水分析化学习题课(考研用)

往届水分析化学期末考试试卷分析习题解析提纲习题内容(1)对期末考试的考题形势有所了解(1)对相关知识进行复习总结(2)对部分习题进行点评讲解每一章的典型习题及部分作业题题型基本概念（2×5=10）讨论题（4×5=20分）填空（1×15=15分）实验设计题（5×3=15分）计算题（10×4=40分）水分析化学期末考试题1、计算题讨论题实验设计题所占的分值比较多2、基本概念等细节问题不能忽视第二章基本概念1.滴定度1ml标准溶液相当于被测组分的质量(用Ts/x表示,S-标准溶液,X-待测溶液)。2.区分效应指溶剂能区分酸碱强度的效应。3.原子化器是原子吸收分光光度计的心脏部分，它使水样中被测组分的各种型体，在高温分解作用下变成基态原子。4.指示电极电极电位随溶液中被测离子的活度或者浓度的变化而改变的电极。5.色谱峰宽指从色谱峰两侧拐点作切线，两切线与基线相交部分的宽度。基本概念eg:HAc为溶剂，HClO4比HNO3酸性强关于概念题：注意单位的给出。eg:TOCmgC/LCOD,TODmgO2/L参比电极？由指示电极、参比电极和待测溶液构成原电池，pH值的测定1.以钙指示剂NN为例，说明金属指示剂的作用原理。金属指示剂是一些有机络合剂，可与金属离子形成有色络合物，其颜色与游离金属指示剂本身的颜色不同，因此，可以指示被滴定金属离子在计量点附近PM值的变化。用EDTA溶液滴定水中的Ca2+，加入钙指示剂NN，则Ca2+与NN生成红色络合物。同时，用EDTA溶液滴定水中的Ca2+生成络合物为无色。当达到计量点时，由于，所以再滴入稍过量的EDTA便置换中的Ca2+，而又释放出游离的NN，溶液由红色变为蓝色，(与NN络合的Ca2+全被释放)指示终点到达。其主要反应如下：计量点之前：（蓝色）（红色）计量点时：与EDTA络合完全（蓝色）讨论题CaNNNNCa2CaYYCa2封闭现象：加入过量的EDTA也不能将MIn中的In置换出来的现象。僵化现象：由于生成的显色络合物为胶体或沉淀，使终点延长或拖后的现象。稳定值（显色络合物）比高2个数量级以上络黑T03年研究生入学考题中出现定义：利用溶度积KSP大小不同进行先后沉淀的作用，称为分步沉淀。意义：凡是先达到溶度积KSP的先沉淀；后达到溶度积的后沉淀。分步沉淀可以解决多种被沉淀离子共存下，假如沉淀剂时沉淀反应进行的次序问题。举例：如莫尔法测定水中Cl-时，由于的AgCl溶解度小于的Ag2CrO4溶解度，根据分步沉淀原理，AgCl先析出沉淀，到达化学计量点后，稍过量Ag+的与CrO42-生成Ag2CrO4砖红色沉淀，指示滴定终点到达。2.什么是分步沉淀，对水质分析有何意义？举例说明之。讨论题一道相关的习题：能否用分步沉淀法连续测定水中的及可用于水中离子的连续测定，如水中可分开但不可以分开根据题中给出的原始浓度及溶度积KSP大小就能计算出上边的结果。计算过程同莫尔法解决多种被沉淀离子共存ClBrClIIClIClIClIBr莫尔法特征吸收曲线：吸收光谱曲线上有起伏的峰谷时，称为特征吸收曲线，它常作为定性的依据；最大吸收峰λ：吸收曲线上最大吸收峰所对应的波长，用λmax表示。在λmax处测定吸光度灵敏度最高，是定量分析的依据。通常选用作为测定水样中某组分的工作波长。水分析化学中，特征吸收曲线能够作为定性的手段之外，通过最大吸收峰对水中相应物质进行定量是一中非常重要的手段。在工作波长下，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，可得到一条通过原点的标准曲线。根据朗伯比尔定律：A=εCL，在与绘制标准曲线相同的条件下，测定水中被测组分的吸光度值，便可通过标准曲线对相应组分进行定量。3、什么是吸收光谱中特征吸收曲线与最大吸收峰λ,它们在水质分析中有何意义？讨论题除了注意基本的定义之外，更注重了在水分析中的应用对标准曲线进行间接的考察。朗伯比尔定律、标准曲线第六章吸收光谱法中非常重要。复习：注意知识前后的连贯性及实际应用价值。4.简述气相色谱法-质谱水样预处理的方法。讨论题OK你已经成功的得到了20分！分数不是关健问题，关键是我们真正的掌握了这些知识。给水样品中有机物含量低，需用固体吸附方式富集水中痕量有机物，使待分析的有机物提取出来，浓缩。步骤如下：⑴选择吸附树脂XAD-2大孔树脂；⑵树脂的纯化：使用索氏提取器，用甲醇乙睛丙酮等三种溶剂各淋洗2h，放在甲醇中与空气隔绝；⑶吸附柱装填树脂高度h≈10cm；⑷取样(注意：在工艺中恰当位置)取样量根据浓缩倍数来进行确定，常规取50L；⑸洗脱(用乙醚等)将树脂上的有机物洗下来，收集；⑹浓缩：用K-D蒸发器，氮气吹扫，浓缩至1ml，备注样用。相似：欲分析自来水中的有机化合物，如何处理水样第一章绪论：水样预处理技术富集、浓缩及第八章色谱法巧妙的结合而有很强的应用价值。1.残渣分为（）、（）和（），残渣的测定温度（），滤膜的孔径为（）。2.络合滴定中常用的掩蔽方法有（）、（）和（）掩蔽法。3.在分光光度计中，常因波长范围不同而选用不同光源，下面两种光源各适用于哪个光区A．钨灯用在（）；B．氢灯用在（）。4.余氯包括（）和（），其中一种包括（）和（），另一种是（）的混合物。1.总残渣总可滤残渣总不可滤残渣103-105℃0.45µm2.络合沉淀氧化还原（封闭现象，掩蔽技术有详细的讲解）3.可见光区紫外光区4.游离性余氯化合性余氯次氯酸次氯酸盐无机氯胺和有机氯胺填空题对基础知识全面掌握程度的一个考察高分选手势在必得水中的碱度主要是与OH-、CO32-、HCO3-组成的各种盐。可用连续滴定法测定地下水中的碱度组成。即在同一锥形瓶中，连续用酚酞和甲基橙作为指示剂，步骤如下：①加入酚酞，酚酞由红色变为无色，HCl消耗量为P(ml);②加甲基橙，当甲基橙由橙黄变为橙红，HCl消耗量为M(ml)；则：p=V(OH-)+V(1/2CO3-);M=V(1/2CO3-)+V(HCO3-)则总碱度T=V(OH-)+V(CO32-)+V(HCO3-)=P+M确定结果：a.若PM=0，则水中为OH-碱度；b.若PM≠0，则为OH-和CO32-碱度；c.若P=M≠0，则为CO32-碱度；d.若PM≠0，则为CO32-和HCO3-碱度；e.若PM=0，则为HCO3-碱度。1.水中碱度主要有哪些物质?试通过试验确定某地下水中碱度的组成。实验设计题作业题详细讲解OK102020年1月26日7时37分水中碱度的测定碱度：指与强酸起作用的一类物质。天然水中HCO3-(主要)、CO32-等，OH-等均产生碱度。HClHCl(2)cV又112020年1月26日7时37分取Vs：测JD终点:红色刚消失加酚酞若为红色,用HCl标液滴定。如锅炉水或工业废水等。HClHCl(1)cV(JD)酚或P加甲基橙显黄色(JD)甲或M终点:橙色(JD)总=(JD)酚+(JD)甲或：A=P+M加甲基橙显黄色HClHClcV直接加甲基橙显黄色测总碱度。注意与(JD)甲或M的区别。续前122020年1月26日7时37分续前(JD)酚=×1000mmol/LcHClVHCl(1)VS(JD)甲=×1000mmol/LcHClVHCl(2)VS(JD)总=(JD)酚+(JD)甲cHCl(VHCl(1)+VHCl(1))VS=×1000mmol/LcHCl(VHCl(1)+VHCl(1))×M1/2CaCO3VS=×1000mg/L(JD)总=×1000mmol/LcHClVHClVScHClVHCl×M1/2CaCO3VS=×1000mg/LHClHCl(2)cV又132020年1月26日7时37分水中碱度成分的判断与计算HCO3-CO32-OH-终点:红色刚消失加酚酞HClHCl(1)cV加甲基橙显黄色终点:橙色+-2+2--33H+OH=HOH+CO=HCO+-322H+HCO=COHO三种碱度成分五种存在形式--2-332OH+HCO=COHO一般天然水为无色,若为红色,用HCl标液滴定。如锅炉水或工业废水等。142020年1月26日7时37分水中碱度成分的判断与计算VHCl(10,VHCl(2)=0，只有OH-,消耗体积:VHCl(1)VHCl(1)=0,VHCl(2)0，只有HCO3-,消耗体积:VHCl(2)VHCl(1)=VHCl(2)=0，只有CO32-,消耗体积:2VHCl(1)VHCl(1)VHCl(2)=0，OH-和CO32-共存,OH-消耗体积：(VHCl(1)-VHCl(2))CO32-消耗体积:2VHCl(2)VHCl(2)VHCl(1)=0，有HCO3-和CO32-共存,HCO3-消耗体积：(VHCl(2)-VHCl(1))CO32-消耗体积:2VHCl(1)返回采用络合滴定中的反滴定法。（1）准确称量质量为m1的铝盐混凝剂，用稀盐酸将其溶解；（2）在上面溶液中加入准确体积的过量EDTA，在pH=3.5的条件下，加热煮沸，冷却后，调节pH=5~6；（3）以PAN为指示剂，用Zn2+标准溶液反滴定过量的EDTA至终点，有黄色变为红色；（4）根据两种标准溶液的浓度和用量，即可求得铝盐混凝剂中Al2O3的含量。式中c(EDTA)和c(Zn2+)——EDTA和Zn2+标准溶液的浓度(mol/L)V(EDTA)和V(Zn2+)——消耗EDTA和Zn2+的体积(mL)M(Al2O3)——Al2O3的摩尔质量(102g/mol)m——铝盐混凝剂的质量(g)2、设计某铝盐混凝剂中三氧化二铝含量的分析方法并写出定量计算公式。实验设计题对络合滴定中反滴定的理解100m102)OM(Al)))c(Znc(Zn-EDTA)(c(EDTA)v()O(Al3322232ω对公式中各符号的意义及单位必须有明确地说明。单位的表示方法非常重要在计算题中对单位的正确理解尤其重要OK2020年1月26日7时37分16测定铝盐混凝剂中三氧化二铝含量。先加入准确体积的、过量的标准溶液EDTA，加热反应完全后，以PAN为指示剂，再用另一种标准溶液(Zn2+)，滴定过量的EDTA标准溶液有黄色变为红色。图示及计算公式：Vs:测AlcEDTAVEDTAcZn2+VZn2+2020年1月26日7时37分17续前ρAl=×1000mg/L（cEDTAVEDTA－cZn2+VZn2+)MAlVS若将Vs换成W(g)样品，用质量分数如何表示Al2O3？ωAl2O3=×100%(cEDTAVEDTA－cZn2+VZn2+)M1/2Al2O3W×1000(nEDTA)总-(nEDTA)过量=nAl(nEDTA)过量=(a/b)nZn；a/b=1(cV)EDTA总-(cV)Zn=(cV)Al反应1：Al3++Y4-(准确、过量)=AlY-反应2：Zn2++Y4-=ZnY2-Vs:测AlcEDTAVEDTAcZn2+VZn2+返回浓度型：（1）TCD：热导检测器（可测CO、CO2等永久气体、简单烃类化合物）；（2）ECD：电子捕获检测器（可测电负性大的卤代烃），它是在放射源作用下，使通过检测器的载气发生电离，产生自由电子，形成电流，当电负性的化合物进入检测器时，捕获自由电子，产生检测信号。质量型：（1）FPD：火焰光度检测器（硫磷检测器）（测硫、磷、农药、洗涤剂）；（2）FID氢火焰检测器（适用于C、H、O的醇、酚、醛、酮、羧酸等），原理是氢气以空气中燃烧的火焰为能源，有机物进入火焰时，发生电离，生成碳正离子。在电场的作用下，离子定向运动形成离子流，通过离子流的强度而进行定性和定量。实验题3.以气相色谱四种检测器为例来讨论质量型、浓度型的各自特征。共同复习熟悉计算题1．吸收光谱法测定废水中总酚的浓度时，总酚储备溶液浓度为1μg/ml，分别取下表中的毫升数配成10ml标准溶液于某最大吸收波长处，用1cm比色皿测得吸光度值见下表：今取含酚废水100ml浓缩10倍后相同测试条件下，测得吸光度为0.56，试计算废水中总酚的浓度（mg/l）。总酚（ml)0.51.02.04.08.0吸光度（A）0