分析化学练习题

电荷平衡
浓度为c的HAc的电荷平衡式 [H +] = [Ac-] +[OH-] 浓度为c的H3PO4的电荷平衡式 [H +] = [H2PO4-] +2[HPO42-] + 3[PO43-] + [OH-] 浓度为c的Na2HPO4的电荷平衡式 [Na+] + [H+] = [H2PO4-] +2[HPO42-] +3[PO43-]+ [OH-] 浓度为c的NaCN的电荷平衡式 [Na+] + [H +] = [CN-] + [OH-]
例
在pH=1.5的溶液中，含有浓度均为0.010mol/L 的EDTA，Fe3+及Ca2+，计算，αY(Ca)及αY。 提示，此时Ca2+为共存离子。
例
在 0.10mol/L 的 AlF63- 溶 液 中 ， 游 离 F- 的 浓 度 为 0.010mol/L。求溶液中游离的Al3+浓度，并指出 溶液中配合物的主要存在形式。 此时体系的主反应为Al3+与EDTA的反应。 AlF63-的lgβ1=6.15， lgβ2=11.15， lgβ3=15.00， lgβ4=17.75， lgβ5=19.36， lgβ6=19.84
总结
1）分析浓度和平衡浓度是相互联系却又完全不同的概 念，两者通过δ联系起来 2）对于任何酸碱性物质，满足δ0+ δ1 + δ2 + ---- + δn =1 3）δ取决于Ka，Kb及[H+ ]的大小，与c无关 4）δ大小能定量说明某型体在溶液中的分布 ，由δ可求 某型体的平衡浓度
例1
例2
例3
例
用重量分析法分析测定纯BaCl2·H2O试剂中Ba的含量 ，结果为56.14%，56.16%，56.17%，56.13%，计算 测定结果的绝对误差和相对误差。
例
用分析天平称量两个试样，一个是0.0021g，另一个 是0.5432g。两个测量值的绝对误差都是0.0001，试 计算相对误差。
当测量值的绝对误差恒定时，测定的试样量（或组 分含量）越高，相对误差就越小，准确度越高；反 之，则准确度越低。
例
已知计算pH=4.0时，0.10mol/L HAc溶液中各型体的分 布分数和平衡浓度。
例
已知计算pH=5.0时，0.10mol/L HAc溶液中各型体的分 布分数和平衡浓度。
HAc各型体的δ0-pH曲线
(1) δAc- + δHAc= 1； (2) pH = pKa 时， δAc- = δHAc= 0.5； (3) pH < pKa 时， HAc(δHAc)为主； (4) pH > pKa 时， Ac- (δ Ac- )为主； (5) pH < pKa-2，δHAc趋近于1， δAc-接近于零； (6) pH > pKa+2，δAc-趋近于1，δHAc接近于零。
解：由于与质子转移反应有关的组分为 NH4+、 HPO42-和 H2O，因此它们就是质子参考水准。溶液中得失质子的反应 可图示如下：
H2PO4- (+H+)
(+2H+
H3PO4 H3O+
) (+H+)
NH4+ HPO42
-
H2O
(H+)
(H+) (H+)
NH3 PO43OH-
[H+] + [H2PO4-] + 2[H3PO4] = [NH3] + [PO43-] + [OH-]Leabharlann Baidu
例
计算NaOH溶液(0.10mol/L)滴定HCl溶液(0.10mol/L)至pH4.0( 甲基橙指示终点)和pH9.0(酚酞指示终点)的滴定终点误差。
例
计算NaOH溶液(0.1000mol/L)滴定HAc溶液的 (0.1000mol/L) 至pH9.20和pH8.20，分别计算滴定终点误 差。
解：设应加水体积V(mL)根据溶液稀释前后其溶质的 物质的量相等的原则 0.1035mol/L 500 mL = (500mL+V) 0.1000mol/L V = 17.5mL
例4
若 每 毫 升 K2Cr2O7 溶 液 恰 能 与 0.005000gFe2+ 反 应 ， 则 可 表示为TK2Cr2O7/Fe2+ =0.005000g/mL。如果在滴定中消耗 K2Cr2O7溶液19.43mL，则被滴定溶液中铁的质量为多少 ？
例
三、准确度和精密度的关系
A：精密度准确度都不好； B：精密度好，准确度不好 C：精密度准确度都好 D：精密度不好，准确度好，正负误差抵消的结果， 不可取。
例
用8-羟基喹啉法测定Al含量，9次测定的标准偏差为 0.042%，平均值为10.79%。估计真值在95%和99% 置信水平时应是多大？(说明：此题为求双侧置信区 间，查表2-2中双侧检验的α对应的t值)
例4
例5
例6
例7
计算1.0×10−4 mol/L NaCN溶液的pH。 （HCN，Ka = 6.2×10−10)
例8
计算0.05 mol/L NH4NO3溶液的pH。 (NH3，Kb = 1.8×10−5)
例9
计算0.10mol/L H2C2O4溶液的pH。 Ka1 = 5.9×10−2 ，Ka2 = 6.4×10−5
例
已知H2S的Ka1 = 1.3 ×10-7，计算HS-的Kb。
解： HS-为两性物质，是它作为碱的解离常数 ，即 HS- + H2O ⇌ H2S + OH对应共轭酸为H2S。 Kb=Kw/Ka = 1.0×10-14 /1.3×10-7 = 7.7×10-8
写出Na(NH4)HPO4溶液的质子条件式
例
在0.010mol/L的锌氨溶液中，当游离的氨浓度为 0.10mol/L(pH=10.0)时，计算锌离子的总副反应 系数αZn。 已知pH=10时， αZn(OH)=102.4， Zn(NH3)42+的lgβ1=2.37， lgβ2=4.81， lgβ3=7.31 ， lgβ4=9.46
例5
为标定HCl溶液，称取硼砂(Na2B4O7·10H2O)0.4710g，用 HCl溶液滴定至化学计量点时消耗24.20mL。求HCl溶液 的浓度。
例6
样品中的Na2CO3可以用HCl标准溶液滴定测得含量，如 果滴定剂HCl的浓度为0.1000mol/L。求THCl/Na2CO3。
例7
K2Cr2O7 标 准 溶 液 的 TK2Cr2O7/Fe=0.005022g/mL 。 测 定 0.5000g寒铁试样时，用去该标准溶液25.10mL。计算 TK2Cr2O7/Fe3O4和试样中铁以Fe、Fe3O4表示时的质量分 数(%)。
质量平衡
浓度为c的HAC的物料平衡式 c = [HAc] + [Ac-] 浓度为c的Na2HPO4的物料平衡式 [Na+] = 2c c = [H3PO4] + [H2PO4-] +[HPO42-] + [PO43-] 浓度为c的NaHCO3的物料平衡式 c = [H2CO3] + [HCO3-] +[CO32-]
质子平衡
HAc 水溶液的质子平衡式 [H +] = [Ac-] +[OH-] NH4CN的质子平衡式 [H+] + [HCN] = [NH3] + [OH-] (NH4)2HPO4的质子平衡式 [H+] + 2[H3PO4] + [H2PO42-] =[PO43-] + [OH-]+[NH3] Na2CO3的质子平衡式 [H+] + [HCO3-] +2[H2CO3]= [OH-]
例8
称 取 含 铝 试 样 0.2000g ， 溶 解 后 加 入 0.02082mol/L EDTA标准溶液30.00mL，控制条件使Al3+与EDTA配 合完全。然后以0.02012mol/L Zn2+标准溶液返滴定， 消耗Zn2+溶液7.20mL，计算试样中Al2O3的质量分数。
例9
例10
已 知 在 酸 性 溶 液 中 ， KMnO4 与 Fe2+ 反 应 时 ， 1.00ml KMnO4 溶 液 相 当 于 0.1117g Fe ， 而 10.00ml KHC2O4·H2C2O4 溶 液 在 酸 性 介 质 中 恰 好 和 2.00ml 上 述 KMnO4溶 液完全反应 ，问需要多少毫升 0.2000mol/L NaOH溶液才能与10.00ml KHC2O4·H2C2O4溶液完全中 和。
将 0.5500g 不 纯 的 CaCO3 溶 于 25.00ml 浓 度 为 0.5020mol/L的HCl溶液中，煮沸除去CO2，过量的HCl 溶液用NaOH标准溶液返滴定，耗去4.20ml，若用此 NaOH溶液直接滴定20.00mlHCl溶液，消耗20.67ml， 计算试样中CaCO3的质量分数。
例
以 用 NaOH 滴 定 同 浓 度 HAc 时 , 目 测 法 检 测 终 点 时 的 △pH=0.3，若希望TE≤0.2%，此时cKa应大于等于何值
例
在铜-氨溶液中，当氨的平衡浓度为0.10mol/L时，计算 铜-氨配合物各型体的浓度。已知初始铜离子浓度为 0.02mol/L，铜-氨络离子的lgβ1~lgβ4分别是4.15，7.64 ，10.53，12.67。
HCN，Ka= 6.2×10−10；NH4+，Kb = 1.8×10−5
例17
0.30mol/L 吡啶溶液与0.10mol/L HCl溶液等体积混合， 计算此溶液的pH
例18
计算0.20mol/L HAc溶液与4.0×10−3mol/L NaAc组成的缓冲 溶液的pH
例19
在20.0ml 0.1mol/L H3PO4溶液中加入多少毫升 0.1mol/LNaOH溶液可得到pH=7.40的缓冲溶液？ 已知： H3PO4的pKa2=7.20
例1
准确称取基准物质K2Cr2O7 1.471g，溶解后定量转移至 250.0mL容量瓶中。问此K2Cr2O7溶液的浓度为多少？
例2
欲配制0.1000mol/L的Na2CO3标准溶液500.0mL，问应称 取基准物质多少克？
例3
有0.1035mol/L NaOH标准溶液500mL，欲使其浓度恰好 为0.1000mol/L问需要加水多少毫升？
多元弱酸(碱)在溶液中各型体的分布系数
多元弱酸(碱)在溶液中各型体的分布系数
a. pH<pKa1时， H2A为主 b. pKa1< pH <pKa2时，HA-为主 c. pH>pKa2时， A2 -为主 d. pKa1与pKa2的值越接近，以HA-型体为主的pH范围就越窄 。
多元弱酸(碱)在溶液中各型体的分布系数
例
计算pH=5.00时，αCN(H)及lgαCN(H)。
例 计算pH=2时，EDTA的酸效应系数。10-12
EDTA在各种pH时的酸效应系数
例
在pH=6.0的溶液中，含有浓度均为0.010mol/L 的EDTA，Zn2+及Ca2+，计算，αY(Ca)及αY。 提示，此时Ca2+为共存离子。
例10
计算0.10mol/L Na2C2O4溶液的pH。 Ka1 = 5.9×10−2 ，Ka2 = 6.4×10−5
例11
计算0.05mol/L HAc和0.010mol/LHCl混合溶液的pH。
例12
计算0.30mol/L甲酸和0.20mol/L乙酸混合溶液的pH。 甲酸Ka = 1.8×10−4 ，乙酸Ka = 1.8×10−5
例13
计算0.10mol/L 邻苯二甲酸氢钾溶液的pH (Ka1 = 1.1×10−3； Ka2 = 3.9×10−6)
例14
例15
计算0.10mol/LHAc和0.20mol/LKF的混合溶液的pH。
HAc，Ka= 1.8×10−5；HF，Ka ’ = 6.6×10−4
例16
计算0.10mol/LNH4CN溶液的pH。
例
用 高 效 液 相 色 谱 法 测 定 辛 岑 颗 粒 中 黄 岑 苷 含 量 (mg/ 袋)，先测定3次，测得黄岑苷含量分别为33.5、33.7 、33.4；再测定2次，测得的数据为33.8、33.7，试分 别按3次测定和5次测定的数据来计算平均值的置信 区间(95%置信水平)。
例
例
用Karl-Fischer法与气相色谱法(GC)测定同一冰醋酸试 样中的微量水分。试用统计检验评价GC法可否用于 微量水分的含量测定。测得值如下： Karl-Fischer法：0.762%、0.746%、0.738%、 0.738% 、 0.753%、0.747% GC法：0.747%、0.738%、0.747%、0.750%、0.745% 、0.750%