第五章--化学分析-答案

第五章化学分析5-1指出下列情况各引起什么误差，若是系统误差，应如何消除？(1)称量时试样吸收了空气的水分(2)所用砝码被腐蚀(3)天平零点稍有变动(4)滴定时操作者对终点颜色判断总是习惯性偏浅(5)读取滴定管读数时，最后一位数字估计不准(6)蒸馏水或试剂中，含有微量被测定的离子(7)滴定时，操作者不小心从锥形瓶中溅失少量试剂答：（1）系统误差（2）系统误差（3）偶然误差（4）系统误差（5）偶然误差（6）系统误差（7）过失误差5-2某铁矿石中含铁39.16%，若甲分析结果为39.12%，39.15%，39.18%；乙分析结果为39.19%，39.24%，39.28%。试比较甲、乙两人分析结果的准确度和精密度。解：平均值相对误差（RE）相对平均偏差（dR）甲39.15%-0.026%0.051乙39.24%0.20%0.076所以，甲的准确度和精密度都好。5-3如果要求分析结果达到0.2%或1%的准确度，用差减法称量，问至少应用分析天平（0.1mg）称取多少克试样？滴定时所用溶液体积至少要多少毫升？解：差减法称量时，两次读数可能引起的最大绝对误差E=±0.0002g因试样重绝对误差相对误差故相对误差绝对误差试样重或相对误差绝对误差滴定剂体积如要求分析结果达到0.2%，则试样重≥0.0002/0.2%=0.1g，滴定剂体积≥0.02/0.2%=10mL。如要求分析结果达到1%，则试样重≥0.0002/1%=0.02g，滴定剂体积≥0.02/1%=2mL。5-4甲、乙二人同时分析一样品中的蛋白质含量，每次称取2.6g，进行两次平行测定，分析结果分别报告为甲：5.654%5.646%乙：5.7%5.6%试问哪一份报告合理？为什么？解：乙的结果合理。由有效数字的运算规则知，因每次称量质量为两位有效数字，所以分析结果最多取两位有效数字。5-5下列物质中哪些可以用直接法配制成标准溶液？哪些只能用间接法配制成标准溶液？FeSO4H2C2O4·2H2OKOHKMnO4K2Cr2O7KBrO3Na2S2O3·5H2OSnCl2解：能直接配制成标准溶液的物质有：H2C2O4·2H2O，K2Cr2O7，KBrO3，K2SO4能用间接法配制成标准溶液的物质有：KOH，KMnO4，NaS2O3·5H2O，SnCl25-6有一NaOH溶液，其浓度为0.5450mol·L-1，取该溶液100.0mL，需加水多少毫升，能配制成0.5000mol·L-1的溶液？解：设加水为VmL，得0.5450×100.0=(100.0+V)×0.5000，V=9.0mL5-7计算0.2015mol·L-1HCI溶液对Ca(OH)2和NaOH的滴定度。解：Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O，NaOH+HCl=NaCl+H2O1332mLg0074650100974201502110BA/HClCa(OH)...)(M)(cab)(T1332mLg0080620100140201501110BA/HClCa(OH)...)(M)(cab)(T5-8称取基准物质草酸(H2C2O4·2H2O)0.5987g溶解后，转入100.0mL容量瓶中定容，移取25.00mL标定NaOH标准溶液，用去NaOH溶液21.10mL。计算NaOH溶液物质的量浓度。解：2NaOH+H2C2O4=Na2C2O4+2H2O310)NaOH()NaOH(00.10000.25)(2VcMm13Lmol1125.010.2100.10007.1261000.255987.02)NaOH(c5-9标定0.20mol·L-1HC1溶液，试计算需要Na2CO3基准物质的质量范围。解：在滴定时，为减少滴定误差，一般要求滴定剂体积在20～30mL之间。2H++2-3CO=H2O+CO2n(2-3CO)=1/2n(H+)HCl的用量为20~30mL，则n(2-3CO)的量为：1/2×(0.2×20~0.2×30）mmol即碳酸钠的称量范围为：(2~3)×10-3×106.0=(0.2120~0.3180)g，即0.2~0.3g之间。5-10分析不纯CaCO3（其中不含干扰物质）。称取试样0.3000g，加入浓度为0.2500mol·L-1HCI溶液25.00mL，煮沸除去CO2，用浓度为0.2012mol·L-1的NaOH溶液返滴定过量的酸，消耗5.84mL，试计算试样中CaCO3的质量分数。解：2H++CaCO3=Ca2++H2O+CO2n(CaCO3)=1/2n(H+)=1/2×(0.2500×25.00－0.2012×5.84)mmolω(CaCO3)=n(CaCO3)×M(CaCO3)×100/0.3000=1/2×(0.2500×25.00－0.2012×5.84)×10-3×100.09×100/0.3000=0.84665-11用凯氏法测定蛋白质的含氮量，称取粗蛋白试样1.658g，将试样中的氮转变为NH3并以25.00mL0.2018mol·L-1的HCl标准溶液吸收，剩余的HCl以0.1600mol·L-1NaOH标准溶液返滴定，用去NaOH溶液9.15mL，计算此粗蛋白试样中氮的质量分数。解：n(N)=n(NH3)=n(HCl)－n(NaOH)ω(N)=n(N)×M(N)×100/1.658=(0.2018×25.00－0.1600×9.15)×10-3×14.01×100/1.658=0.03035-12某标准溶液浓度的五次测定值分别为0.1041，0.1048，0.1042，0.1040，0.1043mol·L-1。问其中的0.1048是否舍弃（置信概率90%），若第六次测定值为0.1042，则0.1048如何处置？解：将数据依次排列：0.1040，0.1041，0.1042，0.1043，0.1048R=0.1048－0.1040=0.0008则62.00008.01043.01048.0计Q查表知，当n=5时，Q0.9=0.64，因Q计=0.62＜Q0.9=0.64，故应予保留。若再增加一次，Q计仍为0.62，当n=5时，Q0.9=0.56，Q计＞Q0.9，那么0.1048应予舍弃。5-13用氧化还原法测得纯FeSO4·7H2O中Fe含量为20.10，20.03，20.04，20.05(%)。试计算其相对误差、相对平均偏差、标准差和相对标准差。解：纯FeSO4·7H2O中Fe含量为(55.84/277.9)×100%=20.09%，则相对误差%17.0%10009.2009.204/)05.2004.2003.2001.20(RE,测定的平均值为20.06%，相对平均偏差%12.0%10006.20401.002.003.004.0dR，标准差026.014)01.0()02.0()03.0()04.0(2222S相对标准差%13.0%10006.20026.0xSCV5-14测定某石灰石中CaO百分含量，测定结果为56.08，55.95，56.04，56.23，56.00(%)。用Q检验法判断和取舍可疑值并求平均值（置信度为90%）。解：将数据依次排列：55.95，56.00，56.04，56.08，56.23R=56.23－55.95=0.28则54.028.008.5623.56计Q查表知，当n=5时，Q0.9=0.64，因Q计=0.54＜Q0.9=0.64，故应予保留。平均值06.56523.5608.5604.5600.5695.55x5-15某样品中农药残留量经5次测定结果为：1.12，1.11，1.15，1.16，1.13(mg·L-1)。试计算其平均值、标准差和平均值的置信区间（置信度为95%）。解：13.1513.116.115.111.112.1x，021.015)00.0()03.0()02.0()02.0()01.0(22222S查t值表，n=5，置信度为95%时，t=2.78，则026.013.15021.078.213.1ntSx即在（1.13±0.026）区间内包含真值的可能性有95%。5-16Astudentobtainedthefollowingresultsfortheconcentrationofasolution:0.1031,0.1033,0.1032and0.1040mol·L-1.CanthelastresultberejectedtotheQ-test?(confidenceprobability90%)WhatValveshouldbeusedfortheconcentration?Calculatethe90%confidenceintervalofthemean.解：①将数据依次排列：0.1031，0.1032，0.1033，0.1040R=0.1040－0.1031=0.0009则780000901033010400....Q计查表知，当n=4时，Q0.90=0.76，因Q计=0.78＞Q0.90=0.76，故0.1040应予舍弃。②测定的浓度值应为1032.031033.01032.01031.0x③置信度90%时平均值的置信区间，n=3，t=2.92，又标准差01.013)01.0()00.0()01.0(222S则017.01032.0301.092.21032.0ntSx5-17Fourmeasurementsoftheweightofanobjectwhosecorrectweightis0.1026gare0.1021g,0.1025g,0.1019g,0.1023g.Calculatethemean,theaveragedeviation,therelativeaveragedeviation(%),thestandarddeviation,therelativestandarddeviation(%),theerrorofthemean,andtherelativeerrorofthemean(%).解：10220.x，E=0.1022-0.1026=-0.0004，%.%..RE4010010260000400002.040001.00003.00003.00001.0d%2.0%1001022.00002.0xddR42222106.214)0001.0()0003.0()0003.0()0001.0(S%25.0%1001022.0106.24xSCV5-18A1.5380gsampleofironoreisdissolvedinacid,theironisreducedtothe+2oxidationstatequantitativelyandtitratedwith43.50mLofKMnO4solution(Fe2+→Fe3+),1.000mLofwhichisequivalentto11.17mgofiron.Expresstheresultsoftheanalysisas(1)ω(Fe);(2)ω(Fe2O3);(3)ω(Fe3O4).解：由题意知)(T4Fe/KMnO=11.17mg·mL-1=0.01117g·mL-1，则)(432/KMnOOFeT=[)(4Fe/KMnOT/55.84]M(Fe2O3)/2=0.01597g·mL-1，)(443/KMnOOFeT=[)(4Fe/KMnOT/55.84]M(Fe3O4)/3=0.01544g·mL-1，3159.05380.150.4301117.05380.1)KMnO()Fe/KMnO()Fe(44VT4517.05380.150.4301597.05380.1)KMnO()/KMnO