第1章定量分析化学概论思考题1.为了探讨某江河地段底泥中工业污染物的聚集情况,某单位于不同地段采集足够量的原始平均试样,混匀后,取部分试样送交分析部门。
分析人员称取一定量试样,经处理后,用不同方法测定其中有害化学成分的含量。
试问这样做对不对?为什么?答:采集的原始平均试样混匀后,取部分试样送交分析部门。
样品不具代表性。
采集的原始平均试样混匀后,还须研磨、过筛、缩分,才能使送交分析部门试样代表所采集样品的平均化学成分。
2.镍币中含有少量铜、银。
欲测定其中铜、银的含量,有人将镍币的表面擦洁后,直接用稀HNO3溶解部分镍币制备试液。
根据称量镍币在溶解前后的质量之差,确定试样的质量。
然后用不同的方法测定试液中铜、银的含量。
试问这样做对不对?为什么?答:不对。
因为镍币表层和内层的铜和银含量不同。
只溶解表层部分镍币制备试液,测其含量,所得结果不能代表整个镍币中的铜和银含量。
3.怎样溶解下列试样:锡青铜,高钨钢,纯铝,银币,玻璃(不测硅)。
答:锡青铜:用热H2SO4溶解;高钨钢:用HNO3+HF溶解;纯铝:用HCl溶解;银币:用HNO3溶解;玻璃(不测硅):用HF溶解。
4.下列试样宜采用什么熔剂和坩埚进行熔融:铬铁矿,金红石(TiO2),锡石(SnO2),陶瓷。
答:参见:中南矿冶学院分析化学教研室. 分析化学手册. 北京:科学出版社,1982 铬铁矿:用Na2O2熔剂,刚玉坩埚熔融;金红石(TiO2):用KHSO4熔剂,瓷坩埚熔融;锡石(SnO2):用NaOH熔剂(铁坩埚)或Na2O2熔剂(刚玉坩埚)熔融;陶瓷:用Na2CO3熔剂,刚玉坩埚熔融。
5.欲测定锌合金中Fe, Ni, Mg的含量,应采用什么溶剂溶解试样?答:应采用NaOH溶液溶解试样。
因为NaOH与Fe, Ni, Mg形成氢氧化物沉淀,可与锌基体分离。
6.欲测定硅酸盐中SiO2的含量;硅酸盐中Fe, Al, Ca, Mg, Ti的含量。
应分别选用什么方法分解试样?答:测定硅酸盐中SiO2的含量,用KOH熔融分解试样;测定硅酸盐中Fe, Al, Ca, Mg, Ti的含量,用HF-HClO4-H2SO4混酸作溶剂分解试样。
7.分解无机试样和有机试样的主要区别有那些?答:分解无机试样最常用的方法是溶解法和熔融法;测定有机试样中的无机元素时,则通常采用干式灰化(高温分解和氧瓶燃烧法)和湿式消化法分解试样。
主要区别有:1.分解无机试样的熔融法和分解有机试样的干式灰化法虽然都是在高温进行的,但其作用不同,且熔融法需要溶剂。
熔融法是借助高温使试样与熔剂熔融以形成能水溶或酸溶的形态;而干式灰化法是借助高温使有机试样燃烧以消除有机物的干扰,燃烧后留下的残渣可用酸提取。
2. 分解无机试样的溶解法和分解有机试样的湿式消化法虽有相似之处,但所用溶剂和其作用也不同。
湿式消化法采用HNO 3或HNO 3与H 2SO 4、HNO 3与HClO 4混酸作溶剂,利用HNO 3的氧化性破坏有机物以消除其干扰;溶解法使用的溶剂有水、酸、碱或各种混酸,依据试样的性质和待测元素选择适当的溶剂,以使试样成为水溶的形态。
8. 误差的正确定义是(选择一个正确答案):a 某一测量值与其算数平均值之差;b 含有误差之值与真值之差;c 测量值与其真值之差:d 错误值与其真值之差。
答:c 。
9. 误差的绝对值与绝对误差是否相同? 答:不相同。
误差的绝对值是a E 或r E ,绝对误差是E a 。
10. 常量滴定管可估计到±0.01 mL ,若要求滴定的相对误差小于0.1%,在滴定时,耗用体积应控制为多少? 解:∵V01.02⨯≤0.1%,∴V ≥20mL 。
答:耗用体积应控制为20mL 以上。
11. 微量分析天平可称准至±0.001 mg ,要使称量误差不大于0.1%,至少应称取多少试样? 解:∵Sm 001.02⨯≤0.1%,∴m S ≥2mg 。
答:至少应称取2mg 试样。
12. 下列情况各引起什么误差?如果是系统误差,应如何消除?a. 砝码腐蚀;b. 称量时,试样吸收了空气的水分;c. 天平零点稍有变动;d. 读取滴定管读数时,最后一位数字估测不准;e. 以含量为98%的金属锌作为基准物质标定EDTA 溶液的浓度;f. 试剂中含有微量待测组分;g. 重量法测定SiO 2时,试液中硅酸沉淀不完全;h. 天平两臂不等长;答:a. 会引起仪器误差,是系统误差,应校正法码。
b. 会引起操作误差,应重新测定,注意防止试样吸湿。
c. 可引起偶然误差,适当增加测定次数以减小误差。
d. 可引起偶然误差,适当增加测定次数以减小误差。
e. 会引起试剂误差,是系统误差,应做对照实验。
f. 会引起试剂误差,是系统误差,应做空白实验。
g. 会引起方法误差,是系统误差,用其它方法做对照实验。
i. 会引起仪器误差,是系统误差,应标准天平校正。
13. 下列数值各有几位有效数字?0.072,36.080,4.4×10-3,6.023×1023,100,998,1000.00,1.0×103,pH = 5.2时的[H +]。
答:有效数字的位数分别是:2,5,2,4,不确定,3,6,2,1。
14. 某人用差示光度分析法分析药物含量,称取此药物试样0.0520g ,最后计算此药物的质量分数为96.24%。
问该结果是否合理?为什么?答:该结果不合理。
因为试样质量只有三位有效数字,而结果却报出四位有效数字,结果不可能有那样高的精度。
最后计算此药物的质量分数应改为96.2%。
15. 将0.0089 g BaSO 4换算为Ba 。
问计算时下列换算因数中,选择哪一个较为恰当:0.59,0.5888,0.5884。
答:选择换算因数0.59较为恰当。
16. 用加热法驱除水分以测定CaSO 4·21H 2O 中结晶水的含量。
称取试样0.2000 g ,已知天平称量误差为±0.1mg 。
试问分析结果应以几位有效数字报出? 解:2242H O H O 1CaSO H O 1M 9.0012100%100% 6.20%M 145.15⋅=⨯=⨯=w 分析结果应以3位有效数字报出。
17. 今欲配制0.02000 mol·L -1 K 2Cr 2O 7溶液500 mL ,所用天平的准确度为±0.1mg ,若相对误差要求为±0.1%,问称取K 2Cr 2O 7时,应准确称取到哪一位?解:g 9418.218.2945000.002000.0M V c m 722722722722O Cr K O Cr K O Cr K O Cr K =⨯⨯=⨯⨯=;722O Cr K m m2∆≤0.1%,解得:m ∆≤0.0014g ;所以g 9432.2m g 9404.2722O Cr K ≤≤;因此,称取K 2Cr 2O 7时,准确称取到小数点后第三位,即1mg 时,就可满足±0.1%误差要求。
18. 标定碱标准溶液时,邻苯二甲酸氢钾(KHC 8H 4O 4,M = 204.23 g·mol -1)和二水合草酸(H 2C 2O 4·2H 2O ,M = 126.07 g·mol -1)都可以作为基准物质,你认为选择哪一种更好?为什么?答:选择邻苯二甲酸氢钾更好。
因为邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量较大,称量误差较小。
19. 用基准Na 2CO 3标定HCl 溶液时,下列情况会对HCl 的浓度产生何种影响(偏高,偏低或没有影响)?a. 滴定时速度太快,附在滴定管壁的HCl 来不及流下来就读取滴定体积;b. 称取Na 2CO 3时,实际质量为0.1834 g ,记录时误记为0.1824 g ;c. 在将HCl 标准溶液倒入滴定管之前,没有用HCl 溶液荡洗滴定管;d. 锥瓶中的Na 2CO 3用蒸馏水溶解时,多加了50 mL 蒸馏水;e. 滴定开始之前,忘记调节零点,HCl 溶液的液面高于零点;f. 滴定官活塞漏出HCl 溶液;g. 称取Na 2CO 3时,撒在天平盘上;h. 配制HCl 溶液时没有混匀。
答:据HCl CO Na CO Na HCl V M m c 3232⨯=a 由于V HCl 偏高,c HCl 偏低;b 由于m Na2CO3偏低,c HCl 偏低;c 由于V HCl 偏高,c HCl 偏低;d 无影响;e 因为V HCl 偏低,c HCl 偏高;f 因为V HCl 偏高,c HCl 偏低;g 由于Na 2CO 3易吸湿,应用减量法称量。
称取Na 2CO 3时,撒在天平盘上,Na 2CO 3会吸湿,使m Na2CO3偏低,最终导致c HCl 偏低;h 溶液没有混匀时,很可能的情况是上层较稀,因此c HCl 偏低的可能性较大。
20. 假设用HCl 标准溶液滴定不纯的Na 2CO 3试样,若出现19题中所述的情况,将会对分析结果产生何种影响? 答:据%100m M V c w S CO Na HCl HCl CO Na 3232⨯⨯⨯=a 由于V HCl 偏高,w Na2CO3偏高;b 由于m S 偏低,w Na2CO3偏高;c 由于V HCl 偏高,w Na2CO3偏高;d 无影响;e 因为V HCl 偏低,w Na2CO3偏低;f 因为V HCl 偏高,w Na2CO3偏高;g 由于试样易吸湿,应用减量法称量。
称取Na 2CO 3试样时,撒在天平盘上,Na 2CO 3试样会吸湿,使m S 偏低,最终导致w Na2CO3偏高;h 或偏高,或偏低;不能确定。
溶液没有混匀时,很可能的情况是上层较稀。
若标定时用上层溶液,测定时用下层; 测定时V HCl 偏低,最终导致w Na2CO3偏低。
21. 若将H 2C 2O 4·2H 2O 基准物质不密封,长期置于放有干燥剂的干燥器中,用它标定NaOH 溶液的浓度时,结果是偏高,偏低,还是无影响?答:若将未密封H 2C 2O 4·2H 2O 基准物质长期置于放有干燥剂的干燥器中,会使其失去结晶水。
用它标定NaOH 溶液的浓度时,消耗NaOH 溶液的体积偏高。
根据NaOHNaOH V M m c ⨯=,最终使结果偏低。
22. 有6.00 g NaH 2PO 4及8.197 g Na 3PO 4的混和物,加入少量水溶解,加入2.500 mol·L -1HCl 40.0 mL 。
问所得溶液为酸性,中性,还是碱性?解:mol 0500.098.11900.6M m )PO NaH (n 4242PO NaH PO NaH 42=== mol 0500.094.163197.8M m )PO Na (n 4343PO Na PO Na 43=== mol 100.00400.0500.2V c )HCl (n H Cl H Cl =⨯=⨯=反应式:NaH 2PO 4 + Na 3PO 4 = 2Na 2HPO 4, Na 2HPO 4 + HCl = NaH 2PO 4 + NaCl(0.05mol )(0.05mol) (0.1mol) (0.1mol) (0.1mol) (0.1mol)混和后产物为:NaH 2PO 4和NaCl ,所得溶液为酸性。