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分析化学计算题(1)

/ \ 计算题1.用 0.2000mol/l NaOH 滴定20.00ml 0.2000mol/l HCl ,选择酚酞 (pK HIn =9.0)为指示剂,计算: (1)化学计量点时的pH 值; (2)计算滴定终点的误差;解. (1)pH SP =7.0 (3分) (2)ΔpH=pH ep -pH SP =10-7.0=3 (3分) spHClt pH pH CK E ∙-=∆-∆2/1)(1010%10005.010*******⨯⨯-=- (1分) =0.2% (1分)2.已知甲酸HCOOH 的Ka=1.0 X 10-4 (pKa=4.0). (1)计算0.100mol/L 甲酸溶液的pH 值。

(2)计算用0.200mol/LNaOH 滴定0.200mol/L 甲酸时化学计量点的pH 值。

(3)如果(2)中滴定的终点pH=10.5,计算终点误差E t 。

3.用0.2mol -1·L -1NaOH 溶液滴定同浓度的苯甲酸(K a =6.2×10-5),(1) 计算苯甲酸的pH 值;(2) 计算化学计量点时的pH SP 值;(3) 选择下列哪种指示剂终点误差最小,计算终点误差。

[a 甲基橙(pK a =3.4) b 甲基红(pK a =5.2) c 酚红(pK a =8.0) d 百里酚酞(pK a =10.0)]解.(1)CK a >20K w ,C/K a >500, (1分)351055.3103.62.0][--+⨯=⨯⨯=∙=C K H a (1分)pH=-lg 3.55×10-3=2.45 (1分) (2) K b = K w / K a =10-14/6.2×10-5=1.6×10-10 (1分)6101041.0106.1][⨯=⨯⨯=⨯=--C K OH b (1分)pH SP =14-lg 4×10-6=8.6 (1分) (3)选择c 酚红(pK a =8.0)为指示剂误差最小。

(1分) ΔpH=pH ep - pH SP =8.0-8.6=-0.6 (1分)%)02.0%(015.0)10/103.61.0(1010)(10102/11456.06.02/1=⨯⨯-=∙-=---∆-∆sp HAC t pH pH C K E (2分)4.计算在pH=2和pH=5时,能否用0.01 mol/l EDTA 准确滴定溶液中浓度为0.01 mol/l 的Zn 2+?(已知pH=2,lg )(H Y α=13.5;pH=5,lg )(H Y α=6.5;lgK ZnY =16.5)解;pH=2, lgK ,ZnY = lgK ZnY -lg )(H Y α (2分)=16.5-13.5=3 (1分)Kc lg ∆< 5 (1分)此时无法准确滴定。

(1分) pH=5, lgK,ZnY = lgK ZnY -lg )(H Y α (2分)=16.5-6.5=10 (1分)Kc lg ∆>5 (1分)此时可以准确滴定。

(1分)5.(Al 3+ +Zn 2+)混合溶液中两种离子浓度均为2×10-2mol/L 。

现欲用F -掩蔽Al 3+,同浓度的EDTA 滴定以测定Zn 2+。

若使混合溶液中[F -]=0.1mol/L ,pH=5.0.(1) 计算αAl(F) 和 [Al 3+] ; (2)计算αY(Al) ;(3)计算Zn 2+的条件稳定常数logK ZnY ’; (4) 判断此时能否准确滴定锌?(logK AlY =16.3,logK ZnY =16.5,Al-F 络合物的logβ1~logβ6分别为6、11、15、 17、19、20,pH=5.0 时logαY(H)=6.45 )6.计算在pH=5时,能否用0.01 mol/l EDTA 准确滴定溶液中浓度为0.01 mol/l 的Co 2+? (已知pH=5,lg )(H Y α=6.5;lgK CoY =16.3)7.称取碳酸钠基准物0.1580g 标定HCl 的浓度,用去HCl 为24.80mL 。

计算HCl C 为多少?(已知10632=CO Na M )3.8.称取草酸钠基准物0.2178g 标定KMnO 4的浓度,用去KMnO 4为25.48mL 。

计算4KMnO C 为多少?(已知134422=O C Na M )解;2MnO -4⇔5C 2O 42- (3分)---=4242452MnO O C MnO V n C (3分)=31048.2513452178.02-⨯⨯⨯⨯ (2分)=0.02552mol ∙L -1(2分)9.称取含水的NaOH 和Na 2CO 3混合样品0.2000克,用0.100mol ·L -1 HCl 滴定至酚酞终点时,用去20.00mL 。

继续滴定至甲基橙终点时,又用去10.00mL 。

计算NaOH 和Na 2CO 3的百分含量(Na 2CO 3=106.0 ;NaOH=40.00)。

9.有一混合碱溶液,可能含有NaOH 与Na 2CO 3或Na 2CO 3与NaHCO 3,其相对密度为1.20。

现取试样1.00ml ,加适量水后再加酚酞指示剂,用C (HCl )=0.300mol ·L -1的标准溶液滴定至酚酞变色时,消耗HCl 溶液为28.40mL ,再加入甲基橙指示剂,继续用同浓度的HCl 溶液滴定至甲基橙变色时为终点,又消耗HCl 溶液 3.6 mL 。

此溶液为何种混合物,计算其百分含量。

[已知M(Na 2CO 3)=106.0,M(NaOH)=40.00,M(NaHCO 3)=84.0](本题8分)解.V 1>V 2,此混合物溶液为NaOH 与Na 2CO 3组分 (2分)100100000.12.10.1066.3300.0%32⨯⨯⨯⨯⨯=CO Na (2分)=9.54 (1分)100100000.12.100.40)6.340.28(300.0%⨯⨯⨯⨯-⨯=NaOH (2分)=24.8 (1分) 10.称取褐铁矿0.4017g ,溶解并还原成Fe 2+,用0.02048mol ·L -1的标准K 2Cr 2O 7 溶液滴定,消耗26.45ml ,计算褐铁矿中以Fe 2O 3和Fe 表示的百分率。

[已知 M (Fe 2O 3)=159.7,M (Fe )=55.85] (本题8分)解;. n (K 2Cr 2O 7)﹕n (Fe 2O 3)=1﹕3 (2分)61.6410010004017.07.15945.2602048.03%32=⨯⨯⨯⨯⨯=O Fe (2分)n (K 2Cr 2O 7)﹕n (Fe )=1﹕6 (2分)19.4510010004017.085.5545.2602048.06%=⨯⨯⨯⨯⨯Fe (2分)11.在pH=10的氨性缓冲溶液中,含有Zn 2+为0.020 mol ·L -1,以0.020 mol ·L -1EDTA 滴定Zn 2+,能否准确滴定Zn 2+?[已知lgK ZnY =16.5,pH=10时lg αY(H)=0.45,此时αZn (OH )=102.5;化学计量点时[NH 3]为0.10 mol ·L -1;Zn (NH 3)42-的lg β1~lg β4为2.4,4.8,7.3,9.5;] (本题10分))(3NH Zn α=1+β1[NH 3]+ β2[NH 3]2+β3[NH 3]3+β4[NH 3]4 (2分)=1+102.4×10-1+104.8×10-2+107.3×10-3+109.5×10-4=105.5 (2分)αZn =αZn (OH )+)(3NH Zn α-1 (1分)=102.5+105.5-1=105.5 (1分) lgK ’ZnY = lgK ZnY - lg αY(H)-lg αZn=16.5-0.45-5.5=10.55 (1分) ∆lgK ‘C (1分) =10.55-2=8.55 (1分) 可以准确滴定Zn 2+。

(1分) 12.准确称取硼酸试样0.5000g 于烧杯中,加入沸水溶解后,加入甘露醇使之强化, 然后用C=0.2501mol ·L -1的标准NaOH 溶液滴定,以酚酞为指示剂,用去标准 NaOH 溶液32.16mL 。

计算试样中H 3BO 3的百分含量和以B 2O 3表示的百分含量。

已知K a =5.8×10-10,M (H 3BO 3)=61.38,M (B 2O 3)=69.62]解;n NaOH =0.2501×32.16×10-3=8.04×10-3mol (2分)1H 3BO 3≌1NaOH (1分)10010005000.083.611004.8%333⨯⨯⨯⨯=-BO H (2分)=98.7 (1分)1B 2O 3≌2H 3BO 3 (1分)10083.6122.697.98%32⨯⨯⨯=O B (2分)=55.95 (1分)13已知0/2++CuCu E =0.16V ,0/2-I I E =0.54V ,为什么Cu 2+能将I 2氧化?(K CuI =1.1×10-12)解;发生的反应为2Cu 2++4I -=2CuI ↓+I 2 (2分)]lg[059.00//22++=+++Cu E E CuCu CuI Cu (2分) SPCu Cu K I E][lg059.00/2-+=++ (2分)V86.012059.016.0=⨯+= (2分)-+〉I I CuI Cu E E /0/022,反应可以进行。

(2分) 14.含有同浓度的Al 3+和Zn 2+离子(0.02 mol ·L -1)溶液,用同浓度的EDTA 能否准确滴定Zn 2+离子?若在pH=5的缓冲溶液中加入NH 4F ,使溶液中游离的F -浓度为0.1 mol ·L -1时,计算Al 3+的平衡浓度;此时Al 3+的干扰能否消除?[已知lgK ZnY =16.5,lgK AlY =16.3,pH=5时lg αY(H)=6.45,AlF 63-的lg β1~lg β6分别为6.1,11.2,15.0,17.7,19.4,19.7]解.lg (K ZnY C sp Zn )—lg (K ZnY C sp AL )=(16.5-2)-(16.3-2)=0.2<5不能选择滴定Zn 2+ (2分) αAl(F) =1+β1[F -]+β2[F -]2+β3[F -]3+β4[F -]4+β5[F -]5+β6[F -]6 (2分) =1+106.1-1+1011.2-2+1015-3+1017.7-4+1019.4-5+1019.7-6 (1分) ≈1014.6 (4×1014) (1分) [Al 3+]=+3Al C /αAl(F)=0.01/1014.6=2.5×10-17mol ·L -1 (1分)lgK ’AlY = lgK AlY - lg αY(H) -lg αAl(F)= 16.3-6.45-14.55=-4.65 (1分) Zn 2+不与F -生成络合物,pH=5时lg αY(H)=6.45,lgK ’ZnY = lgK ZnY - lg αY(H)=16.5-6.45=10.05>5 (1分) 加入的NH 4F 可以掩蔽Al 3+离子,消除了对Zn 2+离子测定的干扰。

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