分析化学第五版思考题及答案

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d.Na3PO4+Na2HPO4:因为Na2HPO4的碱性很弱,不能直接被滴定,要在溶液中加入CaCl2生成Ca3(PO4)2沉淀,将H+释放出来,就可用HCl滴定了。 取混合液一份,以百里酚酞为指示剂,用HCl滴定至无色,设消耗HCl体积为V1。Na3PO4滴定为Na2HPO4,原有的Na2HPO4未被滴定。以V1计算Na3PO4的含量。

另取一份溶液,加入CaCl2,反应后,加入酚酞作指示剂,用NaOH滴定至浅红,设消耗NaOH体积为V2。以(V2-V1)计算Na2HPO4的含量。

e.Na3PO4+NaOH:用HCl标准溶液只能将Na3PO4滴定至NaH2PO4,再滴定为Na2HPO4。 取混合液一份,以百里酚酞为指示剂,用HCl滴定至无色,设消耗HCl体积为V1。NaOH全部被滴定,Na3PO4滴定为NaH2PO4。

在上溶液中加入甲基橙作指示剂,用HCl滴定至红色,设消耗HCl体积为V2。以V2计算Na2HPO4的含量。NaOH消耗HCl体积为(V1-V2)。

f.NaHSO4+NaH2PO4:因为HSO4-的酸性较强,可用甲基橙为指示剂,以NaOH滴定,此时NaH2PO4不被滴定,再在上溶液中以百里酚酞为指示剂,用NaOH滴定NaH2PO4为Na2HPO4。

取混合液一份,以甲基橙为指示剂,用NaOH滴定至黄色。仅有NaHSO4被滴定,设消耗NaOH体积为V1。以V1计算NaHSO4的含量。 在上溶液中加入百里酚酞作指示剂,用NaOH滴定至浅蓝色,设消耗NaOH体积为V2。以V2计算Na2HPO4的含量。

10.用醋酸滴定法测定氨基乙酸,即可在碱性非水介质中进行,也可在酸性非水介质中进行,为什么?

11.在冰醋酸中,最强的碱的存在形式和最强的酸的存在形式分别是什么? 12.在浓度对数图中,0.0010mol/L的NH3和HAc的理论体系点S的坐标分别是什么?[NH3]和[NH4+]两线交点O的坐标是什么?

13.试拟定一酸碱滴定方案,测定由NA3PO4.NA2CO3以及其他非碱性物质组成的混合物中NA3PO4与NA2CO3的质量分数。

14缓冲溶液的缓冲能力与哪些因素有关?

15. 与单一指示剂比,混合指示剂有哪些优点?

第六章

1. 简述金属离子与EDTA形成的络合物的特点及条件稳定常熟的实际意义。

2. 根据金属离子形成络合物的性质,说明下列络合物中哪些是有色的?哪些是无色的?

Cu2+—乙二胺,Zn2+—乙二胺,TiOY2-, TiY-, FeY2-, FeY- 答:Cu2+—乙二胺:有色;Zn2+—乙二胺:无色;TiOY2-:无色; TiY-:无色; FeY2-:有色; FeY-:有色。

3. H2O2能与TiOY形成三元络合物TiO(H2O2)Y, 试问它使TiOY的条件稳定常数加大了还

是减少了?为什么?

答:KTiOY′=KTiOYαTiOY/(αTiαY),H2O2对αTi、αY影响不大; αTiOY=[TiOY′]/[TiOY,因TiO(H2O2)Y的形成,使TiOY的浓度大大降低,αTiOY变大,故使得KTiOY′变大。 4.

Hg2+既能与EDTA生成HgY2-,还能与NH3,OH-继续生成(Hg(NH3)Y2-和Hg(OH)Y3-。若在pH=10的氨性缓冲溶液中,用EDTA滴定Hg2+,增大缓冲剂的总浓度(即增大

NH4++NH3),此时lgKHgY′值是增大还是减少?滴定的突跃范围是增大还是减小?试简要说明其原因。

答:KHgY′=KHgYαHgY/(αHgαY),pH不变时,αHg、αY不变,而αHgY=[HgY′]/[HgY],当[NH3]变大时,会使[HgY]变小,故使αHgY增大。 ∴lgKHgY′增大,突跃范围随之增大。

5. 10-2mol.L-1的Zn2+约在pH≈6.4开始沉淀,若有以下两种情况:

a. 在pH4~5时,加入等物质的量的EDTA后再调至pH≈10; b. 在pH≈10的氨性缓冲溶液中,用EDTA滴定Zn2+至终点。 当两者体积相同时,试问哪种情况的lgKZnY′大?为什么?

答:KZnY′=KZnYαZnY/(αZnαY),pH=4~5时,lgαY)为8.44~6.45,pH=10时,lgαY)为0.45。

在pH4~5时,加入EDTA后,Zn2+已形成稳定的ZnY络合物,其受溶液的酸度影响较小,当调至pH≈10时,其KZnY′变化较小;但在pH≈10的氨性缓冲溶液时,Zn2+已形成Zn(OH)2沉淀,αZn很大,使得lgKZnY′变得很小,故lgKZnY′是在a的情况时较大。 6. 在pH≈10的氨性缓冲液中,用0.02mol.L-1EDTA滴定0.02mol.L-1Cu2+和0.02mol.L-1Mg2+

的混合溶液,以铜离子选择电极指示终点。实验结果表明,若终点时游离氨的浓度控制在10-3mol.L-1左右时,出现两个电位突跃;若终点时游离氨的浓度在0.2mol.L-1,只有一个电位突跃。试简要说明其原因。

答:有两个突跃即是可以分别滴定,当两种离子的浓度相同时,要求lgKCuY′-lgKMgY′≥5。

Mg2+不能与NH3络合,而Cu2+能与NH3络合,使lgKCuY′变小,显然,NH3越大,lgKCuY′就越小。当NH3浓度为10-3mol.L-1左右时,Cu2+与NH3的络合效应不严重,lgKCuY′较大,lgKCuY′-lgKMgY′大于5,可以分别滴定,有两个突跃。当NH3浓度较大时,lgKCuY′较小,lgKCuY′-lgKMgY′就会小于5,故只有一个突跃了。

7. Ca2+与PAN不显色,但在pH10~12时,加入适量的CuY,却可用PAN作滴定Ca2+的

指示剂。简述其原理。

答:用CuY—PAN作指示剂时,是利用置换滴定法的原理。在滴定终点前,CuY与PAN发生置换反应,Cu2+与PAN显色,但在终点时,Cu—PAN与过量的的Y作用,置换出PAN,生成了CuY,使溶液的颜色发生变化。由于滴定前加入的的CuY与最后生成的CuY的物质的量是相等的,故加入的CuY不影响滴定结果。

8. KB指示剂为酸性铬蓝K与萘酚绿B混合而成的指示剂,其中萘酚绿B起什么作用?

答:萘酚绿B与酸性铬蓝K组成了混合指示剂,使其颜色变化更敏锐,由紫红变为蓝绿。

9. 用NaOH标准溶液滴定FeCl3溶液中的游离HCl时,Fe3+将引起怎样的干扰?加入下列

哪一种化合物可消除其干扰?

EDTA,Ca-EDTA,柠檬酸三钠,三乙醇胺。

答:因Fe3+容易水解,当Fe3+浓度为0.1mol.L-1时,在pH=2.8时即沉淀完全,生成的Fe(OH)3沉淀会影响终点的观察,故要加入络合剂掩蔽Fe3+,可加入EDTA或三乙醇胺。

10. 用EDTA滴定Ca2+,Mg2+时,可用三乙醇胺、KCN掩蔽Fe3+,但抗坏血酸或盐酸羟胺则

不能掩蔽Fe3+。而在 pH≈1左右滴定Bi3+时,恰恰相反,抗坏血酸或盐酸羟胺可掩蔽Fe3+,而三乙醇胺、KCN则不能掩蔽Fe3+,且KCN严禁在pH<6的溶液中使用。试简要说明原因。

11. KFe(Ⅲ)Y′在pH较大时,仍具有较大的数值,若cFe(Ⅲ)=10-2mol.L-1,在pH=6.0时,

lgKFe(Ⅲ)Y′=14.6,完全可以准确滴定,但实际上并不在此条件下进行,为什么?

12. 在pH=5~6时,以二甲酚橙作指示剂,用EDTA测定黄铜(锌铜合金)中锌的质量分

数,现有以下几种方法标定EDTA溶液的浓度。

a. 以氧化锌作基准物质,在pH=10.0的氨性缓冲溶液中,以铬黑T作指示剂,标定EDTA溶液

b. 以碳酸钙作基准物质,在pH=12.0时,以KB指示剂指示终点,标定EDTA溶液 c. 以氧化锌作基准物质,在pH=6.0时,以二甲酚橙作指示剂,标定EDTA溶液 试问,用上述哪一种方法标定EDTA溶液的浓度最合适?试简要说明其理由。

13. 配制试样溶液所用的蒸馏水含有少量的Ca2+,若在pH=5.5测定Zn2+和在pH=10.0氨性

缓冲溶液中测定Zn2+,所消耗EDTA溶液的体积是否相同?在哪种情况下产生的误差大?

14. 试拟定一个测定工业产品Na2CaY中Ca和EDTA质量分数的络合滴定方案。 15. 以HCl溶解水泥试样后,制成一定量试样溶液。试拟定一个以EDTA测定此试样溶液中

Fe3+, Al3+, Ca2+, Mg2+含量的滴定方案。

16. 利用掩蔽和解蔽作用,拟定一个测定Ni2+,Zn2+,Mg2+混合溶液中各组分的浓度的方案。

第七章

1. 解释下列现象。

a. 将氯水慢慢加入到含有Br-和I-的酸性溶液中,以CCl4萃取,CCl4层变为紫色。 b. EθI2/I-(0.534V)>EθCu2+/Cu+(0.159V),但是Cu2+却能将I-氧化为I2。

c. 间接碘量法测定铜时,Fe3+和AsO43-都能氧化I-析出I2,因而干扰铜的测定,加入NH4HF2两者的干扰均可消除。

d. Fe2+的存在加速KmnO4氧化Cl-的反应。

e. 以KmnO4滴定C2O42-时,滴入KmnO4的红色消失速度由慢到快。

f. 于K2Cr2O7标准溶液中,加入过量KI,以淀粉为指示剂,用Na2S2O3溶液滴定至终点时,溶液由蓝变为绿。

g. 以纯铜标定Na2S2O3溶液时,滴定到达终点后(蓝色消失)又返回到蓝色。 答:

a、Cl2+2I-=I2+Cl-,I2首先析出萃取进入CCl4层显紫色。 b、I-和Cu+生成CuI↓使[Cu+]变小,ECu2+/Cu+增大。

c、加入NH4HF2后,Fe3+与F-生成FeF6+,EθH3AsO4/H3AsO3=0.56V,EθI2/I-=0.53V,需要较大酸度才能氧化I-,NH4HF2起缓冲作用,使pH维持在3.0~4.0,此时不能氧化,故不干扰。 d、这是由于诱导反应所致。KMnO4氧化Fe2+的过程中形成了一系列的Mn的中间产物:Mn(VI),Mn(V),Mn(IV),Mn(III),它们均能氧化Cl-,因而加速了KmnO4氧化Cl-的反应。 e、反应本身速度慢,但反应生成的Mn2+对反应起催化作用,故反应加速,褪色快。 f、Cr2O72-与KI反应生成Cr3+、I2,I2与淀粉显蓝色,加入S2O32-至终点后,生成无色的的I-和S4O62-,故蓝色褪去,显Cr3+的绿色。

g、纯铜标定Na2S2O3的反应是:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2,I2与与粉显蓝色,滴定反应为:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,终点时,I2全部转化为I-,蓝色褪去,但I-易被空气中的O2氧化为I2,故又返回蓝色。

2. 增加溶液的离子强度,Fe3+/Fe2+电对的条件电势是升高还是降低?加入PO43-, F-或1.10-邻二氨菲后,情况又如何? 答:

3. 已知在1mol.L-1H2SO4介质中,EθFe3+/Fe2+=0.68V。1.10-邻二氨菲与Fe3+, Fe2+均能形成络合物,加入1,10-邻二氨菲后,体系的条件电势变为1.60V。试问Fe3+与Fe2+和1,10-邻二氨菲形成的络合物中,哪一种更稳定? 答:

θ-2+-4. 已知在酸性介质中,EMnO4/Mn=1.45V, MnO4被还原至一半时,体系的电势(半还原电位)

为多少?试推出对称电对的半还原电势与它的条件电势间的关系。 答:

5. 碘量法中的主要误差来源有哪些?配制、标定和保存I2及As2O3标准溶液时,应注意哪些事项?

答:主要来源为I2的挥发,I-易被氧化,注意事项参见教材p163-165。

6. 以K2Cr2O7标定Na2S2O3浓度时,是使用间接碘量法,能否采用K2Cr2O7直接滴定Na2S2O3?为什么? 答:在中性或微碱性中,S2O32-和I2反应生成S4O62-,该反应定量进行但K2Cr2O7与S2O32-的反应,在此条件下,作用不完全,有S析出,且反应速度较慢,故不能直接滴定。 7. 用KMnO4为预氧化剂,Fe2+为滴定剂,试简述测定Cr3+, VO2+混合液中Cr3+, VO2+的方法原理。 答:在酸性介质中,KMnO4将VO2+氧化为VO3-,过量KMnO4在加入尿素后,用NaNO2滴定。然后用Fe2+滴定VO3-。

Cr3+可在碱性条件下加H2O2,氧化为为CrO42-,过量的H2O2可煮沸除去,酸化后,用Fe2+

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