哈工大2004年春季学期水分析化学试题(A)参考答案

哈工大2004年春季学期水分析化学试题（A）参考答案一、回答下列基本概念（2×5=10分）1.物质的量浓度：单位溶液中所含溶质的物质的量，其单位为mol/L或mmol/L，用符号C表示。2.拉平效应：不同强度的酸被溶剂拉平到溶剂化质子水平的效应称为溶剂的拉平效应。3.EDTA的酸效应：由于H的存在，使络合剂参加主反应能力下降的现象叫EDTA的酸效应。4.参比电极：电极电位为已知的在测定过程中恒定不变的电极。5.色谱峰高：色谱峰顶到基线的垂直距离。二、讨论下面命题（4×5=20分）1.答：⑴金属指示剂In本身的颜色与显色络合物MIn颜色应显著不同。如钙指示剂NN为蓝色，而CaNN为红色，这样滴定终点时有敏锐的颜色变化，即由CaNN的红色变为游离指示剂NN的蓝色。⑵金属指示剂In与金属离子M形成的显色络合物MIn的稳定性要适当。指示剂与金属离子络合物即显色络合物MIn的稳定性必须小于EDTA与金属离子络合物MY的稳定性。要求：MYMInKK至少相差两个数量级，但必须适当。如显色络合物稳定性太低，则在计量点之前指示剂就开始游离出来，提前出现终点，使变色不敏锐而引入误差；如果稳定性太高，则使滴定终点拖后或者得不到终点。2.答：⑴催化作用：高锰酸盐指数测定过程中起催化作用的为Mn2+，而化学需氧量测定过程中起催化作用的为Ag2SO4；⑵掩蔽作用：高锰酸盐指数测定过程中为防止Cl的干扰，可加Ag2SO4生成AgCl沉淀，除去后再进行测定；而化学需氧量测定过程中为防止Cl的干扰，可加入HgSO4，使Hg2+与Cl生成可溶性络合物，可消除干扰；相同之处是高锰酸盐指数和化学需氧量的过程中都用到了Ag2SO4，不同的是在高锰酸盐指数测定过程中，Ag2SO4的作用是与Cl生成沉淀去除Cl的干扰，而在化学需氧量的测定过程中，Ag2SO4是作为催化剂，加快反应速度。3.答：吸收光谱曲线：以不同波长的光依次射入被测溶液，并测出不同波长时溶液的透光率或吸光度，然后以波长为横坐标，以透光率或者吸光度为纵坐标作图，所得的曲线为吸收光谱曲线。吸收光谱曲线上有起伏的峰谷时，可作为定性的依据；测定物质的吸收光谱曲线，可以找出最大吸收峰对应的波长λmax，通常选用λmax作为测定水样中某组分的工作波长。标准曲线：以吸光度A为纵坐标，以浓度C为横坐标作图，便得到一条通过原点的直线，这条直线成为标准曲线。标准曲线可用来定量，据郎伯-比尔定律CLA，在与绘制标准曲线相同的条件下，测定水样中被测组分的吸光度值，便可由标准曲线上查出对应的组分的含量来。4.答：⑴标准曲线法：绘制标准曲线，然后在同样条件下进相同体积的被分析水样，同样测出峰高或者峰面积，在标准曲线上查出水样中被测组分的浓度或含量。⑵归一化法：若水样中有几个组分，进样量为w，则i组分的百分含量Pi按下式计算：%100%1002211nniiiifAfAfAfAwmP⑶内标法：选择一内标物质，以Ai/As比值为纵坐标，以标准溶液含量或浓度为横坐标绘制内标准曲线。然后以相同浓度的同一内标物质加入被测样品溶液中，测出A样/As的比值，并在内标准曲线上查出样品溶液中被测组分的含量或浓度。三、填空（1×15=15分）1.光源原子化器单色器检测系统2.络合物的条件稳定常熟被滴定金属离子的浓度3.电子捕获检测器火焰光度检测器4.紫外光区可见光区5.碘量法KII2淀粉Na2S2O3四、实验设计题（5×3=15分）1.答：由于滴定终点时，AgNO3的实际用量比理论用量稍多点，因此需要以蒸馏水作空白扣除；加入CaCO3可起到陪衬的作用，更容易识别淡桔红色的滴定终点。2.答：采用反络合滴定法：⑴准确称取铝盐混凝剂m样，并使其溶解；⑵在溶解的样品中加入过量的浓度为CEDTA的EDTA标准溶液VEDTA，调节pH=3.5，加热煮沸；⑶冷却后，调节pH=5-6，以二甲酚橙XO为指示剂，用浓度为2ZnC的Zn2+标准溶液返滴定过量的EDTA，颜色由红色变为黄色即为终点，消耗的体积为2ZnV；⑷计算：322232)(OAlZnZnEADTAEDTAOAlMVCVCm%100%3232样mmOAlOAl3.答：⑴按照仪器说明书规定的使用要求安装、操作仪器。⑵使用维护玻璃电极的注意事项:①玻璃电极初次使用或久放后重新使用时，应在蒸馏水或0.1mol/L的盐酸中浸泡24ｈ以上。②玻璃电极不宜在较强的酸性、碱性溶液中长时间测量，不宜在高温下使用，否则会使电极老化，缩短使用寿命。也不宜同无水乙醇等脱水介质接触，以免其表面失水影响其性能。③使用前检查电极的玻璃薄膜有无裂痕、气泡或斑点，辅助电极应浸入内液而无气泡隔断，安装时应使其下端略高于参比电极。④测量粘度较大的溶液时，应尽量缩短测量时间，以免污染电极，使用后应立即仔细清洗电极。⑶使用维护甘汞电极的注意事项:①应经常向电极内添加饱和氯化钾溶液，但切勿添加过量的氯化钾晶体，以免堵塞盐桥。添加的氯化钾应是分析纯的，使用前应拔去其加液口的橡胶塞子，使液接界电位保持稳定。②如甘汞电极内氯化钾溶液出现混浊和发黄现象，应停止使用并更换同型号电极。③使用时应使电极内的氯化钾液面高于被测溶液液面1cm以上，防止被测溶液回扩散到电极内，污染电极。④如被测溶液中含有能与氯离子生成沉淀物的，应在甘汞电极的盐桥和被测溶液之间加第二盐桥，如采用硝酸钠、硝酸铵等其他电解质过渡盐桥与被测试液相接触。⑷注意pH计上的温度补偿器的温度值，是指被测溶液的温度而不是指室内温度。⑸要注意防止被测溶液受外界因素的影响，特别是碱性被测溶液易受空气中二氧化碳的影响，使碱性值下降。⑹配制标准溶液和被测溶液的蒸馏水纯度应符合要求。五、计算题（10×4=40分）1.解：P=13.00mLM=20.00mLPM∴水样中有CO32-碱度和HCO3-碱度CO32-碱度（CO32-，mg/L）=1000100302PCHCl=780.0mg/LHCO3-碱度（HCO3-，mg/L）=100010061)(PMCHCl=427.0mg/L2.解：总硬度（mmol/L）=10040.250.10水VVCEDTAEDTA=2.54mmol/LCa2+(mg/L)=10008.4025.140.10水VMVCCaEDTAEDTA=57.11mg/LMg2+(mg/L)=30.2410025.140.1040.250.10=27.09mg/L3.解：由郎伯-比尔定律CLA得：LCA样样LCA标标250.3400.0380.0标标样样CAAC=0.114mg/L水样中氰化物的含量为：2001001025114.0=0.1425mg/L4.解：设移取的25mL试样中含有xmmol甲酸反应式：HCOOH+2MnO4-+4OH-CO32-+2MnO42-+3H2O反应完全后：x0.02434×25.00-2x2x由反应转移的电子数相等可列下面方程：（0.02434×25.00-2x）×5+4×2x=20.13×0.1205解得：x=0.3084mmol∴甲酸试样中甲酸的质量分数为：%10010005406.004.46250253084.0=26.27%3.2Cu2++4I-=2CuI+I22Cu/Cu0.16V;EI/I20.54VE从电极电势的数据看，不能反应，但实际上反应很完全。原因：反应生成了难溶物CuI，使[Cu+]变小，0E升高，改变了反应的方向。Ksp（CuI）=[Cu+][I-]=1.110-12（按条件电极电势判断，则是正确的）Sp[CuI]OO/CuCuK]][I[Cu.E][Cu][Cu.EE/CuCu/CuCu22lg0590lg0590222若控制[Cu2+]=[I-]=1.0mol·L-1则:2Cu/Cu0.88VE0.88V0.54V碘量法测Cu的依据用高沸点有机化合物涂渍在载体上作固定相，利用组分在两相的分配系数不同来分离试样，用于分离450℃以下有1.5Kpa~10Kpa蒸气压、热稳定性能好的有机化合物ROORROCCnnlg059.0lg059.0