无机及分析化学(董元彦第二版
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第一章分散体系习题参考答案
1-1、16.67克;0.292mol/L
解:m(Na2CO3)=3%×1.03×200=6.2(g), Na2CO3则需16.67g
Na2CO3.10H2O,c==0.292mol.L-1
1-2、 123.7克
解:△Tf=273.15-268=5.15K
△Tf=Kfb ,b=∴m(B)==123.7(g)
1-3、(1)0.375;(2)0.666;(3)13.04mol/kg;(4)10.43mol/L
解:(1)w(B)==0.375;(2)X(B)==0.666
(3)b(B)==13.04mol/kg;(4) c(B)= =10.43mol/L
1-4、5760g/mol
解:M(B)===5760(g)
1-5、373.30K; 272.6K
解:b=; Tb=Kbb+Tb※=0.512×0.3+373.15=373.30K
Tf=Tf※-Kfb=273.15-1.86×0.3=272.6K
1-6、S8
1-7、692.8kPa
1-8、400g.mol
1-9、2.3kPa; 373.37K; 272.22K; 1023.12kPa
解:p=p※x(A)=2333.14×=2300
b=0.42
△Tb=Kbb=0.512×0.42=0.22K,Tb=373.15+0.22=373.37K
△Tf=Kfb=1.86×0.42=0.78K, Tf=273.15-0.78=272.22K
∏=bRT=1023.12kPa
1-10、690g/mol
解:平衡时,b(甲)=b(乙)
M=690
1-11、因为K2CrO4过量,所以:
胶核工业
扩散层
吸附层
反离子
反离子
电位离子
胶团
胶粒
稳定剂K2CrO4 ;
起凝结作用的是K+、Mg2+、[Co(NH3)6]3+;
凝结值大小:K3[Fe(CN)6]>MgSO4>[Co(NH3)]Cl3
1-12、80ml 解:设最多加XmL, X<=80
1-13、O/W; W/O
1-14、C6H12O6
1-15、不是电解质
1-16、6.59%,0.442mol/kg
1-17、膨胀(0.6),收缩(1)
第二章化学热力学基础习题参考答案
2-5、-3269kJ/mol; -3276kJ/mol(提示:△U=Qv=ζ△rUmθ=-272.3kJ, ζ=6.5/78,△rHmθ=△rUmθ+∑μRT)
2-6、90.84kJ/mol; 22.40kJ/mol
解:HgO(s)=Hg(l)+ O2(g) ,∑μ=0.5 ,ζ=0.250 ,Qp=ζ△rHmθ=22.71
△rHmθ=90.84kJ.mol-1;△rHmθ=△rUmθ+∑μRT △rUmθ=90.84×1000-0.5×8.314×298=89601 J.mol-1,Qv=ζ△rUmθ=0.5×89601=22.40 kJ。
2-7、提示:(3)=-(1)-(2)=157.32kJ/mol
2-8、提示:(4)=(1/6)[-3(1)+(2)+2(3)]: 16.65kJ/mol
2-9、提示:△rHmθ=∑μ△fHmθ .(1) –1169.6kJ/mol; (2) –3341.3kJ/mol;
(3) –41.16kJ/mol
2-10、(1) 9.47kJ/mol; (2)21.3kJ/mol
2-11、-1273.07kJ/mol
2-12、274.68kJ/mol; 173.60J.K–1.mol–1; 222.95kJ/mol;1582K
解:298K时,△rHmθ=∑μ△fHmθ=(-393.51)+(-548.10)-(-1216.29)=274.68 kJ.mol-1
△rSmθ=72.09+213.64-112.13=173.60J.mol-1
△rGmθ=△rHmθ-T△rSmθ=274.68-298×173.60×10-3=222.95kJ.mol-1
设反应最低温度为T,则:△rHmθ-T△rSmθ<0,求出T>1582K。
2-13、(1) –73.07 kJ/mol;-134.2 J.K–1.mol–1;-113.06 kJ/mol
(2) –33.0 kJ/mol;-198.61 J.K–1.mol–1 ;–92.19 kJ/mol
(3)-1007.56 kJ/mol;-390.41 J.K–1.mol–1;-1123.9×10-3 J/mol
(提示:按书中公式:(2-10)、(2-13)、(2-15))
2-14、-349.7kj/mol
2-15、2127kj/mol,2127kj/mol
第三章化学反应速率和化学平衡习题参考答案
3-1、反应的速率常数是指各反应物浓度均为单位浓度(1mol/L)时的反应速度。
它的大小与浓度无关,与温度和催化剂有关。
3-2、反应体系中能量较高且能发生反应的分子称为活化分子,活化分子的最低能量与体系中分子的平均能量之差称为活化能。
它是影响化学反应速率的内因。
3-3、催化剂:又称为触媒,是能增加化学反应速率,而本身的组成、质量和化学性质在反应前后保持不变的物质。
3-4、(略)
3-5、(1)υ=kc2(NO)c(O2)
(2)反应级数为3级;k=0.240/(0.20)2(0.20)=30L2.mol-2.s-1
(3)0.101mol.L-1.s-1
3-6、2.76×10-2(s-1 )
3-7、3.9×10-2(s-1)
3-8、12.4kJ.mol–1
3-9、821K
3-10、
3-11、K3θ=A×B
3-12、(1)400kPa,200kPa;(2)20%;(3)无
3-13、(1)0.436 ,0.564 ,0.282;(2)34.0kPa ,44.0kPa,22.0kPa;
(3) 0.368
3-14、解:设所需CO的压力为x kPa
HbO2(aq.)+CO(g)===HbCO(aq.)+ O2(g)
初始压力 a 0 0 0
平衡压力 90%a x 10%a 21×103
p(CO)=0.011kPa
3-15、2.75×1026;2.15×1010
3-16、(1)-28.33kJ/mol放热反应;(2)-23.07kJ/mol;(3)-31.29kJ/mol
3-17、解:H2O(l)H2O(g)
kθ=p(H2O,g)/pθ
3-18、18.03kJ/mol
3-19、-10.08kJ/mol,28.56kJ/mol,124.6J/k.mol
第五章化学分析
5-1:(1)(2)(4)(6)是系统误差、(3)(5)是偶然误差、(7)过失误差5-2:甲:平均值39.15%,RE-0.026%,RD0.051
乙:平均值39.24%,RE-0.20%,RD0.076
甲的准确度和精密度都好。
5-3:0.2%时:0.1克,10毫升;1%时:0.02 克,2毫升
5-4:乙的合理
5-5:基准物:草酸、重铬酸钾、溴酸钾。
5-6:0.007465g/mL,0.008062g/mL
5-8:0.1125mol/L
5-9:0.2–0.3g
5-10:0.8466
5-11:0.0303
5-12:保留,舍弃
5-13:0.17%,0.12%,0.026,0.13%
5-14:56.06
5-15:1.13,0.021,1.130.026
第六章酸碱平衡和酸碱滴定法
6-3:提示:pKa+pKb=14
6-4:2.38,4.2%
6-5:(1)1.30,(2)1.93,(3)11.12,(4)2.89,(5)11.78,(6)8.31,(7)7.00,(8)9.92
6-6:c(H+)=c(HCO3―)=1.31×10-3,c(CO32―)=Ka2=5.61×10-11
6-7:HCOOH-HCOO–(pK=3.75)较合适
6-8:4.75
6-9:(1)75.6mL,(2)0.48g
6-10:指示剂变色范围全部或部分落在突跃范围内。
6-11:(1)不能,(2)不能,(3)能,7.78,苯酚红
6-12:(1)337.1,(2)当加入8.24mLNaOH 时,溶液组成为HA-A-缓冲溶液,
Ka=1.3×10-5
(3)8.75, 酚酞
6-13:偏低
6-14:54.05%,16.93%
6-15:(1)24.00%,(2)14.20%,(3)T=0.1000×MN×10-3=1.401×10-3g/mL
6-16:15.22%
6-17:0.06452%,0.1479%
6-18:0.057mol/L
6-19:9.5×10-5, 9.5×10-5,1.1×10-12
6-20:1.0×10-18
第七章沉淀溶解平衡和沉淀分析法
7-1:12.34
7-2:(1)1.12×10-4mol/L,(2)1.18×10-5mol/L,
(3)
平衡时: 10-2 S 2S
S=3.08×10-3mol/L
7-3:5.42
7-4:(1)有,(2)有,
(3)有:c(H+)=(kaC)1/2=1.33×10-3
c(s2-)=ka1ka2c(H2S)/c2(H+)=5.69×10-15
QB=0.1×5.69×10-15>1.59×10-19
7-5:0.66g
7-6:解:
x 0.1 0.1
0.1×0.1÷x2=ksp/(ka1ka2)
x=7.93×10-2 pH=1.10
7-7:(1)偏高,在酸性介质中,Ag2CrO4 不会析出沉淀,终点推迟;
(2)偏低,存在AgCl 和AgSCN两种沉淀,在计量点后,稍为过量的SCN- 除与Fe3+生成红色Fe(NCS)2-以指示终点外,还将AgCl 转化为溶解度更小的AgSCN,并破坏Fe(NCS)2-,使红色终点消失而得不到终点。
(3)无影响
7-8:解:F=M(Cr2O3)/2M(BaCrO4)=0.2999
w(Cr2O3) =0.2999×0.2615/0.5100=15.37%
7-9:无,0.01mol/L
7-101)14.28,(2)8.04,(3)2.53
7-11:0.113
第八章配位平衡与配位滴定
8-1 解:因加入AgNO3,A溶液中几乎全部氯沉淀为AgCl,可知A中的三个Cl-全部为外界离子,B溶液中只有2/3的氯沉淀出来,说明B中有两个Cl-为外界,一个Cl-属内界。
加入NaOH,两种溶液无氨味,可知氨为内界。
因此A、B 的化学式和命名应为,A:[Cr(NH3)6]Cl3 三氯化六氨合铬(Ⅲ) B:[Cr(NH3)5Cl]Cl2 二氯化一氯五氨合铬(Ⅲ)
8-2 指出下列配合物的中心离子、配体、配位数、配离子电荷数和配合物名称。
解:
8-3 试用价键理论说明下列配离子的类型、空间构型和磁性。
解:(1)CoF63-和Co(CN)63-
CoF63-为外轨型,空间构型为正八面体,顺磁性,磁矩= 。
Co(CN)63-为内轨型,空间构型为正八面体,抗磁性,磁矩为零。
(2)Ni(NH3)42+和Ni(CN)42-
Ni(NH3)42+为外轨型,正四面体型,顺磁性,磁矩= 。
Ni(CN)42-为内轨型,平面正方型,抗磁性,磁矩为零。
8-4 解:等体积混合后,ZnCl2和NH3各自的浓度减半,生成的Zn(NH3)42+的浓度为0.05 mol·L-1,剩余的NH3的浓度为0.3 mol·L-1,设Zn2+的浓度为x mol·L-1。
Zn2+ + 4NH3 = Zn(NH3)42+
平衡时 x 0.3+4x 0.05 – x
0.05 –x ≈ 0.050.3 + 4x ≈ 0.3x = 2.1×10-9 (mol·L-1)
8-5 解:混合后c[Ag(NH3)2+] = 0.1×100/101 = 0.099(mol·L-1)
c(Cl-) = 1/101= 0.0099 (mol·L-1)
方法一. Ag(NH3)2+ + Cl- = AgCl + 2NH3
0.099 0.0099 x
x = 0.71 (mol·L-1)
方法二 c(Ag+)c(Cl-) ≤ K sp,AgCl c(Ag+) ≤ K sp,AgCl /0.0099 = 1.79×10-8(mol·L-1)
Ag+ + 2NH3 = Ag(NH3)2+
1.79×10-8 x 0.099
x = 0.71(mol·L-1) 8-6 解:设AgCl在0.1mol·L氨水中的溶解度为x mol·L-1.
AgCl + 2NH3 = Ag(NH3)2+ + Cl-
平衡时 0.1 x x mol·L-1
x = 0.0044 (mol·L-1) 8-7 解:(1)100ml0.15mol·L-1 Ag(CN)2-中加入50mL 0.1mol·L-1 KI 后,
c[Ag(CN)2-] = 0.15×100/150 = 0.10(mol·L-1),
c(I - ) = 0.1×50/150 = 0.033 (mol·L-1)
Ag+ + 2CN- = Ag(CN)2-
平衡时 x 2x 0.10 - x
x = 2.7×10-8(mol·L-1)
c(Ag+)c(I-) = 2.7×10-8×0.033 = 8.9×10-10 > Ksp,AgI = 8.51×10-17, 有AgI沉淀生成。
(2)再加入50ml 0.2mol·L-1KCN后,c(CN-) = 0.2×50 /200 = 0.05(mol·L-1)
c[Ag(CN)2-] = 0.15×100/200 = 0.075(mol·L),
c(I-) = 0.1×50/200 = 0.025 (mol·L-1)
Ag+ + 2CN- = Ag(CN)2-
平衡时 y 0.05 0.075 – y
y = 2.3×10-20(mol·L-1)
c(Ag+)c(I-) = 2.3×10-20×0.025 = 5.8×10-22 < Ksp,AgI = 8.51×10-17, 无AgI沉淀生成。
8-8 解:0.08molAgNO3溶解在1LNa2S2O3溶液后,c[Ag(S2O3)23-] = 0.08(mol·L-1)
Ag+ + 2S2O32- = Ag(S2O3)23-
x 0.2 0.08 –x
x = 6.9×10-14(mol·L-1)
欲得AgCl沉淀,c(Ag+)c(Cl-) >Ksp,AgCl
c(Cl-) > 1.77×10-10 /6.9×10-14 = 2565 (mol·L-1) ,不可能得到AgCl沉淀。
欲得AgI沉淀,c(Ag+)c(I-) >Ksp,AgI
c(I-) > 8.51×10-17 /6.9×10-14 = 1.23×10-3 (mol·L-1) ,可以得到AgI沉淀。
8-9 解:50ml 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液与等量的 6 mol·L-1氨水混合后,各自的浓度减半,AgNO3溶液和氨水的浓度分别为0.05 mol·L-1和 3 mol·L-1,反应生成0.05 mol·L-1 Ag(NH3)2+,平衡时Ag+浓度为xmol·L-1。
Ag+ + 2NH3 = Ag(NH3)2+
平衡时 x 2.9 + 2x 0.05 –x mol·L-1
0.05 –x ≈ 0.05 2.9 + 2x ≈ 2.9x = 5.4×10-10 (mol·L-1)
加入0.119g KBr固体后,Br-浓度=
c(Ag+)c(Br-) = 5.4×10-10×0.01 = 5.4×10-12 > KSP, AgBr = 5.35×10-13
欲阻止生成AgBr沉淀,c(Ag+) ≤5.35×10-13/0.01 = 5.35×10-11(mol·L-1)
Ag+ + 2NH3 = Ag(NH 3)2+
平衡时 5.35×10-11 x +2×5.35×10-11 0.05 –5.35×10-11 mol·L-1
x +2×5.35×10-11 ≈ x 0.05 –5.35×10-11 ≈ 0.05
x = 9.2 (mol·L-1)
氨水的初浓度= 9.2 + 0.1 = 9.3 (mol·L)
8-10 解
Zn(OH)2 + 4NH3 = Zn(NH3)42+ + 2OH –
Zn(OH)2 + 2OH - = Zn(OH)42-
当溶液中NH3和NH4+的浓度均为0.1 mol·L-1时,OH -浓度为x mol·L-1,
NH3·H2O = NH4+ + OH -
平衡 0.1 0.1 x
x = 1.77×10-5(mol·L-1)
Zn(NH3)42+ + 4OH - = Zn(OH)42- + 4NH3
当溶液中NH3和NH4+的浓度均为0.1 mol·L-1时,Zn(OH)2溶于该溶液中主要生成Zn(NH3)42+。
8-11 解:等体积混合后,NH3、NH4+、Cu(NH3)42+的浓度各自减半,设Cu2+浓度为x mol·L-1,
Cu2+ + 4NH3 = Cu(NH3)42+ 平衡时x 0.1+4x 0.01 - x
0.01 –x ≈ 0.010.1+4x ≈ 0.1 x = 4.8×10-12 (mol·L-1)
设混合液中OH –浓度为y mol·L-1,
NH3·H2O = NH4+ + OH–
平衡时 0.1-y 0.5+y y
0.1-y≈0.10.5+y≈0.5y = 3.5×10-6 (mol·L-1)
c ( Cu2+) c2(OH -) = 4.8×10-12×(3.5×10-6)2 = 5.9×10-23 < Cu(OH)2的Ksp,无Cu(OH)2沉淀生成。
8-12 解:(1) AgI + 2CN- = Ag(CN)2- + I-
(2) AgBr +
2NH3 = Ag(NH3)2+ + Br-
Ag(NH3)2+ + 2H+ + Br- = AgBr + 2NH4+
8-13 解:(2)、(4)、(5)、(6)可作为有效的螯合剂。
8-14、0.05%
8-15、3.2×10-11
8-16、能
8-17、pH=4.0时,能否用EDTA准确滴定0.01mol/LFe2+?pH=6.0,8.0时呢?
解:用配位滴定法准确滴定单一金属离子的条件是:
lgc(M)K´MY≥6(相对误差≤0.1%)根据题意滴定的最高酸度为:
,查表得pH=5.1
最低酸度为:根据Fe(OH)2 Fe2++2OH-
∴
,pOH=7.2, pH=14-7.2=6.8
准确滴定Fe2+的pH范围为5.1~6.8
∴在pH=4.0 ,pH=8.0时,不能准确滴定Fe2+。
而在pH=6.0时可以准确滴定Fe2+。
8-18. 解:根据酸效应曲线可查出准确滴定某一金属离子的最低pH值,因此,在pH=5-6时,Zn2+能被EDTA准确滴定,而Ca2+、Mg2+不能被滴定,所以Ca2+、Mg2+的存在无干扰,标定结果是准确的。
若以此EDTA溶液测定Ca2+、Mg2+时,所得结果偏高。
因为测定Ca2+、Mg2+时,一般是在pH=10的条件下,此时,EDTA溶液中含有的Ca2+、Mg2+也要与EDTA形成配合物,从而多消耗EDTA溶液。
因此,所得结果偏高。
8-19、解:M、N两种金属离子同时存在,选择性滴定M离子而N离子不干扰的条件是:
∵只考虑酸效应而无其他副反应,
∴
所以,Pb2+可被准确滴定而Ca2+不干扰。
据
即lg0.01+18.04 - lgy(H)≥6
lgy(H)≤10.04据此查表得pH≥3.2
Pb2+不生成Pb(OH)2沉淀时,
pOH≥8.9,pH≤14-8.9=5.1
故确定Pb2+的pH应控制在3.2~5.1范围内。
8-20、解:因为Al3+与EDTA的反应很慢;酸度低时,Al3+易水解形成一系列多羟基配合物;同时Al3+对二甲酚橙指示剂有封闭作用,所以,在pH=3左
右,加入过量的EDTA加热,使Al3+完全配位,剩余的EDTA溶液再用Zn2+的标准溶液滴定,以二甲酚橙作指示剂。
8-21、解:在pH=1时,滴定Bi3+
pH=5.5时,滴定Pb2+、Cd2+
解蔽Cd2+后,滴定Cd2+。
由于EDTA与金属离子的螯合比为1∶1
所以,
解蔽后,
Cd2+=
c(Pb2+)样·V样+c(Cd2+)·V样=cEDTA·VEDTA
8-22、解:
解蔽Zn2+后,
故 c(Ni2+)=0.02299-0.008800=0.01419(mol/L)
8-23、解:25.00ml试样中:
n(SO42-)=n(Ba2+)-n(EDTA)=0.05000×25.00-0.02002×29.15
=0.666mmol=6.66×10-4mol
样品中SO42-的质量:
=6.66×10-3×96.06=0.640(g)
8-24、解:MgSO4·7H2O Mg2+ EDTA
= =0.02115×24.90×10-3×246.5=0.1298g
8-25、解:据酸效应曲线,在pH=6时,Cu2+、Zn2+被滴定,Mg2+不被滴定。
25.00ml试液中:
nCu+nZn=cEDTAV1 (V1=30.30ml)
pH=10时,KCN掩蔽Cu、Zn,Mg被滴定。
nMg= cEDTAV2 (V2=3.40ml)
=
甲醛解蔽Zn2+,反应式为:
Zn(CN)42-+4HCHO+4H2O = Zn2++4HOCH2CN+4OH-
∴n Zn=cEDTAV3 (V3=8.85ml)
故
=
=
第九章氧化还原平衡与氧化还原滴定法
9-1 解:(1)HClO4+4H2SO3=HCl+4H2SO4
(2) 4Zn + 10HNO3(稀) = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
(3) 5Cl2 + I2 + 6H2O = 2HIO3 + 10HCl
(4)3As2S3+28HNO3(浓)+4H2O =6H3AsO4+28NO+9H2SO4
9-2 解:根据氧化剂Fe3+,Cr2O72-和的标准电极电势可知,还原的顺序为:MnO4- ,Fe3+,Cr2O72- 。
有关的化学方程式为:
2 MnO4-+2H2S+6H+=2Mn2++5S+8H2O
Cr2O72-+2 H2S+8 H+=2Cr3++3S+7H2O
2Fe3++H2S=2Fe2++S+2 H+
9-3 解:混合液中,c(Fe3+)c3(OH-) = Ksp[Fe(OH)3] c(OH-) = 1.0mol/L 时,
c(Fe3+) =Ksp[Fe(OH)3] ,同理,c(Fe2+) =Ksp[Fe(OH)2] 9-4 解:(1) Fe+Cu2+=Fe2++Cu
原电池符号:(-)Fe︱Fe2+(C1)‖Cu2+(C2)|Cu(+)
电极反应:正极 Cu2++2e=Cu
负极 Fe-2e=Fe2+
(2) Ni+Pb2+=Ni2++Pb
原电池符号:(-)Ni︱Ni2+(C1)‖Pb2+(C2)︱Pb(+)
电极反应:正极 Pb2++2e=Pb
负极 Ni-2e=Ni2+
(3) Cu+2Ag+=Cu2++2Ag
原电池符号:(-)Cu︱Cu2+(C1) ‖Ag+(C2)︱Ag(+)
电极反应:正极 Ag++2e=2Ag
负极 Cu-2e=Cu2+
(4) Sn+2H+=Sn2++H2
原电池符号:(-)Sn︱Sn2+(C1) ‖H+(C2)︱H2(P)︱Pb(+)
电极反应:正极 2H++2e=H2
负极 Sn-2e=Sn2+
9-5 (1)(-)Pt︱I-,I2‖Fe3+,Fe2+︱Pt(+) (2) (-)Zn︱Zn2+‖Fe3+,Fe2+︱Pt(+)
(3) (-) Pt︱HNO2,NO3-,H+‖Fe3+,Fe2+︱Pt(+)
(4)(-)Pt︱Fe3+,Fe2+‖MnO4,Mn2+,H+︱Pt(+)
解:(1)E°= 0.771 - 0.5355 =0.236(V) > 0
反应:2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2 正向自发.
(2) E°= 0.771 - (-0.7618) = 1.5328(V) > 0
反应:2Fe3+ + Zn = 2Fe2+ + Zn2+ 正向自发
(3) E°= 0.771 - 0.934 = -0.163(V) < 0
反应:2Fe3+ + HNO2 + H2O = 2Fe2+ + Zn2+ + NO3- + 3H+ 逆向自发
(4) E°= 1.507 - 0.771 = 0.736(V) > 0
反应:5Fe3+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe2+ + Mn2++ 4H2O 正向自发
9-6
解:(1)查表Fe3+/Fe2+=0.771V
Fe3++e=Fe2+
=0.771+0.05921=0.73(V)
(2) 查表
Sn4++2e = Sn2+
=0.151+=0.172(V)
(3) 查表Cr2O72-/Cr3+=1.232V
Cr2O72-+14H++6e=2Cr3++7H2O
=1.232+=1.278(V)
(4)查表Cl/Cl-=1.358V
Cl2+2e = 2Cl-
=1.358+=1.426(V)
9-7
解:0.1mol/LHAc溶液中,
1mol/L NaOH溶液中,c(H+) = Kw = 1.0×10-14(mol/L)
9-8 解:((1)AgBr(s)+e=Ag(s)+Br-
反应实质为:Ag++e-=Ag Ag+/Ag=0.7996V
若在溶液中加入Br-,则生成AgBr沉淀
其反应式为:
Ag++Br-AgBr Ksp=5.35×10-13
达平衡时,如果c(Br-)=1mol/L ,则c(Ag+)为
c(Ag+)==5.35×10-13
那么Ag+/Ag=Ag+/Ag+
=0.7996+0.0592lg5.35×10-13
=0.07312(V)
此计算值为电对AgBr/Ag的标准电极电势
而AgBr/Ag=4 Ag+/Ag=0.07312V
2)同理,标准态时,
AgI/Ag=Ag+/Ag=Ag+/Ag+
=0.7996+0.0592lgKsp(AgI)
=0.7996+0.0592lg8.51×10-17
=-0.152(V)
9-9 解: Zn(NH3)42+ + 2e = Zn + 4NH3 标准态时,c[Zn(NH3)42+ ] = c(NH3) = 1mol/L
c(Zn2+) = 1/Kf
Zn(CN)42- + 2e = Zn + 4CN- 标准态时,c[Zn(CN)42- ] = c(CN- ) = 1mol/L
c(Zn2+) = 1/Kf
9-10 解:Fe(CN)63-+e = Fe(CN)64-
标准态时,c(Fe(CN)63-)=c(Fe(CN)64-=c(CN-)=1mol/L
c(Fe3+)=
c(Fe2+)=
+0.0592lg
=0.771+0.0592lg
=0.3566(V)
9-11
解:MnO2+4HCl = Cl2+MnCl2+2H2O
(1) 标准状态下,
正极:MnO2+4H++2e = Mn2+++2H2O =1.224V
负极:2Cl--2e = Cl2 =0.358V
=-=1.224-1.358=-0.134(V)<0
故标准下,MnO2和HCl反应不能制得Cl2
(2) c(HCl)=12mol/L
(3)
=1.224+
=1.352(V)
=+
=1.358+
=1.294(V)
>故用12mol/L的HCl能制得Cl2。
9-12 解(1)E°= 0.771 – 1.066 = -0.295(V) < 0 不能正向自发。
(2)E°= 0.5355 – 0.151 = 0.3845(V) > 0 能正向自发。
(3)E°= 0.771 – 0.3419 = 0.4291(V) > 0 能正向自发。
(4)E°= 1.776 – 0.771 = 1.005(V) > 0 能正向自发。
9-13计算298K时下列电池的电动势及电池反应的平衡常数:
(1)(-)Zn︱Zn2+(0.1mol·L-1)‖Cu2+(0.5 mol·L-1)︱Cu(+)
(2) (-)Sn︱Sn2+(0.05 mol·L-1) ‖H+(1mol·L-1)︱H2(105Pa),
Pt(+)
(3)(-)Pt,H2(105Pa)︱H+(1mol·L-1) ‖Sn4+(0.5mol·L-1),
Sn2+(0.1mol·L-1)︱Pt(+)
(4)(-)Pt,H2(105Pa)︱H+(0.01mol·L-1) ‖H+(1mol·L-1)︱H2(105Pa),Pt(+)
解:(1)
E = 0.333 – (-0.7914) = 1.124(V)
E°= 0.3419 –(- 0.7618) = 1.1037(V)
K°= 1.94×1037 (2)
E = 0 –(-0.176) = 0.176(V)
E°= 0.000 –(- 0.1375) = 0.1375(V)
K° = 4.42×104
(3) E = 0.172 – 0.000 = 0.172 (V)
E°= 0.151 – 0.000 = 0.151(V)
K° = 1.26×105 (4)
E = 0.000 – (-0.1184) = 0.1184(V)
E°= 0.00 – 0.00 = 0.00
K° = 1
9-14
解:
0.1 x 0.1
Kf =
c(Cu2+)= x =
据 Cu2++2e Cu 电极反应,则
+
0.056 = 0.3419+
∴K f = 4.56×1012
9-15、-0.037v
9-16、1.7v
9-17、0.423v
9-18、不是,因为K虽大但速度慢也不行。
一般V〉0.4V可。
9-19、高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法
9-20、电子转移数相等时,计量点在中间点;不相等时,偏向电子数大的一方。
9-21、在酸性溶液中用高锰酸钾测定铁。
KMnO4溶液的浓度是0.02484mol/L,求此溶液对
(1)Fe;(2)Fe2O3;(3) FeSO4·7H2O的滴定度。
解:½ Fe2O3 Fe FeSO4·7H2O
MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
=5×0.02484×55.85×10-3=6.937×10-3(g/ml)
同理,
==5×0.02484×(g/ml)
=5×0.02484×278.0×10-3
=3.453×10-2(g/ml)
9-22、以K2Cr2O7标准溶液滴定0.4000g褐铁矿,若用K2Cr2O7溶液的体积(以ml为单位)与试样中Fe2O3的质量分数相等,求K2Cr2O7溶液对铁的滴定度。
解:
因为
所以,
∴=
=2.798×10-4(g/ml)
9-23、称取软锰矿试样0.4012g,以0.4488gNa2C2O4处理,滴定剩余的Na2C2O4需消耗0.01012mol/L的KMnO4标准溶液30.20ml,计算式样中MnO2的质量分数。
解:软锰矿的主要成分是MnO2
MnO2+C2O42-+4H+=Mn2++2CO2↑+8H2O
2 MnO4-+5 C2O42-+16H+= 2Mn2++10 CO2↑+8H2O
=
9-24、88.15%
9-25、将1.000g钢样中的铬氧化为Cr2O72-,加入25.00ml 0.1000mol/L FeSO4标准溶液,然后用0.01800mol/L的KMnO4标准溶液7.00ml回滴过量的FeSO4,计算钢中铬的质量分数。
解:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6 Fe3++7H2O
MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5 Fe3++4H2O
Cr2O72- 2Cr3+
=
=1/3[0.1000×25.00-5×0.01800×7.00)]×10-3
=6.233×10-4
=
9-26、(1)36.44,(2)3.6×10-3
9-27(1)Fe53.73%,78.23% (2)30.00
9-28.抗坏血酸(摩尔质量为176.1g/mol)是一个还原剂,它的半反应为:
C6H6O6+2H++2e=C6H8O6
它能被I2氧化,如果10.00ml 柠檬水果汁样品用HAc酸化,并加20.00ml0.02500mol/LI2溶液,待反应完全后,过量的I2用10.00ml 0.01000mol/L Na2S2O3滴定,计算每毫升柠檬水果汁中抗坏血酸的质量。
解:C6H8O6+ I2=C6H6O6+2HI
I2+2 S2O32-=2I-+ S4O62-
n抗=n(I2) 总-n(I2) 余
=0.02500×20.00×10-3-½×0.01000×10.00×10-3
=4.5×10-4(mol)
(g/ml)
9-29、测定铜的分析方法为间接碘量法:
2Cu2++4I-=2CuI+I2
I2+2 S2O32-=2I-+ S4O62-
用此方法分析铜矿样中铜的含量,为了使 1.00ml 0.1050mol/LNa2S2O3标准溶液能准确表示1.00%的Cu,问应称取铜矿样多少克?
解:2Cu2+ I2 2 S2O32-
m样=cV×10-3MCu×100=0.1050×1.00×10-3×63.55×100=0.6673g 9-30、89.80%
第十一章吸光光度法
11-1:Lamber-Beer定律的物理意义是什么?
答:Lamber-Beer定律:A=Kbc,它表明:当一束平行单色光通过某有色溶液时,溶液的吸光度A与液层厚度b和溶液浓度c的乘积成正比。
11-2:摩尔吸光系数ε的物理意义是什么?它和哪些因素有关?
答:摩尔吸光系数ε是吸光物质在特定波长下的特征常数,是表征显色反应灵敏度的重要参数。
ε越大,表示吸光物质对此波长的光的吸收程度越大,显色反应越灵敏。
它表示物质的浓度为1mol·L-1液层厚度为1cm时,溶液的吸光度。
ε和入射光源的波长以及溶液本身的物理或化学因素都有关系。
11-3:将下列透光度换算成吸光度
(1)10%(2)60%(3)100%
解:用A表示吸光度,T表示透光度,由公式可得:
(1);
(2);
(3)
11-4:某试液用2cm的比色皿测量时,T=60%,若改用1cm或3cm比色皿,T%及A等于多少?
解:由公式。
由,当T=60%时,A=0.22。
故当b=1cm时,
;
同理可得,当b=3cm时,。
11-5
(1)计算吸光系数a和摩尔吸光系数ε;(2)若仪器透光度绝对误差ΔT=0.4%,计
算浓度的相对误差。
解:(1)
(2)
11-6:某钢样含镍约0.12%,用丁二酮肟比色法(ε=1.3×104)进行测定。
试样溶解后,显色、定容至100ml。
取部分试液于波长470nm处用1cm比色皿进行测量,如希望此时测量误差最小,应称取试样多少克?
解:当A=0.434时,测量浓度的相对误差最小。
称取试样
∵A=εbc 0.434=1.3×104c ∴c=0.434/(1.3×104)=
3.3×10-5(mol·L)
称取试样m=3.3×10-5×0.1×59÷0.12%=0.16(g)
11-7:5.00×10-5mol·L-1的KMnO4溶液在520nm波长处用2cm比色皿测得吸光度A=0.224。
称取钢样1.00g,溶于酸后,将其中的Mn氧化成MnO4-定容100.00ml后,在上述相同条件下测得吸光度为0.314。
求钢样中锰的含量。
解:。
故
所以钢样中锰得含量
11-9:普通光度法分别测定0.5×10-4,1.0×10-4mol·L-1Zn2+标液和试液得吸光度A为0.600,1.200,0.800。
(1)若以0.5×10-4mol·L-1Zn2+标准溶液作为参比溶液,调节T%→100,用示差法测定第二标液和试液的吸光度各位多少?
(2)用两种方法中标液和试液的透光度各为多少?
(3)示差法与普通光度法比较,标尺扩展了多少倍?
(4)根据(1)中所得有关数据,用示差法计算试液中Zn的含量(mg·L-1)。
解:(1)根据题目已知条件,由A1= Kˊc1,则
由 A试= Kˊc试,得
由Ar=ΔA=KˊΔc得ΔA2=Kˊ(c2-c1)=1.2×104(1.0×10-4-
0.50×10-4)=0.60
同理,ΔA试=Kˊ(c试-c1)=1.2×104(0.67×10-4-0.50×10-4)=0.20
(2)由可得,在普通光度法中,标液1,2及试液的透光度分别为
T1=10-0.600=0.251,
T2=10-1.200=0.0631,
T试=10-0.800=0.158;
在示差法中,标液及试液的透光度分别为:
T1*=100=1.000
T2*=10-ΔA(2)= 10-0.600 =0.251
T试*=10-ΔA(试)= 10-0.200 =0.631
(3)由T 1=0.251调至T1*=100%,则标尺扩大的倍数为:
T1*/ T 1=1.000/0.251=4
(4) cZn=c试·M Zn=0.67×10-4×65.38×1000=4.4(mg·L-1)
11-10:用分光光度法测定含有两种配合物x和y的溶液的吸光度
(b=1.0cm),获得下列数据:
计算未知液中x和y的浓度。
解:根据题目已知条件(b=1cm),可以列出以下方程:
分别解(1)(2)(3)(4)
得
代入(4)、(5)联立求解,可得。
11-001:何谓吸光度?何谓透光度?二者间有何关系?
答:吸光度表示物质对光的吸收程度,用A表示;透光度也是用于表示物质对光的吸收程度,用T表示。
二者之间有以下关系:
11-002:什么是吸收曲线?有何实际意义?
答:若将不同波长的单色光依次通过某浓度一定的有色溶液,测出相应波长下物质对光的吸光度A,以波长λ为横坐标,吸光度A为纵坐标作图即为A-λ吸收曲线。
从吸收曲线可以看出以下关系:(1)被测溶液对不同波长的光的吸收具有选择性;(2)不同浓度的溶液的吸收曲线形状相似,最大波长不变,说明物质的吸收曲线是一种特征曲线,可以定性的判断物质;(3)在最大吸收峰附近,吸光度测量的灵敏度最高。
这一特征可作为物质定量分析选择入射光波长的依据。