分化学课后答案--武汉大学--第五版-上册-完整版

第1章 分析化学概论

1. 称取纯金属锌0.3250g ，溶于HCl 后，定量转移并稀释到250mL 容量瓶中，定容，摇匀。

计算Zn 2+溶液的浓度。 解：2130.325065.390.0198825010

Zn c mol L +--==? 2. 有0.0982mol/L 的H 2SO 4溶液480mL,现欲使其浓度增至0.1000mol/L 。问应加入0.5000mol/L H 2SO 4的溶液多少毫升？

解：112212()c V c V c V V +=+

220.0982/0.4800.5000/0.1000/(0.480)mol L L mol L V mol L L V ?+?=?+ 2 2.16V mL =

4．要求在滴定时消耗0.2mol/LNaOH 溶液25~30mL 。问应称取基准试剂邻苯二甲酸氢钾(KHC 8H 4O 4)多少克？如果改用22422H C O H O ?做基准物质，又应称取多少克？ 解：844:1:1

NaOH KHC H O n n =

1110.2/0.025204.22/ 1.0m n M cV M mol L L g mol g ===??=

2220.2/0.030204.22/ 1.2m n M cV M

mol L L g mol g ===??=

应称取邻苯二甲酸氢钾1.0~1.2g

22422:2:1NaOH H C O H O n n ?=

11112

10.2/0.025126.07/0.32m n M cV M mol L L g mol g ===???=

2221210.2/0.030126.07/0.42m n M cV M mol L L g mol g ==

=???=应称取22422H C O H O ?0.3~0.4g

6．含S 有机试样0.471g ，在氧气中燃烧，使S 氧化为SO 2，用预中和过的H 2O 2将SO 2吸收，全部转化为H 2SO 4，以0.108mol/LKOH 标准溶液滴定至化学计量点，消耗28.2mL 。求试样中S 的质量分数。

解：2242S SO H SO KOH

100%10.108/0.028232.066/2100%0.47110.3%nM w m mol L L g mol g

=????=?=

8．0.2500g 不纯CaCO 3试样中不含干扰测定的组分。加入25.00mL0.2600mol/LHCl 溶解，煮沸除去CO 2，用0.2450mol/LNaOH 溶液反滴定过量酸，消耗6.50mL ，计算试样中CaCO 3的质量分数。

解：3

2CaCO HCl NaOH HCl

00

1()2100%100%1(0.2600/0.0250.2450/0.0065)100.09/2100%0.250098.24%cV cV M nM w m m mol L L mol L L g mol

g

-=?=??-??=?=

9 今含有MgSO 4·7H 2O 纯试剂一瓶，设不含其他杂质，但有部分失水变为MgSO 4·6H 2O ，测定其中Mg 含量后，全部按MgSO 4·7H 2O 计算，得质量分数为100.96%。试计算试剂中MgSO 4·6H 2O 的质量分数。

解：设MgSO 4·6H 2O 质量分数ωx MgSO 4·7H 2O 为1-ωx

100.96%=1-ωx +ωx ×6H2O)

M(MgSO4)7H M(MgSO 24??O ω x =11%96.10067--M M =1455

.22847.2460096.0-=0.1217 若考虑反应,设含MgSO 4·7H 2O 为n 1 mol

MgSO 4·6H 2O 为n 2 mol

样本质量为100g 。

n=n 1+n 2

n ?246.47=100.96

n 1?228.455+ n 2?246.47=100

18n 1=0.96?n=0.253

m(MgSO 4·6H 2O)=n ?M MgSO 4·6H 2O =0.053?226.45=12.18

ω =100

18.12=0.1218 10．不纯Sb 2S 30.2513g ，将其置于氧气流中灼烧，产生的SO 2通入FeCl 3溶液中，使Fe 3+还原至Fe 2+，然后用0.02000mol/LKMnO 4标准溶液滴定Fe 2+，消耗溶液31.80mL 。计算试样中Sb 2S 3的质量分数。若以Sb 计，质量分数又为多少？ 解：2232462

365Sb S Sb SO Fe KMnO +

232323550.0200/0.031800.0005366

220.000530.001060.00053339.68/100%71.64%0.25130.00106121.76/100%51.36%0.2513Sb S Sb S Sb Sb S Sb n cV mol L L mol n n mol mol

mol g mol w g

mol g mol w g ==??===?=?=?=?=?=

12. 用纯As 2O 3标定KMnO 4溶液的浓度。若0.211 2 g As 2O 3在酸性溶液中恰好与36.42 mL KMnO 4反应。求该KMnO 4溶液的浓度。

解： 323345104As O AsO MnO -- 故 4410005KMnO m cV M =?? 440.2112100050.02345(/)36.42197.8KMnO c mol L ??==?

14．H 2C 2O 4作为还原剂。可与KMnO 4反应如下：

-

+2+2244225H C O +2MnO +6H =10CO +2Mn +8H O ↑

其两个质子也可被NaOH 标准溶液滴定。分别计算0.100mol ·L -1NaOH 和0.100 mol ·L -1 KMnO 4溶液与500mg H 2C 2O 4完全反应所消耗的体积（mL ）。

解： 22422422435001000 5.55310()90.035H C O H C O H C O m n mol M -=

==?

2242H C O NaOH 22433322 5.5531011.10610()

11.106100.111()111()0.100NaOH H C O NaOH NaOH

NaOH n n mol n V L mL c ---==??=??====

224425H C O KMnO

42243322 5.55310 2.22110()55KMnO H C O n n mol --==??=?

44432.221100.0222()22.2()0.100KMnO KMnO KMnO n V L mL c -?=

===

16. 含K 2Cr 2O 7 5.442g ·L -1的标准溶液。求其浓度以及对于Fe 3O 4（M=231.54g ·mol -1）的滴定度（mg/mL ）。

解： 227227227 5.442294.180.01850(/)1K Cr O K Cr O K Cr O n c mol L V =

==

3422722734/20.01850231.5428.567(/)Fe O K Cr O K Cr O Fe O T c M mg mL =??=??=

18. 按国家标准规定，化学试剂FeSO 4·7H 2O （M =278.04g ·mol -1）的含量：99.50~100.5%为一级（G.R ）；99.00%~100.5%为二级（A.R ）；98.00%~101.0%为三级（C.P ）。现以KMnO 4法测定，称取试样1.012g ，在酸性介质中用0.02034 mol ·L -1 KMnO 4溶液滴定，至终点时消耗35.70mL 。计算此产品中FeSO 4·7H 2O 的质量分数，并判断此产品符合哪一级化学试剂标准。

解： 245Fe MnO +-

4243735.70550.02034 3.63110()1000FeSO H O MnO n n mol --?∴==??=?

424242427777FeSO H O FeSO H O FeSO H O

FeSO H O m n M m m ω?????==

33.63110278.0499.76%1.012-??==

故为一级化学试剂。

20. CN -可用EDTA 间接滴定法测定。已知一定量过量的Ni 2+与CN -反应生成

Ni(CN)24-，过量的Ni 2+以EDTA 标准溶液滴定，Ni(CN)24-

并不发生反应。取12.7mL 含CN -的试液，加入

25.00mL 含过量Ni 2+的标准溶液以形成Ni(CN)24

-

，过量的Ni 2+需与10.1mL 0.0130 mol ·L -1 EDTA 完全反应。已知39.3mL 0.0130 mol ·L -1 EDTA 与上述Ni 2+标准溶液30.0mL 完全反应。计算含CN -试液中CN -的物质的量浓度。

解： 2Ni EDTA + 222239.30.013010000.01703(/)1000Ni EDTA Ni Ni Ni n n c mol L V V ++++?∴=

=== 222425.000.01703 4.257510()1000Ni Ni Ni n c V mol +

++-''==?=? 410.10.0130 1.31310()1000EDTA EDTA EDTA n c V mol -''=?=?=?

234() 1.177810()EDTA CN Ni n n n mol -+-''=-=? 31.1778100.0927(/)12.7

1000CN CN CN n c mol L V ----?=

==

第2章 分析试样的采集与制备

1．某种物料，如各个采样单元间标准偏差的估计值为0.61％，允许的误差为0.48％，测定8次，置信水平选定为90%，则采样单元数应为多少?

解：f=7 P=90% 查表可知t=1.90

221.900.61(

)() 5.860.48t n E σ?===≈

2．某物料取得8份试样，经分别处理后测得其中硫酸钙量分别为81.65％、81.48％、81.34％、81.40％、80.98％、81.08％、81.17％、81.24％，求各个采样单元间的标准偏差．如果允许的误差为0.20％，置信水平选定为95％，则在分析同样的物料时，应选取多少个采样单元？ 解：f=7 P=85% 查表可知 t=2.36 222.360.13(

)() 2.430.20t n E σ?===≈

4．已知铅锌矿的K 值为0.1，若矿石的最大颗粒直径为30 mm ，问最少应采取试样多少千克才有代表性?

解：

220.13090()Q Kd kg ≥=?= 5．采取锰矿试样15 kg ，经粉碎后矿石的最大颗粒直径为2 mm ，设K 值为0.3，问可缩分至多少克？

解：

220.32 1.2()Q Kd kg ≥=?= 设缩分n 次，则1() 1.2()2n Q kg ?≥ 115() 1.2()2n kg ?≥ 1ln15ln

ln1.22n +≥

解得 3.6n ≤，所以n=3

m =3115() 1.875()2kg ?=

第3章 分析化学中的误差与数据处理

1．根据有效数字运算规则，计算下列算式：

(1)19.469+1.537-0.0386+2.54

(2) 3.6?0.0323?20.59?2.12345 (3)10000000.11245

.0)32.100.24(00.45??-?

(4) pH=0.06，求[H +]=?

解：a. 原式=19.47+1.54-0.04+2.54=23.51

b. 原式=3.6×0.032×21×2.1=5.1

c. 原式=45.0022.680.1245=0.12711.0001000???

d. [H +]=10-0.06=0.87( mol/L )

3．设某痕量组分按下式计算分析结果：

m C A -=

χ，A 为测量值，C 为空白值，m 为试样

质量。已知 s A =s C =0.1，s m =0.001，A =8.0，C =1.0，m =1.0，求s x 。 解：2

22222222

()422222220.10.10.001 4.0910()()(8.0 1.0) 1.0A C x m A C m s s s s s s x A C m A C m --++=+=+=+=?--- 且8.0 1.07.01.0x -=

=

故0.14x s ==

5. 反复称量一个质量为 1.0000g 的物体，若标准偏差为0.4mg ，那么测得值为1.0000~1.0008g 的概率为多少？

解：由0.4mg σ= 1.0000g μ=

故有1.0000 1.0000 1.0008 1.00000.00040.0004u --≤≤

即02u ≤≤

查表得 P=47.73%

7．要使在置信度为95％时平均值的置信区间不超过±s ，问至少应平行测定几次?

解：x x t s x t μ=±?=± 查表，得：

5, 2.57, 1.04916, 2.45,0.92615f t f t ====>====

6

11i i x x n ==∑

30.48%30.42%30.59%30.51%30.56%30.49%30.51%6+++++==

s =

置信度为95%时：

0.05,5,2.57,30.51% 2.5730.51%0.06%f t x t αμ==±=±=±

11.下列两组实验数据的精密度有无显著性差异(置信度90％)?

A ：9.56，9.49，9.62，9.51，9.58，9.63

B ：9.33，9.51，9.49，9.51，9.56，9.40

解：a. 6

119.57i i x x n ===∑

5.71%s =

= 故2432.610s -=?

b. 6

119.47i i x x n ===∑

8.51%s =

= 故2472.410s -=?

所以24

2472.410 2.22132.610b a s F s --?===? 查表得 5.05F =表>2.221

13．用两种不同分析方法对矿石中铁的质量分数进行分析，得到两组数据如下： χ s n

方法1 15.34％ 0.10％ 11

方法2 15.43％ 0.12％ 11

a ．置信度为90％时，两组数据的标准偏差是否存在显著性差异?

b ．在置信度分别为90％，95％及99％时，两组分析结果的平均值是否存在显著性差异?

解：(a)21s =0.00102，2

2s =0.00122 F=22

21s s =1.44

所以两组数据的标准偏差无显著性差异。

(b)由2s =210i

d

∑得， 2i

d ∑=0.01，22

d ∑=0.012

∴

∴

查表得：当置信度为90%时，0.10,20t =1.72>0.063

查表得：当置信度为95%时，0.05,20t =2.09>0.063

查表得：当置信度为99%时，0.01,20t =2.84>0.063

所以两组分析结果的平均值不存在显著性差异。

15．实验室有两瓶NaCl 试剂，标签上未标明出厂批号，为了判断这两瓶试剂含Cl -1的质量分数是否有显著性差异，某人用莫尔法对它们进行测定，

1-Cl ω结果如下：

A 瓶 60.52％，60.41％，60.43％，60.45％

B 瓶 60.15％，60.15％，60.05％，60.08％

问置信度为90%时，两瓶试剂含Cl -1的质量分数是否有显著性差异？

解：用F 检验法： A X = i

X n ∑=60.45%，2s A = 21i d n -∑=2.3?10-3

B X =i

X n ∑=60.11%，2s B =21i d n -∑ =2.6?10-3

F=22B

A S S =1.13， 查表得F 表=9.28>1.13

因此没有差异。

用t 检验法：

?10-4

所以

=9.6 而查表得t 表=1.94<9.6

所以存在显著性差异。

17．为提高光度法测定微量Pd 的灵敏度，改用一种新的显色剂。设同一溶液，用原显色剂及新显色剂各测定4次，所得吸光度分别为0.128，0.132，0.125，0.124及0.129，0.137，0.135，0.139。判断新显色剂测定Pd 的灵敏度是否有显著提高?(置信度95％)

解：用F 检验法：

A X = i

X n ∑=0.127，，2s A = 21i d n -∑=1.3?10-5

B X =

i

X n ∑=0.135, 2s B =21i d n -∑=1.9?10-5 F=22s B

s A =1.46

查表得F 表=9.28>1.46,因此没有显著性差异。

用t 检验法：

?10-3

所以

=2.8 而查表得t 表=2.45<2.8

所以存在显著性差异 。

21．某荧光物质的含量(χ)及其荧光相对强度(y )的关系如下：

含量 χ/μg 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0

荧光相对强度y 2.1 5.0 9.0 12.6 17.3 21.0 24.7 a ．列出一元线性回归方程

b ．求出相关系数并评价y 与x 间的相关关系。 解：由题意可得，x =6.0， y =13.1，

71()()i i

i x x y y =--∑=216.2，

721

()i

i x x =-∑=112.0，21()n i i y y =-∑=418.28， 所以b=

71

721()()()i i

i i i x x y y x x ==---∑∑=216.2112.0=1.93，

a y bx =-=13.1-1.93?6.0=1.52

所以一元回归方程为：y=1.52+1.93x

（b）因为

r=

比较接近于1，所以y与x的线性关系很好。

第5章酸碱平衡和酸碱滴定法

1．写出下列溶液的质子条件式。

a．c1 mol·L-l NH3 + c2 mol·L-l NH4Cl；

c．c1 mol·L-l)H3PO4 + c2 mol·L-l HCOOH；

解：

a. 对于共轭体系，由于构成了缓冲溶液，所以可以将其视为由强酸（HCl和弱碱（NH3）反应而来，所以参考水准选为HCl, NH3和H2O

质子条件式为：[ H+ ] + [NH4+] = [Cl-] + [OH-]

或[ H+ ] + [NH4+] = c2 + [OH-]

c. 直接取参考水平：H3PO4 , HCOOH , H2O

质子条件式：[H+] = [H2PO4-] + 2[HPO42-] + 3[PO43-] + [HCOO-]+[OH-]

3．计算下列各溶液的pH。

a．0.050 mol·L-l NaAc；

c．0.10 mol·L-l NH4CN；

e．0.050 mol·L-l氨基乙酸；

g．0.010 mol·L-l H2O2液；

i．0.060 mol·L-l HCI和0.050 mol·L-l氯乙酸钠(ClCH2COONa)混合溶液。

解：

a.对于醋酸而言，K b =K w / K a = 5.6 ? 10-10

应为cK b = 5.6 ? 10-10? 5 ?10-2 = 2.8 ? 10-11> 10K w

c/K b> 100

故使用最简式；

[OH-] = ? 10-6

pH = 14 – pOH = 8.72

c. NH4+K a’ = 5.6 ? 10-10

HCN K a = 6.2. ? 10-10

cK a’ > 10K w c > 10 K a

由近似公式可以得到：

[H+] = = ? 10-10

pH = 10 – 0.77 = 9.23

e. 氨基乙酸一端羧基显酸性，一端氨基显碱性，K a1 = 4.5? 10-3 , K a2 = 2.5 ? 10-10

c/K a2> 100 且c > 10 K a1

所以[H+

] =

? 10-6

pH = 6-0.03 = 5.97

g. 对于双氧水而言，K a = 1.8 ? 10-12

cK a < 10K w c/K a> 100

所以可以计算氢离子浓度

[H+

] =

= 1.67 ? 10-7

pH = 7 – 0.22 = 6.78

i. 由于ClCH2COONa + HCl = ClCH2COOH + NaCl

所以原溶液可以看成0.050mol/L的ClCH2COOH和0.010mo/LHCl的混合溶液设有x mol/L 的ClCH2COOH发生离解，则

ClCH2COOH ClCH2COO- + H+

0.05-x x 0.01+x

所以有(0.01)

0.05

x x

x

+

- = K

a

= 1.4 ? 10-3

解得x = 4.4 ? 10-3mol/L

那么[H+] = 0.0144mol/L pH = -log [H+] = 1.84

5．某混合溶液含有0.10 mol·L-l HCl、2.0×10-4 mol·L-l NaHSO4和2.0×10-6 mol·L-l HAc。

a ．计算此混合溶液的pH 。

b ．加入等体积0.10 mol·L -l NaOH 溶液后，溶液的pH 。

解：a. HSO 4- K a2=1.0×10-2 HAc K a =1.8×10-5

均为弱酸，且浓度远低于HCl 的浓度，所以此体系中的HSO 4-和HAc 在计算pH 值时

刻忽略。故pH=1.00。

b.加入等体积0.1mol/LNaOH 溶液，HCl 被中和，体系变为HSO 4-和HAc 的混酸体系，

H +??=??

忽略K W 及K HA [HA]，

[H + ]2=4HSO K -（C HSO4--[H + ]）

解得[H + ]=9.90×10-5 故pH=4.00

7．已知Cr 3+的一级水解反应常数为10-3.8，若只考虑一级水解，则0.010 mol·L -l Cr(ClO 4)3 的pH 为多少? 此时溶液中Cr(OH)2+的分布分数是多大?

解：1） 3.82 5.8a K 10101010W c K ---?=?=

1.8a 10100K c =

<

31.18210H +

-??==??? mol/L 故pH=2.93

2）

2 3.8a 3.8 2.93()

a K 100.121010K Cr OH H δ+---+===+??+??

9．今用某弱酸HB 及其盐配制缓冲溶液，其中HB 的浓度为0.25 mol·L -l 。于100mL 该缓冲溶液中加入200 mg NaOH(忽略溶液体积的变化)，所得溶液的pH 为5.60。问原来所配制的

缓冲溶液的pH 为多少? (已知HB 的6a 5.010K -=?) 解：2000.0540100NaOH C ==?（mol/L ）

已知p K a =5.30，pH=5.60

设原缓冲溶液中盐的浓度为x mol/L ，故

0.055.60 5.30lg

0.25x x +=+-

得x=0.35 则原缓冲溶液pH=

0.355.30lg

5.440.25+=

11．配制氨基乙酸总浓度为0.10 mol·L -l 的缓冲溶液(pH =2.0)100mL ，需氨基乙酸多少克?还需加多少毫升1 mol·L -l 酸或碱，所得溶液的缓冲容量为多大?

解：设酸以HA 表示，p K a1=2.35 p K a2=9.60

1)需HA 质量m=0.10×100×75.0×3

10-＝0.75（g ）

2）因为氨基乙酸及质子化氨基乙酸构成缓冲溶液，设pH=2时，质子化氨基乙酸浓度为xmol/L ，则1lg HA a HA c H pH pK c H -++??+??=+??-??

即0.12.00 2.35lg

x H x H ++??-+??=-??-??，解得x=0.079

生成0.079mol/L 的质子化氨基乙酸，需加酸为0.079×100=7.9ml

19. 用10.1mol L -?NaOH 滴定10.1mol L -?HAc 至8.00pH =。计算终点误差。

解：SP 时 1

0.05NaOH c mol L -=? 105.610w b a K K K -==?

20b w K c K > 500b c K >

6

[] 5.2910OH --=?

1460.728.72sp pH =-+=

8.008.720.72ep sp pH pH pH ?=-=-=-

0.720.72

%100TE -=

251000.050.05=

?=-

22. 用10.100mol L -?NaOH 滴定10.100m o l L -?羟胺盐酸盐（3NH OH Cl +-?）和

10.100m o l L -?4N H C l 的混合溶液。问.a 化学计量点时溶液的pH 为多少？.b 在化学计量

点有百分之几的4NH Cl 参加了反应？

解：(1) 已知3NH OH Cl +-? 6

1.110w a K K K -=

=? SP 时，产物为2NH OH 和4NH +

[]H +=

0500/0.050 82.510(/)

m o l L -=? 7.61

pH = (2) SP 时，

8[] 2.510/H mol L +-=? 3410338105.610[]0.0500 1.110(/)2.510 5.610NH NH NH c mol L δ+----?=?=?=??+?

∴参加反应的

4NH Cl 百分数为： 3

1.110100%

2.2%

0.0500-??=

25.称取钢样1.000g ，溶解后，将其中的磷沉淀为磷钼酸铵。用20.00mL 10.1000mol L -?NaOH 溶解沉淀，过量的NaOH 用3HNO 返滴定至酚酞刚好褪色，耗去10.2000mol L -?3HNO 7.50mL 。计算钢中P 和25P O 的质量分数。

解：P 424()NH HPO 712MoO 24NaOH

2512P O 过量

330.27.510 1.510()NaOH mol --=??=? 用于滴定磷钼酸铵的

3340.12010 1.510 5.010()NaOH mol ---=??-?=? 含Ｐ物质的量为：455.010 2.110()

24mol --?=?

52.11031%1000.0651P -??=?=

525 2.110142%1000.1512P O -??=?=?

28. 标定甲醇钠溶液时，称取苯甲酸0.4680g ，消耗甲醇钠溶液25.50mL ，求甲醇钠的浓度。

解：3CH ONa 65C H COOH ，令其浓度为c

30.46800.1500(/)25.5010122c mol L -==??

第 7 章 氧化还原滴定法

1. 解：查表得：lgK(NH 3) =9.46

E=E θZn 2+/Zn +0.0592lg[Zn 2+]/2

=-0.763+0.0592lg([Zn(NH 3)42+]/K[(NH 3)]4)/2

=-1.04V

3. 解：E Hg22+/Hg =E θHg22+/Hg +0.5*0.0592lg[Hg 2+]

=0.793+0.5*0.0592lg(K sp /[Cl -]2)

E θHg22+/Hg =0.793+0.0295lgK sp =0.265V

E Hg22+/Hg =0.265+0.5*0.0592lg(1/[Cl -]2)=0.383V

5. 解：E MnO4-/Mn 2+= E θ′MnO4-/Mn 2++0.059*lg （ [MnO 4-]/[Mn 2+]）/5

当还原一半时：[MnO 4-]=[Mn 2+] 故E MnO4-/Mn 2+= E θ′MnO4-/Mn 2+=1.45V

[Cr 2O 72-]=0.005mol/L

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