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《分析化学原理》问题与习题

第二章 定量分析引论 Introduction to Quantitative Analysis

2-1 误差的绝对值与绝对误差是否相同?

2-2 常量滴定管的读数可以估计到 ?0.01ml,若要求滴定的相对误差小于0.1?,滴定剂体积应控制为多

少?分析天平可以称准至 ?0.1mg,若要求称量误差不大于0.1?,至少应称取多少试样?

2-3 三位同学对相同的酸碱溶液作酸碱比较实验。甲的相对平均偏差为0;乙为1.0 ‰;而丙为6. 5‰ 。

如何比较他们的实验结果?能否对他们实验结果的准确度发表意见?

2-4 某一硫酸溶液的实际浓度是25.00ml中含5.000 m mol H2SO4 。用25ml的移液管移取该H2SO4溶液三

份,以标准NaOH溶液滴定,测得的H2SO4溶液浓度结果是 0.1982 mol / L、0.1980 mol / L、0.1984 mol / L。你认为误差可能是由下列诸原因中的哪些所引起的? ⑴ 未作指示剂校准,⑵ 终点判断错误,⑶ 某次滴定中有溶液溅出,⑷ 移液管或滴定管体积未作校准,⑸ 读数时有视差,⑹ 浓度不准确,⑺ 溶液滴得较快,读数过早。

2-5 试述减少系统误差和随机误差可采取的方法有哪些? 2-6 试说明臵信水平、臵信区间的含义。 2-7 求算线性校准函数的办法一般为哪两种?

2-8 试述定量分析校准模式的类型?各适用于什么情况?

2-9 定量分析中常用的“工作曲线法”和“标准加入法”有何异同? 2-10 评价分析方法的两个重要概念“灵敏度”和“检出限”有何异同?

2-11 计算20.1?11.1,报告所得结果为223.11。有人说“这个答案的有效数字太多了”。这句话有何错误? 2-12 下列数值各有几位有效数字?

0.038;45.080;5.6?10 ?4;5.60?10 ?4;6.042?1015;1000;999;200.00;1.0?1015;pH=5.6

2-13 如果要使称量的相对标准偏差不超过0.2?,问:在已知测量标准偏差分别为0.0001g、0.001g的分

析天平上称样时各应称取样品多少克 ?如果要求称样在0.8g以下时,应用哪种天平较为合适? 2-14 固体氯化钠试样中氯的百分含量经六次测定,结果为60.11、60.45、60.38、60.24、60.28、60.29,

计算:

(1) 分析结果的平均值;

(2) 个别测定值的平均偏差和相对平均偏差; (3) 个别测定值的标准偏差和相对标准偏差;

(4) 如果试样为纯氯化钠,上述平均结果的绝对误差和相对误差分别为多少?

2-15 测定某试样中硫的百分含量,结果为:20.05、20.06、20.08、20.09,计算个别测定值的平均偏差和

标准偏差。

2-16 某学生测定HCl溶液的浓度时,获得结果为:0.1141、0.1140、0.1148、0.1142mol/L。问:根据狄克

逊检验法(α=0.05),第3个数据能否舍弃?如果又测得了第5次的分析结果为0.1142,再问:第3个数据能否舍弃?

2-17 某试样中氯的百分含量经测定为30.44、30.52、30.60和30.12。

(1) 根据格鲁布斯检验法,最后一个数据能否舍弃? (2) 结果的平均值为多少? (3) 平均值的95?臵信区间为多少? 2-18 请用正确的有效数字表示下列各式的答案。

(1) 213.64?4.4?0.3244

1

(2) 1.326?25.03?158.17?2.879?10?0.00017 (3)

3.028?20.87?5.01 0.004290?4(40.23?39.86)?0.05585(4) 0.3627

第三章 化学分析法导论 Introduction to Chemical Analysis

?ckel公式如何描述活度系数与离子强度的关系?离子强度可以怎样计算? u3-1 什么是活度? Debye ?H?3-2 何为分布系数和分布曲线图?

3-3 一个多元酸的各级累积稳定常数 ? i 和各级离解常数Ka关系如何? 3-4 质子条件(质子平衡式)与物料平衡式、电荷平衡式有何不同?

3-5 什么是副反应系数?酸效应系数和络合效应系数的意义如何?什么是条件稳定常数?如何利用副反

应系数来得到条件稳定常数?

3-6 用于滴定分析的化学反应必须符合哪些条件? 3-7 何种物质才能作为基准物质?

3-8 下列物质中哪些可能用于直接法配制标准溶液?哪些只能用间接法配制? HCl;H2SO4;KOH;KMnO4;K2Cr2O7;Na2S2O3 ?5H2O;ZnO;FeSO4

3-9 若将基准物质硼砂(Na2B4O7 ?10H2O)长时间保存于内臵变色硅胶(干燥剂)的干燥器中,再用它标

定HCl溶液的浓度时,标定结果将会如何?

3-10 解释滴定度的概念。滴定度与物质的量浓度之间应如何进行换算? 3-11 请说明如何配制下列溶液

(1) 用2.170mol/L HCl溶液配制500.0ml 0.1200mol/L HCl 溶液;

(2) 用浓NaOH溶液(密度1.525,50?)配制500ml 0.10mol/L NaOH溶液; (3) 用固体NaOH配制500ml 0.10mol/L NaOH溶液;

(4) 用基准物质K2Cr2O7 配制0.02000mol/L K2Cr2O7 溶液500.0ml。

3-12 取0.100mg/ml 钼溶液2.50ml,于容量瓶中稀释至1000ml,计算 Mo溶液的浓度 (?g/ml)。取

此溶液2.50ml,再稀释至1000ml,计算Mo溶液的浓度(?g/L)。

3-13 在500ml溶液中,含有9.21g K4Fe(CN)6 。计算该溶液的物质的量浓度,以及在以下反应中对Zn2+ 的

滴定度

3 Zn2+ + 2[Fe(CN)6]4- + 2 K+ == K2Zn3[Fe(CN)6]2

3-14 计算下列各溶液的滴定度

(1) 0.1502mol/L HCl溶液,用THCl/CaO和THCl/Na2CO3表示( 滴定时CO32-? CO2 );

(2) 0.1048mol/L NaOH溶液,用 TNaOH/HAc和TNaOH/H2SO4表示;

(3) 0.02016mol/L KMnO4溶液,用 TKMnO4/As2O3和 TKMnO4/Fe3O4表示; (滴定时MnO4- ?Mn2+,AsO33-?AsO43-,Fe2+?Fe3+,滴定前所有的铁都预先还原成二价) (4) 0.1139mol/L FeSO4溶液,用TFeSO4/KMnO4和TFeSO4/K2Cr2O7表示。 (滴定时Fe2+?Fe3+,MnO4-?Mn2+,Cr2O72-?Cr3+ )

3-15 计算pH = 8.00时,碳酸盐溶液中 H2CO3、HCO3- 和CO32- 的分布系数。若碳酸盐的总浓度为

2

0.10mol/L,各组分的浓度为多少?

3-16 H3AsO4的pKa ? pKa3分别为2.20,7.00,11.50。计算说明pH = 7.00时下列各存在形式的平衡浓

1度之间的关系:

(1) [H3AsO4] / [H2AsO4-] (2) [H2AsO4-] / [HAsO42-] (3) [HAsO42-] / [AsO43-] (4) [H3AsO4] / [AsO43-]

3-17 在总浓度为1.0?10-2 mol/L铜溶液中,已知游离氨的浓度为1.0?10-3 mol/L。计算Cu2+、Cu(NH3)32+

的分布系数和平衡浓度。 3-18 写出下列溶液的质子条件:

(1) H2SO3 (2) NaHSO3 (3) Na2SO3 (4) NH3 (5) NH4Cl (6) HAc + NH4Cl (7) HAc + NaAc (8) NH3 + NH4Cl

(9) (NH4)2HPO4 (10) NH4H2PO4

3-19 已知EDTA作为六元酸的Ka1=10 ? 0.9、Ka2=10 ? 1.6、Ka3=10 ? 2.07、Ka4=10 ? 2.75、Ka5=10 ? 6.24、

Ka6=10?10.34,计算pH为4.5和5.5时EDTA的酸效应系数αY(H)和lgαY(H)。该pH条件下,[Y]在

EDTA总浓度中占百分之几?

3-20 已知lgKZnY = 16.5,lgKAlY = 16.1,lgKFeY- = 25.1,lgKFeY2- = 14.3(即Fe2+与Y络合物),lgKCaY = 10.7,

计算

(1) pH = 5.0时ZnY 的KZnY?和lg KZnY?;

(2) pH = 5.0、[Ca2+] = 0.01mol/L时AlY 的KAlY?和lgKAlY?;

(3) pH = 3.0、[Fe2+] = 0.01mol/L时,FeY-(三价铁)的KFeY? 和lgKFeY?; (4) pH = 2.0、[Fe2+] = 0.01mol/L时,FeY-(三价铁)的KFeY? 和lgKFeY?。

3-21 已知lgKZnY = 16.5,pH = 9.0时lg?Y(H) = 1.4, 而锌氨络离子的各级稳定常数lgK1?lgK4分别为2.27、2.34、

2.40、2.05,。计算pH = 9.0,[NH3]=0.10mol/L时ZnY的K Zn?Y?和lgK Zn?Y?。

3-22 AgCl沉淀在pH = 8.0、络合剂L的总浓度C L =0.10mol/L溶液中的溶解度。已知HL的pKa = 10,AgL2

的lgβ1= 3.0,lgβ2= 7.0,AgCl的Ksp = 10 ? 9.74。

3-23 配平下列反应式,并指出反应物中氧化剂和还原剂的物质的量是按几比几关系进行的。

(1) FeCl3 + SO2 + H2O ?? FeCl2 + HCl + H2SO4 (2)Na2S2O3 + I2 ?? NaI + Na2S4O6

(3) Mn(NO3)2 + K2S2O8 + H2O ?? KMnO4 + K2SO4 + H2SO4 + HNO3 (4) KBrO3 + KI + H2SO4 ?? I2 + KBr + K2SO4 + H2O

(5) Cr(NO3)3 + NaBiO3 + HNO3 ?? Na2Cr2O7 + Bi(NO3)3 + NaNO3 + H2O (6) I2 + H2S ?? HI + S?

(7) NaClO + Na3AsO3 ?? NaCl + Na3AsO4

3-24 如果希望标定时滴定剂的用量在25到30 ml之间,下列基准物质的称出量应在什么范围?

滴定剂

(1) 0.030mol/L HClO4 (2) 0.20mol/L NaOH (3) 0.030mol/L Ba(OH)2 (4) 0.040mol/L H2SO4 1000ml溶液,计算

3

基准物质 Na2CO3 ( 生成CO2 ) 苯甲酸 C6H5COOH KH(IO3)2

Na2B4O7〃10H2O

3-25 碘酸氢钾KH(IO3)2是一种基准物质,可以用来标定多种试剂溶液。今取6.370g 于容量瓶中配制成

(1) 物质的量浓度 cKH(IO3)2。

(2) 作为酸时的基本单元为KH(IO3)2 ,物质的量浓度为多少?

(3) 作为还原剂,反应产物为IO4-时,一般所选的基本单元是什么?据此计算的物质的量浓度为多

少?

(4) 在6 mol/L HCl溶液中作为氧化剂,反应产物为ICl(其中I是 +1价状态)时,一般所选的基本

单元是什么?据此计算的物质的量浓度为多少? (5) 对KSCN的滴定度。

( 2SCN- + 3IO3- + 3Cl- + 4H+ === 2HCN + 2SO42-+ 3ICl + H2O )

3-26 称取含硫的有机物试样0.3000g,在氧气流中燃烧,使其中的硫全部转化为二氧化硫,并通入含有足

量过氧化氢的溶液中吸收。最后,以0.1000mol/L NaOH溶液滴定至恰好反应完全,消耗30.00 ml。计算试样中硫的百分含量。

3-27 移取相同体积的钙溶液两份,一份用0.02000 mol/L EDTA溶液滴定,耗去25.00 ml。另一份沉淀成

CaC2O4,过滤,洗涤,溶于稀H2SO4中,用0.02000 mol/L KMnO4溶液滴定,问需 KMnO4溶液多少ml?

3-28 某一元酸的摩尔质量为80.00。用标准NaOH溶液滴定含此酸的试样1.6000g,如果试样中酸的百分

含量X(?)正好是NaOH溶液浓度的50倍,问滴定时将耗去NaOH溶液多少体积?

3-29 有不纯的石灰试样2.000g,用HCl溶液滴定以测定其中钙的百分含量。如果滴定时所消耗HCl溶液

体积的1/4正好与钙的百分含量X(?)相同,问HCl溶液的浓度为多少?

3-30 某H2SO3溶液与KMnO4反应: 2 MnO4- + 5 H2SO3 =2 Mn2+ + 5 SO42- + 3 H2O + 4 H+ ,需消耗KMnO4

20.00ml,反应生成的酸需用0.1000mol/L NaOH溶液20.00ml才能中和。今移取20.00ml上述KMnO4溶液,问:用0.2000mol/L Fe2+ 溶液滴定至化学计量点时,需消耗多少毫升?

* * *

??P+Q 通过测量反应物R的浓度变化,写出测定催化剂X浓度的3-31 对于下列催化反应 R+M?积分形式的速率方程表达式,并讨论测定催化剂含量的三种具体方法。

3-32 有两种性质十分相似的物质R、M,它们的一级反应都是生成P,若用动力学分析法同时分析未知R、

M的浓度,应如何设计实验。(提示:两反应均生成P产物,可用P产物浓度的改变列出各自的速率方程。混合物测定时,对于t时刻产物[P]是两个反应的加和。)

第四章 酸碱滴定法 Acid -Base Titrations

X

4-1 为什么滴定中所用标准酸溶液一般都以HCl等强酸而不用HAc等弱酸?标准碱溶液以NaOH等

强碱而不用氨水等弱碱?为什么标准溶液的浓度通常采用0.02mol/L ~ 0.2mol/L左右,而很少采用过浓或过稀的溶液?

4-2 酸、碱溶液的浓度及弱酸或弱碱的离解常数对滴定反应的完全程度有何影响?弱酸 (或弱碱 ) 的

Ka c ( 或Kb c ) 小至何值时就不能准确滴定?为什么?

4-3 “滴定时多加点指示剂可以使终点变色明显”;“指示剂选择得越恰当,终点时的变色就越明显;

4

指示剂选择得越不恰当,终点时的变色就越不明显”。这两句话是否正确?说明理由。 4-4 已知下列酸、碱和指示剂的常数,请回答以下问题:

酸 pKa HB 4.85 HC 9.30 HD 8.70 碱 pKb NOH 8.70 ROH 3.80 VOH 3.70 指示剂 I (酸) pKa=5 II (碱) pKb=5 III (酸) pKa=9 (1) 下列哪一些滴定是可行的(假设浓度均为0.1mol/L)

(a) NaOH滴定HB (b) NaOH滴定HC (c) HCl滴定NOH (d) HCl滴定VOH (e) HCl滴定D (f ) HCl滴定B (g) NaOH滴定N+ (h) NaOH滴定R+

(2) 若在 (1) 中判断可以进行滴定的话,则应如何从上表中选择合适的指示剂(一种或多种)? 4-5 以HCl滴定Na2CO3,若在冷溶液中直接滴定到终点(Na2CO3? H2CO3),为什么应该用甲基橙作

指示剂,而不采用甲基红?如果在化学计量点来临前将溶液煮沸,冷却后继续滴定,为什么甲基红又成了非常合适的指示剂?如果加入稍过量的HCl,煮沸除尽CO2后,再用NaOH回滴,为什么连酚酞也成为合适的指示剂了?

4-6 为什么滴定Na2CO3到NaHCO3终点时,指示剂的变色总是不可能非常明显,滴定误差也可能会

高于 ? 0.5 ??

4-7 用蒸馏法测定铵盐中氨的百分含量时,为什么用已知量并且过量的HCl作吸收液,最后用NaOH

滴定;而用H3BO3溶液作吸收液,最后却用HCl滴定?为什么两种滴定中都用甲基红而不用酚酞作指示剂?

4-8 某同学用标准HCl溶液来标定普通的NaOH溶液,采用甲基橙作指示剂(假设没有指示剂空白)。

然后他用此碱溶液去测定试样中邻苯二甲酸氢钾的含量,采用酚酞作指示剂。他所得的结果将会偏高、偏低还是正确的?说明原因。

4-9 如果NaOH标准溶液在存放过程中吸收了CO2 ,再用来滴定强酸或弱酸时,各自对滴定的准确度

将有何影响?

4-10 用pH滴定的方法绘制0.1mol/L HCl溶液滴定0.1mol/L NaOH溶液的滴定曲线,如图所示。解释

为什么曲线呈这种形状。

4-11 计算下列浓度HCl溶液的pH值:

(1) 2.00?10-4 mol/L (2) 1.00?10-5 mol/L (3) 2.00?10-7 mol/L (4) 1.00?10-8 mol/L

4-12 设有三种弱酸,pKa分别为3.00、5.00和7.00,计算这三种弱酸在浓度分别为0.100mol/L、0.0100mol/L

和0.00100mol/L时溶液的[H+]。

5

4-13. 计算下列溶液的pH值:

(1) 0.10mol/L H3BO3 (2) 0.040mol/L H2CO3 (3) 0.020mol/L H2C2O4 (4) 0.010mol/L Na2CO3

4-14 HA的pKa = 9.00,计算下列溶液的[H+]

(1) 0.010mol/L NaA - 1.0?10-3mol/L HA (2) 0.010mol/L NaA - 1.0?10-4mol/L HA (3) 0.010mol/L

NaA

4-15 计算下列溶液的pH值:

(1) 0.050mol/L二氯乙酸铵溶液 (2) 0.10mol/L NH4CN (3) 2.0?10-3mol/L HCOONH4

(4) NaAc-H3BO3混合溶液,其中NaAc浓度为0.20mol/L、H3BO3浓度为0.050mol/L。

4-16 已知某弱碱的相对分子质量为60.10,将该弱碱0.707g溶解制备成1000ml溶液,测得溶液的pH =

11.40,求该弱碱的pKb值。

4-17 考虑溶液中离子强度的影响,计算0.10mol/L NaH2PO4溶液的pH 值。如果忽略离子强度的影响,

pH 又为多少?

4-18 用0.1000mol/L KOH溶液滴定20.00ml 0.1000mol/L HCOOH溶液时,化学计量点和化学计量点前

后各0.1? 时的pH值为多少?用溴酚蓝或中性红作指示剂是否合适?

4-19 用0.1000mol/L NaOH溶液滴定20.00ml 0.1000mol/L 弱碱盐(该弱碱的Kb = 1.00?10-10),问化学

计量点和化学计量点前后各0.1? 时的pH值为多少?并列举出四种合适的指示剂来。

4-20 柠檬酸的Ka1=7.4?10-4、Ka2=1.7?10-5、Ka3=4.0?10-7,用0.1000mol/L NaOH溶液滴定

0.1000mol/L柠檬酸时,滴定可达到的化学计量点pH值为多少?宜采用什么指示剂?说明理由。 4-21 下列滴定体系中,请选择合适的指示剂。

甲基黄 (2.9 ? 4.0) 0.01mol/L NaOH滴定0.01mol/L HCl 0.1mol/L NaOH滴定0.1mol/L HCl(含有0.1mol/L NH4Cl) 0.1mol/L HCl滴定0.1mol/L NaOH(含有0.1mol/L NaAc) 0.1mol/L HCl滴定0.1mol/L NH3 溶液 0.1mol/L NaOH滴定0.1mol/L 2- H3PO4到HPO4终点 0.1mol/L HCl滴定0.1mol/L - Na3PO4到H2PO4终点 滴定体系 甲基红 (4.4 ? 6.2) 酚 红 酚 酞 百里酚酞(6.4 ? 8.2) (8.0 ? 9.8) (9.4 ? 10.6)

4-22 用0.1000mol/L NaOH滴定0.1000mol/L HCOOH时,如果滴定终点的pH分别为10.0和7.0,终点

误差各为多少?

4-23 用0.1000mol/L HCl滴定0.1000mol/L 氨水时,如果滴定终点的pH为7.0和4.0,终点误差各为多

少?

6

4-24 称出0.3421g纯KHC2O4 ? H2C2O4 ? 2H2O,溶解后以酚酞作指示剂用NaOH溶液滴定,耗去41.07ml。

计算NaOH溶液的浓度。

4-25 测定小麦制品中蛋白质的百分含量时,可将其氮的百分含量乘以5.70算得。某麦粉试样0.909g,

用克氏法进行分析,生成的氨蒸馏到 50.0ml 0.0506mol/L HCl溶液中,需用7.46ml 0.0491mol/L NaOH溶液去回滴。计算麦粉中蛋白质的百分含量。

4-26 用克氏法分析血清样品中的蛋白质(球蛋白和白蛋白混合物)时,以其氮的百分含量乘以换算因

数6.25算得。将一个2.00ml血清样品煮解后,氨被蒸馏至 H3BO3溶液中,需要用15.0ml标准HCl溶液滴定。而该HCl是以相同方法处理0.330g纯的(NH4)2SO4来标定的。如果标定需HCl溶液 33.3ml,那么,血清中蛋白质浓度是多少?以100 ml样品中含有多少g表示。

4-27 用ICP光谱法测定,测得血样中磷酸盐总浓度为3.00?10-3 mol/L。如果血样的pH值是7.45,问

血样中的H2PO4- 和HPO42- 浓度各为多少?

4-28 有五份碱溶液,其组分可能是 NaOH、Na2CO3或 NaHCO3 ,也可能是 NaOH + Na2CO3 或

NaHCO3+ Na2CO3。取25.00ml试液,用0.1200mol/L HCl溶液滴定,所耗酸的体积列于下表。其

中V1 为酚酞终点,V2 为溴甲酚绿终点。问: (1) 各溶液的组分是什么?

(2) 溶液中各组分的浓度是多少mg/ml?

V1 ,ml V2 ,ml (a) 22.42 22.44 (b) 15.67 42.13 (c) 29.64 36.42 (d) 16.12 32.23 (e) 0.00 33.33 4-29 一系列溶液可能单独含HCl、H3PO4或NaH2PO4,也可能是HCl + H3PO4 或H3PO4 + NaH2PO4混

合液。下表是滴定25.00ml 试液时所需0.1200mol/L NaOH溶液的体积,其中V1 为溴甲酚绿终点,V2 为百里酚酞终点。问: (1) 各溶液的组分是什么?

(2) 溶液中各组分的浓度是多少mg/ml?

V1 (ml) V2 (ml) (a) 18.72 23.60 (b) 7.93 7.95 (c) 0.00 16.77 (d) 13.12 35.19 (e) 13.33 26.65 4-30 以无水乙醇为溶剂,用0.100mol/L C2H5ONa滴定50.0ml 0.0500mol/L HClO4。

(1) 计算加入0.00、12.5、24.9、25.0、25.1和30.0ml碱时,溶液的pH值(-lg[C2H5OH2+])。( 假定在乙醇中HClO4和C2H5ONa都是完全离解的 )。

(2) 将(1)中体积从24.9到25.1ml的pH变化同水作溶剂(碱为NaOH)时类似的pH变化作比较,哪一个?pH大?

第五章 络合滴定法

7

Complexometric Titrations

5-1 络合滴定剂EDTA具有哪些特点?为什么不能用氨水滴定Cu2+ ? 5-2 请讨论

(1)溶液的酸度对滴定化学计量点和终点pM的影响。

(2)其他金属离子N的存在,对滴定化学计量点和终点的pM值的影响。 (3)辅助络合剂的存在对滴定化学计量点和终点pM的影响。 (4)溶液的稀释对滴定化学计量点和终点pM的影响。

5-3 为什么使用金属指示剂时要有pH的限制?为什么同一种指示剂用于不同金属离子滴定时,适宜的pH

条件不一定相同?

5-4 什么是Cu-PAN 指示剂?使用Cu-PAN 指示剂时,滴定的pMep受哪些因素影响?

5-5 金属离子指示剂为什么会发生封闭现象?

5-6 两种金属离子M和N共存时,需要满足什么条件才能进行选择滴定? 5-7 络合滴定中,利用返滴定法可以解决哪些困难?试举例说明。 5-8 举例说明如何利用释放法来提高络合滴定的选择性?

5-9 如何利用掩蔽和解蔽作用来测定镍、锌、镁混合试液中三种组分的含量?

5-10 计算在pH = 10时Pb2+ 与EDTA络合的K?PbY和lg K?PbY(不考虑水解副反应),说明此时能否用EDTA

滴定Pb2+ ?如果往一份50.0ml 0.0250mol/L Pb2+ 溶液中加入0.0100mol/L EDTA溶液0ml、50.0ml、125ml和200ml,每一点的pPb各为多少?

5-11 已知镍氨络离子的lg?1 ? lg?6分别为2.75、4.95、6.64、7.79、8.50、8.49。计算[NH3]= 0.10mol/L、[NH4+]=

0.10mol/L时NiY的K'NiY和lg K'NiY。

5-12 以0.020mol/L EDTA溶液滴定Bi3+和Pb2+混合溶液中的Bi3+,终点时体系中HNO3的浓度为0.10mol/L,

如果Bi3+和Pb2+各浓度是:

(1) 0.020mol/L Bi3+和0.0020mol/L Pb2+混合溶液;

(2) 0.020mol/L Bi3+和0.020mol/L Pb2+混合溶液;

(3) 0.0020mol/L Bi3+和0.020mol/L Pb2+混合溶液。分别计算各条件下Bi3+与EDTA络合物的条件稳定

常数和滴定至化学计量点时的pBiEP。

5-13 pH = 5.5的0.020mol/L Fe 溶液中,含有防止水解的辅助络合剂酒石酸盐(用Tar表示),其络合形式

3+

主要为Fe[Tar]3,lg?3= 7.5。设以0.020mol/L EDTA标准溶液滴定至化学计量点时,[Tar]=0.10mol/L。

计算pFeEP? 和pFeEP,说明能否准确滴定?

5-14 以0.020mol/L EDTA溶液滴定0.020mol/L Zn2+,可采用两种方法:一是在pH 5.5的六次甲基四胺缓冲

溶液中,以二甲酚橙为指示剂;二是在pH =10.0的氨性缓冲溶液(其中[NH3]为0.20mol/L)中,以铬黑T为指示剂。试计算两种方法的终点误差各为多少?请对两种方法进行比较。

5-15 在pH = 5时以二甲酚橙为指示剂,用2?10-4 mol/L EDTA溶液滴定2?10-4 mol/L Pb2+ 试液。问:

(1) 用六次甲基四胺作缓冲剂和用0.1mol/L HAc- 0.2mol/L NaAc(终点时浓度)作缓冲剂,终点误

差各为多少?( Pb2+与Ac- 络合物的lg?1= 1.9,lg?2= 3.3;六次甲基四胺不与Pb2+络合。) (2) 若改用0.02 mol/L EDTA滴定0.02 mol/L Pb2+,用(1)中两种缓冲剂时,终点误差又各为多少? 5-16 在pH 10.0的氨性缓冲溶液中,以铬黑T为指示剂,以0.020mol/L EDTA溶液滴定0.020mol/L Ca2+,

终点误差为多少?如果在相同条件下滴定0.020mol/L Mg2+,终点误差又为多少?KCaY比KMgY大,为什么前者的终点误差反而比后者要大?

8

5-17 pH =10时以铬黑T为指示剂,用EDTA滴定Ca,加入少量MgY可以改善终点颜色的变化。若终

2+

点时[CaY]? 0.010mol/L,MgY的合适浓度(即希望达到cCa,ep与cCa,E p一致时的浓度)应该为多少?

5-18 某试液中含有Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ),取50.0ml试液,在pH 2.0时用0.0120mol/L EDTA溶液滴定,耗去

13.7ml;调节至pH 6.0继续滴定,总共耗去EDTA 29.6ml。计算Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的浓度,用 ?g/ml来

表示。

5-19 250ml矿质水样中的钾离子用四苯硼酸钠沉淀: K+ + (C6H5)4B- = KB(C6H5)4?

沉淀经过滤、洗涤后,溶于一种有机溶剂中,然后加入过量的Hg(Ⅱ)- EDTA络合物。 4HgY2- + (C6H5)4B- + 4H20 = H3BO3 + 4C6H5Hg+ + 4HY3- + OH-

释出的EDTA需用29.64ml 0.0558mol/L Mg2+ 溶液去滴定。据此计算钾离子的浓度,用 ?g/ml来表示。

5-20 25.00ml试样中的Ag+ 在加入30.00ml 0.0800mol/L Ni(CN)42- 时,转化为Ag(CN)2-。反应为:

Ni(CN)42- + 2Ag+ = 2Ag(CN)2- + Ni2+

释出的Ni2+用0.02400mol/L EDTA滴定,耗去43.70ml。计算银溶液的浓度。

5-21 测定污水处理工厂排放口附近的污水中的铜。分取三份各1 L水样,每份均加入络合剂双硫腙后用

25 ml二氯甲烷萃取,使以铜-双硫腙螯合物形式萃取至二氯甲烷中。然后将三份二氯甲烷萃取液合并于100 ml容量瓶中,稀释至刻度,移取50.0 ml,蒸发去除溶剂,灰化破坏有机物,再用EDTA滴定铜,仅耗2.67 ml,而该EDTA溶液对CaCO3的滴定度是2.69mg/ml。问该污水中铜的浓度是多少(以

?g/ml表示)?

5-22 为测定奶粉中的钙含量,灰化处理1.50g奶粉试样并制成溶液,调节合适的pH条件,用EDTA滴定

其中Ca2+,所需EDTA为12.1ml。而该EDTA溶液的标定是:吸取10.0ml溶解有纯金属锌0.632g/L

的标准溶液后,滴定消耗EDTA 10.8ml。计算奶粉中的钙含量,以?g/g表示之。

5-23 某皮肤药膏的主要原料是氧化锌和氧化铁的混合物。称取1.0220g干燥的混合氧化物,溶于酸并准

确地稀释到250ml。(1) 吸取10.00ml试液,加入氟化钾掩蔽铁后,适当调节pH,用0.01290mol/L EDTA

溶液滴定Zn2+ 耗去38.70ml; (2)吸取50.0ml试液,调节适当酸度后,用0.00272mol/L ZnY溶液滴定,耗去2.40ml,其反应为

Fe3+ + ZnY2- = FeY- + Zn2+

计算试样中ZnO和Fe2O3的百分含量。

5-24 镀在9.75平方厘米表面上的铬( d = 7.10g/cm3 )溶解在盐酸中,准确稀释到100ml。吸取25.00ml

试液调节到pH5后,加入50.00ml 0.00862mol/L EDTA溶液进行络合,待络合完全后,过量的EDTA

用0.01044mol/L Zn2+ 溶液回滴,耗去7.36ml。计算铬镀层的平均厚度。

5-25 有一不纯的苯巴比妥钠(NaC12H11N2O3 M = 254.22),用络合滴定法进行分析。称取0.2438g粉状

样品一份,于60℃时溶解在100ml 0.02mol/L NaOH溶液中,冷却后,用HAc酸化,移入250ml容量瓶,加入25.00ml 0.02031mol/L 过氯酸汞溶液,稀释至刻度,放臵待沉淀完毕,其反应如下: Hg2+ + 2 C12H11N2O3- = Hg(C12H11N2O3)2?

然后过滤,弃去沉淀。对滤液中剩余的Hg(Ⅱ)进行测定。吸取50.00ml滤液,用10ml 0.01mol/L 的

MgY2-络合物溶液处理,释放出相应量的Mg2+。在pH10时以铬黑T为指示剂,用0.01212mol/L EDTA

溶液滴定释放出的Mg2+,消耗5.89ml。计算样品中苯巴比妥钠的百分含量。 5-26 某含铅、镁和锌的试样0.408g,溶解后用氰化物处理使锌络合

Zn2+ + 4CN- = Zn(CN)42-

然后用0.0206mol/L EDTA溶液滴定铅和镁,耗去42.2ml;再用二巯基丙醇掩蔽铅,所释出的EDTA

9

需用19.3ml 0.00765mol/L镁溶液滴定;最后加入甲醛使锌解蔽 Zn(CN)42- + 4HCHO + 4H2O=Zn2+ + 4HOCH2CN + 4OH-

随即用0.0206mol/L EDTA溶液滴定,耗去28.6ml。计算试样中铅、镁、锌的百分含量。

5-27 将0.328g黄铜试样溶于硝酸,过滤除去难溶的偏锡酸,然后把滤液和洗涤液合并,并稀释至 500ml。

移取一定体积的试液,以0.00250mol/L EDTA溶液滴定。

(1) 移取10.00ml试液,加入缓冲液后,滴定其中铅、锌和铜,用去37.5ml EDTA; (2) 移取25.00ml试液,用硫代硫酸盐掩蔽铜后,滴定铅和锌,需用27.6ml EDTA; (3) 移取100.0ml试液,加入氰根离子掩蔽铜和锌后,滴定铅,需用10.8ml EDTA。 确定黄铜试样的组成,其中锡的百分含量用差额计算得到。

5-28 若不经过分离,如何用络合滴定法测定下列混合溶液中各组分的含量?(尽可能设计给出条件,如

pH条件、指示剂、掩蔽剂等)

(1) Ca2+、Mg2+、Fe3+ (2) Ca2+、Cu2+ (3) Al3+、Hg2+ (4) Pb2+、Ca2+、Bi3+ (5) Zn2+、Cu2+、Ca2+

第六章 氧化还原滴定法 Oxidation-Reduction Titrations

6-1 用氧化还原电位关系解释下列问题:

(1) 为什么在中性溶液中可以用I2来滴定As (Ⅲ),而在强酸性溶液中,又可以用碘量法测定As (Ⅴ)? (2) 为什么K2Cr2O7与KI在中性溶液中不作用,但在酸性溶液中却定量地析出I2 ? (3) Fe3+ 能氧化I ? 而析出I 2,但F?的加入将使Fe3+ 不能氧化I ?,为什么? (4) 为什么溶液的酸度增大时,I ? 被溶解于水中的O2 氧化也更容易?

(5) 在配制FeSO4标准溶液时,需要加入H2SO4 ,H2SO4 的浓度约为0.3 ~ 0.5mol/L(但仍需要经常标定)。如果不加H2SO4 或H2SO4 的浓度很大时有何不可?

6-2 什么是条件电极电位?为什么要采用条件电极电位概念?

6-3 为什么标准电极电位或条件电极电位不是在任何时候都可以用于预示氧化还原滴定是否能够进行? 6-4 如何判断滴定至化学计量点时反应的完全程度? 在 Ox1 + Red2 == Red1 + Ox2 ( n = 1) 的简单体系

中,?1f和 ?2f应相差多少方能符合滴定要求?如何推算?

6-5 分别用 Ce(SO4)2、KMnO4、K2Cr2O7 标准溶液滴定Fe(Ⅱ) 时( 设 [H+] = 1mol/L),各化学计量点的φ

值应该如何计算?

6-6 预先氧化或预先还原时所用的氧化剂和还原剂要符合哪些条件?为什么?

6-7 测定铁矿中铁的标准方法是K2Cr2O7 法而不是KMnO4 法。用K2Cr2O7 法测定Fe2+ 比KMnO4法有哪

些优点?

6-8 有人提出,用 K2Cr2O7 溶液滴定Fe(Ⅱ) 而以二苯胺磺酸钠为指示剂时,只要以指示剂颜色不再变深

作为终点,就可以不必加入H3PO4 。从理论上讲合理吗?这一方法与加H3PO4 的方法相比较,哪一个更合适?为什么?

6-9 为什么以Na2S2O3 溶液滴定I2 时应该在酸性条件下进行? 而用I2 溶液滴定Na2S2O3 时却不能在酸性

条件下进行?

6-10 碘量法的主要误差来源有哪些?在实际工作中如何才能将误差降至最小?

10

6-11 用K2Cr2O7 标定Na2S2O3 溶液时,如果操作不当,Na2S2O3 滴定至终点后溶液很快又会出现碘?淀粉

的蓝色。请举出2~3种可能的不恰当操作。如果Na2S2O3 溶液滴定过量,是否可以用K2Cr2O7 进行回滴?为什么? 6-12 已知Ag++e

Ag, φ0= 0.7995 V, Ag2SO3的Ksp为1.5 ? 10-14, 计算下列半反应的φ0

2 Ag + SO32-

2 Hg + SO42- φ0= + 0.614 V

Ag2SO3( S ) + 2e Hg2SO4( S ) + 2 e

Hg22+ + 2 e

6-14 已知 Zn2+ + 2 e ZnY2- + 2 e

6-13 已知下列标准电位,计算 Hg2SO4 的溶度积。

2 Hg φ0= + 0.792 V

Zn ,φ0= - 0.763 V ;络合物稳定常数 KZnY = 1016.5,计算下列半反应的φ0 Zn + Y 4-

6-15 计算下列氧化还原反应的平衡常数

(1) Ag+Fe3+ = Ag++Fe2+ ( 1mol/L HCl ), ?f?= 0.223 V, ?f3?2?= 0.70 V

Fe/FeAg/Ag(2) 2Ce4++H2SeO3+H2O = SeO42-+2 Ce3++4 H+ ( 1mol/L H2SO4 )

?f4?3?= 1.44 V , ?f2?Ce/CeSeO4/SeO32?= 1.15 V

(3) 2 MnO4-+5 NO2?+6 H+ = 2 Mn2++5 NO3?+3 H2O

00 ?MnO?/Mn2?= 1.51 V , ?NO?/NO?= 0.94 V

432(4) Cr2O72-+6 Fe2++14 H+ = 2 Cr3++6 Fe3++7 H2O

0 ?CrO2?/Cr3?= 1.33 V,

270=0.771 V ?Fe?/Fe?

326-16 用0.02000mol/L Ti(Ⅲ) 的1mol/L H2SO4 溶液滴定 20.00ml 0.05000mol/L Fe(Ⅲ) 的1mol/L H2SO4溶液。

滴定反应为

Fe3++Ti3++H2O = Fe2+ + TiO2++2 H+ ?f3?2?= 0.68 V, ?f2?3?= 0.04 V

Fe/FeTiO/Ti计算化学计量点时未被还原的 Fe(Ⅲ) 浓度。

6-17 8.130g灭蚁药试样用H2SO4和HNO3分解后,其中的砷用肼还原成三价状态,除去过量还原剂后,

在弱碱性介质中用0.02425mol/L I2溶液滴定As(Ⅲ),需要23.70ml,计算试样中As2O3 的百分含量。 6-18 软锰矿( MnO2 )试样0.2402g,加入25.00ml 0.05000mol/L亚砷酸钠使 MnO2还原为Mn2+,过量的亚

砷酸盐在有痕量碘酸盐作催化剂的条件下用3.12ml的0.02034mol/L KMnO4溶液回滴,问试样中MnO2的百分含量为多少?

6-19 某含钙试液用0.02000mol/L EDTA溶液滴定,耗去40.00ml。问:相同体积的试液用高锰酸钾法测定

Ca的话,将消耗0.02000mol/L KMnO4溶液多少毫升?

6-20 2.50g不锈钢试样溶于盐酸(Cr转化为Cr3+)后,用容量瓶准确稀释到500ml。

(1)吸取50.0ml试液流经银还原器,使Fe(Ⅲ)还原成Fe(Ⅱ),而Cr(Ⅲ) 不被还原。再用0.01600mol/L K2Cr2O7 滴定,用去 29.6ml;

(2)另取50.0ml试液流经锌汞齐还原器,Fe(Ⅲ)还原成Fe(Ⅱ),Cr(Ⅲ)还原成Cr(Ⅱ),并直接流入50ml 0.100mol/L Fe3+ 溶液中去,Cr(Ⅱ)臵换出等量的Fe(Ⅱ),所得溶液用上述标准K2Cr2O7溶液滴定,用去37.4ml。计算此合金中铁和铬的百分含量。

6-21 有一个Cl- 和Br- 存在条件下测定I - 的灵敏方法,就是先用Br2将I - 氧化成IO3-,煮沸除去过量的

Br2(也可用甲酸离子还原除去之),冷却后加入过量的KI与IO3- 反应:

-?+

IO3 + 5 I + 6 H=3 I2 + 3 H2O

再以Na2S2O3溶液滴定释出的碘。今有1.2067g卤化物混合样,溶解并稀释至500.0ml,移取50.00ml,

11

以上述方法进行分析,用去20.56ml的0.05551mol/L Na2S2O3溶液,计算试样中KI的百分含量。 6-22 10g土样中的硒以四溴化物被蒸馏后,收集于水溶液中,SeBr4水解为SeO32-,用碘量法测定。SeO32-与I - 作用还原为Se,生成的I2被滴定时需用4.50ml Na2S2O3标准溶液。如果该Na2S2O3标准溶液对K2Cr2O7的滴定度是0.0490mg/ml,问:土样中硒的含量是多少?以?g /g表示之。

6-23 CO同I2O5的反应可以用来测定空气中CO的含量。将3.21 升空气试样通过150℃ 的五氧化二碘: I2O5 + 5 CO = 5 CO2 + I2

生成的I2 升华出来并吸收在KI溶液中,用0.00221mol/L Na2S2O3标准溶液滴定,耗去7.76ml。假定空气的密度为1.20 ? 10-3g/ml,计算CO的含量,以?g /g表示之。

6-24 某水溶液中只含HCl和H2CrO4 。吸取25.00ml试液,用0.2000mol/L NaOH溶液滴定到百里酚酞终

点耗去40.00ml。另取25.00ml试液,加入过量KI和酸使析出I2 ,用0.1000mol/L Na2S2O3溶液滴定耗去40.00ml,问:(1) 25.00ml试液中含HCl和H2CrO4各多少克?(2) HCl和H2CrO4的物质的量浓度各为多少?

6-25 某试样中含有PbO和PbO2 。称取1.234 g试样,溶解时用0.2500mol/L 浓度H2C2O4溶液20.00ml

处理,使PbO2还原成Pb2+,再用氨中和,则所有Pb2+ 都形成PbC2O4沉淀。(1) 滤液和洗涤液酸化后,过量H2C2O4用0.04000mol/L KMnO4溶液滴定,需要10.00ml;(2) 沉淀溶于酸后,再用上述KMnO4溶液滴定C2O42-,需要30.00ml。计算试样中PbO和PbO2的百分含量。

6-26 在有F - 存在时,Mn2+ 可以用KMnO4溶液滴定,反应中它们都生成Mn(Ⅲ) 的络合物,假定此络合

物为MnF4-。一份含有Mn3O4的试样0.5457 g,在酸性体系中溶解时锰都转化为Mn2+。在F - 存在下滴定,用去31.16ml KMnO4溶液,而KMnO4溶液的浓度在用草酸标定时 c(1KMnO4) = 0.1017mol/L。5请写出生成MnF4- 时的反应方程式(配平),并计算试样中Mn3O4的百分含量。

6-27 测定钢样中Cr和Mn的含量时,称出0.800 g钢样,溶解并处理成含Fe(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)和Mn(Ⅱ)的试

液。 先在 F - 存在时用 0.00500mol/L KMnO4溶液滴定Mn(Ⅱ),耗去20.0ml ( 参见上题 );接着用0.0400mol/L FeSO4 溶液滴定Cr(Ⅵ) 和生成的Mn(Ⅲ),耗去30.0ml。计算钢样中Cr和Mn的百分含量。

6-28 将上题中滴定的次序改变如下:在F - 存在时,先用0.0400mol/L FeSO4 溶液滴定,接着用

0.00500mol/L KMnO4溶液滴定。问这两种标准溶液将各消耗多少?( F - 存在下,根据Mn(Ⅶ)/ Mn(Ⅲ)电对的电位,KMnO4可以氧化Mn(Ⅱ)成为Mn(Ⅲ),但不氧化Cr(Ⅲ)成为Cr(Ⅵ)。)

第七章 重量分析和沉淀滴定法

Gravimetric Analyses and Precipitation Titration

7-1 重量分析对沉淀有哪些要求?沉淀形式和称量形式有何区别?举例说明。 7-2 共沉淀和后沉淀有何不同?产生后沉淀的原因是什么? 7-3 表面吸附是如何引起的?吸附规律如何?

7-4 在碱性溶液中沉淀Fe(OH)3时,被吸附的杂质主要是阳离子还是阴离子?为什么?若在微酸性溶液

中沉淀,又将如何?说明理由。

7-5 在测定 Ba2+ 时,如果BaSO4中有少量 BaCl2 共沉淀,测定结果将偏高还是偏低?如果有

12

(NH4)2SO4、Na2SO4、Fe2(SO4)3、BaCrO4共沉淀,它们对测定结果有哪些影响?分别说明理由。如果测定SO42? 时,BaSO4中带有少量BaCl2、(NH4)2SO4、Na2SO4、Fe2(SO4)3、BaCrO4 ,对测定结果又分别有何影响?说明理由。

7-6 晶形沉淀的沉淀条件一般如何?为什么需要这些条件?胶状沉淀(如Fe(OH)3)的沉淀条件如何?

为什么?

7-7 在沉淀BaSO4 时,为什么要先用HCl来酸化溶液?为什么不用HNO3 ?测定Ba2+ 时,沉淀剂是

H2SO4(既沉淀剂本身是酸),为什么还要用HCl 酸化溶液? 7-8 沉淀后为什么要进行陈化? 7-9 请回答:

⑴ 测定Ba2+ 和SO42? 时,所得BaSO4 沉淀应分别用何种洗涤液洗涤?说明理由。 ⑵ 测定Cl ? 时,AgCl沉淀为什么要用稀硝酸来洗涤?如果用纯水洗,将会有何影响?

⑶ 测定Al3+ 时,为什么Al(OH)3沉淀要用硝酸铵和氨水混合溶液(pH6.5~7.5)来洗涤?如果用水或单独用硝酸铵或氨水来洗涤,结果如何?

⑷ 测定Fe3+ 时,能否用稀NaOH来洗涤Fe(OH)3 沉淀?为什么?

⑸ 测定Ca2+ 时,在重量分析中为什么用稀 (NH4)2C2O4 洗涤CaC2O4 沉淀,而在KMnO4 法中为

什么用H2O而不用稀(NH4)2C2O4 洗涤沉淀?

7-10 为什么制备CaC2O4沉淀时不用直接慢加沉淀剂 (NH4)2C2O4的方法,而要于酸性溶液中先加

(NH4)2C2O4再慢慢滴加氨水进行沉淀? 7-11 讨论均相沉淀法的原理和特点。

7-12 在Mohr法中K2CrO4 指示剂的浓度是怎样确定的?此法的pH条件如何?为什么有这样的限制? 7-13 Fajans法中用荧光黄作为吸附指示剂的原理如何?为什么要加糊精?此法的pH条件为什么与指示

剂有关?

7-14 Volhard法测定Cl? 时,为什么需要在酸性条件下进行?有何优点?测定Cl ? 时为什么要预先将AgCl

沉淀滤掉?测定Br ?、I? 时是否要过滤?为什么?

7-15 计算pH = 5.0,草酸总浓度为0.05mol/L时草酸钙的溶解度。如果溶液的体积为300ml,将溶解CaC2O4

多少克? 7-16 考虑 AgCln

1-n

或 AgnCln-1络离子的形成,计算AgCl在0.10mol/L HCl和在0.10mol/L AgNO3 体系中

的溶解度。

7-17 计算 CaF2 在下列体系中的溶解度:

(1) 在纯水中(忽略水解); (2) 在 0.010mol/L CaCl2 的溶液中;

(3) 在 0.010mol/L HCl的溶液中。

7-18 计算下列换算因数:

(1) 从 Mg2P2O7 沉淀的质量计算 P2O5 的质量; (2) 从 Mg2P2O7 沉淀的质量计算 MgO 的质量;

13

(3) 从 Al(C9H6ON)3 沉淀的质量计算 Al2O3 的质量; (4) 从 Ni(C4H7O2N2)2 沉淀的质量计算 Ni的质量。

7-19 假定沉淀剂要过量 5.0 ? 方能定量沉淀,问:在沉淀含100mg NiCl2溶液中的 Ni2+ 以生成

Ni(C4H7N2O2)2时,需要多少毫升 1?(W/V)的丁二酮肟(C4H8N2O2)?

7-20 假定沉淀剂要过量 10.0 ? 方能定量沉淀,问:在沉淀含80mg Al2(SO4)3 溶液中的Al3+ 以生成

Al(C9H6NO)3时,需要多少毫升 4?(W/V)的7-羟基喹啉(C9H7NO)?

7-21 某含碘化合物的试样重4.133g,先用过量的溴将碘离子氧化为碘酸根,多余的溴则煮沸除去。加入

过量的BaCl2,最后得到Ba(IO3)2沉淀0.0810g。计算试样中KI的百分含量。

7-22 测定硅酸盐中SiO2的含量,称取0.4817g试样,获得0.2630g不纯的SiO(主要含有Fe2O3、Al2O3)。2

将此不纯的SiO2用H2SO4-HF处理,使SiO2转化为SiF4除去,残渣经灼烧后重0.0013g。计算试

样中的SiO2含量。若不经H2SO4-HF处理,杂质对SiO2?测定结果造成的相对误差有多大?

7-23 含Al2(SO4)3 、MgSO4及惰性物质的试样0.9980 g,溶解后,用8- 羟基喹啉沉淀Al3+ 和Mg2+,经

过滤、洗涤、300℃干燥后,称得Al(C9H6NO)3和Mg(C9H6NO)2混合物重0.8746g。再经过灼烧,使各转化为Al2O3和MgO,重0.1067g,计算试样中Al2(SO4)3 和MgSO4的百分含量。 7-24 含NaBr、NaBrO3和惰性物质的试样 2.621g,溶于水并准确稀释到250ml。然后

(1) 吸取50.00ml试液,加入NaHSO3和酸,使BrO3- 转化为Br- BrO3- + 3HSO3- == Br- + 3SO42- + 3H+

加入过量的 AgNO3,得 0.3310g AgBr;

(2) 另取50.00ml试液,用H2SO4酸化,使生成溴: BrO3- + 5Br- + 6H+ == 3Br2 + 3H2O

按原试样中 Br- 与 BrO3- 的比例,溶液中还有过剩的Br-。煮沸除去Br2,加入AgNO3 使残

留的 Br- 形成 AgBr沉淀,得0.1020g。

计算 NaBr和 NaBrO3的百分含量。

7-25 有一纯有机化合物 C4H8SOx,将该化合物试样 174.4 mg进行处理分解后,使 S 转化为 SO42-。取

其中1/10,在水 - 非水溶剂混合体系中以0.01268 mol/L Ba(ClO4)2 溶液滴定SO42-,以吸附指示剂

指示终点,达终点时,耗去11.45 ml。求x值。

7-26 0.986g肥料试样,经分解和处理后,得 HPO42- 水溶液,加入0.204 mol/L AgNO3溶液40.0ml,使

生成 Ag3PO4定量沉淀。过滤,滤液和洗涤液中的过量 Ag+ 以 0.117 mol/L KSCN溶液滴定,耗 8.72 ml。计算试样中P2O5的含量。

7-27 欲测定种子杀菌剂中的甲醛。取5.00g试样,用水蒸气蒸馏法蒸出甲醛,蒸馏液收集在500ml容量

瓶中,稀释到标线。吸取25.0ml,加入30.0ml 0.121mol/L KCN溶液与甲醛定量反应

K+ + CH2O + CN - == KOCH2CN

再加入40.0ml 0.100mol/L AgNO3 溶液除去过量的KCN,

2CN - + 2Ag+ == Ag2(CN)2 ?

滤液及洗涤液中的过量 Ag+ 需用 16.1ml 0.134mol/L NH4SCN 溶液滴定,计算试样中CH2O的百

14

分含量。

7-28 一氯乙酸可用作水果汁的防腐剂,它能定量地按下式同AgNO3反应:

ClCH2COOH + Ag+ + H2O == AgCl + HOCH2COOH + H+

取 150.0ml 水果汁试样,用 H2SO4酸化,将其中的 ClCH2COOH萃取到乙醚中去,再用1mol/L

NaOH反萃取,使该酸又进入水溶液。酸化后加入40.0ml AgNO3溶液。滤去AgCl沉淀,滤液及

洗涤液需用18.7ml 0.0515mol/L NH4SCN溶液滴定。用相同步骤作空白试验则需要38.0ml NH4SCN

溶液。计算100ml试样中一氯乙酸的毫克数。

7-29 称取某含砷农药0.2000g,溶于HNO3后转化为H3AsO4,调节至中性,加AgNO3使其沉淀为

Ag3AsO4 。沉淀经过滤、洗涤后,再溶解于稀HNO3中,以铁铵矾为指示剂,滴定消耗了0.1180 mol/L NH4SCN标准溶液 33.85ml。计算该农药中As2O3的百分含量。

7-30 将 0.381g锌合金试样溶于酸后,加入40.0ml 0.0932 mol/L K4Fe(CN)6溶液,使生成K2Zn3[Fe(CN)6]2

沉淀,用4.44 ml 0.0530 mol/L Zn2+ 溶液回滴过量的 K4Fe(CN)6。以二苯胺加少量K3Fe(CN)6作指

示剂。计算合金中Zn的百分含量(思考一下指示剂的变色原理)。

第八章 电分析化学导论

An Introduction to Electroanalytical Chemistry 8-1 说明电化学分析方法的特点和分类。

8-2 电化学电池由哪几部分组成?举一例子说明之。 8-3 电极电位是如何产生的?

8-4 阳极和阴极、正极和负极的定义是什么? 8-5 如何理解电池的可逆性? 8-6 盐桥的作用是什么?

8-7 何谓传质过程?解释其不同类型?

8-8 金属基电极的重要特征是什么?举例各类金属基电极,写出其半电池。 8-9 解释参比电极 、指示电极、工作电极、辅助电极、极化电极、去极化电极。

8-10 对于下述电池,(1)写出两电极上的半电池反应,(2)计算电池的电动势,(3)如题中的写法,这

些电池是自发电池还是电解池?(温度为25oC,活度系数均为1)

(1) Pt│Cr3+(1.00×10- 4mol/L), Cr2+ (1.00×10-1mol/L)‖Pb 2+ (8.00×10-2mol/L)│Pb︳

已知 Cr3++e

Cr2+, ?0=-0.41V;Pb2++2e

Pb, ?0=-0.126V。

(2) Bi│BiO+(8.00×10-2mol/L),H+(1.00×10-2mol/L)‖I- (1.00×10-1mol/L), AgI(饱和)│Ag 已知 BiO++2H++3e

Bi+H2O, ?0=0.32V;AgI的Ksp = 8.3?10?17。

8-11 图8-8为Weston标准电池的结构图,请写出该电池的表示式和电池中发生的半反应。

15

图 8-8 Weston标准电池(饱和型)

8-12 有0.03A电池流过以下电池

Pt│V3+(1.00×10-5mol/L),V2+(1.00×10-1mol/L)‖Br-(2.00×10-1mol/L),AgBr(饱和)│Ag

已知 V3++e 8-13 自发电池

Pt│Fe(CN)6-4(4.00×10-2mol/L),Fe(CN)6- 3(1.00×10-3mol/L)‖Ag+ (2.00×10-2mol/L)│Ag 25oC时,已知 Fe(CN)63?+e 100 ml,问

(1) 当有0.016A电流流过电池时,最初的电动势(端电压)是多少? (2) 当稳定的电流0.016A流过电池12分钟以后,电池的电动势是多少?

(不计内阻改变,并假设电极部分的溶液浓度是均匀的。)

8-14 计算与下述溶液接触的银电极电位

(1) 1.00?10?4 mol/L AgNO3

(2) 由25.0 ml 0.050mol/L KBr和20.0 ml 0.100mol/L AgNO3混合而得的溶液 8-15 计算反应 Zn(C2O4)22?+2e

生成常数为2.3?107。 Zn2++2e 8-16 可用下述电池测定pCrO42?

Ag│Ag2CrO4(饱和),CrO42-(X mol/L)‖S.C.E︱∣︱ 已知Ag++e

Ag的?0 = 0.799V,Ag2CrO4的Ksp = 1.0?10?12。问

(1) 不计液接界电位导出电池电动势与pCrO42?的关系式。 (2) 25 oC时测得电池电动势为?0.285V,计算pCrO42?。

V2+, ?0 =-0.255V; AgBr的Ksp = 7.7?10?13。电池的最初内阻为1.8?。计算25oC

时,电池的最初电动势(端电压)是多少?

Fe(CN)64?,?0 = 0.36V。电池内阻为2.5?,两个半电池溶液各为

Zn+2C2O22? 的标准电位(25oC)。已知络合物Zn(C2O4)22? 的 Zn的?0 = ?0.763V。

第九章 电位分析法及离子选择性电极 Potentiometry and Ion Selective Electrade 9-1 何谓电位分析法?

9-2 电位分析法中应使用哪一类电极组成电化学电池?解释之。 9-3 电位法中为什么不能使用普通的伏特计来测量电动势?应如何测量? 9-4 以氟离子选择电极和pH玻璃电极为例,讨论薄膜电极电位形成的一般概念。 9-5 简述流动载体电极的原理及类型。

9-6 气敏电极与一般离子选择性电极在构造上有何必不同? 9-7 试讨论酶电极和离子敏感场效应晶体管的电位响应原理。

Pot9-8 如何决定离子选择性电极的检出限?解释选择性系数KNO?,SO32?的含义?

49-9 名词解释:不对称电位、碱差、酸差、总离子强度调节液、能斯特响应、线性范围、级差、斜率转换

系数。

9-10 用直接电位法测定成分比较复杂试样中的某一组分,应怎样设计实验? 9-11 用pH计测量溶液pH值时,为什么可以从pH计表上直接读出pH值?

16

9-12 与一般滴定分析方法相比较,电位滴定法的优点是什么?

(以下习题除指明者外,均不考虑离子强度的影响,温度为25o。)

9-13(a)已知CuBr的溶度积常数为5.9?10?9,计算反应CuBr+e Cu+Br? 的标准电极电位。

(b)写出一电池,其中有饱和甘汞电极(S.C.E)和铜指示电极,可用作测定Br? 的第二类电极。 (c)写出上述电池的电动势同pBr的关系式(假定液接电位忽略不计)。

(d)测得(b)中电池的电动势为0.076V,计算与铜电极相接触溶液的pBr值。已知Cu++e

Cu,

?0 = 0.521V

9-14 测得下述电池的电动势为0.275V

Mg2+离子选择电极?Mg2+(a=1.15?10?2mol/L)?? S.C.E

(a)用未知溶液取代已知镁离子活度的溶液后,测得电池的电动势为0.412V,问未知液的pMg是

多少?

(b)假定由液接电位造成的误差为?0.002V,则Mg2+活度的真实值在什么范围以内?

9-15 当下述电池中的溶液为pH4.00的缓冲溶液时,25o 时用毫伏计测得下列电池的电动势为0.209V 玻璃电极?H+(a=x)?? S.C.E

当缓冲液由未知溶液代替时,毫伏计读数为0.312V,试计算溶液的pH值。

9-16 钙离子电极常受镁离子的干扰,在固定镁离子的浓度为1.0?10?4mol/L的情况下, 实验测得钙离子

Pot的电极电位列于下表,请求出KCa,Mg

c (Ca2+), mol/L 1.0?10?2 1.0?10?3 1.0?10?4 1.0?10?5 1.0?10?6 +30.0 +2.0 -26.0 -45.0 -47.0 ?, mV (vs.SCE) 9-17 冠醚中性载体膜钾电极与饱和甘汞电极(以醋酸锂为盐桥)组成测量电池,在0.01mol/L NaCl中测

得电池电动势为58.2mV(钾电极为负极),在0.01mol/L KCl中测得电池电动势为88.8mV(钾电极

Pot为正极),钾电极响应斜率为 55.0mV/pK,计算KK,Na值。

9-18 晶体膜氯电极对CrO42?的电位选择性系数为2.0?10?3,当氯电极用于测定pH为6的0.01mol/L铬酸

钾溶液中的5.00?10?4mol/L Cl? 时,估计方法相对误差有多大?

9-19 用氟离子选择性电极测定水样中的氟。取水样25.00ml加TISAB 25.00ml,测得其电位值为+0.1372V

(对SCE), 再加入1.00?10?3mol/L标准氟溶液1.00ml,测得其电位值为+0.970V(对SCE),氟电极的响应斜率为58.0mV/pF,考虑稀释效应的影响,精确计算水样中氟离子的浓度。

9-20 某pH计的标度改变一个pH单位,相应电位改变60mV。若以响应斜率为50mV/pH的玻璃电极来

测定pH为5.00的溶液

(a)采用pH为2.00标准缓冲溶液定位,测定结果的绝对误差为多大? (b)改用pH为4.00标准缓冲溶液定位,结果又如何?

9-21 有玻璃电极,内阻r为100M?,响应斜率为50mV/pH,若它与SCE组成电池测得电动势E为1.000V

时,用输入阻抗R为1012?和1010?的仪表测量,各产生的测量误差相当于多少pH值(测量等效线路见例9-1) ※ ※ ※

17

9-22 一次分析物加入法与一次标准物加入法相似。试根据一次标准物加入法的原理,讨论一次分析物

加入法的原理、计算式及应用特点?(设体积为V,浓度为c,电动势为E,未知物用x下标,标准物用s下标)

9-23 有两支性能完全相同的氟电极,分别插入体积为25.00ml的含氟试液和体积为50.00ml的空白溶液

中(两溶液中均含有相同浓度的TISAB),用盐桥连接两溶液,测量此电动势,向空白溶液滴加浓度为1.00?10?4mol/L的氟离子标准溶液,直至电池电动势为零,所需标准溶液的体积为5.27ml,计算试液中的含氟量。(以mg/L表示)

9-24 有人用pH玻璃电极测 得 缓冲溶液的pH值为4.501,你对这一结果怎么看?

第十章 电解分析与库仑分析法 Electrolysis and Coulometry

10-1 解释下列名词:电解、理论分解电压、实际分解电压、极化现象、浓差过电位、电化学过电位、

电流效率。

10-2 比较电解分析方法与库仑分析方法的异同点。 10-3 写出电解方程式的数学表达式,并说明其中的含义。 10-4 如何理解控制电位电解和控制电流电解过程?

10-5 比较控制电位库仑分析和库仑滴定法在原理上有何不同? 10-6 为什么库仑分析中要求电流效率在100%下进行电解? 10-7 为什么恒电流库仑分析法又称为库仑滴定法? 10-8 简述微库仑法的原理?

10-9 某电解池的内阻为0.50?,铜在硫酸铜溶液中的分解电压为1.35V,要获得0.75A的电解电流,外

加电压应是多少?(假设在此电流密度下,浓差极化可以忽略不计)

10-10 在0.100mol/L CuSO4溶液中,其中H2SO4浓度为1.00 mol/L,在一对Pt电极上电解,O2在Ca及

Pt电极上析出过电位分别为0.85V及0.40V,H2在Cu上析出的过电位为0.60V,试问: (1) 外加电压达到何值时,Cu才开始在阴极上析出?

(2) 若外加电压刚好等于氢析出的分解电压,当电解完毕留在溶液中未析出才铜的浓度是多少?

10-11 有一溶液体系,由2.00mol/L HClO4、1.00?10?3mol/L Cd(ClO4)2及0.100 mol/L TlClO4组成,要测

其中Tl+浓度。已知

O2 + 4H+ + 2e Tl+ + e Cd2+ + 2e

2H2O ?0 = 1.229V

Tl ?0 = ?0.337V Cd ?0 = ?0.403V

O2在Pt上析出过电位为0.40V,H2在铊上析出过电位为0.80V。

18

(1)要使Tl开始析出,加在溶液中两个铂电极上的电压为多少?(假设阴极上的过电位可以忽略不计)

(2)要使阴极上没有其他物质析出,在此电解池上所能加的最大电压是多少? (3)在(2)条件下,Tl能回收的最大百分率是多少?

10-12 含氯化物和碘化物的混合试样重2.10g,溶解后加氨水使其氨化,移入配有银电极的库仑电解池中,

使银电极的电位保持在-0.060V(vs.SCE),碘离子可定量地沉积为AgI,而Cl?不干扰。与电解池串联的氢氧库仑计中气体混合物体积为38.1ml(已校正了水蒸汽压),温度为23.5?C,压力为100658 Pa。当I? 沉积完全后,酸化溶液,阳极电位保持在+0.250V(vs.SCE),使AgCl定量的沉积。在此过程中,库仑计产生的气体体积为44.6ml。试计算试样中BaCl2和BaI2的百分含量。 10-13 用库仑滴定法测定某制剂中砷的含量。称取样品6.39g溶解后用肼将As(V)还原为As(III),

在弱碱性介质中由电解产生的I2来滴定As(III): 3I?

I3? +2e

HAsO42? + 3I? + 2CO2 + H2O

HAsO32? + I3? +2HCO3?

电流强度为95.4mA,经14min2s到达终点,计算样品中As2O3的质量分数为多少?

10-14 用控制电位库仑分析法测定某试样中Fe2+含量。以铂网为阳极,电位控制在0.8V(vs.SCE),将

Fe2+氧化为Fe3+,测得电流和时间的数据如下

i , mA t , min 125.9 104.7 69.2 45.7 30.2 20.0 13.2 8.90 1.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 试计算试样中的含铁量为多少mg?

10-15 检测某炼焦厂下游河水中的含酚量,可用库仑法进行。为此,取水样100ml,酸化后加入KBr。

电解产生Br2同酚发生如下反应 C6H5OH +3Br2

Br3C6H2OH + 3HBr

电解电流为20.8mA,需要580s。问水样中含酚量为多少浓度?

※ ※ ※

10-16 从电解方程式出发,讨论恒电流电解在固定外加电压时,阴极电位与时间的关系(见图10-3曲线

2),以及控制阴极电位电解时,外加电压与时间的关系(见图10-5曲线2)。

10-17 今有含量相同A2+、B2+金属离子的混合水溶液,用控制电解法进行分离,设A2+比B2+更容易被还

原,若要使99.9%的A2+离子被还原分离出来,而使B2+物质被还原量不超过0.1%,请判断电解时两个相应的半反应电位差至少应相差多少伏?

10-18 请解释库仑滴定电流法指示终点曲线图10-11(b)(c)体系的所示的现象。 10-19 根据下述反应

设计用库仑滴定法测定1mg 8-羟基喹啉方案。

19

第十一章 极谱分析法和伏安分析法 Polarography and Voltammetry

11-1 如何理解极谱分析是特殊条件下的电解? 11-2 滴汞电极有何特点?

11-3 尤考维奇方程式的数学表达式如何?式中各项符号的含义是什么?

11-4 经典极谱法的干扰电流有哪些?它们是怎样产生的?实验中是怎样加以消除的? 11-5 极谱分析的底液组成是什么?各组成起什么作用?

11-6 现代极谱、伏安技术是通过哪些途径降低检出限的?举例说明。 11-7 极谱催化波的类型有哪些?解释产生的过程。 11-8 试述溶出伏安法以及微分脉冲极谱法的基本原理? 11-9 何谓超微电极、化学修饰电极?它们的主要特点是什么?

11-10 在0.1mol/L的KCl溶液中,含有Pb2+ 浓度为2.00?10?3mol/L在极谱滴汞电极上Pb2+ 还原成Pb时

的极限扩散电流为20.0?A,所用的滴汞电极的毛细管常数为2.50mg2/3 s1/6,计算Pb2+ 在该介质中的扩散系数?

11-11 Zn2+在1mol/L的NaOH溶液中扩散电流常数为3.14,它在滴汞电极上被还原生成汞齐。在?DME为

?1.70V(vs.SCE)处测得其扩散电流为7.00?10?6A,在该电位下测得滴汞电极的汞的流量为2.83 mg/s,滴下周期为3.02s。求溶液中Zn2+ 浓度?

11-12 在稀的水溶液中氧的扩散系数为2.60?10?5cm2/s。在一个氧浓度为2.50?10?4mol/L的0.01mol/L的

KNO3溶液中。在?DME = ?1.50V(vs.SCE)处所得扩散电流为5.8?A,m及t依次为1.85mg/s及4.09s 。问在此条件下O2被还原成什么状态?

11-13 某一溶液所得到的铅的极谱波,当m为2.50mg/s及t为3.40s时,扩散电流为6.70?A。调整毛细管

上的汞柱高度,使t变成4.00s,问在此新条件下铅波的扩散电流为多少? 11-14 在25?C时,测得某可逆还原波在不同电位时的扩散电流值如下: ? , V(vs.SCE) ?0.395 ?0.406 ?0.415 ?0.422 ?0.431 ?0.445 i, ?A 0.48 0.97 1.46 1.94 2.43 2.92 极限扩散电流为3.24?A,试计算电极反应中的电子转移数及半波电位。

11-15 0.1mol/L NaClO4中锌的半波电位为-0.998V(vs.SCE),当加入4.00?10?2mol/L乙二胺后,?1/2移到

-1.309V。而在0.1mol/L NaClO4和1.96mol/L乙二胺溶液中锌的?1/2为-1.450V。问锌-乙二胺配合物的化学式和解离常数是多少?

11-16 某未知溶液中镍的扩散电流为3.75?A。将1ml的1.00?10?2mol/L标准镍溶液加入到20.0 ml未知液

中去,混合液的镍扩散电流增至6.80?A。求未知液中的镍的浓度。 11-17 用标准加入极谱法测定铅获得如下数据。 溶 液 25.0cm3 0.40mol/L KNO3 稀释至50.0ml 25.0cm3 0.40mol/L KNO3及10.0cm3样品溶液 稀释至50.0ml 25.0cm3 在?0.65V测得电流?A 12.4 58.9 81.5 0.40mol/L KNO3、10.0ml样品及5.00ml 1.70?10?3mol/L Pb2+溶液 稀释至50.0ml 计算样品溶液中铅的含量(mg/L)

※ ※ ※

11-18 在酸性介质中,Cu2+ 的半波电位约为0V,Pb2+ 的半波的半波电位约为-0.4V,Al3+ 的半波电位在氢

20

之后。试问,用极谱法测定铜中微量铅和铝中微量铅时,何者较易?解释原因。 11-19 在0.1 mol/L的KCl溶液中,Co(NH3)63+ 在滴汞电极上进行下列电极反应而产生极谱波 Co(NH3)63+ + e

Co(NH3)62+ ?1/2 = ?0.25V

Co(NH3)62+ + 2e Co + 6NH3 ?1/2 = ?1.2V

问: (1) 绘制它们的极谱波

(2) 两个波哪一个波较高,解释原因?

11-20 苯醌(Q)在滴汞电极上还原为对苯二酚(H2Q),其电极反应为 Q + 2H+ + 2e

H2Q ?0Q,HQ = 0.699V(vs.SCE)

2

(1)推导上述电极反应的可逆极谱波方程式?

(2)假定苯醌及对苯二酚的扩散电流比例常数及活度系数相等,求出半波电位与?0及pH值的关系

式?

(3)计算pH=7时极谱波的半波电位(vs.SCE)?

11-21 试证明化学反应平行于电极反应的催化电流与汞柱高度无关。

11-22 在0.1 mol/L的NaOH中,用阴极溶出伏安法测定S2?,以悬汞电极为工作电极,在?0.40V时电解富

集,然后溶出

(1)分别写出富集和溶出时的电极反应 (2)试画出它的溶出伏安曲线

11-23 试分析经典极谱法的检出限约为10?5mol/L浓度的依据? 11-24 结合第九章及本章内容,归纳电化学生物传感器的类型?

第十二章 光学分析法导论

Itroduction to Optical Analysis

12-1 解释下列名词:辐射的周期、频率、波长、波数、传播速度。

12-2 解释下列名词:辐射的折射、反射、全反射、色散、散射、干涉,辐射的吸收和发射。 12-3 何谓电磁辐射? 何谓电磁波谱?指出各光谱区域的波长范围?并各举一例光谱分析方法。 12-4 光学光谱法所指的是哪些光谱区域?光学光谱仪器有哪几种主要类型?组成光学光谱仪的主要部

件有哪些?它们在光谱仪中起什么作用? 12-5 滤光片可分成哪些类型?如何表征滤光片的性能? 12-6 光栅和棱镜分光的原理?它们的优缺点是什么? 12-7 试述分光器件的色散率、分辨率。

12-8 单色器由哪几部分组成?它们的作用是什么?

12-9 “单色器的通带宽度就是指其出射狭缝的宽度。”这个说法正确吗?为什么? 12-10 比较光电管和光电倍增管的工作原理的异同。 12-11 阵列型光电检测器有何特点?举一例说明其工作原理。 12-12 将以下描述在真空中电磁波的量转换成米 (1) 5000? (2) 当5000?在n = 1.4的介质中时 (3) 1000K (4) 1.000?1015Hz

12-13 计算电磁辐射波长为下述值的相应频率(Hz)和波数(cm-1) (1) 9.0?的单色X射线 (2) 589.0nm的钠D线 (3) 14.6μm的红外辐射 (4) 200cm的微波辐射

21

12-14 计算上题中每一光量子的能量,用焦尔(J),千卡/摩尔(kcal/mol)和电子伏特(eV)表示。 12-15 将下表填完全 频率 焦尔 3.0?1010 1.6?10-19 跃迁能 电子伏 0.40 光谱区 12-16 真空中波长为5890?的钠D线,在透过下述介质时的波长及频率

(1)空气(nD=1.00027) , (2)折射率为1.340的溶液 , (3)折射率为2.070的固体。

12-17 由钠灯发射出的辐射,垂直通过一两窗面平行的玻璃样品池,样品池内放有折射率为1.3400的

溶液,玻璃的折射率为1.7000,空气为1.00027,计算每一界面上由于反射引起光强损失的百分率是多少?计算总的反射损失的百分率又是多少?

12-18 某60度棱镜恰好能分辨出钠D线589.0和589.6nm两条谱线,那么其分辨率是多少?若使用的材

料在该区域的色散(dn/d?)为1.2?10-4mm-1,问该棱镜要多大?

12-19 对于光栅,当以60度角入射时,为了能在-40度角观察到?=500nm的一级衍射谱线,每厘米应

有多少条刻线?

12-20 有一块72.0条刻线/mm和5.00mm宽照明面积的光栅,计算此光栅的一级分辨率是多少?如果把

两条中心在1000cm-1的谱线分开,它们应相距多远(cm-1为单位)?

第十三章 紫外-可见分光光度法 Ultraviolet and Visible Spectrophotometry

13-1 解释名词:选择吸收、互补色、生色团、助色团、红移、蓝移、增色效应、减色效应。 13-2 吸收光谱的主要参数有哪些?解释之。 13-3 区别吸收带宽和单色器的通带宽度。 13-4 试述分光光度计光学结构类型,使用特点。

13-4 叙述物质分子在紫外可见光区跃迁的主要类型及所产生吸收光谱的特点。 13-5 影响比尔定律的主要因素有哪些?请作简要讨论。 13-6 何谓显色反应及显色剂?

13-7 提高光度分析灵敏度和选择性各有哪些主要途径? 13-8 比较分光光度法与光度滴定法。 13-9 解释光度滴定曲线的不同类型。

13-10 为什么说示差法扩展了标尺,降低了光度法测量的浓度相对误差? 13-11 试述等吸收点双波长分光光度法的原理。如何选择波长对? 13-12 导数光谱的高分辨率体现在哪些地方?

13-13 某溶液摩尔吸光系数为2.10?104,计算2.00?10-6mol/L溶液在5cm样品池中的透光度为多少? 13-14 某分光光度计在510nm处使用2cm样品池,在线性透光标尺上读得空白溶液的I0为85.4,有色

物质1.00?10-4mol/L溶液I为20.3。计算该有色物质的摩尔吸光系数。

22

13-15 已知某物质在它的最大吸收波长处的摩尔吸光系数为14000,现用1cm样品池测得该物质溶液的

吸光度读数A为0.850,试问溶液的摩尔浓度是多少?

13-16 含有纯物质X和Y的一组溶液在1cm样品池中进行光度测量获得如下数据: 溶液编号 X浓度mol/L Y浓度mol/L 在394nm(x的?max)读得A 在502nm(等吸光点)读得A 在610nm(Y的?max)读得A (a) 2.00?10?4 0 0.973 0.364 0.102 (b) 0 3.00?10?4 0.084 0.546 1.076 (c) ? ? 0.776 ? 0.934 (d) ? ? 0.812 0.602 ? 两种物质的等吸光点在502nm波长处,在此波长它们的摩尔吸光系数相等。 (1) 计算溶液(c)中X、Y的浓度以及吸光度。

(2) 计算溶液(d)中X、Y的浓度以及610nm处的吸光度。

13-17 在210nm,某单色器显示出1%杂散光,如一个浓度为4.0?10-5mol/L的试样品对杂散光是透明的,

测得吸光度为1.100,求其实际吸光度?由此杂散光产生的浓度百分误差是多少?

13-18 用磺基水杨酸法测定铁,称取0.432g铁铵钒[NH4Fe(SO4)2〃12H2O]溶于500.0ml水中配制成标准

溶液a。取下列体积的标准溶液a于50.0ml容量瓶中,加显色剂后定容,使用1cm样品池,测量其吸光度列于下表 V[Fe(III)],ml A 1.00 0.097 2.00 0.200 3.00 0.304 4.00 0.408 5.00 0.510 6.00 0.618 (1) 绘制工作曲线。其吸光系数为多少?

(2) 若取未知铁样试液5.00ml,稀释至250.0ml,再取稀释液2.00ml于50.0ml容量瓶中,并与上述相同条件下显色定容,测得吸光度为0.450,计算试液中Fe(III)含量为多少g/L?

13-19 钢样中的钛和钒,可以用它们的过氧化氢络合物形式同时测定。如果钢样中只含1.00mg钛,则

在400nm波长处的吸光度为0.269,在460nm处的吸光度为0.154。在同样条件下,钢样中仅含1.00mg钒在400nm波长处的吸光度为0.059,在460nm处的吸光度为0.091。若在1.000g钢样中同时含有钛和钒,经溶解、发色,并正确稀释至50ml,测得在400nm波长处的吸光度为0.172, 460nm波长处吸光度为0.116。计算钢样中钛和钒的百分含量各为多少?

13-20 固体试样中含有原子量为108的某元素,若固体试样在水中的溶解度为10.0g/100ml,在使用分光

光度计测量时,其?为1.00?104 L/(mol·cm),当使用的光度计吸光度最小可测准至0.001读数(使用1.00cm样品池)时,请计算该分光光度计可测量试样中含此元素的最少量为多少?

13-21 25?C时,2-硝基-4-氯酚在0.01mol/L HCl中几乎全部不电离,在427nm波长处测得其吸光度为

0.062。在0.01mol/L NaOH中几乎全部电离,在同样条件下测得吸光度为0.855。在pH6.22的缓冲溶液中吸光度为0.356。计算2-硝基-4-氯酚在250C时的电离常数是多少?

13-22 配制一组溶液,其中铁(II)的含量相同,各加入7.12?10-4mol/L亚铁溶液2.00ml,和不同体积的

7.12?10-4mol/L邻菲罗啉溶液,稀释至25ml后,用1.00cm吸收池,在510nm测得各溶液的吸光度如下: 邻菲罗啉,ml 2.00 3.00 吸光度 0.240 0.360

邻菲罗啉,ml 6.00 8.00 吸光度 0.700 0.720 23

4.00 5.00 0.480 0.593 10.00 12.00 0.720 0.720 试问 (1) 亚铁-邻菲罗啉络合物组成怎样?

(2) 络合物生成常数是多少?

13-23 镉的某种络合物,它的摩尔吸光系数为2.00?104,用于分析一组水溶液中镉的浓度。浓度范围为

5.00?10-5至1.00?10-4mol/L,光度计配有1.00cm吸收池。仪器的透光度读数误差为0.004,这一误差和透光度T的数值无关。

(1) 测得的吸光度和透光度将在什么范围?

(2) 对于Cd2+浓度为5.0?10?5mol/L和1.5?10?4mol/L的试液,由于仪器读数误差而造成的浓度相

对误差各是多少?

(3) 如果将(2)中的溶液稀释5倍后再测定,则结果的相对误差又各是多少?

(4) 如果用Cd2+浓度为4.5?10-5mol/L溶液校正仪器使达到满度(T=100%),以进行示差法测定。则

(2)中两溶液,由于仪器读数误差而造成的浓度相对误差各是多少?

※ ※ ※

13-24 异丙叉丙酮在异辛烷、乙腈、甲醇中吸收峰A依次为230.6, 233.9, 236.8nm,吸收峰B依次为321.6,

314.0, 308.8nm,试问A、B吸收峰是何种跃迁引起的?为什么?

13-25 Ni2+ 在水溶液中有图示的吸收曲线,从曲线解释

(1)Ni2+ 水溶液的颜色

(2)这1、2吸收峰是何种跃迁引起的?说明理由。 13-26 分光光度法测量浓度的上下限为多少?讨论原因。 13-27 试讨论双波长分光光度法的光度误差表达式。

13-28 吸收光程增加100倍或降低100倍将会产生什么后果?从理论和实践两个角度讨论。 13-29 试讨论光度法在络合物化学及电化学研究中的应用?

第十五章 分子发光分析法 Molecular Luminescence Analysis

15-1 比较荧光、磷光、化学发光的原理有何异同?

15-2 解释名词:振动弛豫、体系间的跨越、荧光的量子产率、磷光的量子产率、化学发光的总量子产

率、荧光猝灭、内滤作用、自吸、自猝灭、重原子效应、荧光平均寿命、荧光内在寿命。 15-3 荧光光谱有哪些特征?

15-4 荧光光谱仪与紫外可见分光光度计有何异同?

15-5 为什么说荧光光度分析法要比分子吸光光度法有更高的灵敏度? 15-6 分子结构如何影响荧光发射?核心点可归结为什么? 15-7 影响荧光强度的外部因素有哪些?

15-8 为什么说溶液荧光的定量关系式必须要在稀溶液中才成立? 15-9 同步荧光光谱测量的基本方法及特点是什么?

15-10 时间分辨荧光的测量是如何实现的? 如何利用时间分辨荧光法测定混合物中各组分含量? 15-11 室温下的磷光测定有哪些方法?

24

15-12 要实现化学发光分析对化学发光反应有哪些要求?

15-13 何为消失波?它在光化学传感器中有何意义?如何表达波导的损耗与色散?

15-13 1.00g谷物试样,用酸抽取处理,分离出核黄素及少数无关杂质。加入少量KMnO4将核黄素氧化,

过量KMnO4用H2O2除去。将此溶液移入50ml容量瓶中,稀释至刻度。取出25.00ml放入试样池中测量荧光强度。荧光计先用硫酸奎宁将读数调整到刻度100处,测得试样溶液荧光读数为6.0格。将少量固体连二亚硫酸钠(Na2S2O4)加入试样池中,使氧化态核黄素重新转化为核黄素,这时荧光计读数为55.0格。将此液弃去。同一试样池中重新注入24.00ml被氧化的核黄素溶液,及1.00 ml浓度为0.500 μg/ml核黄素标准溶液,测得该溶液荧光读数为92.0格。计算每克试样中含核黄素的微克数。

※ ※ ※

15-14 紫外可见吸光光度法一章中讨论的双波长法和导数光谱技术可应用于荧光分析法中吗?讨论之。 15-15 比较电化学传感器与光化学传感器的方法原理及特点。

第十六章 原子发射光谱法 Atomic Emission Spectrometry,AES

16-1 试述原子发射光谱的产生。

16-2 写出原子能级的表示方法,并解释之。

16-3 解释:原子的激发、电离,激发电位、电离电位,共振谱线,原子线、离子线,灵敏线、最后线,

分析线对,均称线对。

16-4 为什么低电离电位元素的存在会抑制难激发元素的激发?

16-5 发射光谱中光源的作用、要求是什么?常用光源有哪些?简述其工作原理。比较它们的特性及适

用范围。

16-6 ICP光源的优缺点是什么?

16-7 棱镜摄谱仪、光栅摄谱仪、光电直读光谱仪的色散系统和检测系统有何异同?解释之。 16-8 何谓乳剂特性曲线?在摄谱分析中有何意义?

16-9 写出光谱发射强度与元素浓度的关系式,解释各项物理意义? 16-10 何谓内标法?如何选择光谱分析的内标元素和内标线? 16-11 光谱定性的依据是什么?

16-12 对下列情况,提出AES方法选择光源的方案

(1) 血清样中钾、钠含量的检验 (2) 农作物内元素的定性分析 (3) 铁矿石定量全分析

(4) 水源调查中的六种元素定量分析 (5) 头发中重金属元素定量分析 (6) 炼钢厂炉前12种元素的定量分析 16-13 试述ICP质谱仪的主要组成部件及其功能? 16-14 简要讨论四极分析器及磁分析器的分离原理。

16-15 为什么双聚焦型质量分析器比单聚焦型质量分析器具有更高的分辨率?

25

16-16 与ICP-AES相比ICP-MS具有哪些优点?

16-17 用摄谱法测定合金中铅的含量,用镁线作内标线,得到如下数据 溶液1 2 3 4 5 A B C 黑度 Mg 7.3 8.7 7.3 10.3 11.6 8.8 9.2 10.7 Pb 17.5 16.5 11.0 12.0 10.4 15.5 12.5 12.2 铅浓度mg/ml 0.151 0.201 0.301 0.402 0.502 (1)在坐标纸上作一校准曲线,或求出校准曲线线性方程。 (2)由校准曲线估计溶液A、B、C的铅浓度,或由方程式中求出。

※ ※ ※

16-18 发射光谱定量分析,在何种情况下使用内标标准加入法?结合其它章节的有关知识,描述该方法。 16-19 系统比较ICP-AES和ICP-MS两种方法?

第十七章 原子吸收光谱法

Atomic Absorption Spectrometry,AAS

17-1 何谓原子吸收光谱法?

17-2 与原子发射光谱相比,原子吸收法光谱法有何特点? 17-3 谱线变宽的原因有哪些?有何特点?

17-4 解释:谱线的半宽度、积分吸收、峰值吸收、锐线光源。 17-5 原子吸收光谱定量分析基本关系式及其应用条件是什么? 17-6 试述对原子吸收光谱仪的光源进行调制的意义及其方式。 17-7 空心阴极灯的工作原理及特点是什么? 17-8 讨论化学火焰的特性。

17-9 试述火焰原子化器的主要结构及功能。 17-10 比较火焰原子化和石墨炉原子化方法。 17-11 讨论原子吸收的灵敏度表达方式。

17-12 原子吸收法的干扰有哪几种?讨论其产生及其消除方法。 17-13 何谓原子吸收光谱的背景干扰?讨论校正的方法及原理。 17-14 比较原子荧光与原子发射光谱的产生原理。

17-15 比较原子吸收光谱仪及原子荧光光谱仪的光路结构及仪器的部件。

17-16 用原子吸收法测定元素M时,由一份未知试样得到的吸光度为0.435,在9.00ml未知液中加入

1.00ml浓度为100×10-6g/ml的标准溶液,测得此混合液吸光度为0.835。试问未知试液中含M的浓度为多少?

26

17-17 用原子吸收法测定二乙基二硫代氨基甲酸盐萃取物中铁,得到以下数据,计算含铁量。

吸光度 空 白 0.0020 0.0214 0.0414 0.0607 试 样 0.0090 0.0284 0.0484 0.0677 加入铁量 mg/200ml 无 2.00 4.00 6.00

※ ※ ※

17-18 比较原子吸收光谱法和紫外—可见分光光度法在原理和实验方法上的异同点。 17-19 为什么不能用钨灯或氙灯与单色光器组成原子吸收光谱用的光源?

17-20 原子吸收光谱法一般都用于低浓度的测量,若对高浓度(约1~5%)的试样进行测量,将会产生

什么样的问题?试讨论解决问题的可能方案。

17-21如果用火焰原子化方法分析某试样,组分基体复杂,并影响雾化效率,使仪器的测量条件难以控

制。若选用内标法进行定量校准测量,应如何选用测量仪器?内标物又应如何选取? 17-22 通过原子捕集技术的讨论,对提高分析方法灵敏度的认识,有何启示?

第十八章 分离方法 Separation Method

18-1 解释分离方法中的回收率、分离因子和纯度。

18-2 试述分离在定量分析中的重要性。分离时对各组分的回收率要求如何? 18-3 何谓小体积沉淀法? 共沉淀分离法? 它们在什么情况下应用?

18-4 在氢氧化物沉淀分离中,控制溶液pH的常用方法有哪几种?各举一例。

18-5 在用氨水?氯化铵缓冲溶液,使Fe(Ⅲ) 形成Fe(OH)3 沉淀而与Ca2+、Mg2+、Zn2+、Ni2+分离时,⑴ 若

氨水用量固定,氯化铵的用量多些好还是少些好?说明理由。⑵ 若氯化铵用量固定,氨水的用量多些好还是少些好?按不同情况分别说明。 18-6 有机沉淀剂较无机沉淀剂有哪些优点?

18-7 共沉淀富集时,对共沉淀剂有哪些要求?为什么常用氢氧化物、硫化物作共沉淀剂? 18-8 何谓分配系数、分配比和萃取百分率? 18-9 螯合体系萃取时,分配比同哪些因素有关?

18-10 用乙醚从HCl溶液中萃取Fe(Ⅲ) 时,常用的HCl浓度为6 mol/L。为什么HCl的浓度不能太低?为

什么酸度过高时,Fe(Ⅲ) 的萃取率又要降低?

18-11 试述离子交换树脂的主要性能,讨论亲和力在离子交换分离中意义。 18-12 试述挥发和蒸馏分离法、膜分离法、浮选分离法的原理?

18-13 Hf(OH)4和UO2(OH)2的溶度积分别为4. 0?10-26和1. 1?10-21,UO2(OH)2的沉淀平衡为

2+ - UO2(OH)2 UO2 + 2 OH

某溶液中UO22+ 和Hf4+ 浓度均为0.100mol/L。当加入NaOH时

(1) 哪一种离子先沉淀?

(2) 要使(1)中先沉淀离子的浓度降至1. 0?10-6mol/L,应控制OH – 的浓度为多少?

(3) 利用控制OH浓度能否达到定量分离的目的(以1?10-6mol/L 作为定量沉淀的标准)?如果

-

27

可以,OH - 浓度应控制在什么范围?

18-14 已知AgCl沉淀和AgI沉淀的Ksp为1. 8?10-10 和9.3?10-17。根据分步沉淀原理,若Cl- 和I- 离子

的起始浓度为0.10mol/L,开始析出AgCl沉淀时,溶液中的I- 离子为何浓度?

18-15 A在氯仿和水之间的分配比 D 为9. 6。含 A 的水溶液 50.0ml,浓度为0.150mol/L,用40.0ml

氯仿萃取如下:

(1) 40.0ml萃取一次; (2) 每次 20.0ml萃取二次;

(3) 每次 10.0ml萃取四次; (4) 每次 5.0ml萃取八次。

假设多次萃取时 D 值不变,问:留在水相中的 A 浓度各为多少?

18-16 0.0500mol/L 的 A 溶液 25.0ml 用氯仿萃取,D = 9. 6。要使水相中 A的浓度降至1.00?10-4mol/L

以下,CHCl3的总用量应是多少毫升?(假设多次萃取时D值不变) (1)每次用25.0ml; (2) 每次用10.0ml; (3) 每次用 2.0ml。

18-17 某溶质的水溶液50.0ml按以下方式用苯萃取。若希望将 99? 的溶质萃取出来,分配比应该是多

少?(设多次萃取时 D 值不变)

(1) 每次用25.0ml,共萃取二次;(2)每次用10.0ml,共萃取五次。

18-18 某碱金属的硝酸盐试样 0.2786g,溶于水后让其流过 H型强酸性阳离子交换树脂柱,流出液以

0.1075 mol/L的NaOH溶液滴定到终点,用去23.85ml,计算该盐的纯度(设该盐的 M =100 )。

第十九章 色谱分析法引论 An Introduction to Chromatography

19-1 名词解释:死时间、保留时间、调整保留时间、半峰宽、峰底宽、基线、净保留体积、比保留体

积。

19-2 保留值受哪些因素影响?

19-3 什么叫色谱峰的区域宽度?有哪几种表示方式? 19-4 试述塔板理论基本要点是什么?在色谱实践中有何意义? 19-5 塔板高度的物理意义是什么?

19-6 怎样理解速率理论与塔板理论的联系与区别?

19-7 什么叫分离度?它与理论塔板数、分离因子、分配比的关系如何? 19-8 什么叫保留指数?用它来进行色谱定性有何特点?

19-9 色谱定量分析时为什么要引入定量校正因子? 一般有哪几种表示方式? 19-10 已知两个组分的相对保留值为1.11,色谱柱的有效塔板高度为1mm,

(1) 问需多长的色谱柱才能分离完全?

(2) 若把相对保留值下降至1.05和1.02,色谱柱效将发生怎样的变化?由此可说明什么问题? 19-11一根2m长的填充色谱柱的操作条件如下:

柱内平均流速 17ml/min(50℃时) 柱温 50℃

柱前压力 1.33322×105 Pa 柱后压力 1.01325×105 Pa 空气保留时间0.50 min 正已烷保留时间3.50 min

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正庚烷保留时间4.10 min

(1)计算正已烷和正庚烷的校正保留体积。

(2)若正庚烷的半峰宽为0.25 min,用庚烷计算色谱柱的理论塔板数及板高。 (3)求两个组分的分配比k'1和k'2

19-12 某气相色谱有以下操作条件:柱温165℃,柱前压为2.664×105Pa,皂膜流量计测得柱出口流速为

24.0ml/min,室温26℃,水蒸气分压为3.146×103Pa,大气压为0.986×105Pa,测得组分的保留时间为18.72min,空气峰tM为1.5min,计算: (1)该色谱柱的压力校正因子(j)。 (2)平均体积流速。

(3)该组分的保留体积和净保留体积

19-13 组分A、B在2m长色谱柱上,保留时间依次为17.63、19.40min,峰底宽依次为1.11、1.21min,

试计算两物质的分离度为多少?

19-14 一色谱图上有6个色谱峰,从进样开始量得记录纸上的距离(cm)如下: 空气 2.2 正已烷 8.5 环已烷 14.6 正庚烷 15.9 甲苯 18.7 正辛烷 31.5 计算甲苯和环已烷的保留指数。

19-15 将物质A和相邻的两种正构烷烃的混合物注入色谱柱分析。A在相邻的两种正构烷烃之间流出,

它们的调整保留时间分别为10、11、和12min ,最先流出的正构烷烃的保留指数为800,求组分A的保留指数是多少?

19-16 含有苯、甲苯、乙苯及对二甲苯的未知浓度混合样,用热导检测器进行色谱分析,测得相应的峰

面积依次为0.850、0.962、1.053、0.546cm2。今称取等重量的上述各组分混合,在相同色谱条件下测得其峰面积比依次为1.00∶1.02∶1.05∶1.24。试求混合样中各组分的质量百分浓度为多少? 19-17 某试样中含有苯和乙苯,并不含甲苯,称取试样1.000g,在上试样中加入0.1700g甲苯作为内标

物,混合均匀后取5μl进样进行色谱分析,测得峰面积,苯为15.2cm2,乙苯为42.6cm2,甲苯为21.5cm2。已知在色谱测量条件下的相对质量校正因子苯为1,甲苯为1.02,乙苯为1.05,试求苯和乙苯的质量百分浓度各为多少?

19-18 用PEG-17M色谱柱测定废水中的苯酚含量。取1μl不同浓度的系列苯酚标准液进样,对浓度为

0.02、0.10、0.17、0.30、0.40mg/ml标准液得到色谱峰高次为0.60、3.40、7.40、10.6、14.6cm。若将废水浓缩至1/100倍取1μl进样得峰高为6.00cm,已知本方法的回收率为92%。计算废水中的苯酚浓度为多少?(回收率是指取一定量标准液经与未知试样同样方法预处理后,测得的浓度,即实测浓度/标准液浓度)。

※ ※ ※

19-19在183cm长的色谱柱上,分离长链脂肪酸甲酯,其中硬脂酸甲酯( C018 )和油酸甲酯(C

为5.2mm,若记录纸速为12.7mm/min,试计算 (1)计算C

18 ),

出峰时距进样位臵的距离依次为279.1mm、307.5mm,峰底宽分别为21.2mm和23.2mm,死时间

18

和C018 的相对保留值及分离度。

(2)如果在C018 、C

18

18 之间存在一杂质峰,该峰与C

18 的相对保留值为1.053,计算杂质与C

间的分离度。

18

(3)若柱效不变,要使杂质峰与C谱柱要增加至多长?

间的分离度达到(1)中C18和

C018相同的分离度,则色

29

(4)按上述条件,试绘出两不同柱长下分离三个组分的色谱图应如何?

19-20 同系物其保留值有碳数规律lgt'R=A1n+C1 , n为碳数, A1、C1为常数。如果用气相色谱测得某甲脂类

混合样品中乙酯甲酯、丙酸甲酯、正丁酯甲酯的保留时间依次为2.72、4.92、9.23min,同时测得死时间为0.6min。若在17.86min处出现色谱峰,问此峰是否是甲酯类同系物,予计它可能是什么化合物?

19-21根据前面各章所学的分析化学的基本知识,比较现代色谱技术与其它分析技术(化学分析、电分

析、光谱分析)的区别?讨论色谱法在物质分析中的地位与作用?

第二十章 气相色谱法 Gas Chromatography, GC

20-1 气相色谱仪由哪几个基本组成部分构成?它们的作用是什么? 20-2 气液色谱法对固定液有哪些要求?根据哪些原则选择固定液? 20-3 对填充柱所用的担体有哪些要求?硅藻土类担体如何进行预处理? 20-4 试述气相色谱的速率理论方程中A、B、C的物理意义。 20-5 气相色谱分离的条件有哪些?如何选择? 20-6 何谓程序升温气相色谱?有何特点及用途? 20-7 何谓裂解色谱?有何用途?

20-8 试述气相色谱常用检测器的种类、原理及特点。 20-9 气相色谱检测器有哪些主要性能指标?

20-10 在气相色谱分析中,为了测定下面组分,宜选用哪种检测器? (1)农作物中含氯农药的残留量 (2)酒中水的含量 (3)啤酒中微量硫化物 (4)苯和二甲苯的异构体 20-11 毛细管柱色谱法有哪些主要特点?开管毛细管柱有哪些主要类型? 20-12 GC/MS,GC/FTI R联用关键技术是什么? 简述其解决的方法。

20-13 在GC/MS及GC/FTIR中,获得信息后重建相关谱图的意义何在?各举一例。 20-14 现测得正已烷在一色谱柱上的数据 H(cm) u(cm/s) 0.635 0.510 0.423 0.465 0.552 0.632 0.692 0.749 0.91 1.5 3.0 4.2 5.6 7.0 8.0 9.0 (1)绘制H-u曲线 (2)求出uopt及Hmin (3)求算A、B和C

20-15 在以氦气为载气的2米长的色谱充柱上检测某组分。改变线速度为10,25,40cm/s,得到该组分

色谱峰的保留时间及峰底宽依次为33分42秒、3分42秒;14分48秒、1分39秒;9分18秒;1分8秒。计算该填充柱的最佳柱效时的板高?此时的线速度是多少?

20-16 计算下列条件的热导检测器的灵敏度。柱长2m,流速70ml/min.柱温71℃,记录纸速度2cm/min,

记录仪灵敏度10mV/25cm,进样量0.5ml 饱和苯蒸气(相当于0.11mg),峰面积5.80cm2。

20-17 计算下列条件下氢火焰离子化检测器的灵敏度、检出限及最小检测量。色谱条件为:2m柱,固

定相5%有机皂土、5%邻苯二甲酸二壬脂,6201担体(60-80目);载气H2,流速50ml/min,柱温89℃,记录纸速2cm/min,记录仪灵敏度10mV/25cm,仪器噪声0.1mV,进样50μl饱和苯蒸气(相当于11×10-6g),测得色谱峰面积173cm2,半峰宽0.60cm。

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※ ※ ※

20-18 气相色谱中是否色谱柱愈长对分离愈有利?请说明原因。 20-19 请从速率理论方程出发讨论实际工作中载气的流速应如何选择? 20-20 载气是怎样影响气相色谱分离与测量的?

20-18 试讨论毛细管柱条件下,应如何选择载气流速?与填充柱条件下有何区别?

20-22 要分离苯与环已烷两组分混合物,用填充柱作气液色谱分离,根据你学过的知识,应选择何类固

定液最合理?为什么?

20-23 改变下列一个色谱操作条件,色谱峰形将发生怎样的变化? (1)柱长增加一倍 (2)固定相颗粒变粗 (3)载气流速增加 (4)柱温降低

第二十一章 高效液相色谱法

High Petformance Liquid Chromatography, HPLC

21-1 高效液相色谱仪器主要有哪几部分构成? 对其中关键部件的要求怎样? 21-2 高效液相色谱仪有哪几种常用检测器?其原理和适用范围如何? 21-3 高效液相色谱/质谱联用的主要矛盾是什么?联机接口的基本要求是什么? 21-4 试述LC/MS的电喷雾离子化接口的原理及特点? 21-5 讨论液相色谱法中常用的固定相。 21-6 液相色谱的流动相选择原则是什么? 21-7 如何提高液相色谱的柱效?

21-8 比较下列各种液相色谱方法的原理及应用特点。

(1)液液分配色谱;(2)液固吸附色谱;(3)键合相色谱;(4)离子交换色谱;(5)离子对色谱;(6)凝胶色谱;

21-9 试讨论液固色谱法产生色谱峰拖尾和保留值重现性差的原因。

21-10 在HPLC中什么叫正相色谱?什么叫反相色谱?它们在应用对象有什么差异? 21-11 为什么说键合相色谱是高效液相色谱的主流类型?

21-12 比较超临界流体色谱、气相色谱、高效液相色谱的方法及其应用特点?

※ ※ ※

21-13 比较气相色谱法和液相色谱法的速率理论方程?分析A、B、C三项影响固子在各方法中所起的

作用?

21-14讨论气相色谱的程序升温、液相色谱的梯度淋洗以及超临界流体色谱的程序升压或程序升密度方

法。

21-15 如要测定蛋白质的分子量,应采用何种类型的液相色谱分析?讨论之。 21-16 写出下列物质在正相色谱和反相色谱中的流出顺序。

(1)乙酸乙酯、乙醚、硝基丁烷; (2)正已烷、正已醇、苯。

21-17 请对本教材中的有关质谱技术作系统小结。

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第二十二章 毛细管电泳 Caillary Electrophoresis, CE

22-1 何谓电泳?电泳分离与哪些因素有关?毛细管电泳分离的描述参数是什么? 22-2 何谓电渗?它的产生机制如何? 22-3 讨论电渗流在毛细管电泳分离中的意义。

22-4 比较液相色谱分析法与毛细管电泳分离的柱效和分离度。 22-5 毛细管电泳分离其峰的展宽与哪些因素有关? 22-6 毛细管电泳有哪些主要分离模式?

22-7 胶束电动色谱的原理是什么?它与区带电泳和高效液相色谱相比有哪些优点? 22-8 毛细管凝胶电泳的原理是什么?它的主要优缺点是什么? 22-9 比较毛细管等速电泳与等电聚焦方法。 22-10 试述毛细管电泳法的进样方法及其使用特点。

22-11 毛细管电泳的检测方法主要有哪几种?讨论其应用特点。 22-12 试比较毛细管电泳与高效液相色谱方法。

第二十三章 分析化学数据的统计处理

Fundamentals of Mathematical Statistics in Analytical Chemistry

23-1 标准正态分布是对正态分布进行标准化处理后得到的,为什么要进行标准化?

23-2 t分布是什么样的分布?具有哪些性质?当n→∞时,t分布会趋近于什么分布?二项分布呢? 23-3 什么是参数的点估计? 什么是区间估计? 23-4 什么叫做线性回归?相关系数有什么意义?

23-5 为什么表征测量结果要用不确定度? 不确定度是如何分类的?产生不确定度的原因有哪些? 23-6 A类标准不确定度是否比B类标准不确定度更可靠?为什么?

23-7 化学系有150名学生要做化学分析实验“未知盐酸浓度的测定”,根据历年来的统计表明,实验结果

服从正态分布。如已知N(0.1025、0.00062),试分别计算: (1)数据落在0.1020~0.1030(mol/L) 之间的会有多少人? (2)数据大于0.1040(mol/L)的会有多少人?

(3)随机抽取25人组成一个样本,其平均值数据落在0.1022~0.1028(mol/L)之间的概率为多少? 23-8 分析者必须最少进行多少次的平行测定,才能使测得的平均值与真值之差(x-μ),有95%的概率

不超过单次测定的标准偏差?

23-9 一学生对某植物中的含氟量作了五次平行测定,得到的数据为22.3、21.5、21.8、22.0、21.4 μg/ml,

试求平均含氟量的95%的臵信区间。

23-10 分析血清中钾的含量,四次测定的结果为0.158、0.156、0.154、0.163 mg/ml,计算90?臵信水平

时平均值的臵信区间。

23-11 进行钢样中含铬量的测定时,先测定了三次,测得铬的百分含量为1.11、1.12和1.15?;接着再

测定三次,测得1.11、1.16和1.12? 。试按前三次测定的数据和总共六次测定的数据分别计算,表

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示95?臵信水平时平均值的臵信区间。两者之间有何不同?

23-12 分析某合金中镍的百分含量,平行测定8次,得到的数据为:0.923、0.928、0.921、0.929、0.921、

0.926、0.920、0.925%,求总体均值大于何值的概率为95%?

23-13 某实验室测得镉的原子量为112.36、112.35、112.32、112.21、112.30、112.36,问其平均值与标准

值112.41是否有显著差异?(α=0.05)

23-14 光度法研究乙烯氧对于二苯胺与乙醛显色反应的影响,在未加乙烯氧之前,测定4次,其吸光度平

2均值 A1=1.200,S1=8.7×10-4,加入2.35%乙烯氧之后,测定5次,A2=1.285 ,S22= 0.5×10?4,

问加入2.35%乙烯前后吸光度确有变化否?

23-15 某制药厂生产的复合维生素片,要求每50g维生素含铁2100 mg。从某次生产过程中随机抽取部分

试样,进行五次测定,得铁含量为2372、2109、2395、2399及2111(mg Fe/50g),问这批产品的含铁量是否合格?(α=0.05)

23-16 一农场为了试验一种新化肥能否提高水稻产量,任选试验田18块(面积相同),试验结果为:未施

肥的10块试验田产量分别为8.6、7.9、9.3、10.7、11.2、11.4、9.8、9.5、10.1、8.5(斤),而施肥的8块田产量为12.6、10.2、11.7、12.3、11.1、10.5、10.6、12.2(斤)。假定它们的产量均服从正态分布,且方差相等,试在臵信概率0.95下求出施肥的水稻平均产量比不施肥的平均产量所增产的幅度。

23-17 建立一个分析血尿氮(BUN)的新方法与标准法进行比较,测定结果如下表,试问新方法与标准

法有无显著差异?(α=0.05)

样品号 A B C D E F

新方法,mg/ L

10.2 12.7 8.6 17.5 11.2 11.5

标准法,mg/L

10.5 11.9 8.7 16.9 10.9 11.1

23-18 用比色法测定SiO2含量所得的数据见下表,试求其线性回归方程。

X(SiO2 mg)

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12

Y(吸光度)

0.032 0.135 0.187 0.268 0.359 0.435 0.511

23-19 上题中,如根据已确定的回归方程,现测得一未知物的吸光度为0.215、0.210、0.212,试求该未知

物中SiO2的含量,并估计该含量的臵信区间。(α=0.05)

23-20 某实验室使用标准方法测得一标准物质中的铜的含量,重复分析的结果如下(mg/L)

0.251 0.250 0.250 0.263

0.235 0.210 0.260 0.290

0.262 0.234 0.229 0.250

0.283 0.300 0.262 0.270

0.225 0.250 0.256 0.250

试作其x控制图。

※ ※ ※

23-21 试分析正态分布具有哪些性质?

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23-22 什么叫两类错误? 如何使自己犯第二类错误的β变小? 23-23 不确定度与测量数据的分布类型有什么关系?

第二十四章 分析试验设计

Experimental Design in Analytical Chemistry

24-1 方差分析的依据是什么?为什么要通过F检验来进行? 24-2 什么叫做交互作用?有交互作用的试验应如何来设计?

24-3 什么是正交设计?它为什么能大大减少试验的工作量?试验时应如何选用正交表? 24-4 单纯形法是如何来寻找最优试验点的?初始单纯形应如何确定? 24-5 正规单纯形试验与改良单纯形试验有何区别?

24-6 试验若干种不同浓度的氯离子对标准样品COD值(mg/L)的影响,试验数据如下表:

COD (标样) Cl离子含量 COD(测定1) COD(测定2) 80 A1 76 79 80 A2 78 44 80 A3 80 82 80 A4 80 84 80 A5 86 86 试进行方差分析以确定所试验的这些氯离子含量对标准样品COD值的测定有无影响?

24-7 用火焰原子吸收分光光度法测定一电解液中微量铜时,试验了空气和乙炔的流量变化对铜吸光

度(324.7nm)的影响,试验结果如下:

空气, L/min 乙炔,L/min 1.0 1.5 2.0 2.5 81.1 81.4 75.0 60.4 81.5 81.8 76.1 67.9 80.3 79.4 75.4 68.7 80.0 79.1 75.4 69.8 77.0 75.9 70.8 68.7 8 9 10 11 12 试由上述结果分析空气和乙炔的流量变化对铜吸光度测定灵敏度的影响。

24-8 用等离子体发射光谱分析钌-铁催化剂中的钌铁含量,对等离子体气流、观察高度、载气压力、

辅助气流速等因素进行了研究,其考察的因素水平表如下:

因素 水平 因素 等离子气流速, L/min 载气压力 ,ib/m2 辅助气流速 ,L/min 观测高度,mm 1 10 22 0.3 11 2 12 24 0.4 3 14 26 0.5 4 10 28 0.6 17 13 15 试用正交试验设计表安排该试验。

24-9 试设计用单纯形方法,确定邻二氮菲分光光度法测铁的最佳实验条件,试验的因素为pH值、

显色剂用量、还原剂用量。

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第二十五章 分析化学中的多元校准

Multivariate Calibration Methods in Analytical Chemistry

25-1 MLR方法的原理是什么?它对分析测量体系有哪些要求?

25-2 卡尔曼滤波是一种什么形式的回归方法?正常的滤波应有哪些特征? 25-3 何谓间接校正法?K矩阵与P矩阵法各有些什么特点? 25-4 何谓主成分分析?何谓因子分析?

25-5 试比较PCR与PLS法的原理,计算方法及各自特点。 25-6 试述人工神经网络的结构及其运行要点。 25-7 遗传算法的基本思想是什么?

25-8 光度分析测得一未知含量的三个混合组分溶液的吸光度和三纯组分的吸光度系数,如下表: 波长, nm 未知混合液吸光度 纯组分吸光系数 A B C 420 425 430 435 440 445 450 455 460 465 470 475 480 0.203 0.134 0.008 0.010 0.012 0.003 0.009 0.003 0.283 0.384 0.463 0.500 0.503 0.472 0.427 0.356 0.229 0.197 0.172 0.011 0.014 0.019 0.021 0.023 0.022 0.021 0.020 0.016 0.015 0.013 0.015 0.020 0.023 0.025 0.022 0.021 0.019 0.015 0.008 0.005 0.004 0.010 0.013 0.016 0.017 0.017 0.015 0.013 0.010 0.006 0.005 0.004 试用卡尔曼滤波法,估计未知混合液中组分含量,并判断滤波是否正常?

25-9 测得Cu、Co、Ni—HHDDTC(二乙醇二硫代氨基甲酸钾)三组分混合体系的10个标准样品的校准

集见表一,测得校准集在四个波长处的吸光度见表二,再测得3个未知样本在相同的四个波长处的吸光度见表三。试以P矩阵法求未知混合样本中的三组分含量的浓度。

表一 标准样品的浓度 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Cu 35.00 26.97 30.13 24.05 23.78 24.26 27.74 27.80 34.53 30.98

表二 校准集的吸光度 λ,nm 450 470 490 510 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0.748 0.800 0.855 0.728 0.711 0.743 0.718 0.810 0.783 0.814 1.066 1.082 1.153 0.976 0.937 0.991 0.985 1.086 1.109 1.086 1.065 0.996 1.066 0.879 0.832 0.884 0.927 0.992 1.094 1.014 0.354 0.340 0.372 0.334 0.355 0.347 0.338 0.364 0.352

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Co 46.66 43.43 51.00 45.51 53.94 49.23 45.54 51.01 44.80 59.78 Ni 8.38 11.88 11.73 9.86 7.99 9.72 8.94 10.73 9.81 8.82 0.392

表三 未知样本的吸光度 λ,nm 样本1 样本2 样本3 450 0.849 0.826 0.828 470 1.143 1.127 1.123 490 1.053 1.057 1.062 510 0.370 0.360 0.384

第二十六章 分析过程 Analytical process

26-1 对未知样制定分析方案应从哪几方面入手? 26-2 采集样品的统计学标准的意义何在?讨论之。

26-3 如何针对不同的物质采集原始样?并得到实验室分析用的样本? 26-4 请归纳比较采集固体样、液体样、气样的不同特点。 26-5 分解试样时,原则上如何考虑选择分解试剂?

26-6 为什么使用HClO4分解试样时,应该先用HNO3氧化破坏有机物后,再加入HClO4?26-7 在熔融分解试样时,应当如何考虑选择合适的坩埚以减少对坩埚材料的腐蚀? 26-8 有机物样品的分解有哪些方法?有机物样品的预处理又有哪些常用方法? 26-9 试讨论复杂物质体系分析的一般程序。

26-10 何谓流动注射分析?如何理解它不同于其它分析技术的三点要素? 26-11 流动注射分析的基本装臵怎样?试述各部件的功能。

26-12 流动注射技术分散系数的物理意义是什么?它的影响因素有哪些? 26-13 流动注射分析中是否反应管道愈长愈好?为什么?

26-14 流动注射技术有哪几方面的应用?它们对分散系数的要求怎样? 26-15 何谓过程分析化学?

26-16 如何理解过程分析的离线、现场、在线、线内和非接触式测量? 26-17 现代过程分析化学的特点是什么? 26-18过程分析的测量频率应怎样确定? 26-19过程分析的测量技术有哪些? 26-20过程分析的在线采样应如何考虑?

※ ※ ※

26-21 通过本章有关内容的讨论,你认为分析痕量组分应怎样制备试样溶液? 26-22 你怎样理解流动注射技术在分析化学发展中的意义?

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