分析化学第六版课后答案 下载本文

Cl?的反应。

(5) 以K2Cr2O7标定Na2S2O3溶液浓度时,是使用间接碘量法。能否用K2Cr2O7溶液直接滴定Na2S2O3溶液?为什么?

2??

答:因Cr2O7 与 S2O3反应产物不单一,无定量关系, 反应不能定量地进行,故不能用K2Cr2O7溶液直接滴定Na2S2O3溶液。

6. 哪些因素影响氧化还原滴定的突跃范围的大小?如何确定化学计量点时的电极电位? 答:(1) 对于反应 n2Ox1 + n1Red2 = n2 Red1 + n1 Ox2 化学计量点前0.1%:????'Ox2/Red2?0.059n20.059n1lgcOx2cRed2cOx1cRed1? ?'Ox2/Red2??3?0.059n2

化学计量点后0.1%:????'Ox1/Red1?lg? ?'Ox1/Red1??3?0.059 n1所以凡能影响两条件电极电位的因素(如滴定时的介质)都将影响滴定突跃范围,此外与n1, n2有关,但与滴定剂及被测溶液的浓度无关。 (2) 对于可逆对称氧化还原反应:?sp?n1?1'?n2?2'n1?n2?? , 与氧化剂和还原剂的浓度无关;

对可逆不对称氧化还原反应n2Ox1 + n1Red2 = a n2 Red1 + b n1 Ox2

?sp?n1?1'?n2?2'n1?n2???0.059n1?n2lgb[Oxa[Red2]b-1a-1]1 与氧化剂和还原剂的浓度有关

对有H+ 参加的氧化还原反应,还与[H+]有关。

7. 氧化还原滴定中,可用哪些方法检测终点?氧化还原指示剂为什么能指示滴定终点? 答:(1) 电位滴定法可用指示剂(自身指示剂、专属指示剂和氧化还原指示剂)确定终点。 (2) 氧化还原指示剂本身具有氧化还原性质,其氧化态和还原态具有不同颜色,可利用其

氧化或还原反应发生颜色变化以指示终点。 8. 氧化还原滴定之前,为什么要进行预处理?对预处理所用的氧化剂或还原剂有哪些要求?

答:(1) 将被测物处理成能与滴定剂迅速、完全,并按照一定化学计量关系起反应的价态,或处理成高价态后用还原剂滴定,或处理成低价态后用氧化剂滴定。

(2) 反应能定量完成且反应速率要快;反应具有一定的选择性;过量的氧化剂或还原剂要易于除去。

9. 某溶液含有FeCl3及H2O2。写出用KMnO4法测定其中H2O2及Fe3+的步骤,并说明测定中应注意哪些问题? 答:

H2O2 KMnO4标准溶液 V1 HgCl2 3+过量SnCl2 Fe (1) 3+ + Hg2Cl2+ SnCl4

Fe H

MnSO4-H2SO4-H3PO4

KMnO4标准溶液 V2 Fe

2+

滴定铁

H+

(2) 测H2O2及Fe2+时,加滴定剂的速度先慢(滴第一滴溶液待溶液褪色后再滴第二滴, 中间稍快,接近终点时慢;测Fe2+时,需加MnSO4-H2SO4-H3PO4混合液,使滴定突跃增加,终点易于观察,也避免Cl- 存在下发生诱导反应。

10. 测定软锰矿中MnO2含量时,在HCl溶液中MnO2能氧化I析出I2, 可以用碘量法测定MnO2的含量,但Fe3+有干扰。实验说明,用磷酸代替HCl时, Fe3+无干扰,何故?

3+3?3?3?

答:磷酸代替HCl时: Fe + 2 PO4 = [Fe (PO4)2] 生成无色配合物[Fe(PO4)2],使[Fe3+]降低,导致? ( Fe3+/Fe2+)降低,致使Fe3+ 不能氧化I- ,所以Fe3+对测定无干扰。 11. 用间接碘量法测定铜时,Fe3+和AsO43?都能氧化I- 而干扰铜的测定。实验说明,加入NH4HF2,以使溶液的pH≈3.3,此时铁和砷的干扰都消除,为什么?

答:?? (I2/I-)=0.535 V, ?? (Fe3+/ Fe2+)= 0.77 V,?? ( H3AsO4/ HAsO2)=0.56 V

(1) 加入NH4HF2,使Fe3+生成稳定的FeF6- 配离子,由于FeF6- 配离子稳定性很强,使Fe3+/ Fe2+电对的电极电位降低到低于碘电对的电极电位,从而可防止Fe3+氧化I-。 (2) 酸度影响H3AsO4/ HAsO2电对的电极电位,从半反应

?'????-

?0.0592lg?H3AsO4[H]2?2?HAsO

计算溶液pH≈3.3时(计算略),??’ ( H3AsO4/ HAsO2)= 0.44 V< ?? (I2/I-)=0.535 V,故可防止AsO43?氧化I-。

12. 拟定分别测定一混合试液中Cr3+及Fe3+的分析方案。 答:

2+Fe标准溶液滴 Cr3+ (NH4)2S2O8 H2SO4 2-煮沸 3+Cr2O7 Fe

过量硝基邻二氮菲-亚铁

煮沸

3+

(Fe测定同题9)

第六章 氧化还原滴定

习题答案:

6.1 计算在H2SO4介质中,H浓度分别为1 mol·L和0.1 mol·L的溶液中VO2/VO电对的条件电极电位。(忽略离子强度的影响,已知??=1.00 V)

答案: VO2?2H

??'??+-1-1+2+

?e??VO2?2??VO?H????0.059lg?VO?2H2O

?2[H+]= 1mol·L-1 ??’=1.0 + 0.059lg12 = 1.00 V

[H+]= 0.1mol·L-1 ??’=1.0 + 0.059lg0.012 = 0.88 V

6.2 根据?Hg2/Hg和Hg2Cl2的溶度积计算?Hg2Cl2/Hg。如果溶液中Cl浓度为0.010 mol·L,Hg2Cl2/Hg电对的电位为多少?

答案:

Hg2Cl2 + 2e = 2Hg + 2Cl (?

?-

?2+?--1

--?

Hg2/Hg=0.796 V

2+ Ksp = 1.3?10)

-18

??Hg2?2?/Hg?-1

0.0592lgHg2?

?2?????Hg2?2/Hg?0.0592lgKsp

-18

?Cl??2 [Cl]=1 mol·L: ?Hg2Cl2/Hg = 0.796 + (0.059lg1.3?10)/2 = 0.268 V

[Cl]=0.01mol·L: ?Hg2Cl2/Hg=0.796 + (0.059lg1.3?10)/2 ?(0.059lg0.01)/2

-

-1?-18

2

= 0.386 V

?

6.3 找出以下半反应的条件电极电位。(已知? = 0.390 V, pH = 7, 抗坏血酸pKa1 = 4.10, pKa2 = 11.79)

脱氢抗坏血酸 抗坏血酸

答案:

半反应设为:A2-? 2H+ ? 2e- = H2A

??'????0.0592lg?H?2?2A?H??A?????0.0592lg?A?H?H2??

A?H2A??H??H??Ka?H??Ka?21

1Ka2??10??10??2?72?7?72?10?4.10?10?10?15.89?11.10?4.10?10?4.79?11.79?10?2.90

?A?Ka1Ka2?H??Ka1H???K??a11010?10

Ka2??'?0.39?0.0592lg10?4.79?10?2.90??72?10??0.079V

6.4 在1 mol.L-1HCl溶液中用Fe3+溶液滴定Sn2+时,计算:(1)此氧化还原反应的平衡常数及化学计量点时反应进行的程度;(2)滴定的电位突跃范围。在此滴定中应选用什么指示剂?用所选指示剂时滴定终点是否和化学计量点一致?

答案:

2Fe3+ ? Sn2+ 2Fe2+ ? Sn4+ (?Fe/Fe= 0.68 V, ?Sn/Sn= 0.14 V )

?'0.14??2(1)lgK'????2??0.68- ?18.3

?’3+2+ ?’4+2+

0.0590.059 K? ? 2.0 ? 10

18

?Fe??Sn??lg?x??lgK'??Fe??Sn??1?x?2?23?24?22?2?x1?x?18.3

?x ? 99.9999 %

(2)化学计量点前:????'Sn化学计量点后:????'Fe3?4?/Sn2??0.0592lg99.90.1?0.23V

/Fe2??0.059lg0.1100?0.50V

化学计量点:?sp?0.68?2?0.141?2?0.32V

(3)选用亚甲基兰作指示剂(??’In = 0.36 V)。

6.5 计算pH = 10.0,cNH 3= 0.1 mol.L-1 Zn2+/Zn的溶液中电对的条件电极电位(忽略离子强度的影响)。已知锌氨配离子的各级累积稳定常数为:lg?1 =2.27, lg?2 =4.61, lg?3 =7.01, lg?4 = 9.067;NH4+的离解常数为Ka =10-9.25。

答案:

2+?

Zn ? 2e- = Zn (? = ?0.763 V)

??'????0.0592lg?Zn ?Zn2?2??Zn2??NH3???ZnCZn2?2??Zn???ZnNH??Zn?NH???Zn?32?332???

?1??1?NH???2?NH3?23????4?NH?43?4

1而?NH3?H??NH???NH??1??NH??1???4?NH3??NH3?Ka?H??10?0.071

又?NH3(H) = cNH3/ [NH3] 则[NH3]= 0.1/10 0.071 = 10?0.93

?αZn2??NH3??1?102.27?10?0.93?104.61?10??0.93?2?107.01?10??0.93?3?109.06?10??0.93?4?105.37 ??'??0.763?0.059lg21105.37??0.920V

6.6 在酸性溶液中用高锰酸钾法测定Fe2+时,KMnO4溶液的浓度是0.02484 mol·L-1,求用

(1)Fe;(2) Fe2O3;(3)FeSO4.7H2O表示的滴定度。

答案:

2++3+2+

5 Fe + MnO4? + 8 H = 5 Fe + Mn + 4 H2O 故 MnO4? ~ 5 Fe ~ 5 Fe ~ 5/2 Fe2O3 ~ 5 FeSO4.7H2O

TFe/KMnO4?5CKMnO4?M?11000Fe2+

?51?0.02484?55.851000?0.006937g?mL?1

TFeO23/KMnO4?524??0.02484?159.69100051?1000?1?0.009917g?mL

TFeSO0.02484?278.024?7H2O/KMnO?1?0.03453g?mL

6.7 称取软锰矿试样0.5000 g,在酸性溶液中将试样与0.6700 g纯Na2C2O4充分反应,最后以

0.02000 mol.L-1 KMnO4溶液滴定剩余的Na2C2O4,至终点时消耗30.00 mL。计算试样中MnO2

的质量分数。

答案:

有关反应为:MnO2 + C2O42? + 4 H+ = Mn2+ + 2 CO2 ? + 2 H2O MnO42? + 5 C2O42? + 16 H+ = 2 Mn2+ +10 CO2 ? + 8 H2O