武汉大学分析化学试卷及答案

武汉大学2005-2006学年度第一学期《分析化学》期末考试试卷（A）学号姓名院（系）分数一.填空（每空1分。共35分）1．写出下列各体系的质子条件式：(1)c1(mol/L)NH4H2PO4(2)c1(mol/L)NaAc+c2(mol/L)H3BO32.符合朗伯-比尔定律的有色溶液，当有色物质的浓度增大时，其最大吸收波长，透射比。3.检验两组结果是否存在显著性差异采用检验法，检验两组数据的精密度是否存在显著性差异采用检验法。4．二元弱酸H2B，已知pH＝1.92时，δH2B＝δHB-；pH＝6.22时δHB-＝δB2-,则H2B的pKa1＝，pKa2＝。5.已知(Fe3+/Fe2+)=0.68V，(Ce4+/Ce3+)=1.44V，则在1mol/LH2SO4溶液中用0.1000mol/LCe4+滴定0.1000mol/LFe2+，当滴定分数为0.5时的电位为，化学计量点电位为，电位突跃范围是。6.以二甲酚橙(XO)为指示剂在六亚甲基四胺缓冲溶液中用Zn2+滴定EDTA，终点时溶液颜色由_________变为__________。7.某溶液含Fe3+10mg，用等体积的有机溶剂萃取一次后，该溶液中剩余0.1mg，则Fe3+在两相中的分配比=。8.容量分析法中滴定方式有,,和。9.I2与Na2S2O3的反应式为。10.以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，测量某物质对不同波长光的吸收程度，所获得的曲线称谓；光吸收最大处的波长叫做，可用符号表示。11.紫外可见分光光度计主要由,,,四部分组成.12.桑德尔灵敏度以符号表示,等于；桑德尔灵敏度与溶液浓度关，与波长关。13.在纸色谱分离中，是固定相。14..定量分析过程包括,,,和。二、简答题（每小题4分，共20分，答在所留空白处）1.什么是基准物质?什么是标准溶液?2.分别简单阐述酸碱滴定指示剂,络合滴定指示剂,氧化还原滴定指示剂和沉淀滴定指示剂指示滴定终点的原理.3.在进行络合滴定时,为什么要加入缓冲溶液控制滴定体系保持一定的pH?4.吸光光度法中测量条件的选择应注意哪几点？5.分析化学中常用的分离和富集方法有哪些?(回答不能少于8种方法)三、分析方法设计（共15分，写在答题纸上）1.设计测定含有中性杂质的Na2CO3与Na3PO4混合物中二组分质量分数的分析方案。用简单流程表明主要步骤、滴定剂、指示剂、结果计算公式。（7分）2.某矿样溶液含有Fe3+,Al3+,Ca2+,Mg2+,Mn2+,Cr3+,Cu2+,Co3+,Ni2+等离子,其中铁,铝,钙,镁等含量较高,而锰,铬,铜,镍属万分之一级含量。用学过的知识试设计分离、测定它们的分析方法,（用简单流程方框图表达，并尽可能写出分离方法和测定方法及条件和所用的主要试剂与用途）。（8分）四.计算（共40分，写在答题纸上）1.称取含KBr和KI的混合试样1.000g,溶解并定容至200mL后,作如下测定:(1)移取50.00mL试液,在近中性条件下,以溴水充分处理,此时I-量转变为IO3-。将溴驱尽,加入过量KI溶液,酸化,生成的I2采用淀粉指示剂,以0.1000mol/LNa2S2O3溶液滴定至终点时,消耗30.00mL。（5分）(2)另取50.00mL试液,用H2SO4酸化,加入足量K2Cr2O7溶液处理,将生成的I2和Br2蒸馏并收集在含有过量KI的弱酸性溶液中,待反应完全后,以0.1000mol/LNa2S2O3溶液滴定其中的I2至终点时,消耗15.00mL。计算混合试样中KI和KBr的质量分数。[Mr(KI)=166.0,Mr(KBr)=119.0]（5分）2.在pH=10.00的氨性溶液中，以铬黑T（EBT）为指示剂，用0.020mol·L-1EDTA滴定0.20mol·L-1Ca2+溶液，若事先向Ca2+溶液中加入了0.010mol·L-1Mg2+-EDTA（即为含0.20mol·L-1Ca2+和0.010mol·L-1Mg2+-EDTA的混合溶液），则终点误差为多少？（已知pH=10.00时Y(H)lg0.45，EBT(H)lg1.6；MgYlg8.7K，CaYlg10.7K，CaEBTlg5.4K，Mg-EBTlg7.0K）（10分）3.25ml溶液中含有2.5μgPb2+，用5.0ml二苯硫腙三氯甲烷溶液萃取，萃取率约为100%，然后在波长520nm，1cm比色皿，进行测量，测得透光率为0.445，求摩尔吸光系数和桑德尔灵敏度。（MPb=207.2）（10分）4.某矿石含铜约0.12％，用双环己酮草酰二腙显色光度法测定。试样溶解后转入100ml容量瓶中，在适宜条件下显色，定容.用1cm比色皿，在波长600nm测定吸光度，要求测量误差最小，应该称取试样多少克？ε＝1.68×104（L·mol-1·cm-1），MCu=63.5）（10分）【答案】武汉大学2005-2006学年度第一学期《分析化学》期末考试试卷答案（A）学号姓名院（系）分数有效数字不对总共扣0.5分一、填空（每空1分，共35分）1.（1）[H+]+[H3PO4]=[OH-]+[NH3]+[HPO42-]+2[PO43-]（2）[H+]+[HAc]=[H2BO3-]+[OH-]2.不变，减小4.t检验法；F检验法5.1.92；6.226.0.68V；1.06V；0.86-1.26V7.黄；红8.99：19.直接滴定；反滴定；置换滴定；间接滴定8.I2+2S2O32-=2I-+S4O62-10.吸收光谱曲线；最大吸收波长；λmax11.光源；单色器；吸收池；检测部分12.S；M/ε；无关；有关13.水或H2O14.采样与制样，称样；样品分解；分离与测定；结果计算和数据处理（无称样，答4个也算全对）二、简答题1.能用于直接配制或标定标准溶液的物质；是一种已知准确浓度的的溶液。2.酸碱指示剂变色是随着酸度的变化，指示剂结合或离解出H+，结构发生变化，从而发生颜色改变；络合指示剂与金属离子络合前后颜色不同，游离的试剂为一种颜色，与金属离子形成络合物又一种颜色；氧化还原指示剂变色分为几种情况：一种是随氧化还原电位变化的试剂，在氧化态和还原态，结构不同，各有不同颜色，如二苯胺磺酸钠，还原态无色，氧化态紫红色；另一种自身指示剂，如高锰酸钾；还有显色指示剂如I2，与淀粉显兰色。沉淀滴定指示剂，是根据溶度积大小，在化学计量点被测物质沉淀基本完全后，指示剂与被测离子形成有色沉淀或有色络合物指示终点。还有吸附指示剂，吸附在沉淀表面后发生颜色变化。3.络合滴定过程中，随着络合物的生成，不断有H+释放出，使体系酸度增大，会降低络合物的条件稳定常数，使滴定突跃减小；也会使指示剂变色范围改变，导致测定误差大。所以，要加入缓冲溶液控制溶液pH；还用于控制金属离子的水解。4.测量波长选具有最大光吸收，干扰最小；吸光度读数在0.2-0.8范围，最好接近0.4343；选择适当参比溶液。5.蒸馏，挥发，萃取，沉淀，离子交换，薄层色谱，纸色谱，电泳，毛细管电泳，气浮分离法，超临界流体萃取，反相分配色谱，超临界流体色谱；膜分离；固相微萃取等（答8个得满分，少一个扣0.5分）三、分析方法设计（共15分，写在答题纸上）1.设计测定含有中性杂质的Na2CO3与Na3PO4混合物中二组分质量分数的分析方案。用简单流程表明主要步骤、滴定剂、指示剂、结果计算公式。（7分）Na2CO3+Na3PO4│甲基橙为指示剂││用标准HCl滴定,消耗V1(mL)↓（3分）H2CO3+NaH2PO4│煮沸除尽CO2││百里酚酞为指示剂││用标准NaOH滴定,消耗V2(mL)↓Na2HPO4（2分）c(NaOH)V2M(Na3PO4)w(Na3PO4)=────────────×100%（1分）m样(c(HCl)V1-2c(NaOH)V2)M(Na2CO3)w(Na2CO3)=─────────────────────×100%（1分）2m样2.某矿样溶液含有Fe3+,,Ca2+,Mg2+,Mn2+,Cr3+,Cu2+,Co3+,Ni2+等离子,其中铁,铝,钙,镁等含量较高,而锰,铬,铜,镍属万分之一级含量。用学过的知识试设计分离、测定它们的分析方法,（用简单流程方框图表达，并尽可能写出分离方法和测定方法及条件和所用的主要试剂与用途）。（8分）评分标准：除去标准答案外，下列情况回答也得分1.用草酸沉淀钙，重量法，得2分2.用8-羟基喹啉沉淀分离，重量法测定铝，得2分3.铜试剂萃取光度测定铜，2分4.氧化Mn2+为MnO42-分答：（1）在铵盐存在下，用氨水调节矿样溶液pH为8-9，高价金属离子Fe3+,Al3+沉淀；Cr3+,Cu2+,Co3+,Ni2+氨络合物和Ca2+,Mg2+存在溶液中；Mn2+部分沉淀。使分离。（3分）↓（2）过滤，沉淀用浓盐酸酸溶解，定容，取一定体积，用SnCl2还原Fe3+为Fe2+，过量SnCl2用高汞氧化，在1-2mol/L硫酸-磷酸混酸中，用K2Cr2O7标准溶液氧化还原滴定，二苯胺磺酸钠为指示剂。测定Fe3+。（2分，不说用SnCl2还原Fe3+为Fe2+也给2分）↓计算结果（3）分取含有Fe3+,Al3+的试液一定体积，调到pH5-6，，加入过量EDTA，XO（二甲酚橙）为指示剂，Zn标准溶液返滴测定Al3+。（1分）↓计算结果（4）取含有Cr3+,Cu2+,Co3+,Ni2+氨络合物和Ca2+,Mg2+溶液一定体积，在pH=10的氨性缓冲溶液中，铬黑T为指示剂，EDTA络合滴定Ca2+,Mg2+。。（1分）↓计算结果（5）再取含有Cr3+,Cu2+,Co3+,Ni2+氨络合物和Ca2+,Mg2+溶液一定体积，pH9的氨性缓冲溶液中，丁二肟显色，光度法测定。同条件作工作曲线。（1分）↓计算结果四.计算（共40分，写在答题纸上）评分细则：1.选3个得分最多的题目计入总分2.公式列对，得题目全分的一半3.单位错1-3个，扣0.5分4.最后结果不对，其它全对，扣总分的五分之一1.(1)1KI1IO3-3I26S2O32-（5分）1──×0.1000×30.00×166.06w(KI)=───────────────×100%=33.20%50.001.000×───×1000200.0(2)2KI1I22Na2S2O3（5分）2KBr1Br21I22Na2S2O3n(KBr)=0.1000×15.00-1/6×0.1000×30.00=1.000(mmol)1.000×119.0w(KBr)=────────────×100%=47.60%50.001.000×────×1000200.02.解：根据题意：lgK’CaY=10.7-0.45=10.25,lgK’MgY=8.7-0.45=8.25,(2分)lgK’CaIn=5.4-1.6=3.8,lgK’MgIn=7.0-1.6=5.4,（2分）pMgep=lgK’MgIn=5.4,[Mg2+]=10-5.4,（1分）[Y]=[MgY]/K’MgY[Mg2+]=0.010/(2×108.25×10-5.4)=5×10-5.85;（1分）[Ca2+]ep=[CaY]/K’CaY[Y]=0.020/(2×1010.25×5×10-5.85)=2×10-7.4.Et=([Y’]-[Ca2+]-[Mg2+])/cCasp×100%=(5×10-5.85-2×10-7.4-10-5.4)/0.010×100%=0.03%（4分）3.解:根据A=-lgT,求A=-lg0.445=0.352根据题意2.5μgPb进入5.0ml氯仿中,其浓度为:（2分）该萃取法的摩尔吸光系数为=1.46×105（L·mol-1·cm-1）（3分）桑德尔灵敏度S=M/ε=207.2/（1.46×105）=0.0014μg•cm-2（5分）4.解:根据光度测量误差公式可知：当吸光度A＝0.434时，误差最小，已知b=1,ε＝1.68×104，根据A=εbcc=A/εb＝0.434/（1.68×104×1）＝2.58×10-5(