无机及分析化学答案(第二版)第三章

第三章定量分析基础3-1．在标定NaOH的时，要求消耗0.1mol×L-1NaOH溶液体积为20~30mL，问：(1)应称取邻苯二甲酸氢钾基准物质(KHC8H4O4)多少克？(2)如果改用草酸(H2C2O4·2H2O)作基准物质，又该称多少克？(3)若分析天平的称量误差为±0.0002g，试计算以上两种试剂称量的相对误差。(4)计算结果说明了什么问题？解：(1)NaOH+KHC8H4O4=KNaC8H4O4+H2O滴定时消耗0.1mol×L-1NaOH溶液体积为20mL所需称取的KHC8H4O4量为：m1=0.1mol×L-1´20mL´10-3´204g×mol-1=0.4g滴定时消耗0.1mol×L-1NaOH溶液体积为30mL所需称取的KHC8H4O4量为：m2=0.1mol×L-1´30mL´10-3´204g×mol-1=0.6g因此，应称取KHC8H4O4基准物质0.4~0.6g。(2)2NaOH+H2C2O4=Na2C2O4+2H2O滴定时消耗0.1mol×L-1NaOH溶液体积为20和30mL，则所需称的草酸基准物质的质量分别为：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)若分析天平的称量误差为±0.0002g，则用邻苯二甲酸氢钾作基准物质时，其称量的相对误差为：RE1==±0.05%RE2==±0.03%用草酸作基准物质时，其称量的相对误差为：RE1==±0.2%RE2==±0.1%(4)通过以上计算可知，为减少称量时的相对误差，应选择摩尔质量较大的试剂作为基准物质。3-2．有一铜矿试样，经两次测定，得知铜含量为24.87%、24.93%，而铜的实际含量为25.05%。求分析结果的绝对误差和相对误差。解：分析结果的平均值为：=(24.87%+24.93%)=24.90%因此，分析结果的绝对误差E和相对误差RE分别为：E=24.90%-25.05%=-0.15%Er=3-3．某试样经分析测得含锰百分率为41.24，41.27，41.23和41.26。求分析结果的平均偏差、相对平均偏差、标准偏差和相对标准偏差。解：分析结果的平均值、平均偏差、相对平均偏差、标准偏差s和相对标准偏差分别为：=(41.24+41.27+41.23+41.26)=41.25=(0.01+0.02+0.02+0.01)=0.015相对平均偏差=s=相对标准偏差=3-4．分析血清中钾的含量，5次测定结果分别为(mg×mL-1)：0.160；0.152；0.154；0.156；0.153。计算置信度为95%时，平均值的置信区间。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置信度为95%时，t95%=2.78=(0.155±0.004)mg×mL-13-5．某铜合金中铜的质量分数的测定结果为0.2037；0.2040；0.2036。计算标准偏差s及置信度为90%时的置信区间。解：=(0.2037+0.2040+0.2036)=0.2038s=置信度为90%时，t90%=2.92=0.2038±0.00033-6．用某一方法测定矿样中锰含量的标准偏差为0.12%，含锰量的平均值为9.56%。设分析结果是根据4次、6次测得的，计算两种情况下的平均值的置信区间（95%置信度）。解：当测定次数为4次、置信度为95%时，t95%=3.18=(9.56±0.19)%当测定次数为6次、置信度为95%时，t95%=2.57=(9.56±0.13)%3-7．标定NaOH溶液时，得下列数据：0.1014mo1×L-1，0.1012mo1×L-1，0.1011mo1×L-1，0.1019mo1×L-1。用Q检验法进行检验，0.1019是否应该舍弃？（置信度为90%）解：Q=当n=4，Q(90%)=0.76＞0.62，因此，该数值不能弃舍。3-8．按有效数字运算规则，计算下列各式：(1)2.187´0.854+9.6´10-2-0.0326´0.00814；(2)；(3)；(4)pH=4.03，计算H+浓度。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，则[H+]=9.3´10-5mo1×L-13-9．已知浓硫酸的相对密度为1.84，其中H2SO4含量为98%，现欲配制1L0.1mol×L-1的H2SO4溶液，应取这种浓硫酸多少毫升？解：设应取这种浓硫酸V毫升，则0.1mol×L-1´1L=s=相对标准偏差=测定次数为5次、置信度为90%时，t90%=2.13=1.61±0.10置信度为99%时：=(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=相对标准偏差=测定次数为6次、置信度为99%时，t99%=4.03=1.54±0.313-13．分析不纯CaCO3(其中不含干扰物质)。称取试样0.3000g，加入浓度为0.2500mo1×L-1HCl溶液25.00mL，煮沸除去CO2，用浓度为0.2012mol×L-1的NaOH溶液返滴定过量的酸，消耗5.84mL，试计算试样中CaCO3的质量分数。解：n(HCl)=2n(CaCO3)；n(HCl)=n(NaOH)w(CaCO3)=====0.84673-14.无3-15．用KIO3作基准物质标定Na2S2O3溶液。称取0.2001gKIO3与过量KI作用，析出的碘用Na2S2O3溶液滴定，以淀粉作指示剂，终点时用去27.80mL，问此Na2S2O3溶液浓度为多少？每毫升Na2S2O3溶液相当于多少克碘？解：有关反应为：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溶液相当于碘的质量为：m(I2)==´0.2018mo1×L-1´10-3L´253.8g×mo1-1=0.02561g3-16．称取制造油漆的填料(Pb3O4)0.1000g，用盐酸溶解，在热时加0.02mol×L-1K2Cr2O7溶液25mL，析出PbCrO4：2Pb2++Cr2O72-+H2O=2PbCrO4↓+2H+冷后过滤，将PbCrO4沉淀用盐酸溶解，加入KI溶液，以淀粉为指示剂，用0.1000mol×L-1Na2S2O3溶液滴定时，用去12.00mL。求试样中Pb3O4的质量分数。（Pb3O4相对分子量为685.6）解：有关反应为：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．水中化学耗氧量(COD)是环保中检测水质污染程度的一个重要指标，是指在特定条件下用一种强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7)定量地氧化水中的还原性物质时所消耗的氧化剂用量(折算为每升多少毫克氧，用r(O2)表示，单位为mg×L-1）。今取废水样100.0mL，用H2SO4酸化后，加入25.00mL0.01667mol×L-1的K2Cr2O7标准溶液，用Ag2SO4作催化剂煮沸一定时间，使水样中的还原性物质氧化完全后，以邻二氮菲-亚铁为指示剂，用0.1000mol×L-1的FeSO4标准溶液返滴，滴至终点时用去15.00mL。计算废水样中的化学耗氧量。(提示：O2+4H++4e-=2H2O，在用O2和K2Cr2O7氧化同一还原性物质时，3molO2相当于2molK2Cr2O7。）解：滴定反应为：6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O6n(K2Cr2O7)=n(Fe2+)根据提示2n(K2Cr2O7)Þ3n(O2)n(O2)=(3/2)n(K2Cr2O7)3-18．称取软锰矿0.1000g，用Na2O2熔融后，得到MnO42-，煮沸除去过氧化物。酸化后，MnO42-歧化为MnO4-和MnO2。过滤，滤去MnO2，滤液用21.50mL0.1000mol×L-1的FeSO4标准溶液滴定。计算试样中MnO2的含量。解：有关反应为：MnO2+Na2O2=Na2MnO43MnO42-+4H+=2MnO4-+MnO2+2H2OMnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2On(MnO2)=n(MnO42-)=n(MnO4-)=n(Fe2+)3-19.无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