无机及分析化学课后习题答案(高教、张绪宏-尹学博)

..第1章1.下列各测量值含有的有效数字是几位？（定量化学分析简明教程（北大编第3版）P38-2.8）解：0.0030；26.0231023；464.120；54.8010-10；30.998；3（也可认为是四位）1000；不明确1.1103；2pH=5.23。22.按有效数字计算下列结果：（定量化学分析简明教程（北大编第3版）P38-2.9，有修改）解：（1）213.64+4.4+0.3244；=213.6+4.4+0.3=218.3（2）10004182.1)1003206.16239.1400.20(0982.0（注：3、100、1000为自然数）=0.0982×(20.00-7.780)/(1.4182×1000)=0.0982×12.22/(1.4182×1000）=0.0982×12.2/(1.42×1000)=8.44×10-4（3）pH=12.00溶液的[H+]1.0×10-12mol/L3.甲乙二人同时分析一矿物试样中含硫量，每次称取试样4.7克，分析结果报告为：甲：0.062%，0.061%；乙：0.06099%，0.06201%；问哪一份报告是合理的，为什么？（定量化学分析简明教程（北大编第3版）P37—思考题5，有修改）解：有效数字..第9章1.定量分析过程中出现下面的情况，试回答它造成什么性质的误差，如何改进?（1)过滤时错用了定性滤纸，最后灰份加大；（2)过滤时沉淀发生穿滤；（3)试剂中含有少量被测组分；（4)滴定管读数时，最后一位估计不准；（5)天平砝码锈蚀；（6)天平零点稍有偏移；（7)双臂天平臂长不等；（8)容量仪器未经校正；（9)指示剂的变色点于化学计量点不一致；（10)溶液溅失。解：(1)过失重做(2)过失重做(3)系统更换试剂(4)随机培训(5)系统更换砝码(6)系统校准(7)系统校准(8)系统校准(9)系统(10)过失重做2.某人对某铁矿石标准样品中铁的含量分别进行了两次测定，数据如下：①57.21%，58.35%，59.18%。②58.08%，58.16%，58.29%。对这两组数据分别计算平均值、相对平均偏差、标准偏差及相对误差，并对这两组数据进行评价（若样品的准确值为58.27%）。应该取那组数据为好。解：（1）x=（..）/3=58.25%d=∑|di|/3=0.66s=（∑（xi-x）2/（n-1））0.5=1.4Er=（58.25%-58.27%）/58.27%=-3.43×10-4（2）x=（..）/3=58.18d=∑|di|/3=0.08s=（∑（xi-x）2/（n-1））0.5=0.15Er=-1.54×10-3选择第二组，数据精密度高..3.某人对一盐酸溶液的浓度进行标定，测定结果其浓度（c/mol·L-1）为0.1135，0.1109，0.1142，0.1137，0.1145。在以上测定结果中有无应舍弃的离群值（置信度P=95%）。4.某年级学生用碘量法测定某铜合金中的铜含量（%），得到的120个分析结果基本符合正态分布N(59.11，0.36)。求分析结果出现在区间（58.39，59.70）内的概率。（答案：0.9268）解：µ=59.11，σ=0.36（58.39，59.70）=（µ-2σ，µ+1.64σ）|µ|=2，s=0.4773|µ|=1.64，s=0.4495P=0.4773+0.4495=0.92685.某工厂实验室对电镀车间镀镍电解液进行常年分析，发现在生产正常的情况下，电解液中的含量（g/L）符合正态分布N(220，11)。求测定值落在区间（231，242）的概率。（答案：0.4773-0.3413=0.1360）解：µ=220，σ=11（231，242）=（µ+σ，µ+2σ）|µ|=1，s=0.3413|µ|=2，s=0.4773P=0.4773-0.3413=0.13606.测定某样品的含氮量，六次平行测定的结果是20.48%、20.55%、20.58%、20.80%、20.53%、20.50%。（1)问是否存在应舍去的异常值（置信度为95%）；（2)计算这组数据的平均值、平均偏差、相对平均偏差、标准偏差、变异系数；（3)若此样品是标准样品，其含氮量为20.45%，计算以上测定结果的绝对误差和相对误差；（4)分别求置信度为90%和95%时的置信区间并进行比较；（5)问此次测定是否存在系统误差（置信度为95%）。解：（1）20.48%，20.50%，20.53%，20.55%，20.58%，20.80%（20.50%，20.48%）/（20.80%-20.48%）=0.06250.64不舍（20.80%，20.58%）/（20.80%-20.48%）=0.68750.64舍..（2）x=（）/5=20.53%平均偏差=（）/5=0.03%相对平均偏差=0.036/20.53×100%=0.15%（3）绝对误差=20.53%-20.45%=0.08%相对误差=0.08%/20.53%=0.39%（4）p=90%t0.1，4=2.1320.53%±2.13×0.04%/50.5即20.53%±0.04%p=95%t0.05，4=2.7820.53%±2.78×0.04%/50.5即20.53%±0.05%（5）假设不存在σ=0.36，µ0.05=59.11t=（20.53%-20.45%）/0.04%×50.5=4.47µ0.05存在7.在生产正常时，某钢铁厂的钢水平均含碳量（%）为4.55。某一工作日对某炉钢水进行了5次测定，测定值分别为4.28，4.40，4.42，4.35，4.37。请问该炉钢水的含碳量是否正常（置信度P=95%）？8.某厂生产一种铍青铜，铍的标准含量为2.00%，某日工厂实验室对一批产品进行抽样检验，测得铍的含量为1.96%，2.20%，2.04%，2.15%，2.12%。问这批产品铍的含量是否合格（置信度P=95%）？解：假设合格σ=0.05，t0.5=2.78x=（）/5=2.09%Sx=0.095%t计=（x-µ）n0.5/Sx=（2.09%-2.00%）50.5/0.095%=2.122.78合格..第5章1.标定0.10mol/LHCl，欲消耗HCl溶液25mL左右，应称取Na2CO3基准物多少克？从称量误差考虑能否达到0.1%的准确度？若改用硼砂（Na2B4O710H2O）为基准物结果又如何？（注：称量误差至少为±0.0002克）解：(1)用Na2CO3标定HCl的反应式为：2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2+H2O按要求最多应该称取mNa2CO3=(CHClVHCl)/2=0.10×0.025×106/2=0.13(g)其准确度为：ER=(±0.0002/0.13)×100%=±0.2%0.1%所以用Na2CO3基准物标定HCl不能达到要求的准确度。(2)用Na2B4O710H2O标定HCl的反应式为：Na2B4O710H2O+2HCl=4H3BO3+2NaCl+5H2O按要求最多应该称取m硼酸=(CHClVHCl)/2=0.10×0.025×381.4/2=0.48(g)其准确度为：ER=(±0.0002/0.48)×100%=±0.04%0.1%所以用Na2B4O710H2O基准物标定HCl能达到要求的准确度。结论：用Na2CO3基准物标定HCl溶液的主要缺点就是Na2CO3的摩尔质量较小（106g/mol），因此称量误差较大；用Na2B4O710H2O基准物的主要优点就是Na2B4O710H2O的摩尔质量较大（381.4g/mol），称量误差小，且稳定，易制得纯品。2.基准物硼砂Na2B4O710H2O应在何条件下保存？若将Na2B4O710H2O基准物保存于干燥器中，用以标定HCl溶液的浓度时，结果是偏低还是偏高？写出标定HCl溶液浓度的计算公式。3.基准物H2C2O42H2O应在何条件下保存？若将H2C2O42H2O基准物长期保存于干燥器中，用以标定NaOH溶液的浓度时，结果是偏低还是偏高？写出标定NaOH溶液浓度的计算公式。（定量化学分析简明教程第一章思考题8有修改）4.某磷酸溶液c（H3PO4）=0.050mol/L，求pH=5.0时该溶液中的H3PO4、H2PO4-、H2PO42-和PO43-的浓度各为多少？..解：Ka1=6.9×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.8×10-13,水溶液中H3PO4各型体的分布分数为：43POH=-42POH=-24HPO=-43PO=pH=5.0,即[H+]=10-5mol/L,代入公式得：43POH=1.4×10-342POH=0.994HPO=6.2×10-34PO=3.0×10-10所以，[H3PO4]=c43POH=7.0×10-5mol/L[H2PO4-]=c42POH=0.050mol/L[HPO42-]=c4HPO=3.05×10-4mol/L[PO43-]=c4PO=1.5×10-11mol/L5.酒石酸氢钾是微溶化合物，欲用酒石酸（H2A）沉淀K+，需控制在什么酸度范围下进行。6.写出下列物质水溶液的质子平衡式Na2CO3、NaH2PO4、NaAc、HAc、NH4Cl、HCl+HAc、NH3、HCl、NH3+NaOH。解:(1)Na2CO3[OH-]=[H+]+[HCO3-]+2[H2CO3](2)NaH2PO4[OH-]+[HPO42-]+2[PO43-]=[H3PO4]+[H+](3)NaAc[OH-]=[HAc]+[H+](4)Hac[Ac-]+[OH-]=[H+]Ka1Ka2Ka3[H+]Ka1Ka2[H+]2Ka1[H+]3[H+]3+[H+]2Ka1+[H+]Ka1Ka2+Ka1Ka2Ka3[H+]3+[H+]2Ka1+[H+]Ka1Ka2+Ka1Ka2Ka3[H+]3+[H+]2Ka1+[H+]Ka1Ka2+Ka1Ka2Ka3[H+]3+[H+]2Ka1+[H+]Ka1Ka2+Ka1Ka2Ka3..(5)NH4Cl[NH3]+[OH-]=[H+](6)HCl+HAc[Ac-]+[OH-]=[H+]-cHCl(7)NH3[OH-]=[H+]+[NH4+](8)HCl[H+]–cHCl=[OH-](9)NH3+NaOH[OH-]–cNaOH=[H+]+[NH4+]7.计算下列水溶液的pH值（1）0.10mol/L的H3PO4；（2）0.10mol/L的NH3；（3）0.10mol/L的H3PO4和0.10mol/NaOH等体积混合后的溶液；（4）0.20mol/L氨水和0.20mol/LNaOH等体积混合后的溶液。解：（1）查表知：Ka1=10-2.16，Ka2=10-7.21，Ka3=10-12.32因2Ka2/0.05，所以，二、三级电离可忽略又因c/Ka1500，故采取近似式即：[H+]2–[H+].Ka–Ka.c=0代入数值，得：[H+]=0.023mol/L所以pH=1.64（2）查表知：Kb=1.8×10-5因c/Kb500，且c.Kb20Kw，故采取最简式即：[OH-]=(c.Kb)1/2代入数值，得：[OH-]=1.3×10-3mol/L所以pOH=2.89，pH=11.11（3）查表知：Ka1=10-2.16，Ka2=10-7.21，Ka3=10-12.32由H3PO4+OH-=H2PO4-+H2O，可知混合液相当于0.05mol/LNaH2PO4溶液。因c.Ka220Kw，而c20Ka1，故采取近似式即：[H+]=(c.Ka1.Ka2/C+Ka1)1/2代入数值，得：[H+]=1.95×10-5mol/L所以pH=4.71（4）混合液相当于0.1mol/LNH3H2O和0.1mol/LNaOH溶液。由于NH3·H2O⇌NH4++OH-..且NaOH为强碱，抑制其电离，故可忽略氨水电离。即：[OH-]=0.1mol/L所以pH=138.欲配制pH=9.0的缓冲溶液，应选以下那些试剂进行配制为