分析化学课后答案解析武汉大学第五版(上册)

解：
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
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：
18.按国家标准规定，化学试剂FeSO4·7H2O（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KMnO4法测定，称取试样1.012g，在酸性介质中用0.02034 mol·L-1KMnO4溶液滴定，至终点时消耗35.70mL。计算此产品中FeSO4·7H2O的质量分数，并判断此产品符合哪一级化学试剂标准。
解：f=7 P=85%查表可知t=2.36
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：
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：
设缩分n次，则
解得 ，所以n=3
m =
第3章分析化学中的误差与数据处理
i．0.060 mol·L-lHCI和0.050 mol·L-l氯乙酸钠(ClCH2COONa)混合溶液。
解：
a.对于醋酸而言，Kb=Kw/ Ka= 5.6 10-10
应为cKb= 5.6 10-10 5 10-2= 2.8 10-11> 10Kw
c/Kb> 100
故使用最简式；
[OH-] = = 5.29 10-6
=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 =0.9987
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．c1mol·L-lNH3+c2mol·L-lNH4Cl；
c．c1mol·L-l)H3PO4+c2mol·L-lHCOOH；
解：用F检验法：
= =0.127，， = =1.3 10-5
= =0.135, = =1.9 10-5
F= =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：
S= =4.0 10-3
所以t= =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()及其荧光相对强度(y)的关系如下：
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Zn2+溶液的浓度。
解：
2.有0.0982mol/L的H2SO4溶液480mL,现欲使其浓度增至0.1000mol/L。问应加入0.5000mol/L H2SO4的溶液多少毫升？
解：
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(KHC8H4O4)多少克？如果改用 做基准物质，又应称取多少克？
解：
9今含有MgSO4·7H2O纯试剂一瓶，设不含其他杂质，但有部分失水变为MgSO4·6H2O，测定其中Mg含量后，全部按MgSO4·7H2O计算，得质量分数为100.96%。试计算试剂中MgSO4·6H2O的质量分数。
解：设MgSO4·6H2O质量分数 xMgSO4·7H2O为1- x
100.96%=1- x+ x×
解： 故
14．H2C2O4作为还原剂。可与KMnO4反应如下：
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-1KMnO4溶液与500mg H2C2O4完全反应所消耗的体积（mL）。
解：
16.含K2Cr2O75.442g·L-1的标准溶液。求其浓度以及对于Fe3O4（M=231.54g·mol-1）的滴定度（mg/mL）。
含量/g 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0
荧光相对强度y2.1 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， =6.0， =13.1，
=216.2，
=112.0， =418.28，
所以b= = =1.93，
解：
应称取邻苯二甲酸氢钾1.0~1.2g
应称取 0.3~0.4g
6．含S有机试样0.471g，在氧气中燃烧，使S氧化为SO2，用预中和过的H2O2将SO2吸收，全部转化为H2SO4，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：
8．0.2500g不纯CaCO3试样中不含干扰测定的组分。加入25.00mL0.2600mol/LHCl溶解，煮沸除去CO2，用0.2450mol/LNaOH溶液反滴定过量酸，消耗6.50mL，计算试样中CaCO3的质量分数。
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 = Ka= 1.4 10-3
x= = =0.1217
若考虑反应,设含MgSO4·7H2O为n1mol
MgSO4·6H2O为n2mol
样本质量为100g。
n=n1+n2
n 246.47=100.96
n1 228.455+ n2 246.47=100
18n1=0.96 n=0.253
m(MgSO4·6H2O)=n MMgSO ·6H O=0.053 226.45=12.18
pH = 14 – pOH = 8.72
c. NH4+Ka’=5.6 10-10
HCN Ka =6.2. 10-10
cKa’> 10Kwc > 10 Ka
由近似公式可以得到：
[H+] = = = 5.89 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，Ka1= 4.5 10-3,Ka2= 2.5 10-10
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-lNaAc；
c．0.10 mol·L-lNH4CN；
e．0.050 mol·L-l氨基乙酸；
g．0.010 mol·L-lH2O2液；
解：由
故有
即
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： 查表，得：
9.测定黄铁矿中硫的质量分数，六次测定结果分别为30.48%, 30.42%, 30.59%, 30.51%, 30.56%, 30.49%，计算置信水平95%时总体平均值的置信区间。
= =0.1218
10．不纯Sb2S30.2513g，将其置于氧气流中灼烧，产生的SO2通入FeCl3溶液中，使Fe3+还原至Fe2+，然后用0.02000mol/LKMnO4标准溶液滴定Fe2+，消耗溶液31.80mL。计算试样中Sb2S3的质量分数。若以Sb计，质量分数又为多少？
解：
12.用纯As2O3标定KMnO4溶液的浓度。若0.2112 gAs2O3在酸性溶液中恰好与36.42 mL KMnO4反应。求该KMnO4溶液的浓度。
解：
故为一级化学试剂。
-可用EDTA间接滴定法测定。已知一定量过量的Ni2+与CN-反应生成Ni(CN) ，过量的Ni2+以EDTA标准溶液滴定，Ni(CN) 并不发生反应。取12.7mL含CN-的试液，加入25.00mL含过量Ni2+的标准溶液以形成Ni(CN) ，过量的Ni2+需与10.1mL 0.0130 mol·L-1EDTA完全反应。已知39.3mL 0.0130 mol·L-1EDTA与上述Ni2+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：
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
解：
=0.06%
置信度为95%时：
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.
故
b.
故
所以 查表得 >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：
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) 3.60.032320.592.12345
(3)
(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/Ka2> 100且c > 10 Ka1
所以[H+] = = = 1.06 10-6
pH = 6-0.03 = 5.97
g.对于双氧水而言，Ka= 1.8 10-12
cKa< 10Kwc/Ka> 100
所以可以计算氢离子浓度
[H+] = = = 1.67 10-7
pH = 7 – 0.22 = 6.78
(b)由 = 得， =0.01， =0.012
s= = =0.0332=3.32%
t= = =0.063
查表得：当置信度为90%时， =1.72>0.063
查表得：当置信度为95%时， =2.09>0.063
查表得：当置信度为99%时， =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， 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？
s n
方法115.34％0.10％11
方法215.43％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) =0.00102， =0.00122
F= =1.44<F表=2.97
所以两组数据的标准偏差无显著性差异。
解：用F检验法：
= =60.45%， = =2.3 10-3
= =60.11%， = =2.6 10-3
F= =1.13，查表得F表=9.28>1.13
因此没有差异。
用t检验法：
S= =5.0 10-4
所以t= =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Байду номын сангаас著提高?(置信度95％)
解得x = 4.4 10-3mol/L
c.原式=
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： ，A为测量值，C为空白值，m为试样质量。已知
sA=sC=0.1，sm=0.001，A=8.0，C=1.0，m=1.0，求sx。
解：
且
故
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1.00001.0008g的概率为多少？