分析化学第六版课后答案_

1第二章：误差及分析数据的统计处理思考题１．正确理解准确度和精密度，误差和偏差的概念。答：准确度是测定平均值与真值接近的程度，常用误差大小来表示，误差越小，准确度越高。精密度是指在确定条件下，将测试方法实施多次，所得结果之间的一致程度。精密度的大小常用偏差来表示。误差是指测定值与真值之差，其大小可用绝对误差和相对误差来表示。偏差是指个别测定结果与几次测定结果的平均值之间的差别，其大小可用绝对偏差和相对偏差表示，也可以用标准偏差表示。２．下列情况分别引起什么误差？如果是系统误差，应如何消除？（1）砝码被腐蚀；（2）天平两臂不等长；（3）容量瓶和吸管不配套；（4）重量分析中杂质被共沉淀；（5）天平称量时最后一位读数估计不准；（6）以含量为99%的邻苯二甲酸氢钾作基准物标定碱溶液。答：（1）引起系统误差，校正砝码；（2）引起系统误差，校正仪器；（3）引起系统误差，校正仪器；（4）引起系统误差，做对照试验；（5）引起偶然误差；（6）引起系统误差，做对照试验或提纯试剂。６.甲、乙两人同时分析一矿物中的含硫量。每次取样3.5g，分析结果分别报告为甲：0.042%，0.041%乙：0.04199%，0.04201%.哪一份报告是合理的？为什么？答：甲的报告是合理的。因为取样时称量结果为2位有效数字，结果最多保留2位有效数字。甲的分析结果是2位有效数字，正确地反映了测量的精确程度；乙的分析结果保留了4位有效数字，人为地夸大了测量的精确程度，不合理。第二章习题１．已知分析天平能称准至±0.1mg，要使试样的称量误差不大于0.1%，则至少要称取试样多少克？解：设至少称取试样m克，由称量所引起的最大误差为0.2mg，则%100102.03m≤0.1%m≥0.2g答：至少要称取试样0.2g。３．某矿石中钨的质量分数（%）测定结果为：20.39，20.41，20.43。计算标准偏差s及置信度为95%2时的置信区间。解：x=343.2041.2039.20%=20.41%s=13)02.0()02.0(22%=0.02%查表知，置信度为95%，n=3时，t=4.303∴μ=(302.0303.441.20)%=(20.410.05)%５．用Q检验法，判断下列数据中，有无舍去？置信度选为90%。（1）24.26，24.50，24.73，24.63；（2）6.400，6.416，6.222，6.408；（3）31.50，31.68，31.54，31.82．解：（1）将数据按升序排列：24.26，24.50，24.63，24.73可疑值为24.26Q计算=112xxxxn=26.2473.2426.2450.24=0.51查表得：n=4时，Q0.90=0.76Q计算＜Q0.90表故24.26应予保留。（2）将数据按升序排列：6.222，6.400，6.408，6.416可疑值为6.222Q计算=112xxxxn=222.6416.6222.6400.6=0.92Q计算＞Q0.90表故6.222应舍去（3）将数据按升序排列：31.50，31.54，31.68，31.82可疑值为31.82Q计算=11xxxxnnn=50.3182.3168.3182.31=0.44Q计算＜Q0.90表故31.82应予保留。７．有一标样，其标准值为0.123%，今用一新方法测定，得四次数据如下（%）：0.112，0.118，0.115和0.119，判断新方法是否存在系统误差。（置信度选95%）解：使用计算器的统计功能求得：x=0.116%s=0.0032%t=nsx=40032.0123.0116.0=4.38查表2-2得，t(0.95,n=4)=3.18t计算＞t表说明新方法存在系统误差，结果偏低。10.下列数据中包含几位有效数字（1）0.0251（2）0.2180（3）1.8×10-5（4）pH=2.50答：(1)3位(2)4位(3)2位(4)2位第三章滴定分析思考题2．能用于滴定分析的化学反应必须符合哪些条件？3答：化学反应很多，但是适用于滴定分析法的化学反应必须具备下列条件：（１）反应定量地完成，即反应按一定的反应式进行，无副反应发生，而且进行完全（99.9％），这是定量计算的基础。（２）反应速率要快。对于速率慢的反应，应采取适当措施提高其反应速率。（３）能用较简便的方法确定滴定终点。凡是能满足上述要求的反应，都可以用于直接滴定法中，即用标准溶液直接滴定被测物质。3．什么是化学计量点？什么是终点?答：滴加的标准溶液与待测组分恰好反应完全的这一点，称为化学计量点。在待测溶液中加入指示剂，当指示剂变色时停止滴定，这一点称为滴定终点。4．下列物质中哪些可以用直接法配制标准溶液？哪些只能用间接法配制？H2SO4,KOH,KMnO4,K2Cr2O7,KIO3,Na2S2O3·5H2O答：K2Cr2O7,KIO3可以用直接法配制标准溶液，其余只能用间接法配制。5．表示标准溶液浓度的方法有几种？各有何优缺点？答：常用的表示标准溶液浓度的方法有物质的量浓度和滴定度两种。（1）物质的量浓度（简称浓度）是指单位体积溶液所含溶质的物质的量,即C=Vn.在使用浓度时，必须指明基本单元。(2)滴定度是指与每毫升标准溶液相当的被测组分的质量，用Ｔ被测物／滴定剂表示.特别适用于对大批试样测定其中同一组分的含量。有时滴定度也可以用每毫升标准溶液中所含溶质的质量来表示，如2IT=0.01468g/mL．这种表示方法应用不广泛。6．基准物条件之一是要具有较大的摩尔质量，对这个条件如何理解？答：作为基准物，除了必须满足以直接法配制标准溶液的物质应具备的三个条件外，最好还应具备较大的摩尔质量，这主要是为了降低称量误差，提高分析结果的准确度。7．若将H2C2O4·2H2O基准物长期放在硅胶的干燥器中，当用它标定NaOH溶液的浓度时，结果是偏低还是偏高？答：偏低。因为H2C2O4·2H2O失去了部分结晶水，用它作基准物时，消耗NaOH溶液的体积偏大，导致测定结果CNaOH偏低。8．什么叫滴定度？滴定度与物质的量浓度如何换算？试举例说明。答：滴定度是指与每毫升标准溶液相当的被测组分的质量，用T被测物/滴定剂表示，如TFe/KMnO4=0.005682g/mL,即表示1mLKMnO4溶液相当于0.005682克铁。滴定度与物质的量浓度之间的换算关系为：TA/B=baCBMA10-3例如用NaOH滴定H2C2O4的反应为H2C2O4+2NaOH=Na2C2O4+2H2O则滴定度为：NaOHOCHT/422=42221OCHNaOHMC10-3.4第三章习题4.欲配制0.2500mol·L-1HCl溶液，现有0.2120mol·L-1HCl溶液1000mL,应加入1.121mol·L-1HCl溶液多少毫升？解：设应加入1.121mol·L-1HCl溶液xmL,则0.2500(1000+x)=0.2120×1000+1.121x(1.121-0.2500)x=(0.2500-0.2120)×1000x=43.63mL6.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%，余为不与碱作用的杂质，今用酸碱滴定法测定其含量。若采用浓度为1.000mol·L-1的NaOH标准溶液滴定之，欲控制滴定时碱溶液体积在25mL左右，则：（1）需称取上述试样多少克？（2）以浓度为0.0100mol·L-1的碱溶液代替1.000mol·L-1的碱溶液滴定，重复上述计算。（3）通过上述（1）（2）计算结果，说明为什么在滴定分析中常采用的滴定剂浓度为0.1～0.2mol·L-1。解：滴定反应为KHC8H4O4+NaOH=NaKC8H4O4+H2O448OHKHCNaOHnn则448448OHKHCNaOHNaOHOHKHCMVCmm试样=%90448OHKHCm=%90448OHKHCNaOHNaOHMVC（1）当CNaOH=1.000mol·L-1时m试样=%902.2041025000.13≈5.7g（2）当CNaOH=0.0100mol·L-1时m试样=%902.20410250100.03≈0.057g（3）上述计算结果说明，在滴定分析中，如果滴定剂浓度过高（如1mol·L-1），消耗试样量较多，浪费药品。如果滴定剂浓度过低（如0.01mol·L-1），则称样量较小，会使相对误差增大。所以通常采用的滴定剂浓度为0.1～0.2mol·L-1.11.滴定0.1560g草酸的试样，用去0.1011mol·L-1NaOH22.60mL.求草酸试样中H2C2O4·2H2O的质量分数。解：滴定反应为H2C2O4+2NaOH=Na2C2O4+2H2ONaOHOCHnn21422OHOCw24222H=sOHOCHmm22422=sOHOCHNaOHNaOHmMVC22422215=1560.0207.1261060.221011.03=92.32%12.分析不纯CaCO3（其中不含干扰物质）时，称取试样0.3000g，加入浓度为0.2500mol·L-1的HCl标准溶液25.00mL。煮沸除去CO2，用浓度为0.2012mol·L-1的NaOH溶液返滴过量酸，消耗了5.84mL。计算试样中CaCO3的质量分数。解：主要反应为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2HClCaCOnn213HCl+NaOH=NaCl+H2ONaOHHClnn与CaCO3作用的HCl的物质的量应为加入的HCl的总的物质的量减去与NaOH作用的HCl的物质的量，则有)(21213NaOHNaOHHClHClHClCaCOVCVCnnW=sCaCOmm3=sCaCONaOHNaOHHClHClmMVCVC321)(3000.0209.10010)84.52012.000.252500.0(3＝0.8466＝84.66%1第四章思考题思考题4—11．写出下列酸的共轭碱：H2PO4-，NH4+，HPO42-，HCO3-，H2O，苯酚。答：HPO42-,NH3,PO43-,CO32-,OH-,C6H5O-2．写出下列碱的共轭酸：H2PO4-，HC2O4-，HPO42-，HCO3-，H2O，C2H5OH。答：H3PO4，H2C2O4，H2PO4-，H2CO3，H3O+，C2H5OH2+4．从下列物质中，找出共轭酸碱对：HOAc，NH4+，F-，(CH2)6N4H+，H2PO4-，CN-,OAc-，HCO3-，H3PO4，(CH2)6N4，NH3，HCN，HF，CO3-答：HOAc－OAc-，NH4+－NH3，F-－HF，(CH2)6N4H+－(CH2)6N4，H2PO4-－H3PO4，CN-－HCN,，HCO3-－CO3-6．写出下列物质在水溶液中的质子条件：(1)NH3·H2O;(2)NaHCO3；(3)Na2CO3。答：NH3·H2O〔H+〕+〔NH4+〕=〔OH-〕NaHCO3〔H+〕+〔H2CO3〕=〔CO3-〕+〔OH-〕Na2CO3〔HCO3-〕+〔H+〕+2[H2CO3]=〔OH-〕7.写出下列物质在水溶液中的质子条件：(1)NH4HCO3；(2)(NH4)2HPO4；(3)NH4H2PO4。答：NH4HCO3[H+]+[H2CO3]=[NH3]+[CO32-]+[OH-](NH4)2HPO4[H+]+[H2PO4-]+2[H3PO4]=[NH3]+[PO43-]+[OH-]NH4H2PO4[H+]+[H3PO4]=[NH3]+2[PO43-]+[OH-]+[HPO42-]7．欲配制pH为3左右的缓冲溶液，应选下列何种酸及其共轭碱(括号内为pKa)：HOAc(4.74)，甲酸6(3.74)，一氯乙酸(2.86)，二氯乙酸(1.30)，苯酚(9.95)。答：由pH≈pKa可知，应选C2HClCOOH－C2HClCOO-配制pH为3左右的缓冲溶液。思考题4－21.可以采用哪些方法确定酸碱滴定的终点?试简要地进行比较。答：可