0.1019mo1×L-1。用Q檢驗法進(jìn)行檢驗，0.1019是否應(yīng)該舍棄？（置信度為90%）解：Q=當(dāng)n=4，Q(90%)=0.76＞0.62，因此，該數(shù)值不能棄舍。3-8．按有效數(shù)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′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′10-5mo1×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1L0.1mol×L-1的H2SO4溶液，應(yīng)取這種濃硫酸多少毫升？解：設(shè)應(yīng)取這種濃硫酸V毫升，則0.1mol×L-1′1L=s=相對標(biāo)準(zhǔn)偏差=測定次數(shù)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(biāo)準(zhǔn)偏差=測定次數(shù)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(zhì))。稱取試樣0.3000g，加入濃度為0.2500mo1×L-1HCl溶液25.00mL，煮沸除去CO2，用濃度為0.2012mol×L-1的NaOH溶液返滴定過量的酸，消耗5.84mL，試計算試樣中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解：n(HCl)=2n(CaCO3)；n(HCl)=n(NaOH)w(CaCO3)=====0.84673-14.無3-15．用KIO3作基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定Na2S2O3溶液。稱取0.2001gKIO3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27.80mL，問此Na2S2O3溶液濃度為多少？每毫升Na2S2O3溶液相當(dāng)于多少克碘？解：有關(guān)反應(yīng)為：5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2OI2+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(dāng)于碘的質(zhì)量為：m(I2)==′0.2018mo1×L-1′10-3L′253.8g×mo1-1=0.02561g3-16．稱取制造油漆的填料(Pb3O4)0.1000g，用鹽酸溶解，在熱時加0.02mol×L-1K2Cr2O7溶液25mL，析出PbCrO4：2Pb2++Cr2O72-+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0.1000mol×L-1Na2S2O3溶液滴定時，用去12.00mL。求試樣中Pb3O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（Pb3O4相對分子量為685.6）解：有關(guān)反應(yīng)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(Na2S2O3)3-17．水中化學(xué)耗氧量(COD)是環(huán)保中檢測水質(zhì)污染程度的一個重要指標(biāo)，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(zhì)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100.0mL，用H2SO4酸化后，加入25.00mL0.01667mol×L-1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液，用Ag2SO4作催化劑煮沸一定時間，使水樣中的還原性物質(zhì)氧化完全后，以鄰二氮菲-亞鐵為指示劑，用0.1000mol×L-1的FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴，滴至終點時用去15.00mL。計算廢水樣中的化學(xué)耗氧量。(提示：O2+4H++4e-=2H2O，在用O2和K2Cr2O7氧化同一還原性物質(zhì)時，3molO2相當(dāng)于2molK2Cr2O7。）解：滴定反應(yīng)為：6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O6n(K2Cr2O7)=n(Fe2+)根據(jù)提示2n(K2Cr2O7)T3n(O2)n(O2)=(3/2)n(K2Cr2O7)3-18．稱取軟錳礦0.1000g，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21.50mL0.1000mol×L-1的FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。計算試樣中MnO2的含量。解：有關(guān)反應(yīng)為：MnO2+Na2O2=Na2MnO43MnO42-+4H+=2MnO4-+MnO2+2H2OMnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2On(MnO2)=n(MnO42-)=n(MnO4-)=n(Fe2+)3-19.無3-20．Fourmeasurementsoftheweightofanobjectwhosecorrectweightis0.1026gare0.1021g,0.1025g,0.1019g,0.1023g.Calculatethemean,theaveragedeviation,therelativeaveragedeviation(%),thestandarddeviation,therelativestandarddeviation(%),theerrorofthemean,andtherelativeerrorofthemean(%).Solution:=(0.1021+0.1025+0.1019+0.1023)g=0.1022g=(0.0001+0.0003+0.0003+0.0001)g=0.0002grelativeaveragedeviationdr=′100%=0.2%s=relativestandarddeviationCV=′100%=0.3%errorofthemeanE=-xT=0.1022g-0.1026g=-0.0004grelativeerrorofthemeanEr=3-21．A1.5380gsampleofironoreisdissolvedinacid,theironisreducedtothe+2oxidationstatequantitativelyandtitratedwith43.50mLofKMnO4solution(Fe2+?Fe3+),1.000mLofwhichisequivalentto11.17mgofiron.Expressthe