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1、第二章 误差和分析数据处理1、 指出下列各种误差是系统误差还是偶然误差?如果是系统误差,请区别方法误差、仪器和试剂误差或操作误差,并给出它们的减免方法。答:砝码受腐蚀:系统误差(仪器误差);更换砝码。天平的两臂不等长:系统误差(仪器误差);校正仪器。容量瓶与移液管未经校准:系统误差(仪器误差);校正仪器。在重量分析中,试样的非被测组分被共沉淀:系统误差(方法误差);修正方法,严格沉淀条件。试剂含被测组分:系统误差(试剂误差);做空白实验。试样在称量过程中吸潮:系统误差;严格按操作规程操作;控制环境湿度。化学计量点不在指示剂的变色范围内:系统误差(方法误差);另选指示剂。读取滴定管读数时,最后一
2、位数字估计不准:偶然误差;严格按操作规程操作,增加测定次数。在分光光度法测定中,波长指示器所示波长与实际波长不符:系统误差(仪器误差);校正仪器。在HPLC测定中,待测组分峰与相邻杂质峰部分重叠系统误差(方法误差);改进分析方法11、两人测定同一标准试样,各得一组数据的偏差如下:(1)0.3-0.2-0.40.20.10.40.0-0.30.2-0.3(2)0.10.1-0.60.2-0.1-0.20.5-0.20.30.1 求两组数据的平均偏差和标准偏差; 为什么两组数据计算出的平均偏差相等,而标准偏差不等; 哪组数据的精密度高?解: 标准偏差能突出大偏差。第一组数据精密度高。13、测定碳的
3、相对原子质量所得数据:12.0080、12.0095、12.0099、12.0101、12.0102、12.0106、12.0111、12.0113、12.0118及12.0120。求算:平均值;标准偏差;平均值的标准偏差;平均值在99%置信水平的置信限。解:15、解:(本题不作要求)16、在用氯丁二烯氯化生产二氯丁二烯时,产品中总有少量的三氯丁二烯杂质存在。分析表明,杂质的平均含量为1.60%。改变反应条件进行试生产,取样测定,共取6次,测定杂质含量分别为:1.46%、1.62%、1.37%、1.71%、1.52%及1.40%。问改变反应条件后,产品中杂质百分含量与改变前相比,有明显差别吗?
4、(=0.05时)解: 查表2-2,t5,0.05=2.571,t计算 0.1238,结果偏高 (3)HCl浓度比真实浓度低,需要消耗更多的HCl,结果偏低 (4)相同质量的碳酸氢钠比碳酸钠消耗的盐酸少,导致消耗盐酸体积减小,盐酸浓度测定值偏高10、写出下列各体系的质子条件式。解:(1)NH4H2PO4:H+H3PO4=OH-+HPO42-+2PO43-(2)H2SO4(C1)+HCOOH(C2):H+=OH-+HSO4-+2SO42-+HCOO-(3)NaOH(C1)+NH3(C2):H+C1+NH4+=OH-(4)HAc(C1)+NaAc(C2):H+=OH-+Ac-C2(5)HCN(C1)
5、+NaOH(C2):H+C2=OH-+CN-11、写出H3AsO4MgBr2水溶液的电荷平衡式。解: OH-+H2AsO4-+2HAsO42-=H+ 2Mg2+=OH-+Br-12、写出c mol/L Zn2Fe(CN)6水溶液的质量平衡式。解:cZn2+=2c Zn2Fe(CN)6=2cFe(CN)64-+Fe(CN)53-+Fe(CN)42-+Fe(CN)3-+Fe(CN)2+Fe(CN)+Fe2+=c6Fe(CN)64-+5Fe(CN)53-+4Fe(CN)42-+3Fe(CN)3-+2Fe(CN)2+Fe(CN)+ CN-+HCN=6c15、欲使滴定时消耗0.1mol/LHCl溶液20
6、25mL,问应取基准试剂Na2CO3多少克?此时称量误差能否小于0.1%?解:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2CO3V=20mL时:V=25mL时:差减称量法两次称量,误差为0.2mg。称量误差不能小于0.1。16、已知1mL某HCl标准溶液中含氯化氢0.004374g/mL,试计算:该HCl溶液对NaOH的滴定度该HCl溶液对CaO的滴定度。解:HCl+NaOH=NaCl+H2O2HCl+CaO=CaCl2+H2O17、解: CaCO3 2HCl 18、二元弱酸H2A,已知pH=1.92时,H2A=HA-;pH=6.22时,HA-=A2-。计算:H2A的pKa1和pKa2HA-溶液的
7、pH。解:pKa1=1.92,pKa2=6.22第四章 酸碱滴定法1、下列各酸,哪些能用NaOH溶液直接滴定或分步滴定?哪些不能?如能直接滴定,各应采用什么指示剂?(1) 甲酸(HCOOH) Ka=1.810-4答:cKa10-8,可以直接滴定。可以采用酚酞指示剂(2) 硼酸(H3BO3) Ka1=5.410-10答:cKa110-8,不可以直接滴定。(3) 琥珀酸(H2C4H4O4) Ka1=6.910-5,Ka2=2.510-6答:cKa110-8,cKa210-8,但Ka1/Ka2105。不能分步滴定,但可以直接一次性滴定。(4) 柠檬酸(H3C6H5O7) Ka1=7.210-4,Ka
8、2=1.710-5,Ka3=4.110-7答:cKa110-8,cKa210-8,cKa310-8但Ka1/Ka2105,Ka2/Ka3105。不能分步滴定,但可以直接一次性滴定。(5) 顺丁烯二酸 Ka1=1.510-2,Ka2=8.510-7答:cKa110-8,cKa210-8,且Ka1/Ka2104。可以分步滴定。*若要求误差0.3%,则不能准确分步滴定(6) 邻苯二甲酸 Ka1=1.310-3,Ka2=3.110-6答:CKa110-8,CKa210-8,但Ka1/Ka2104。不能分步滴定,但可以直接一次性滴定。2、解:NaOH吸收CO2,将部分转化为Na2CO3。 滴定强酸,可以
9、完全反应。对结果基本无影响。滴定弱酸,NaOH能中和弱酸,Na2CO3不能中和弱酸,需要消耗更多的标准溶液,将带来正误差(分析结果偏高)。3、解:部分风化的硼砂晶体,相当于摩尔质量变小,对一定质量的基准物质,风化后需要消耗更多的HCl溶液,标定所得浓度偏低。部分吸湿的Na2CO3,相当于摩尔质量变大,对一定质量的基准物质,吸湿后需要消耗更少的HCl溶液,标定所得浓度偏高。在110烘干过的Na2CO3,分析结果准确。7、在下列何种溶剂中,醋酸、苯甲酸、盐酸及高氯酸的酸强度都相同?纯水;浓硫酸;液氨;甲基异丁酮答:液氨(碱性溶剂是酸的均化性溶剂)9、下列溶剂中何者为质子溶剂?何者为无质子溶剂?若为
10、质子溶剂,是酸性溶剂还是碱性溶剂?若为无质子溶剂,是偶极亲质子溶剂还是惰性溶剂?冰醋酸;二氧六环;乙二胺;甲基异丁酮;苯;水;乙醚;异丙醇;丙酮;丁胺答:质子溶剂:;其中,酸性溶剂:;碱性溶剂:无质子溶剂:;其中,偶极亲质子溶剂:;惰性溶剂:10、答:溶剂用甲基异丁酮,滴定剂用氢氧化四丁基胺。12、有一碱液,可能是NaOH、Na2CO3、NaHCO3或其中两者的混合物。今用盐酸滴定,以酚酞为指示剂时消耗HCl的体积为V1,加入甲基橙,继续用盐酸滴定又消耗HCl的体积为V2。当出现下列情况时,溶液各由哪些物质组成?V1V20;V2V10;V1=V2;V1=0,V20;V10,V2=0答:NaOH
11、+Na2CO3; Na2CO3+NaHCO3;Na2CO3; NaHCO3; NaOH。13、解:0.10mol/L NaH2PO4 两性物质溶液,用最简公式计算 注:此时公式中的Ka1和Ka2对应于磷酸的第一和第二步离解。0.10mol/L Na2HPO4 两性物质溶液,用最简公式计算注:此时公式中的Ka1和Ka2对应于磷酸的第二和第三步离解。0.05mol/L HAc和0.05mol/L NaAc混合溶液缓冲溶液,用缓冲溶液公式计算0.1mol/L NaAc溶液 碱性溶液,按一元弱碱公式计算0.10mol/L 邻苯二甲酸氢钾 两性物质溶液,用最简公式计算0.20mol/L H3PO4 三元
12、酸,按一元弱酸计算第一步离解0.10mol/L NH4CN,两性物质溶液,用最简公式计算0.10mol/L H3BO3,一元弱酸溶液,用最简公式计算0.05mol/L NH4NO3,一元弱酸溶液,用最简公式计算15、解:(1) 16、用NaOH(0.20mol/L)滴定一氯乙酸(0.20mol/L)至甲基橙变黄(pH=4.4)时,还有百分之几的一氯乙酸未被滴定?解:一氯乙酸的Ka=1.310-3,pH=4.4时, 即有2.76%的一氯乙酸未被滴定。17、计算用NaOH(0.10mol/L)滴定HCOOH(0.10mol/L)到化学计量点时溶液的pH,并说明应选择何种指示剂?解:计量点时溶液组成为0.05mol/L的HCOONa溶液。pHsp=14pOH=8.22,可选酚酞为指示剂。18、解:计算终点误差 cep =0.100020.70/(25.00+20.70)=0.0453(mol/L) 计量点的pH 计量点时,完全生成苯