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) 硬度4) 总含盐量 5) 有机污染物综合指标 6) 放射性指标第二章1.简述水样分析前保存的要点是什么？水样保存希望做到：减慢化学反应速度，防止组分的分解和沉淀产生；减慢化合物或络合物的水解和氧化还原作用；减少组分的挥发溶解和物理吸附；减慢生物化学作用。

水样的保存方法主要有加入保存试剂，抑制氧化还原反应和生化作用；控制pH 值和冷藏冷冻等方法，降低化学反应速度和细菌活性。

2.测定某废水中的COD ，十次测定结果分别为50.0,49.2,51.2,48.9,50.5,49.7,51.2,48.8,49.7和49.5 mgO 2/L ，问测量结果的相对平均偏差和相对标准偏差（以CV 表示）各多少？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 NH4+ H2C2O44.93×10－10（Ka）5.6×10－10（Ka） 5.9×10－2（Ka1）6.4×10－5（Ka2）（2）NH2OH CH3NH2 AC－9.1×10－9（Kb） 4.2×10－4（Kb） 5.90×10－10（Kb）解：（1）酸性强弱：H2C2O4 > NH4+ >HCN（2）碱性强度：CH3NH2 > NH2OH >AC－2.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(HCO 3－)碱度、碳酸盐(CO 32－)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H 2SO 4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）？6.一水样中可能含有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？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。

2.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？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[]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。

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+的含量（以mg/L 表示）？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<Θ先沉淀-∴I2.取水样100mL ，加入20.00mL 0.1120mol/L AgNO 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）。

第六章1.何谓标准电极电位和条件电极电位？当电对处于标准状态（即物质皆为纯净物，组成电对的有关物质浓度（活度）为1.0 mol ·dm -3，涉及气体的分压为1.0×105Pa 时，该电对的电极电势为标准电极电势，用符号 φθ表示。

通常温度为298.15K 。

条件电极电位与络合反应中的条件稳定常数K ’稳和稳定常数K 稳关系相似，是考虑了外界因素（如离子强度）影响时的电极电位。

2.举例说明三种氧化还原指示剂的显色原理。

①利用滴定剂或被滴定液本身的颜色变化来指示滴定终点到达，这种滴定剂或被滴定物质起着指示剂的作用，因此叫自身指示剂。

例如：在KMnO 4法中，用—4MnO 在酸性溶液中滴定无色或浅色的还原性物质时，计量点之前，滴入的—4MnO 全部被还原为无色的Mn 2+，整个溶液仍保持无色或浅色。

达到计量点时，水中还原性物质已全部被氧化，再过量1滴—4MnO （2×10－6mol/L 的—4MnO ），溶液立即由无色或浅色变为稳定的浅红色，指示已达滴定终点，KMnO 4就是自身指示剂。

②专属指示剂本身并没有氧化还原性质，但它能与滴定体系中的氧化态或还原态物质结合产生特殊颜色，而指示滴定终点。

例如：在酸性溶液中用Fe 3+滴定Sn 2+时，可用KSCN 作专属指示剂。

计量点前，滴入的Fe 3+被Sn 2+还原为Fe 2+，溶液无色；计量点时，稍过量的Fe 3+便与SCN －反应生成Fe （SCN ）2+红色络合物，指示已达滴定终点。

③本身具有氧化还原性质的有机化合物。

在氧化还原滴定中，这种指示剂也发生氧化还原反应，且氧化态和还原态的颜色不同，利用指示剂由氧化态变为还原态或还原态变为氧化态的颜色突变，来指示滴定终点。

3.取水样100mL，用H2SO4酸化后，加入10.00mL 0.0100mol/L高锰酸钾溶液（1/5KMnO4=0.0100mol/L），在沸水浴中加热30min，趁热加入10.00mL 0.0100mol/L草酸钠溶液（1/2Na2C2O4=0.0100mol/L），摇匀，立即用同浓度高锰酸钾标准溶液滴定至显微红色，消耗2.15mL，求该水样中高锰酸盐指数是多少（mg O2/L）?解：4.用回流法测定某废水中的COD。

取水样20.00mL（同时取无有机物蒸馏水20.00mL作空白试验）放入回流锥形瓶中，加入10.00mL 0.2500mol/L重铬酸钾溶液（1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L）和30mL硫酸—硫酸银溶液，加热回流2h；冷却后加蒸馏水稀释至140mL，加试亚铁灵指示剂，用0.1000mol/L硫酸亚铁溶液（（NH4）2Fe（SO4）2）·6H2O =0.1000mol/L）返滴至红褐色，水样和空白分别消耗11.20mL和21.20mL。

求该水样中的COD 是多少（mg O2/L）?第七章1、参比电极和指示电极的种类和作用有哪些？指示电极分为金属基电极和膜电极两大类。

金属基电极分为金属---金属离子电极、金属---金属微溶盐电极、均相氧化还原电极。

常用的参比电极有甘汞电极和银-氯化银电极。

2、玻璃电极使用前为何必须在蒸馏水中浸泡24h以上？由于干玻璃电极对氢离子的传感不灵敏，即对pH值不响应，因此需要用蒸馏水浸泡：一方面，使玻璃电极的薄膜表面形成一层水合硅胶，水合硅胶层与水溶液之间的离子交换平衡是产生电极电位的根源，会恢复玻璃电极对pH值的响应。