分析化学(第4章+思考题)

分析化学习题答案第15页共15页PAGEPAGE15分析化学习题答案-PAGE1-第1页共15页创建时间：CREATEDATE\@"yyyy-M-dH:mm:ss"2002-4-1716:50:00第四章习题4.1已知铜氨络合物各级不稳定常数为K不稳1=7.8×10-3 K不稳2=1.4×10-3K不稳3=3.3×10-4 K不稳4=7.4×10-5（1）计算各级稳定常数K1~K4和各级累积常数β1~β4；（2）若铜氨络合物水溶液中Cu(NH3)2+4的浓度为Cu(NH3)2+3的10倍，问溶液中[NH3]是多少？（3）若铜氨络合物溶液中c(NH3)=1.0×10-2mol·L-1，c(Cu2+)=1.0×10-4mol·L-1（忽略Cu2+，NH3的副反应），计算Cu2+与各级铜氨络合物的浓度。此时溶液中Cu(Ⅱ)的主要存在型体是什么？ 答案：（1）K不1 K不2 K不3 K不47.8×10-3 1.4×10-3 3.3×10-3 7.4×10-5 1.4×104 3.0×103 7.1×102 1.3×102 1.4×104 4.2×107 3.0×1010 3.9×1012 （2） （3） 溶液中以Cu(NH3),Cu(NH3)为主4.2乙酰丙酮（L）与Fe3+络合物的lgβ1~lgβ3分别为11.4，22.1，26.7。请指出在下面不同pL时Fe(III)的主要存在型体。pL=22.1pL=11.4pL=7.7pL=3.0 答案：lgK1～lgK3分别为11.4，10.7，4.6优势区域图pL22.111.47.73.0Fe3+[Fe3+]=[FeL]FeL2FeL34.3已知NH3的Kb=10-4.63，请计算Ka(NH4+)，KH(NH4+)，KOH(NH4OH)及pH=9.0时的 答案： pH=9.0时 4.4（1）计算pH5.5时EDTA溶液的lgαY(H)值；（2）查出pH1，2，…，10时EDTA的lgαY(H)值，并在坐标纸上作出lgαY(H)-pH曲线。由图查出pH5.5时的lgαY(H)值，与计算值相比较。 答案： （1）EDTA的：1010.34，106.24，102.75，102.07，101.6，100.9 ：1010.34，1016.58，1019.33，1021.40，1023.0，1023.9 pH=5.5时： =1+104.84+105.58+102.83+10-0.6+10-4.5+10-9.1 =105.7 (2)查p398III..5，pH~lgαY(H)表pH lgαY(H)0 24.01 18.32 13.83 10.84 8.65 6.66 4.87 3.48 2.39 1.410 0.511 0.1查图，pH=5.5时，lgαY(H)=5.74.5计算lgαCd(NH3)、lgαCd(OH)和lgαCd值（Cd2+-OH-络合物的lgβ1~lgβ4分别是4.3，7.7，10.3，12.0）。（1）含镉溶液中[NH3]=[NH4+]=0.1；（2）加入少量NaOH于（1）液中至pH为10.0。 答案： 查得Cd2+—NH3络合物的lgβ1～lgβ６分别为：2.60，4.65，6.04，6.92，6.6，4.9Cd2+-OH-的lgβ1~lgβ4：4.30，7.7，10.3，12.0（1） mol·L-1 （2）pH=10.0或：同4—5（1）计算得：，，4.6计算下面两种情况下的lgK′(NiY)值。（1）pH=9.0，c(NH3)=0.2mol·L-1；（2）pH=9.0，c(NH3)=0.2mol·L-1，[CN-]=0.01mol·L-1。答案：（1）查得；Ni—NH3络合物的lgβ1~lgβ6分别为：2.75，4.95，6.64，7.79，8.50，8.49；pH=9.0时，，，（2）的今欲配制pH=5.0、pCa=3.8的溶液，所需EDTA与Ca2+物质的量之比，即n(EDTA)：n(Ca)为多少？答案： 即：4.8在pH为10.0的氨性缓冲溶液中，以2×10-2mol·L-1EDTA滴定同浓度的Pb2+溶液。若滴定开始时酒石酸的分析浓度为0.2mol·L-1，计算化学计量点时的lgK′(PbY)、[Pb′]和酒石酸铅络合物的浓度。（酒石酸铅络合物的lgK为3.8）答案：酒石酸以H2L表示，，，时，，又mol·L-1或：mol·L-14.915mL0.020mol·L-1EDTA与10mL0.020mol·L-1Zn2+溶液相混合，若pH为4.0，计算[Zn2+]；若欲控制[Zn2+]为10-7.0mol·L-1，问溶液pH应控制在多大？答案：，时，，混合后，若控制[Zn]=10-7.0则由曲线，查得pH≈3.84.10以2×10-2mol·L-1EDTA滴定同浓度的Cd2+溶液，若pH为5.5，计算化学计量点及前后0.1%的pCd值。选二甲酚橙为指示剂是否合适？答案：查得lgK(CdY)=16.5pH=5.5时，，，方法（1）：sp前0.1%：sp后0.1%：滴定突跃pCd为：5.0~7.8pH5.5时，用XO作指示剂，，故XO可用方法（2）：若Et为±0.1%，从误差图上查得滴定突跃pCd为：5.0~7.84.11在pH=13时，用EDTA滴定Ca2+。请根据表中数据，完成填空：浓度cpCa化学计量点前0.1%化学计量点化学计量点后0.1%0.01mol·L-10.1mol·L-15.36.4提示：1.化学计量点前后0.1%的pM值相对于化学计量点有对称关系。2.相同的体系，浓度增大10倍时，突跃增大1个pM单位；sp后0.1%的pM值相同。c/mol·L-1pCa-0.1%sp+0.1%0.015.36.47.50.14.35.97.5（若计算会发现，此组数据所对应的lgK(CaY)为10.5,与查表不符,因此题目不够准确）c/mol·L-1pCa-0.1%sp+0.1%0.015.36.57.70.14.36.07.74.12在一定条件下，用0.010mol·L-1EDTA滴定20.00mL同浓度金属离子M。已知该条件下反应是完全的，在加入19.98~20.02mLEDTA时pM值改变1单位，计算K′(MY)。答案：据题意，Et=±0.1%，ΔpM=0.5解得，-0.1%+0.1%4.13铬蓝黑R的酸离解常数Ka1=10-7.3，Ka2=10-13.5，它与镁的络合物稳定常数K(MgIn)=107.6。计算pH10.0时(pMg)t值；若以它为指示剂，在pH10.0时以2×10-2mol·L-1EDTA滴定同浓度的Mg2+，终点误差多大？答案：铬蓝黑R的，，，（1）pH=10.0时（2），pH=10.0时，，查误差图得，亦可用Et公式计算：4.14以2×10-2mol·L-1EDTA滴定浓度均为2×10-2mol·L-1的Cu2+、Ca2+混合液中的Cu2+。如溶液pH为5.0，以PAN为指示剂，计算终点误差；并计算化学计量点和终点时CaY的平衡浓度各是多少？答案：Cu2++YCuYH+Ca2+HYCaY，，（1）在pH=5.0时，则（2）在sp：i）ii)即，在ep：i)ii)iii)4.15用控制酸度的方法分步滴定浓度均为2×10-2mol·L-1的Th4+和La3+。若EDTA浓度也为2×10-2mol·L-1，计算：（1）滴定Th4+的合适酸度范围；（lgK′(ThY)最大，Th(OH)4不沉淀）；（2）以二甲酚橙为指示剂滴定Th4+的最佳pH值；（3）以二甲酚橙为指示剂在pH5.5继续滴定La3+，终点误差多大？答案Th+YThYH+LaY(H)Y(Ca)（1）当时为pH低限查图，得最高酸度pH=2.1 pH=3.4适宜的pH范围为pH2.1~3.4（2）最佳pH为之pH令，由曲线查出相应的pH为2.7（3）时，，查得pH5.5时，XO的（书P400）查误差图，4.16用2×10-2mol·L-1的EDTA滴定浓度均为2×10-2mol·L-1的Pb2+、Al3+混合液中的Pb2+。以乙酰丙酮掩蔽Al3+，终点时未与铝络合的乙酰丙酮总浓度为0.1mol·L-1，pH为5.0，以二甲酚橙为指示剂，计算终点误差（乙酰丙酮的pKa=8.8，忽略乙酰丙酮与Pb2+络合）。答案：“E”表示乙酰丙酮，AlEj的lgβ1—lgβ3：8.1，15.7，21.2Pb+YPbYH+AlEH+HEHiYAlYAlE,AlE2,AlE3pH5.0：查得（书p400），4.17在pH=5.5时使用0.020mol·L-1HEDTA（X）滴定同浓度Zn2+，Cd2+试液中的Zn2+，以KI掩蔽Cd2+，XO为指示剂。已知：lgK(ZnX)=14.5，lgK(CdX)=13.0，lgx(H)=4.6，(pZn)t(XO)=5.7；已计算得：lgCd(I)=5.1，lgX(Cd)=5.9，lgK(ZnX′)=8.6，(pZn)sp=5.3，Et=+0.1%。请根据以上数据，完成下表（单位均为mol·L-1）：[X′][X][Cd2+]化学计量点终点答案：已知：，，，，，sp时：ep时：同理：， ep与sp时不变，[X′][X][Cd]sp10-5.310-11.210-6.610-7.1ep10-4.910-10.810-6.210-7.1称取含Fe2O3和Al2O3的试样0.2015g。试样溶解后，在pH2以磺基水杨酸为指示剂，加热至50℃左右，以0.02008mol·L-1的EDTA滴定至红色消失，消耗EDTA15.20mL；然后加入上述EDTA标准溶液25.00mL，加热煮沸，调pH4.5，以PAN为指示剂，趁热用0.02112mol·L-1Cu2+标准溶液返滴，用去8.16mL。计算试样中Fe2O3与Al2O3Cu2+Cu2+Y(剩)Al2O3Al3+pH2Al3+AlYpH4.5Fe2O3溶样Fe3+磺基水杨酸FeYY(过)FeYPANY4.19移取含Bi3+、Pb2+、Cd2+的试液25.00mL，以二甲酚橙为指示剂，在pH=1用0.02015mol·L-1EDTA滴定，用去20.28mL；调pH至5.5，用EDTA滴定又用去30.16mL；再加入邻二氮菲，用0.02002mol·L-1Pb2+标准溶液滴定，计用去10.15mL。计算溶液中Bi3+、Pb2+、Cd2+的浓度。答案：BiBi3+Pb2+Cd2+XO,Y↓pH1BiYPb2+Cd2+Y↓pH5.5BiYPbYCdYPhenBiYPbYCd(Phen)Pb2++YpH1时，只有Bi3+被滴定，pH5.5时，Pb2+，Cd2+均被滴定；加入Phen，置换出与Cd2+等摩尔的Y。4.20移取25.00mLpH为1.0的Bi3+、Pb2+试液，用0.02000mol·L-1EDTA滴定Bi3+计耗去15.00mLEDTA。今欲在此溶液中继续滴定Pb2+，需加入多少克六次甲基四胺，才能将pH调到5.0？答案：滴定Bi3+后：为使pH=5.0，需加入过量六次甲基四胺（A）。其中解得，或：解得，第四章思考题4-15 若配置EDTA溶液的水中含有Ca2+，判断下列情况对测定结果的影响：以CaCO3为基准物质标定EDTA，用以滴定试液中的Zn2+，XO为指示剂；答：使测定结果偏低。以金属锌为基准物质，XO为指示剂标定EDTA，用以测定试液中Ca2+的含量；答：使测定结果偏高。以金属锌为基准物质，铬黑T为指示剂标定EDTA，用以测定试液中Ca2+的含量；答：对测定结果无影响。4-16拟订分析方案：含有Fe3+的试液中测定Bi3+Fe3+VcFe2+pH1Y¯Fe2+Bi3+还原Fe3+Bi3+XOBiYZn2+、Mg2+混合液中两者的测定（举出三种方案）Zn2+pH5.5，六次甲基四胺bufferY¯ZnY测Zn2+Mg2+XO(红)Mg2+(黄)Zn2+pH10，NH3bufferY¯ZnY测Zn2++Mg2+Mg2+EBT(红)MgY(蓝) B．Zn2+pH10，NH3bufferY¯Zn(CN)42-HCHOZn2+Y¯ZnYMg2+KCN，EBT(红)MgY(蓝)解蔽Zn2+MgY(红)MgY 测Mg测ZnC．Zn2+pH10，NH3bufferY¯ZnYKCNMg2+¯Zn(CN)42-Mg2+，EBT（红）MgY（蓝）置换出与Zn结合之YMgY（红）测总量测Zn量铜合金中Pb2+、Zn2+的测定Cu2+Cu(CN)2-3Cu(CN)2-3Pb2+pH10，NH3BufferY¯PbYHCHOY¯PbY Zn2+酒石酸盐，KCN，EBTZn(CN)2-4解蔽Zn2+ZnY（硝酸溶液）（红）（蓝）（红）（蓝）测Pb测Zn另取一份：Cu2+CuYCuYPb2+pH5.5Y(过)PbYXOZn2+¯PbY测总量 Zn2+ZnYZnYY（黄）（红）Ca2+与EDTA混合溶液中两者的测定如果红色，Ca2+过量Y¯CaY+CaY（过量Ca2+）（蓝）Ca2+钙指示剂 YpH=12.5 如果蓝色，Y过量Ca2+¯CaY+CaY（过量Y）（红） 另取一份： Ca2+ph5六次甲基四胺bufferPb2+¯Ca2+YXO（黄）PbY(红)水泥中Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+的测定Fe3+FeYFeY Al3+pH2.0Y¯Al3+pH3,Y过量AlY+Y(剩)六次甲基四胺，pH5Zn¯AlYCa2+DSSalCa2+DCa2+XOZnYMg2+(red) Mg2+(Colorless)Mg2+(yellow) (red)测Fe测Al另取一份：Fe3+ Al3+酸性，三乙醇胺Ca2+pH10,NH3bufferY¯CaY测Ca2++Mg2+Ca2+（掩蔽Fe3+、Al3+）Mg2+EBTMgYMg2+(purplishred)(blue)再取一份：Fe3+ Al3+酸性，三乙醇胺Ca2+pH12.5Y¯CaYCa2+（掩蔽Fe3+、Al3+）Mg2+钙指示剂测CaMg(OH)2测CaMg2+ (purplishred) (blue)Al3+、Zn2+、Mg2+混合液中Zn2+的测定Al3+ZnY