发布时间 : 星期五 文章无机及分析化学第9章 习题解答更新完毕开始阅读b7a2f4385727a5e9856a61f3
第九章 化学分析法 习题解答
习题9-1
1. 能用于滴定分析的化学反应必须具备哪些条件？ 解 ①反应要定量完成，没有副反应伴生。
②反应速率要快，或有简便的方法加速反应。 ③有可靠、简便的方法指示滴定终点。
2. 基准物应具备哪些条件？基准物的称量范围如何估算？ 解 基准物质必须具备以下条件：
①试剂的纯度足够高，含量在99.9％以上，一般使用基准试剂或优级纯试剂。 ②物质组成与化学式完全相符，若含有结晶水，其结晶水含量应与化学式相符。 ③性质稳定，不易和空气中的O2或CO2等作用，不易发生风化和潮解。 ④最好具有较大的相对分子量，可减小称量误差。
其称量范围是要计算使标准溶液消耗体积控制在20~30mL之间所需基准物的质量。 3. 下列物质中那些可以用直接法配制标准溶液？那些只能用间接法配制?
H2SO4, KOH, KMnO4, K2Cr2O7, KIO3, Na2S2O3?5H2O
解 物质 配制法 H2SO4 间接法 KOH 间接法 KMnO4 间接法 K2Cr2O7 直接法 KIO3 直接法 Na2S2O3?5H2O 间接法 4. 什么是滴定度？滴定度与物质的量浓度如何换算？
解 滴定度(T)指每毫升标准溶液所相当的待测物的质量，以符号T待测物/滴定剂表示，单位为g?mL?1。 若aA~bB，则两种浓度之间的换算关系为：TA/B?acBMA?10?3。 b5. 什么是“等物质的量的规则”，运用时基本单元如何选取？
解 当待测组分A与滴定剂B的基本单元选取适当时，两组分所相当的物质的量相等，此规则称为等物质的量的规则。
11若aA~bB，A与B之间等物质的量的关系为：n(A)=n(B)。
ba其一般的选择原则如下：酸碱滴定中，基本单元的选取以一个质子转移为基准；配位滴定中，以与EDTA等物质的量反应为基准；氧化还原滴定中，以一个电子的转移为基准。
6. 已知浓硝酸的相对密度为1.42，含HNO3约为70%，求其物质的量浓度。如欲配制1.0L、0.25mol?L?1HNO3溶液，应取这种浓硝酸多少毫升？
解 (1)c(HNO3)?1000?1.42?70/100?16(mol?L?1)
63.010.25?1.0?103 (2)V(HNO3)??16(mL)
167. 已知密度为1.05g?mL?1的冰醋酸(含HAc99.6%)，求其物质的量浓度。如欲配制0.10mol?L?1HAc溶液500mL，，应取冰醋酸多少毫升？
解 c?1000?1.05?0.9960.1?0500?17.4mol?L?1 V??2.9m L60.0417.48. 用同一KMnO4标准溶液分别滴定体积相等的FeSO4和H2C2O4溶液，消耗的KMnO4标准溶液体积相等，试问FeSO4和H2C2O4两种溶液浓度的比例关系为多少？
203
解 c(FeSO4) =c(
1H2C2O4)=2c(H2C2O4)。 29. 假如有一邻苯二甲酸氢钾试样，其中邻苯二甲酸氢钾含量约为90%，其余为不与酸反应的惰性杂质，现用浓度为1.000mol?L?1的NaOH标准溶液滴定，欲使滴定时碱液消耗体积在25mL左右，则
(1)需称取上述试样多少克？
(2)若以0.01000mol?L?1的NaOH标准溶液滴定，情况又如何？
(3)通过(1)(2)计算结果说明为什么在滴定分析中滴定剂的浓度常采用0.1~0.2mol?L?1？ 解 (1)1.000?25?10?3?m?90/100 m?5.7g
204.20m?90/100 m?0.057g
204.20(2) 0.01000?25?10?3? (3)当滴定剂的浓度过大时，需称取样品量过大，而当滴定剂的浓度过小时，需称取样品量过小，称量误差又较大，所以当c?NaOH??0.1~0.2mol?L-1时， m?0.57g~1.1g，样品的称取量适中，称量误差也符合要求。
10. 欲配制250mL下列溶液，它们对于HNO2的滴定度均为4.00mg(HNO2)?mL?1，问各需称取多少克？(1)KOH；(2)KMnO4。
解 5HNO2~2KMnO4 HNO2~KOH mB?bTA/B?VB?MB aMAmKOH?4.00?10?324.00?10?3?250?56.11?1.19g；mKMnO4???250?158.04?1.34g
47.01547.01习题9-2
1. 酸碱指示剂的选择原则是什么？
解 应使指示剂的变色范围处于或部分处于滴定突跃范围内，或者说，凡变色点处于滴定突跃范围内的指示剂均可选用。为了减小滴定误差，应使指示剂的变色点尽量与之靠近。
2. 某一NaOH溶液吸收了少量的CO2，分别以甲基橙和酚酞为指示剂测定强酸时，对测定结果的准确度有何影响？若用其来测定某弱酸，情况又如何？
2HCl解 2NaOH+CO2?Na2CO3，以甲基橙为指示剂时，Na2CO3????H2CO3，吸收CO2后NaOH接甲基橙HCl受H+的能力不变，对测定结果基本无影响；以酚酞为指示剂时，Na2CO3????NaHCO3，部分NaOH酚吸收CO2后接受H+能力变弱，NaOH消耗体积偏大，标定的HCl浓度偏高。若用来滴定弱酸，只能用酚酞为指示剂，所以测得的弱酸的含量将偏高。
3. 用下列基准物标定HCl溶液的浓度，标定结果准确度如何？ (1)在110℃烘过的Na2CO3；
(2)在相对湿度为30%的容器内保存的硼砂。
解 (1)因Na2CO3容易吸收空气中的H2O和CO2生成NaHCO3，Na2CO3基准物需在270℃烘干，才能除去含有的少量的NaHCO3。同样质量的NaHCO3和Na2CO3，接受H+能力NaHCO3 (2)保存在相对湿度为30%的硼砂容易失结晶水，称取一定质量的硼砂含Na2B4O7的物质的量将偏 高，HCl消耗的体积将偏大，标定HCl的浓度将偏低。 4. 用下列基准物标定NaOH溶液的浓度，标定结果准确度如何？ (1)部分风化的H2C2O4·2H2O； 204 (2)含有少量中性杂质的H2C2O4·2H2O。 解 (1)标定NaOH溶液时，若使用部分风化的H2C2O4?2H2O，称取一定质量的H2C2O4?2H2O中实际含H2C2O4的物质的量偏高，消耗的NaOH体积偏大，故标定的NaOH浓度将偏低。 (2)标定NaOH溶液时，若使用含有少量中性杂质的H2C2O4?2H2O，称取一定质量的H2C2O4?2H2O中实际含H2C2O4的物质的量偏低，消耗的NaOH体积偏小，故标定的NaOH浓度将偏高。 5. 试确定下述浓度均为0.1mol?L?1的物质，能否直接滴定？如果能，选用何种指示剂？ (1)HCOOH (2)NH2OH (3)NH4Cl (4)NaAc (5)硼砂 解 此类题目的解题思路为：判断酸碱性?是否满足直接滴定的条件?能者计算pHsp?选择指示剂 ?(1)HCOOH：cKa?0.1?10?3.74?10?8，能直接用碱标准液准确滴定。 计量点时产物为HCOO?： ?[OH?]?cKb?0.05?1.0?10?14/(1.8?10?4)?1.7?10?6(mol?L?1)pOHsp=5.77pHsp=14.00-5.77=8.23，所以选择苯酚红指示剂。 ??0.1?10?8.04?10?8，不能直接用酸标准液准确滴定。 (2)NH2OH：cKb??0.1?10?(14.00?4.74)?10?8，不能直接用碱标准液准确滴定。 (3)NH4Cl：cKa??0.1?10?(14.00?4.74)?10?8，不能直接用酸标准液准确滴定。 (4)NaAc：cKb???(5)硼砂 Na2B4O7+5H2O???2NaH2BO3+2H3BO3 ?cKb?0.1?10?(14.00?9.24)?10?8，能直接用酸标准液准确滴定。 计量点时产物H3BO3：[H?]?0.1?10?9.24?10?5.12，pHsp?5.12，选甲基红。 6. 试确定浓度均为0.1mol?L?1下列多元酸或混合酸水溶液能否准确分步滴定或分别滴定？ (1)H2S (2)柠檬酸 (3)氯乙酸+乙酸 (4)H2SO4+H3BO3 ???Ka2解 (1)H2S：∵cKa1>10?9，Ka1>>104 ∴第一计量点附近有突跃，第一级H+能准确分步滴定。 ??10?8，∴∵cKa2第二计量点附近没有突跃，第二级H+不能准确滴定。 ??????10?8 Ka2Ka3(2)柠檬酸：∵Ka1<104，Ka2<104，cKa3∴仅在第三计量点附近产生一个pH突跃，即三级H+同时被准确滴定。 (3)氯乙酸+乙酸：∵ ?(cKa)氯乙酸(cKa)乙酸???104，(cKa)乙酸?10?8 ∴不能分别滴定，两种酸同时被准确滴定。 (4)H2SO4+H3BO3： ∵ ?(cKa2)H2SO4(cKa)H3BO3????104，(cKa2)H2SO4?10?8，∴能分别滴定混合酸中的H2SO4。 ?∵(cKaH3BO3不能直接准确滴定。 )H3BO3?10?8，∴ 7. 0.1mol·L1H3A能否用0.1mol·L1NaOH溶液直接滴定，如能直接滴定，有几个突跃？并求出计量点 － － ???的pH，应选择什么指示剂(已知pKa1＝2.0，pKa2＝6.0，pKa3＝12.0)？ ?84???解 ∵cKa第一计量点附近有突跃，能准确分步用NaOH滴定。 1>10，Ka1Ka2=10∴ 第一计量点时产物NaH2A： ???4.0（4.1）为指示剂。 [H+]?Ka,pHsp1?4.0，选（甲基橙+靛蓝）1Ka1?10 205 ?84JJ?∵cKa第二计量点附近有突跃，能准确分步用NaOH滴定。 210，Ka2Ka3>10∴ 第二计量点时产物Na2HA： ???9.0（9.0）指示剂。 [H?]?Ka,pHsp2?9.0，选为（百里酚蓝+酚酞）2Ka3?10?8?∵cKa第三计量点附近无突跃，不能用NaOH滴定至Na3A。 3?10，∴ 8. 有四种未知物，它们可能是NaOH, Na2CO3, NaHCO3或它们的混合物，如何把它们区别开来，并分别测定它们的质量分数？说明理由。 解 (1)测定方法 准确移取一定体积的试液，先以酚酞为指示剂，用HCl标准溶液滴定至红色恰好消失，这是第一 终点，此时所用HCl体积为V酚(mL)。然后用甲基橙为指示剂，继续以HCl溶液滴定至由黄色刚刚变为橙色，这是第二终点，用去HCl溶液的体积为V甲(mL)。 (2)组成的判断 关系 组成 V酚>V甲 V酚=V甲 Na2CO3 V酚 w(NaOH)?c(HCl)(V酚?V甲）?10?3M(NaOH)msc(HCl)V甲?10?3M(Na2CO3)ms?100% w(Na2CO3)??100%9. 如何配制不含Na2CO3的NaOH标准溶液？ 解 常用的方法有三种：①浓碱法 先配制NaOH的饱和溶液(约50%)的浓溶液。此时Na2CO3溶解度很小，待Na2CO3沉降后，吸取上层澄清液，再用煮沸除去CO2的去离子水稀释至所需浓度。 ②漂洗法 由于NaOH固体一般只在其表面形成一薄层Na2CO3，因此亦可称取较多的NaOH固体于烧杯中，用少许蒸馏水洗涤，以洗去表面的Na2CO3，洗涤2~3次，倾去洗涤液，留下固体NaOH，配成所需浓度的碱溶液。为了配制不含的碱溶液，所用蒸馏水应不含CO2。 ③沉淀法 在NaOH溶液中加少量Ba(OH)2或BaCl2，则沉淀为BaCO3，沉淀后取上层清液稀释之。 NaOH溶液能侵蚀玻璃，因此最好贮存在塑料瓶中。贮存NaOH标准溶液应避免与空气接触，以免吸收CO2。 ?10. 用0.5000mol?L?1HCl溶液滴定20.00mL0.5000mol?L?1一元弱碱B(pKb=6.00)，计算化学计量点 时的pH为多少？化学计量点附近的滴定突跃为多少？应选择何种指示剂指示滴定终点？ 解 滴定反应为：H??B?=HB (1)计量点时(0.2500mol?L?1HB) [H+]?0.2500?10?(14.00?6.00)?5.0?10?5(mol?L?1)，pHsp=4.30 (2)计量点前加入19.98mLHCl(HB-B) ?[H+]?Kan(HB)19.98?0.5000?10?8.00??1.0?10?5(mol?L?1)，pH=5.00 n(B)0.02?0.5000(3)计量点后加入20.02mLHCl(HB-HCl) [H?]?c(HCl)?0.02?0.5000?2.5?10?4(mol?L?1)，pH=3.60 40.02 206