T319注册公用设备工程师基础考试水分析化学精编附带习题及答案

注册公用设备工程师考试专业基础课水分析化学14.1水分析化学过程的质量保证本部分考试大纲:•

水样的保存和预处理;•

水分析结果误差;•

数据处理一﹑水样的保存和预处理1.水样的采集（1）采样断面的步设较真实、全面反映水质及污染物的空间分布和

变化规律。①

对江、河水系,应在污染源的上、中、下游步设三种断面：对照断面：反映进入本地区河流水质的初始情况。设在城市、工业废水排放口的上游。检测断面(控制断面)：反映本地区排放的废水对河段水质的影响。设在排污口的中游。结果断面（消减断面）：反映河流对污染物的稀释净化情况。设在控制断面的下游。②湖泊、水库出、入口处及河流支口、入海口处均应设采样断面。(2)采样点的步设:据河流的宽度和深度而定①选择中泓垂线:水面宽50m以下,设一条;水面宽50-100m,设左、右两条;水面宽大于100m,设左、中、右三条.②每条垂线上设点表层水样：水面下约0.5m～1m处;深层水样：距底质以上0.5m～1m处;中层水样：表层和深层之间的中心位置。③工业废水在车间或车间设备出口布采样点;在工厂排污口布点;生活污水的排放口布点;在废水处理设施的入水口、出水口布点,掌握排水水质和废水处理效果。(3）采样器玻璃采样瓶：测定含油类或其它有机物(生物)水样。塑料采样瓶：测定水中的微量金属离子、硼、硅、氟等无机项目。采样器洗涤：洗涤剂清洗→自来水冲淨→10%硝酸或盐酸浸泡8h

(测有机物可省,如测油脂可用2％NaOH溶液刷洗)

→自来水冲净→蒸馏水清洗干净→贴标签。采样前用水样洗涤2—3次。（4）采样方法①自来水的采集:自来水或抽水机设备的水

样,应先放水数分钟,使保留在水管中的

杂质洗出去

.②工业废水和生活污水的采集：瞬时废水样：浓度和流量都比较恒定,可随机采样。平均混合废水样：浓度变化但流量恒定,可在24h内每隔相同时间,采集等量废水样,最后混合成平均水样。平均按比例混合废水样：当排放量变化时,

24h内

每隔相同时间,流量大时多取,流量少时少取,然后混合而成。2.水样的保存

水样采集后应尽快分析,有些要求现场分析或最好现场立即测定,如温度、溶解氧、嗅味、色度、浊度、电导率、总悬浮物、pH值、余氯等。不能现场分析的,为了防止水样发生生物、物理、化学变化,应采取一定的保护措施。保存水样的方法有以下几种：(1)冷藏:

<5℃

（4oC为最宜）暗箱。抑制微

生物活动,减慢物理挥发和化学反应速度。

冷冻:（-20

℃

）

，结冰时，体积膨胀，要选用塑料瓶。⑵加入保护剂剂①加入生物物抑制剂：：测定氨氮、、硝酸盐氮氮的水样中加加入HgCI2,以抑制生生物的氧化化分解;对测定定酚的水样样,加入适适量CuSO4可抑制苯酚菌的的分解活动动。②加入酸碱碱调节pH值：测定金属,加入HNO3以调节pH值1-2,可防止止水解沉淀淀以及被器壁吸吸附;测定定氰化物或或挥发性酚酚的水样,加入入NaOH调节pH值12,使之生成成稳定的盐；测COD和脂脂肪的水样样也需要酸酸化保存。③加入氧化化剂或还原原剂：如测定汞：加入HNO3(pH值<1)和K2Cr2O7(0.05%)保持持汞高价态态;测定硫化物物：加入抗坏血血酸(Vc)还原剂,防止氧氧化。3.水样的的预处理（1）过滤:水样浊度较较高或带有有明显的颜颜色可影响分析结结果,可采采用澄清、、离心、过过滤等措施以除去残残渣及细菌菌或藻类。。阻留不可滤滤残渣的能能力大小顺顺序为：滤膜﹥离心心﹥滤纸﹥﹥砂芯漏斗斗。（2）浓缩:低含量组分分,可通过过蒸发、溶剂剂萃取或离子交换换等措施浓浓缩后再进行分分析。例如如饮用水中氯仿仿的测定，，采用正己己烷/乙醚醚溶剂萃取浓缩后,再用气相相色谱法测测定。（3）蒸馏:利用水中各各污染组分分具有不同同的沸点而而使其彼此分离离的方法。。如测定水水样中挥发发酚、氰化化物、氟化物物时，均需需要在酸性性介质中进进行预蒸馏馏分离。（4）消解酸式消解：：当水样中同同时存在无无机结合态态和有机结结合态金属，可可加H2SO4—HNO3或HCl,HNO3—HClO4等，经过强烈的化化学消解作作用，破坏坏有机物，，使金属离离子释放出来，，再进行测测定。干式式消消解解：：通过过高高温温灼灼烧烧去去除除有有机机物物后后，，将将灼灼烧后后残残渣渣（（灰灰分分））用用2％％HNO3溶解解。。高温温易易挥挥发发损损失失的的As、、Hg、、Cd、、Se、、Sn等等元元素，，不不宜宜用用此此法法消消解解。。在样样品品预预处处理理中中使使用用的的试试剂剂应应要要求求纯纯度度高高，，空空白值值低低。。4、、水水质质分分析析结结果果的的表表示示方方法法（1））物物质质的的量量浓浓度度（（简简称称浓浓度度)：：mol/L、mmol/L、umol/L（2））mg/L;ppm1ppm=百百万万分分之之一一;1/1061mg/L=1ppm（3））ug/L;ppb1ppb=十十亿亿分分之之一一.1/109;1ug/L=1ppb二、、水水分分析析结结果果误误差差1.准准确确度度和和精精密密度度(1)准确确度度───分析析结结果果与与真真实实值值的接接近近程程度。。准准确确度度的的高高低低用用误误差差来来衡衡量量,误误差差越越小小，，准准确度度越越高高。。误差差分分为为：：绝对对误误差差＝＝测测量量值值－－真真实实值值绝对对误误差差真实实值值相对对误误差差＝＝×100％％物质测定值(g)真值(g)绝对误差相对误差(%)A0.41430.4144-0.0001-0.024B0.04140.0415-0.0001-0.24例：：可见见：：1)相相对对误误差差更更能能反反映映测测定定结结果果的的准准确确度度。。2)称量量物物质质的的重重量量较较大大时时，，相相对对误误差差较较小小，，准确确度度高高。。在实实际际分分析析应应用用中中，，通通常常以以回收收率率表示示方方法法的的准准确度度。。加标标水水样样测测定定值值－－水水样样测测定定值值加标标量量回收收率率＝＝×100％％1nni＝＝1平均均加加标标回回收收率率处处于于97％％－－103％％，，可可认认为为分分析析方方法法可靠靠。。次数加标前mg/L加标量mg/L加标后mg/L回收率%10.000.200.19597.520.100.200.305102.530.200.200.410105.0平均101.67例：：（2））精精密密度度────在同同一一条条件件下下，，几几次次平平行行测测定定结果果相相互互接接近近程程度度。。精密密度度的的高高低低用用偏偏差差来来衡量量.偏差差:指指测定定值值与与平平均均值值之间间的的差差值值。。①绝绝对对偏偏差差=测测定定值值—平均均值值i∑Xnd=X−X;X=测定定值值－－平平均均值值平均均值值绝对对偏偏差差平均均值值相对对偏偏差差＝＝×100％％×100％％=dX)②标准偏差2∑(X−X(n−1)s=相对标准偏差差(变异系数数):sX标准偏差和相相对标准偏差差更能较好的的反应测定结果的精精密度.⑶准确度与精密密度的关系精密度高不一一定准确度高高（即使有系统误差存在在，并不妨碍碍结果的精密度)；但准准确度高,精精密度一定高。只有精密度高高、准确度也也高的测定才是可信的。2.误差的种种类，性质，，产生的原因因(1)系统误误差①系统误差特特点对分析结果的的影响比较恒恒定；在同一条件下下，重复测定定，重复出现；影响准确度，，不影响精密密度；可以消除。即:恒定性、、单向性、重重复性,增加加测定次数不能使之减减小,大小、、方向可以测测出来并可消除。②系统误差产产生的原因方法误差——选择的方法不不够完善例:重量分析析中沉淀的溶溶解损失；滴滴定分析中指指示剂选择不当。仪器误差——仪器本身的缺缺陷例：天平两臂不等等;砝码未校校正;滴定管、容容量瓶未校正。试剂误差——所用试剂（包包括蒸馏水及及去离子水））有杂质和干扰离子子。主观误差——操作人员主观观因素造成（（系统误差包包括操作误差）例：对指示剂剂颜色辨别偏偏深或偏浅；；滴定管读数数不准。（2）偶然误误差（随机误误差）①偶然误差特特点不恒定难以校正服从正态分布布(统计规律律):大小相相等,符号相反的正负误差出现现的机会大致致相等;小误差出现的的频率高,大大误差出现的的频率低。②偶然误差产产生的原因偶然因素：如水温、气压压微小波动;不小心溅出一滴溶溶液等.仪器的微小波波动及操作技技术上的微小小差别。如分析天平最最小一位读数数（0.0001g）、、滴定管最最小一一位读读数（（0.01ml）的的不确确定性。(3)过失失误差差：操作人人员主主观原原因、、粗心心大意及违违反操操作规规程。。3.误差的的减免免（1））系统统误差差的减减免①方法误误差做对照照实验验:标标准试试样和和试样样对照照;不不同人人员、、不同单单位对对照;采用用标准准方法法对照照实验验。对分析析结果果校正正：如如采用用重量量法测测定硫硫酸根根离子，可可用分分光光光度法法校正正。②仪器误误差:对滴定定管、、容量量瓶、、移液液管、、砝码码等精密密分析析仪表表定期期进行行校正正。③试剂(包括括蒸馏馏水)误差差:作作空白实实验,求得空空白值，然然后从从测定定值中中扣除除空白白值。。（2））偶然然误差差的减减免——增加平平行测测定的的次数数,测定次次数越越多，，平均均值越越接近近真值值。三、分分析结结果的的数据据处理理1.平平均偏偏差平均偏偏差:即偏差差的算算术平平均值值，用用来表表示一组数数据的的精密密度。。∑X−Xnd=特点：：简单；；缺点：：大偏差差得不不到应应有反反映。。∑(X−X)2.标标准偏偏差标准偏偏差又又称均均方根根偏差差。标准偏偏差的的计算算分两两种情情况：：（1））有限限测定定次数数2(n−1)s=相对标标准偏偏差（（变异异系数数）：：sX∑(X−μ)（2））当测测定次次数趋趋于无无穷大大时n2σ=μ：为无无限多多次测测定的的平均均值（（总体体平均均值））即：n→∞当消除除系统统误差差时，，μ即为真真值。。例：水垢中中Fe2O3的百分分含量量测定定数据据为(测6次)：79.58%，，79.45%，79.47%，，79.50%，，79.62%，79.38%s=0.09%X=79.50%d=0.067%则真值所所处的的范围围如何何确定定？数据的的可信信程度度多大大？3.置置信度度与后后置信信区间间置信度度（概概率））P——真值在在置信信区间间出现现的几几率。置信区区间——以平均均值为为中心心，真真值出出现的的范围围。对于于有有限限次次测测定定，，平平均均值值与真真值值μμ关关系系为为：snμ=X±t⋅μ—真值值；；X—多次次测测量量结结果果的的平平均均值值；；t—与自自由由度度（（f=n-1）、、置置信信度度P相对对应应的的t值（（查查表表））；；S—有限限次次测测定定的的标标准准偏偏差差；；n—测定定次次数数.讨论论：：（1））置信信度度不不变变时时：：n增加加，，置置信信区区间间变变小；；（2））n不变变时时：：置信信度度P提提高高，，置置信信区区间间变变大大.4.显显著著性性检检验验在统统计计学学中中,若分分析析结结果果之之间间存存在在明明显显的的系统统误误差差,就就认认为为它它们们有有显显著著性性差差异异,否则则就就没有有显显著著性性差差异异,分分析析结结果果之之间间的的差差异异纯纯属属偶偶然误误差差引引起起的的,是是正正常常的的,是是人人们们可可以以接接受受的的.t检检验验法法（（检检查查是是否否存存在在系系统统误误差差））：：•t检验验法法:由得:snμ=X±tnX−μst=然后后与与t表(与与P，，f＝＝n－－1对对应应））比比较较。。若t<t表则认认为为不不存存在在显显著著性性差差异异。。四、、有有效效数数字字1.有有效效数数字字：：实际际上上能能测测到到的的数数字字。。在有有效效数数字字中中,只最最后后一一位位数数字字是是可可疑疑的,其他他各各数数字字都都是是确确定定的的。。数据据的的位位数数与与测测定定准准确确度度有有关关。。结果果绝对对误误差差相对对误误差差有效效数数字字位位数数0.518000.51800.518±0.00001±0.0001±0.001±0.002%5±0.02%4±0.2%3四、有效效数字1.有效效数字：：实际上能能测到的的数字。。在有效数数字中,只最后一一位数字字是可疑疑的,其他各数数字都是是确定的的。数据的位位数与测测定准确确度有关关。结果绝对误差差相对误差差有效数字字位数0.518000.51800.518±0.00001±0.0001±0.001±0.002%5±0.02%4±0.2%32.数据据中零的的作用数字零在在数据中中具有双双重作用用：（1）作作普通数数字用:如0.5180,4位有效效数字5.180×10-1（2）作作定位用用：如0.0518,3位有效效数字5.18×10-23.改变变单位，，不改变变有效数数字的位位数如：24.01mL,24.01×10－3L,2.401××10－2L4.注意点（1）容容量器皿皿如滴定定管、移移液管、、容量瓶瓶用读数小数数位保留留两位;如25.10ml;25.00ml.（2）分分析天平平（万分分之一））：0.0001g（3）标标准溶液液的浓度度：用4位有有效数字字表示:盐酸标准准溶液的的浓度为为0.1000mol/L。5.运算算规律（1）加加减运算算:以绝对误误差最大大的数据据(小数点点位数最小的)为依据据,使结果果只有一一位可疑疑数字。。例：0.0121＋25.64＋1.057=26.71（2）乘乘除运算算:有效数字字的位数数取决于于相对误误差最大大(有效数数字位数数最少)的数据据的位数。。例：(0.0325×5.103×60.00)/139.8=0.0712（3）注注意点①分数；比比例系数数；实验验次数等等不记位位数；②第一位数数字大于于8时，，可多取取一位;如：8.48，按4位算；；③四舍六入入五留双双;口诀：四要舍，，六要入入，五后后有数要要进位，，五后无无数看前前方，前为奇数数则进位位，前为为偶数全全舍光。。6.3251=6.33；6.315=6.32；6.325=6.32;注意：一次次修约到到位15.4546=15(两位位)④注意pH值及及对数值值计算:有有效数字字按小数数点后的的位数保保留（小数点后后的数字字位数为为有效数数字）。。-3;如:pH=2.299,lgX=2.38,[H+]=5.02××10X=2.4×102例题1.测有有机物的的水样多多选用（（B）。A、塑料料瓶B、玻璃璃瓶C、矿泉泉水瓶D、药瓶瓶2.指出出下列哪哪一种不不是河流流布点方方法（A）。A、随意意布点法法;B、单点点布点法法;C、断面面布点法法D、三点点布点法法3.液体体吸收管管采样后后应保存存在什么么温度下下为宜（D）。A、-80℃B、-40℃C、0℃℃D、4℃℃4、Hg（Ⅱ）在在溶液中中很不稳稳定，用用冷原子子吸收法法测定时，在在汞的储储备液、、标准使使用液及及试样中中应加入入适当的保保护剂，，下列（（C）保护剂剂较好，，汞的损损失较小。。A、3%NaCl+0.36mol/LH2SO4B、0.05%K2Cr2O7+0.2mol/LH2SO4C、5%HNO3+0.01%K2Cr2O7D、0.36mol/LHCl5、ppm的表达式式为：(A)A(溶质质量量/溶液质量量)×106；B(溶质质量量/溶液质量量)×10-6；C(溶质质量量/溶液质量量)×109；D(溶质质量量/溶液质量量)；1.下列列情况属属于偶然然误差的的是（D）A,化学试剂剂纯度不不够B,使用用未校准准的移液液管C,用1：1的的盐酸代代替1：：10的的盐酸D,气温2.偏差差是（）A测定值与与真实值值之差C真实值值与平均均值之差差B测定值与与平均值值之差D平均值间间之差3,在滴滴定分析析中出现现的下列列情况，，哪种导导致系统统误差（D）A，试样样未经充充分混匀匀，B，，滴定管管读数读读错，C，滴定定时有液液滴溅出出，D，砝码码未经校校正4，分析析中出现现的下列列情况，，哪种属属于偶然然误差（（D）A，某分分析人员员读取同同一滴定定管的读读数不能能取得一一致B，某分分析人员员读取滴滴定管的的读数时时总是偏偏高或偏偏低，C，甲乙乙两人用用同样的的方法测测定，但但结果总总不能一一致D，滴定定时有少少量溶液液溅出5，用电光光天平称称物，天天平的零零点为﹣0.3mg,当环码和和砝码加加到11.3500g时，天平停点为为＋4.5mg,此物重为为（B）A，11.3545g;B,11.3548g;C,11.3542g;D,11.0545g6.下列说法法错误的是（C）A.偶然误差差具有随机性性;B.偶然误差的数数值大小、正正负出现的机机会均等;C.偶然误差是可可测的;D.偶然误差在分分析中是无法法避免的;7.从精密度度好就可以断断定分析结果果可靠的前提提是（B）A.偶然误差小C.平均偏差差小B.系统误差小D.标准偏差差小8.可用下述述哪种方法减减小测定过程程中的偶然误误差(C)A、进行空白白试验B、进行仪器器校准C、增加平行行测定次数D、进行对照照试验9.下列说法法不正确的是是（D）A.方法误差差属于系统误误差B.系统误差包括括操作误差D.系统误差差呈正态C.系统误差又称称可测误差分布10.万分之一的天天平，可准确确称至±0.0001g，若滴定分析法要求求相对误差为为0.1%,则一般至少称称取试样（A）A0.1gB0.2gC0.3gD0.4g11、常量滴定管的的读数误差为为±0.01ml，如果要求滴定的相对误差小于于0.05%，滴定时至至少耗用标准溶液的体积积为：C、A、2mL；；B、5mL；；C、20mL；D、50mL。13.有个四四学生从滴定定管读同一体体积，得到下面四个数据据，读得合理理的是（要求求测定结果的相对对平均偏差为为0.1%））：A、25mL；B、25.1mL；C、25.10mL；D、25.100mL.14.已知某某溶液的pH值为12.35，其氢氢离子浓度的的正确值为（C）mol/L.A,4.467×10-13C,4.5××10-13B,4.47×10-13D,4×10-1315.下列数据中包包含二位有效效数字的是：：AA、2.0×10-5；B、pH=6.5C、8.10×105；D、-5.3016.由计算器算得得2.2360×1.1124/(1.036×0.200)的结果为12.004471,按有效数字修修约规则结果果应为B:A，12.005B，12.0C，12.00D，12.00417,测定某水泥熟熟料中SO3，由五个人分分别测定，试样称量皆为为2.2g，五人获得5份试验报告如如下，哪一份报报告是合理的的？（B）A，2.0850％B，2.1％C，2.085％D，2.09％18.回收率是用来来表示分析方方法的：AA、准确度；B、精密度；C、变异系数、、D、上述说法均均不正确。19、测定某废水水样中的COD（mg/L)十次结果分别别为：50.0、49.2、51.2、48.9、50.5、49.7、51.2、48.8、49.7、49.5，则测定结果果的精密度为为（以CV%表示）：BA、1.34%;B、1.73%;C、5.18%;D.13.27%20、标定盐酸溶溶液,全班同学测定定结果平均值值为0.1000mol/L,某同学为0.1002mol/L,则（）A相对误差+0.2%;B相对误差-0.2%;C相对偏差+0.2%;D相对偏差-0.2%cy21、在滴定分析析中出现的下下列情况，哪哪种导致系统统误差？（）A．试样末经充充分混匀C．滴定时有液液滴溅出B滴定管读数读读错D砝码末经校正正22.下列测定值修修约为四位有有效数字不正正确的是(C)A.0.12664→0.1266B.0.32256→0.3226C.21.345→21.35D.78.4651→78.4723、化学定性分析析中的空白试试验，下列哪哪一种是正确的的（A）。B、检查试验D、检查操作A、检查试剂和和反应条件方法C、检查试验用用具和仪器过程24、分析测定定中的偶然然误差,就统计规律律来讲,其()A数值固定不不变;B有重复性;C大误差出现现的几率小小,小误差出现现的几率大大;,D正误差出现现的几率大大于负误差差。25、下列算式中中，每个数数据的最后后一位都有有1的绝对误差。哪哪个数据在在计算结果果中引入的的相对误差差最大？()A0.6070；C45.82；B30.25；D0.2028；26,万分之一分分析天平，，可准确称称至0.0001g如果分别称称取100mg，50mg，30mg，10mg样品，其中中准确度最最高为A、100mgB、30mgC、50mgD、10mg27,对某试样进进行三次平平行测定,得CaO平均含量为30.6%,而真实含量量为30.3%,则30.6%-30.3%=0.3%为:A相对误差;B相对偏差;C绝对误差;D绝对偏差。。28.为了计算某某组分的质质量分数x%，可采用以以下计算公式：若c=0.1002±0.0001，Mr=75±0.02，V=25.04±0.01，W=0.3010±0.0001，则对结果果x%的误差影响最最大的是（（C）A、由“W”项引入C、由“c”项引入B、由“Mr”项引入D、由“V”项引入×100%(cV)MrW×1000x%=水质指标:1.物理指标:温度,色度,嗅味,浊度,总固体,电导率,(紫