第八章 分析化学中常用的分离和富集方法1. 0.020 mol/L Fe 2+溶液，加NaOH 进行沉淀时，要使其沉淀达99.99%以上。

试问溶液中的pH 至少应为多少？若考虑溶液中除剩余Fe 2+外，尚有少量FeOH +(β=1×104)，溶液的pH 又至少应为多少？已知16sp 108-⨯=K 。

解：30.9H mol/L 100.2%01.0020.0108][OH ]][OH [Fe 1)(516sp22=⇒⨯=⨯⨯=⇒=----+p K()34.9H mol/L1021.221044104104][OH 0104-][OH 104][OH 108][OH ][OH 10110.01%0.020]][OH [Fe 2)(51026610-62162-4sp22=⇒⨯=⨯⨯+⨯+⨯=⇒=⨯⨯-⇒⨯=⨯⨯⨯+⨯⇒=-----------+p K2. 若以分子状态存在99%以上时可通过蒸馏分离完全，而允许误差以分子状态存在1%以下，试通过计算说明在什么酸度下可挥发分离甲酸和苯酚？ 解：74.5H mol/L 1084.1]H [%110]H []H []H []H [%195.7H mol/L 1011.1]H [%9910]H []H []H []H [%9995.974.3674.3HCOOH a,89.95OH H C a,OH H C a,HCOOH a,5656=⇒⨯=⇒=+=+=⇒⨯=⇒=+=+==-+-++++-+-++++p K p K pK pK 以分子状态存在，则甲酸以分子状态存在，则苯酚因此可挥发分离甲酸和苯酚的酸度为5.74-7.953. 某纯的二元有机酸H 2A ，制备为纯的钡盐，称取0.3460 g 盐样，溶于100.0 mL 水中，将溶液通过强酸性阳离子交换树脂，并水洗，流出液以0.09960 mol/L NaOH 溶液20.20 mL 滴至终点，求有机酸的摩尔质量。

解：4g /m o l6.20862.2060079.1222g/mol 6.20633.13720.2009960.0100023460.01000220.2009960.03460.0A H AH A A Ba 2=+⨯=+=⇒=-⨯⨯⨯=⇒⨯⨯=+M M M M M M4. 某溶液含Fe 3+ 10 mg ，将它萃取入某有机溶剂中时，分配比=99。

问用等体积溶剂萃取1次和2次，剩余Fe 3+量各是多少？若在萃取2次后，分出有机层，用等体积水洗一次，会损失Fe 3+多少毫克？ 解：mg 001.0199110mg1.0199110220201=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅==+⨯=+⋅=w o w w o w V DV V m m V DV V m m 萃取2次后，分出有机层，等体积水洗一次：()mg 1.01991001.0100=+⨯-='+''⋅'=w o w V V D V m m 损失5. 100 mL 含钒40 μg 的试液，用10 mL 钽试剂-CHCl 3溶液萃取，萃取率为90%。

以1 cm 比色皿于530 nm 波长下，测得吸光度为0.384，求分配比及吸光物质的摩尔吸收系数。

解：11336ow cm mol L 104.51010942.50/%9010401384.0%100/----⋅⋅⨯=⨯⨯⨯⨯==⨯+=bcA V V D DE ε6. 有一金属螯合物在pH=3时从水相萃入甲基异丁基酮中，其分配比为5.96，现取50.0 mL 含该金属离子的试液，每次用25.0 mL 甲基异丁基酮于pH=3萃取，若萃取率达99.9%。

问一共要萃取多少次？ 解：5.500.2596.50.50lg%1.0lg 0.500.2596.50.50%1.00=+⨯=⇒⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=⇒⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⋅=n V DV V m m nnw o w n7. 试剂（HR ）与某金属离子M 形成MR 2后而被有机溶剂萃取，反应的平衡常数即为萃取平衡常数，已知K =K D =0.15。

若20.0 mL 金属离子的水溶液被含有HR 为2.0⨯10-2 mol·L -1的10.0 mL 有机溶剂萃取，计算pH=3.50时，金属离子的萃取率。

解：()()()%7.99100.215.0100.12100.215.0]HR []H [2]HR []MR []M [2]MR []MR []M []MR []H []HR ][M []MR []HR ][M []H ][MR [2H MR HR 2M 2225.3222(o)D 22(o)D (o)22(o)2o(o)2w 2o(o)222(o)2D (o)22(o)22(o)2D (o)2(o)2=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=+=⇒+=+==⇒=+=+---+++++++++K K E V V V E K K8. 现有0.1000 mol·L -1某有机一元弱酸（HA ）100 mL ，用25.00 mL 苯萃取后，取水相25.00 mL ，用0.02000 mol·L -1 NaOH 溶液滴定至终点，消耗20.00 mL ，计算一元弱酸在两相中的分配系数K D 。

解：00.2101600.03360.0HA][HA][mol/L 3360.000.2510001600.01001000.0HA][mol/L01600.000.2500.2002000.0HA][w o D o w ====⨯-⨯==⨯=K9. 含有纯NaCl 和KBr 混合物0.2567 g ，溶解后使之通过H-型离子交换树脂，流出液需要用0.1023 mol/L NaOH 溶液滴定至终点，需用34.56 mL ，问混合物中各种盐的质量分数是多少？ 解：3833.06167.016167.01056.341023.000.119)1(2567.0443.582567.0m m KBr NaCl 3NaCl NaCl NaOHNaOH KBrKBrs NaCl NaCl s =-=⇒=⇒⨯⨯=-⨯+⇒=+-w w w w V c M w M w10.用有机溶剂从100 mL 某溶质的水溶液中萃取两次，每次用20 mL ，萃取率达89%，计算萃取体系的分配系数。

假定这种溶质在两相中均只有一种存在形式，且无其他副反应。

解：1.1010020100%112202=⇒⎪⎭⎫⎝⎛+=⇒⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⋅=D D V DV V m m w o w11.螯合物萃取体系的萃取常数，与螯合物的分配系数K D (MR n )，螯合剂的分配系数K D (HR)，螯合剂的解离常数K a (HR)和螯合物稳定常数β有密切关系。

试根据下列反应，推导出K 萃与这几个常数的关系式。

w o D (H R )w n on )D (M R a (H R )nn n w o n o w n [H R ][H R ]][M R ][M R ]HR []R ][H []R ][M []MR [)n(H )(MR n(HR))(M n ====+=+++++K K K β解：()nD (H R )a (H R ))D (M R n a (H R )n D (H R ))D (M R nw -w n -w n wn n D (H R ))D (M R n wD (H R )w n nw w n )D (M R no w n n w o n wD (H R )o woD (H R )wn )D (M R o n wn on )D (M R n n n nn n [H R ]][R ]H [][R ]M [][MR [HR]]M []H [][MR ]HR []M []H [][MR [HR][HR][HR][HR]][MR ][MR ][MR ][MR ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅=⋅⋅=⇒⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅⋅⋅=⇒⋅⋅⋅⋅=⋅⋅=⋅=⇒=⋅=⇒=++++++K K K K K K K K K K K K K K K K K ββ萃萃萃12.某含铜试样用二苯硫腙-CHCl 3光度法测定铜，称取试样0.2000 g ，溶解后定容为100 mL ，取出10 mL 显色并定容25 mL ，用等体积的萃取一次，有机相在最大吸收波长处以1 cm 比色皿测得吸光度为0.380，在该波长下ε = 3.8×104 L·mol -1·cm -1，若分配比D=10，试计算：a. 萃取百分率E ；b. 试样中铜的质量分数。

（已知Mr(Cu) = 63.55） 解：%087.01025%9.901001055.632000.01108.3380.0)(%9.90%10011010/)(Cu 3Cu 4ow =⇒⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⇒==⨯+=⇒+=-w w bcA b E V V D D E a ε13.称取1.5 g H-型阳离子交换树脂作为交换柱，净化后用氯化钠溶液冲洗，至甲基橙呈橙色为止。

收集流出液，用甲基橙为指示剂，以0.1000 mol/L NaOH 标准溶液滴定，用去24.51 mL ，计算该数脂的交换容量（mmol/g ） 解：mmol/g 6.15.151.241000.0=⨯=交换容量14.将100 mL 水样通过强酸性阳离子交换树脂，流出液用0.1042 mol/L 的NaOH 溶液滴定，用去41.25 mL ，若水样中总金属离子含量以钙离子含量表示，求水样中含钙的质量浓度（mg/L ）？ 解：mg/L 106.8101002078.4025.411042.023Ca ⨯=⨯⨯⨯⨯=-ρ15.设一含有A 、B 两组分的混合溶液，已知R f (A)=0.40，R f (B)=0.60，如果色层用的滤纸条长度为20 cm ，则A 、B 组分色层分离后的斑点中心相距最大距离是多少？ 解：5S ma Sf S A S f S B 4.0cm 2020.0)40.060.0(x 0.40(A)0.60(B)-=⨯=⨯-=∆=⨯==⨯=L L L R L L L R L L 则。