《水分析化学》课后习题答案水分析化学平时作业整理第一章1.简述水分析化学课程的性质及任务。

性质：水分析化学是研究水及其杂质、污染物的组成、性质、含量和它们的分析方法的一门学科。

任务：通过水分析化学学习，掌握水分析化学的四大滴定方法（酸碱滴定法、络和滴定法、沉淀滴定法和氧化还原滴定法）和主要仪器分析法（如吸收光谱法、色谱法和原子光谱法等）的基本原理、基本理论、基本知识、基本概念和基本技能，掌握水质分析的基本操作，注重培养学生严谨的科学态度，培养独立分析问题和解决实际问题的能力。

2.介绍水质指标分几类，具体包括哪些指标？(1) 物理指标1) 水温2) 臭味和臭阈值3) 颜色和色度4)浊度5)残渣6)电导率7)紫外吸光度值8)氧化还原电位（2）微生物指标1) 细菌总数2) 总大肠菌群3) 游离性余氯4) 二氧化氯(3) 化学指标1) pH值2) 酸度和碱度3)d(%)=X d ×100=87.49684.0×100=1.37% Sr=1n12-∑=n di i=937.017.007.133.117.063.097.033.167.013.02222222222+++++++++=30002227CV(%)=X Sr ×100=87.4930002227=1.73%第三章1.已知下列各物质的Ka 或Kb ，比较它们的相对强弱，计算它们的Kb 或Ka ，并写出它们的共轭酸（或碱）的化学式。

（1） HCN NH 4+ H 2C 2O 44.93×10－10（Ka ） 5.6×10－10（Ka ） 5.9×10－2（Ka 1）6.4×10－5（Ka 2）（2） NH 2OH CH 3NH 2 AC－9.1×10－9（Kb ） 4.2×10－4（Kb ） 5.90×10－10（Kb ）解：（1）酸性强弱：H 2C 2O 4 > NH 4+ > HCNHCN ：510141003.21093.4100.1Ka Kw Kb ---⨯=⨯⨯== 共轭碱为CN－NH 4+：510141079.1106.5100.1Ka Kw Kb ---⨯=⨯⨯==共轭碱为NH 3H 2C 2O 4：10514211056.1104.6100.1Ka Kw Kb ---⨯=⨯⨯==共轭碱为HC 2O 4－13214121069.1109.5100.1Ka Kw Kb ---⨯=⨯⨯== 共轭碱为C 2O 42－（2）碱性强度：CH 3NH 2 > NH 2OH >AC －NH 2OH ：114141038.2102.4100.1Kb Kw Ka ---⨯=⨯⨯== 共轭酸为+22OH NHCH 3NH 2 ：6914101.1101.9100.1Kb Kw Ka ---⨯=⨯⨯==共轭酸为+33NH CHAC －：510141069.11090.5100.1Kb Kw Ka ---⨯=⨯⨯==共轭酸为HAc2.简述酸碱滴定中指示剂的选用原则。

最理想的指示剂应恰好在计量点时变化。

但，实际上凡在pH=4.30~9.70范围内变色的指示剂，均可保证有足够的准确度。

在满足滴定准确度要求的前提下，其变色点越接近计量点越好。

注意：强酸滴定强碱的滴定曲线与强碱滴定强酸类同，只是位置相反。

滴定突跃大小与滴定液和被滴定液的浓度有关。

如果是等浓度的强酸强碱相互滴定，其滴定起始浓度减少一个数量级，则滴定突跃缩小两个pH 单位。

(P87)指示剂选择的原则，各类酸碱滴定选用指示剂的原则都是一样的。

所选择的指示剂变色范围，必须处于或部分处于计量点附近的pH 突跃范围内。

3.某一弱酸型指示剂在pH=4.5的溶液中呈现蓝弱酸—共轭酸或弱酸—共轭碱组成的缓冲色，在pH=6.5的溶液中呈现黄色，该指示剂的解离常数K HIn为多少？解：由题意知该指示剂pK=5.5∴K HIn=10－5.5=3.2×10－64.水中碱度主要有哪些？简述碱度测定的基本原理。

一般水中碱度主要有重碳酸盐(HCO3－)碱度、碳酸盐(CO32－)碱度和氢氧化物(OH－)碱度。

水中碱度的测定采用酸碱指示剂滴定法，即以酚酞和甲基橙作指示剂，用HCl或H2SO4标准溶液滴定水样中碱度至终点，根据所消耗酸标准溶液的量，计算水样中的碱度。

5.取水样100.0mL，用0.1000mol/L HCl溶液滴定至酚酞终点，消耗13.00mL；再加甲基橙指示剂，继续用HCl溶液滴定至橙红色出现，消耗20.00mL，问水样中有何种碱度？其含量为多少（mg/L表示）？解：P=13.00mL，M=20.00mLP<M∴水中有CO32－和HCO3－碱度，CO32－=2P ，HCO 3－=M-PCO 32－碱度（CO 32－，mg/L ）=100010030P 2C ⨯⨯⨯=780.0mg/LHCO 3－碱度（HCO 3－，mg/L ）=()100010061P -M C ⨯⨯⨯=427.0mg/L6.一水样中可能含有CO 32－、OH －、HCO 3－，或者是混合水样。

用20.00mL0.100mol/L HCl 溶液，以酚酞为指示剂可滴定至终点。

问： （1）若水样含有OH －和CO 32－的量（过去称摩尔数）相同，再以甲基橙为指示剂，还需加入多少毫升HCl 溶液才可滴定至橙红色终点？ （2）若水样含有CO 32－和HCO 3－的量相同，接着以甲基橙为指示剂，还需滴入多少毫升HCl 溶液才可达到橙红色终点？（3）若加入甲基橙指示剂时，不需滴入HCl 溶液就已呈终点颜色，该水样中含何种物质？解：（1）P=20.00mLP 包括OH －和21CO 32－碱度 水样含有OH －和CO 32－的量相同 ∴OH －=21CO 32－=21P∴M=21CO 32－=21P=10.00mL （2）P=20.00mLP 为-23CO 21碱度 ∴-23CO 21=P=20.00mL水样含有CO 32－和HCO 3－的量相同∴-23CO 21=HCO 3－=P=20.00mL∴还需滴入M=-23CO 21+HCO 3－=40.00mL（3）P=20.00mL ，M=0 ∴ 水样中只有OH －第四章1络合物的稳定常数和条件稳定常数有什么区别和联系？当络合反应达到平衡时，其反应平衡常数为络合物的稳定常数，用K 稳表示。

络合平衡时的稳定常数K 稳是[Y]总=[Y 4-]，即αY(H)=1时的稳定常数。

这样，EDTA 不能在pH<12时应用。

在实际应用中，溶液的pH<12时，必须考虑酸效应对金属离子络合物稳定性的影响，引进条件稳定常数，用K'稳表示。

络合物的K 稳越大，则络合物越稳定。

由于pH 值越大，αY(H)越小，则条件稳定常数 K'稳越大，形成络合物越稳定，对络合滴定就越有利。

为酸效应系数）（H Y α2.用EDTA 标准溶液滴定水样中的Ca 2+、Mg 2+、Zn 2+时的最小pH 值是多少？实际分析中pH 值应控制在多大？解：lgK CaY =10.69 lgK MgY =8.69 lgK ZnY =16.50滴定Ca 2+时，lg ɑY(H)=10.69－8=2.69查表，得 pH=7.5~7.6滴定Mg 2+时，lg ɑY(H)=8.69－8=0.69 查表，得 pH=9.6~9.7 滴定Zn 2+时，lg ɑY(H)=16.50－8=8.50 查表，得 pH=4.0~4.1∴滴定Ca 2+、Mg 2+、Zn 2+时的最小pH 值分别是7.5，9.6，4.0。

在实际分析中，控制溶液的pH 范围要利用lg ɑY(H)=lgK 稳－8公式，可以找到滴定总）（稳稳][Y]M [][MYK K n 4H Y +-=='n α比滴定金属离子允许的最小pH 范围大一些，因为EDTA 是一有机弱酸，在水溶液中或多或少的解离产生一定量的H +，降低了溶液的pH 值，所以控制的pH 值稍高一些，可抵消这种影响。

3.计算pH=10时，以10.0mmol/L EDTA 溶液滴定20.00mL10.0mmol/L Mg 2+溶液，在计量点时的Mg 2+的量浓度和pMg 值。

解：pH=10时，24.845.069.8lg lgK lg )(MgY =-=-='H Y MgYK α[]Lmol K C K C MgYMg MgYsp Mg /1036.51020100.02Mg 624.8,sp2-+⨯=='='=[]27.5lg pMg 2sp =-=+spMg4.简述金属指示剂的作用原理，解释什么是金属指示剂的封闭现象和僵化现象。

金属指示剂是一些有机络合剂，可与金属离子形成有色络合物，其颜色与游离金属指示剂本身的颜色不同，因此，可以指示被滴定金属离子在计量点附近pM 值的变化。

当金属指示剂与金属离子形成的络合物不能被EDTA 置换，加入大量EDTA 也得不到终点，这种现象叫做指示剂的封闭现象。

如果金属指示剂与金属离子生成的显色络合物为胶体或沉淀，使滴定时与EDTA 的置换作用缓慢，而使终点延长，这种现象叫做指示剂的僵化现象。

5.取水样100mL ，调节pH=10.0，用EBT 为指示剂，以10.0mmol/L EDTA 溶液滴定至终点，消耗25.00mL ，求水样中的总硬度（以mmol/L和CaCO 3 mg/L ）?解：总硬度（mmol/L ）=L mol /m 50.210000.250.10=⨯总硬度（CaCO 3 mg/L ）=L mg /25.25010010.10000.250.10=⨯⨯6.取一份水样100mL ，调节pH=10，以EBT 为指示剂，用10.0mmol/L EDTA 溶液滴定至终点，消耗24.20mL ；另取一份水样100mL ，调节pH=12，加钙指示剂（NN ），然后以10.0mmol/L EDTA 溶液滴定至终点，消耗13.15mL 。

求该水样中总硬度（以mmol/L 表示）和Ca 2+、Mg 2+水）总硬度（V V C L mol EDTAEDTA =/m的含量（以mg/L 表示）？解：总硬度（mmol/L ）=L mol /m 42.210020.240.10=⨯Ca 2+(mg/L)=L mg /70.5210008.4015.130.10=⨯⨯ Mg 2+ （mg/L ）=()L mg /86.2610031.2415.1320.240.10=⨯-⨯第五章1.在含有等浓度的Cl －和I －的溶液中，逐滴加入AgNO 3溶液，哪一种离子先沉淀？第二种离子开始沉淀时，Cl －与I －的浓度比为多少？解：K sp,AgCl =1.8×10－10, K sp,AgI =8.3×10－17AgCl sp AgI ,sp K K AgI AgCl ，是同类型沉淀，而且与<先沉淀-∴I当Cl －开始沉淀时，[][]—，Cl K Ag AgClsp =+[][][]-+-==Cl K K Ag K I AgClsp AgI sp AgIsp ，，，[][]61710AgIsp AgCl sp 1017.2103.8108.1KKI Cl ⨯=⨯⨯==∴----，，2.取水样100mL ，加入20.00mL 0.1120mol/LAgNO 3溶液，然后用0.1160mol/L NH 4SCN 溶液滴定过量的AgNO 3溶液，用去10.00mL ，求该水样中Cl －的含量（mg/L 表示）。