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第三章 络合滴定法[习题2]在pH=9.26的氨性缓冲液中,除氨络合物外的缓冲剂总浓度为0.201L mol -⋅,游离C 2O 42-浓度为0.101L mol -⋅,计算Cu 2+的Cu α。

已知Cu(Ⅱ)- C 2O 42-络合物的5.4lg 1=β,9.8lg 2=β;Cu(Ⅱ)-OH -络合物的0.6lg 1=β。

解:在此溶液中能与Cu 2+络合的其它配位剂有NH 3,C 2O 42-和OH -, ∵9.26p 4NH =+K ,∴当9.26pH =时,[习题3]铬黑T (EBT )是一种有机弱酸,它的11.6lg H 1=K ,3.6lg H 2=K ,Mg-EBT 的7.0lg MgIn =K ,计算在pH=10时的'MgInlg K 值。

解:11.6p lg 2H 1==a K K ,11.6H 110=K 3.6p lg 1H 2==a K K ,3.6H 110=KpH=10时, 1.6221EBT 10][H ][H 1=++=++ββαH )([习题5]已知+243NH M )(的1lg β~4lg β为2.0, 5.0, 7.0, 10.0,-24OH M )(的1lg β~4lg β为4.0,8.0,14.0,15.0。

在浓度为0.11L mol -⋅的+2M 溶液中,滴加氨水至溶液中的游离3NH 浓度为0.0101L mol -⋅,pH=9.0。

试问溶液中的主要存在形式是哪一种?浓度为多大?若将+2M 离子溶液用NaOH 和氨水调节至pH ≈13.0且游离氨浓度为0.0101L mol -⋅,则上述溶液中的主要存在形式是什么?浓度又为多少?解:(1)当游离3NH 浓度为0.0101L mol -⋅,pH=9.0时,510][OH --=1L mol -⋅ 由计算结果可知,副反应系数M α主要是氨络合效应引起的。

比较上式的数值,可知络合物的主要形式是+243NH M )(。

故mol/L 082.082.010.0])NH [M 243=⨯=+( (2)当游离3NH 浓度为0.0101L mol -⋅,pH ≈13时,110][OH --=1L mol -⋅故43M(OH)M(OH)和为主要存在形式。

[习题7]在pH=6.0的溶液中,含有0.0201L mol -⋅Zn 2+和0.0201L mol -⋅Cd 2+,游离酒石酸根(Tart )浓度为0.201L mol -⋅,加入等体积的0.0201L mol -⋅EDTA ,计算'CdY lg K 和'ZnY lg K 值。

已知Cd 2+-Tart 的1lg β=2.8,Zn 2+的1lg β=2.4,2lg β=8.32,酒石酸在pH=6.0时的酸效应可忽略不计。

解:查表pH=6.0时, 4.65lg H Y =)(α,Zn 2+和Cd 2+的羟基络合效应均可忽略,加入等体积的EDTA 后,[Tart]=0.101L mol -⋅。

(1)求'CdY lg K 。

此时是把Cd 2+与Y 的反应作主反应,Cd 2+有酒石酸的络合效应,Y 有酸效应和由Zn 2+产生共存离子效应。

而Zn 2+也有与酒石酸的络合效应。

(2)求'ZnY lg K 。

同样道理求得:[习题9]浓度均为0.01001L mol -⋅的Zn 2+,Cd 2+混合溶液,加入过量KI ,使终点时游离I -浓度为11L mol -⋅,在pH=5.0时,以二甲酚橙作指示剂,用等浓度的EDTA 滴定其中的Zn 2+,计算终点误差。

解:此题条件下Zn 2+无副反应,Y 有酸效应和Cd 2+产生的共存离子效应,而Cd 2+又与I -结合。

pH=5.0, 6.45lg H Y =)(αpH=5.0,以二甲酚橙作指示剂时,0.255.054.80ΔpZn '-=-=[习题12]浓度均为0.0201L mol -⋅的Cd 2+,Hg 2+混合溶液,欲在pH=6.0时,用等浓度的EDTA 滴定其中的Cd 2+,试问:a.用KI 掩蔽其中的Hg 2+,使终点时I -游离浓度为10-21L mol -⋅,能否完全掩蔽?'CdYlg K 为多大?b.已知二甲酚橙与Cd 2+,Hg 2+都显色,在pH=6.0时,5.5lg 'CdIn =K ,0.9lg 'HgIn =K ,能否用二甲酚橙作Cd 2+的指示剂?c.滴定Cd 2+时若用二甲酚橙作指示剂,终点误差为多大?d.若终点时,I -游离浓度为0.51L mol -⋅,按第三种方式进行,终点误差又为多大? 解:a. 03.224-42-2-1Hg(I)10][I ][I ][I 1=++++=βββΛα,所以说,汞离子可以完全掩蔽。

b. 查表可知,pH=6.0时,.9pHg ep =,由上面计算可知,0.9-24.0321010][Hg -+<<=,所以二甲酚橙可用作滴定Cd 2+的指示剂。

c. 查表可知,pH=6.0时,终点时Cd 2+的浓度为:5.5pCd =ep 。

d. 若mol/L 5.0]I [=-,则30.44-42-2-1Cd(I)10][I ][I ][I 1=++++=βββΛα[习题13]在pH=5.0的缓冲溶液中,用0.00201L mol -⋅EDTA 滴定0.00201L mol -⋅Pb 2+,以二甲酚橙,在下述情况下,终点误差各是多少?a.使用HAc-NaAc 缓冲溶液,终点时,缓冲剂总浓度为0.311L mol -⋅;b.使用六亚甲基四胺缓冲溶液(不与Pb 2+络合)。

已知2Pb(Ac)的9.1110=β,8.3210=β,pH=5.0时,0.7lg 'PbIn =K ,HAc 的74.4a 10-=K解:a. 根据分布系数可计算pH=5.0时[Ac -], b.59.1145.618.04lg ‘PbY=-==K ,3.07.3-7.0pPb ,3.7)0.359.11(21pPb sp -==∆=+=[习题18]测定水泥中+3Al 时,因为含有+3Fe ,所以现在pH=3.5条件下加入过量EDTA ,加热煮沸,再以PAN 为指示剂,用硫酸铜标准溶液返滴定过量的EDTA 。

然后调节pH=4.5,加入F NH 4,继续用硫酸铜标准溶液滴至终点。

若终点时,][F -为0.101L mol -⋅,[CuY]为0.0101L mol -⋅。

计算FeY 有百分之几转化为FeF3?若[CuY]为0.0101L mol -⋅,FeY 又有百分之几转化为3FeF ?试问用此法测+3Al 时要注意什么问题?(pH=4.5时,3.8lg 'CuIn =K )解:查表可得以下数据。

若终点时0.010mol/L [CuY]=,则06.536.113.8'CuYep ep 101010010.0][Cu ]CuY []Y [--=⨯==K因溶液中存在F -,如下平衡式成立:Y][Fe][FeY][ ,]F []FeF [Fe]['FeY 33-3=⋅=K β。

所以若终点时L 0.0010mol/[CuY]=,则06.636.113.8'CuYep ep 1010100010.0][Cu ]CuY []Y [--=⨯==K ,同理可计算得到:%29.010101010.0Y][]F [[FeY]]FeF [06.666.1706.123'FeY 33-3=⨯⨯=⋅=-K β。

由计算可知,终点时[CuY ]浓度越小,用氟化物掩蔽三价铁的能力越弱。

所以在大量铁存在时测定低含量的铜会带来较大误差。

[习题19]测定铅锡合金中Pb ,Sn 含量时,称取试样0.2000g ,用HCl 溶解后,准确加入50.00mL0.030001L mol -⋅EDTA ,50mL 水,加热煮沸2min ,冷后,用六亚甲基四胺将溶液调至pH=5.5,加入少量1,10-邻二氮菲,以二甲酚橙作指示剂,用0.030001L mol -⋅+2Pb 标准溶液滴定,用去3.00mL 。

然后加入NH4F ,加热至400C ,左右,再用上述+2Pb 标准溶液滴定,用去35.00mL 。

计算式样中Pb 和Sn 的质量分数。

解:此题的测量过程是,先加入足够量的EDTA ,使被测物铅与锡形成络合物,然后用铅标准溶液返滴定过量的EDTA ;再用氟化物使EDTA 从SnY 的络合物中释放出来,用铅标准溶液滴定之。

[习题20]测定锆英石中ZrO 2,Fe 2O 3含量时,称取1.000g 试样,以适当的熔样方法制成200.0mL 试样溶液。

移取50mL 试液,调至pH=0.8,加入盐酸羟氨还原Fe 3+,以二甲酚橙为指示剂,用1.000×10-21L mol -⋅EDTA 滴定去10.00mL 。

加入浓硝酸,加热,使Fe 2+被氧化成Fe 3+,将溶液调至pH ≈1.5,以磺基水杨酸作指示剂,用EDTA 溶液滴定,用去20.00mL 。

计算试样中ZrO 2和Fe 2O 3的质量分数。

解:此题是用连续滴定的方法测定锆和铁,测定步骤简述如下。

分解试样后,先将Fe 3+还原为Fe 2+,因为ZrY 的稳定常数比Fe(Ⅱ)Y 大得多,可用控制酸度的方法,先滴定Zr ,然后将Fe 2+氧化为Fe 3+,再用EDTA 滴定铁。

第二章 酸碱平衡和滴定法[思考题3]写出下列酸碱组分的质子条件。

a.NaOH L mol NH L mol 12311)()(--⋅+⋅c c b.331211BO H )L mol HAc )L mol --⋅+⋅((c c c.HCOOH L mol PO H L mol 124311)()(--⋅+⋅c c 解:a.24-][OH ][NH ][H c -++=+ b.][OH ]BO [H ][Ac ][H 32---+++= c.][OH ]3[PO ]2[HPO ]PO [H ][COOH ][H 342442-----+++++=[习题1]计算下列各溶液的pH 。

b. 0.101L mol -⋅H 3BO 3;d. 0.101L mol -⋅三乙醇胺;e. 8105-⨯1L mol -⋅HCl解:b. H 3BO 3为一元酸,10a 108.51-⨯=K∵1a cK >W 20K ,但1a / K c <500∴[H +]=6a 1062.71-⨯=cK -⋅L mol pH=5.12d. 三乙醇胺为一元弱碱,其7b 108.5-⨯=K∵8b 108.5-⨯=cK >20W K ,b K c>500 ∴可用最简式:[OH -]=b cK =4104.2-⨯1L mol -⋅ pOH=3.62 pH=10.38e.∵ a c <20[OH -]∴应该用最简式:[H +]=][H ]OH [W a -a ++=+K c c0][H ][H W a 2=--++K c ,将8a 105.0-⨯=c 及W K 代入并解方程得:][H +71028.1-⨯=1L mol -⋅ pH=6.89[习题2]计算下列各溶液的pH 。

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