s合=t =
(n1?1)s12?(n2?1)s22=n1?n2?271.26?71.380.12(6?1)?(0.13)2?(9?1)?(0.11)2%=0.12 % 6?9?26?96?9= 1.90
查表2-2,f = n1+n2-2 = 6+9-2 = 13 , 置信度95 %,t表≈2.20 t计算<t表 故两种方法间无显著性差异
9.用两种方法测定钢样中碳的质量分数(%): 方法Ⅰ: 数据为4.08,4.03,3.94,3.90,3.96,3.99 方法Ⅱ: 数据为3.98,3.92,3.90,3.97,3.94 判断两种方法的精密度是否有显著差别。 解:使用计算器的统计功能
SI=0.065% SII=0.033% F=S2=(0.033)2=3.88
小查表2-5,F值为6.26 F计算<F表 答:两种方法的精密度没有显著差别 10. 下列数据中包含几位有效数字
(1)0.0251 (2)0.2180 (3)1.8×10 (4)pH=2.50 答:(1) 3位 (2) 4位 (3) 2位 (4) 2位 11.按有效数字运算规则,计算下列各式:
(1)2.187×0.854 + 9.6×10 - 0.0326×0.00814; (2)51.38/(8.709×0.09460);
-5
-5
S大2(0.065)29.827?50.62(3)0.005164?136.6;
?8?8(4)1.5?10?6.1?10;
3.3?10?6解:(1)原式=1.868+0.000096+0.000265
=1.868
(2)原式=62.36 (3)原式=705.2 (4)原式=1.7×10
-5
第三章 滴定分析
思 考 题
1.什么叫滴定分析?它的主要分析方法有哪些
答:使用滴定管将一种已知准确浓度的试剂溶液即标准溶液,滴加到待测物溶液中,直到待测物组分恰好完全反应,即加入标准溶液的物质的量与待测组分的物质的量符合反应式
的化学计量关系,然后根据标准溶液的浓度和所消耗的体积,算出待测组分的含量,这一类分析方法统称为滴定分析法。
按照所利用的化学反应不同,滴定分析法一般可分成酸碱滴定法、沉淀滴定法、配位滴定法和氧化还原滴定法等分析方式。
2.能用于滴定分析的化学反应必须符合哪些条件?
答:化学反应很多,但是适用于滴定分析法的化学反应必须具备下列条件:
(1) 反应定量地完成,即反应按一定的反应式进行,无副反应发生,而且进行完全
(99.9%),这是定量计算的基础。
(2) 反应速率要快。对于速率慢的反应,应采取适当措施提高其反应速率。 (3) 能用较简便的方法确定滴定终点。
凡是能满足上述要求的反应,都可以用于直接滴定法中,即用标准溶液直接滴定被测物质。
3.什么是化学计量点?什么是终点?
答:滴加的标准溶液与待测组分恰好反应完全的这一点,称为化学计量点。 在待测溶液中加入指示剂,当指示剂变色时停止滴定,这一点称为滴定终点。
4.下列物质中哪些可以用直接法配制标准溶液?哪些只能用间接法配制?H2SO4,KOH, KMnO4, K2Cr2O7, KIO3, Na2S2O3·5H2O
答:K2Cr2O7, KIO3可以用直接法配制标准溶液,其余只能用间接法配制。 5.表示标准溶液浓度的方法有几种?各有何优缺点?
答:常用的表示标准溶液浓度的方法有物质的量浓度和滴定度两种。
(1)物质的量浓度(简称浓度)是指单位体积溶液所含溶质的物质的量, 即 C=V. 在使用浓度时,必须指明基本单元。
(2) 滴定度是指与每毫升标准溶液相当的被测组分的质量,用T被测物/滴定剂表示. 特别适用于对大批试样测定其中同一组分的含量。有时滴定度也可以用每毫升标准溶液中所含溶质的质量来表示,如TI2=0.01468g/mL.这种表示方法应用不广泛。
6.基准物条件之一是要具有较大的摩尔质量,对这个条件如何理解?
答:作为基准物,除了必须满足以直接法配制标准溶液的物质应具备的三个条件外,最好还应具备较大的摩尔质量,这主要是为了降低称量误差,提高分析结果的准确度。
7. 若将H2C2O4 ·2H2O基准物长期放在硅胶的干燥器中,当用它标定NaOH溶液的浓度时,结果是偏低还是偏高?
答:偏低。 因为H2C2O4 ·2H2O失去了部分结晶水,用它作基准物时,消耗NaOH溶液的体积偏大,导致测定结果CNaOH偏低。
8. 什么叫滴定度?滴定度与物质的量浓度如何换算?试举例说明。 答:滴定度是指与每毫升标准溶液相当的被测组分的质量,用T
被测物/滴定剂
n表示,如
TFe/KMnO4=0.005682g/mL , 即表示1 mL KMnO4溶液相当于0.005682克铁。
滴定度与物质的量浓度之间的换算关系为:TA/B=
abCBMA?10-3
例如用NaOH滴定H2C2O4的反应为 H2C2O4 + 2NaOH = Na2C2O4 +2H2O 则滴定度为:TH2C2O4/NaOH=110-3 . 2CNaOHMH2C2O4?第三章 习 题
1. 已知浓硝酸的相对密度1.42,其中含HNO3约为70%,求其浓度。如欲配制1L 0.25mol·L-1HNO3溶液,应取这种浓硝酸多少毫升?
解:(1) C=V=MHNOV?10?3=63.01?10?3=16 mol/L
3(2) 设应取浓硝酸x mL , 则 0.25?1000 =16x x = 16mL 答:HNO3浓度为16 mol/L ,应取这种浓硝酸16mL .
2. 已知浓硫酸的相对密度为1.84,其中H2SO4含量约为96% 。如欲配制1L 0.20mol·LH2SO4溶液,应取这种浓硫酸多少毫升?
解:设应取这种浓硫酸VmL,根据稀释前后所含H2SO4的质量相等,则 1.84V?96% =1?0.20?98.08 V?11mL
3. 有一NaOH溶液,其浓度为0.5450mol·L,取该溶液100.0mL,需加水多少毫升方能配成0.5000mol·L的溶液?
解:设需加水x mL ,则 0.5450?100.0=0.5000?(100.0+x) x =
0.5450?100.0-100.0 =9.00 mL 0.5000-1
-1
-1
-1
-1
n1.42V?70%1.42?70%4. 欲配制0.2500 mol· LHCl溶液,现有 0.2120 mol·LHCl溶液1000mL,应加入1.121mol·LHCl溶液多少毫升?
解:设应加入1.121mol·LHCl溶液x mL ,则 0.2500(1000+x)=0.2120×1000+1.121x
(1.121-0.2500)x=(0.2500-0.2120)×1000 x=43.63mL 5. 中和下列酸溶液,需要多少毫升0.2150mol·LNaOH溶液?
(1)22.53 mL 0.1250 mol·LH2SO4溶液(2)20.52 mL 0.2040 mol·LHCl溶液
解:(1)2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O nNaOH?2nH2SO4 VNaOH=
2CH2SO4VH2SO4CNaOH-1
-1
-1
-1
-1
=
2?22.53?0.1250=26.20 mL 0.2150(2)NaOH+HCl=NaCl+H2O nNaOH = nHCl ,则
CHClVHCl0.2040?205.2 VNaOH =CNaOH==19.47 mL 0.21506. 假如有一邻苯二甲酸氢钾试样,其中邻苯二甲酸氢钾含量约为90%,余为不与碱作用的杂质,今用酸碱滴定法测定其含量。若采用浓度为1.000 mol·L的NaOH标准溶液滴
-1
定之,欲控制滴定时碱溶液体积在25mL左右, 则: (1) 需称取上述试样多少克?
(2) 以浓度为0.0100 mol·L的碱溶液代替1.000 mol·L的碱溶液滴定,重复上述计
算。
(3) 通过上述(1)(2)计算结果,说明为什么在滴定分析中常采用的滴定剂浓度为0.1~
0.2 mol·L。
解:滴定反应为 KHC8H4O4+ NaOH =NaKC8H4O4 + H2O
-1
-1
-1
nNaOH?nKHC8H4O4则
mKHC8H4O4?CNaOHVNaOHMKHC8H4O4mKHC8H4O490%-1
m试样==
CNaOHVNaOHMKHC8H4O490%
1.000?25?10?3?204.2(1)当CNaOH=1.000 mol·L时 m试样 = ≈5.7g 90%(2)当CNaOH=0.0100 mol·L时 m试样
-1
=
0.0100?25?10?3?204.2≈0.057g 90%-1
(3)上述计算结果说明,在滴定分析中,如果滴定剂浓度过高(如1 mol·L),消耗试样量较多,浪费药品。如果滴定剂浓度过低(如0.01mol·L),则称样量较小,会使相对误差增大。所以通常采用的滴定剂浓度为0.1~0.2 mol·L .
7. 计算下列溶液滴定度,以g·mL表示:
(1) 以0.2015 mol·LHCl溶液,用来测定Na2CO3 ,NH3 (2) 以0.1896 mol·LNaOH溶液,用来测定HNO3,CH3COOH
解:(1)化学反应为
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2CO3 NH3+HCl=NH4Cl 根据TA/B=bCBMA×10-3 则有
CM?10?3=2×0.2015×105.99×10-3=0.01068g/mL TNa2CO3/HCl=12HClNa2CO31-1-1
-1
-1-1
aTNH3/HCl =CHClMNH3×10-3=0.2015×17.03×10-3=0.003432g/mL
(2) 化学反应为 HNO3 +NaOH=NaNO3+H2O
CH3COOH+NaOH= CH3COONa+H2O
THNO3/NaOH =CNaOHMHNO3×10-3=0.1896×63.01×10-3=0.01195g/mL
TCH3COOH/NaOH=CNaOHMCH3COOH×10-3=0.1896×60.04×10-3=0.01138g/mL
8. 计算0.01135 mol·LHCl溶液对CaO的滴定度。
解:HCl与CaO的反应 CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O
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