仪器分析部分作业题参考答案 第一章 绪论 1-2 1、主要区别：（1）化学分析是利用物质的化学性质进行分析；仪器分析是利用物质的物理或物理化学性质进行分析；（2）化学分析不需要特殊的仪器设备；仪器分析需要特殊的仪器设备；（3）化学分析只能用于组分的定量或定性分析；仪器分析还能用于组分的结构分析；（3）化学分析灵敏度低、选择性差，但测量准确度高，适合于常量组分分析；仪器分析灵敏度高、选择性好，但测量准确度稍差，适合于微量、痕量及超痕量组分的分析。 2、共同点：都是进行组分测量的手段，是分析化学的组成部分。 1-5 分析仪器与仪器分析的区别：分析仪器是实现仪器分析的一种技术设备，是一种装置；仪器分析是利用仪器设备进行组分分析的一种技术手段。 分析仪器与仪器分析的联系：仪器分析需要分析仪器才能达到量测的目的，分析仪器是仪器分析的工具。仪器分析与分析仪器的发展相互促进。 1-7 因为仪器分析直接测量的是物质的各种物理信号而不是其浓度或质量数，而信号与浓度或质量数之间只有在一定的范围内才某种确定的关系，且这种关系还受仪器、方法及样品基体等的影响。因此要进行组分的定量分析，并消除仪器、方法及样品基体等对测量的影响，必须首先建立特定测量条件下信号与浓度或质量数之间的关系，即进行定量分析校正。 第二章光谱分析法导论 2-1 光谱仪的一般组成包括：光源、单色器、样品引入系统、检测器、信号处理与输出装置。各部件的主要作用为： 光源：提供能量使待测组分产生吸收包括激发到高能态； 单色器：将复合光分解为单色光并采集特定波长的光入射样品或检测器；样品引入系统：将样品以合适的方式引入光路中并可以充当样品容器的作用；检测器：将光信号转化为可量化输出的信号 信号处理与输出装置：对信号进行放大、转化、数学处理、滤除噪音，然后以合适的方 式输出。 2-2： 单色器的组成包括：入射狭缝、透镜、单色元件、聚焦透镜、出射狭缝。各部件的主要作用为： 入射狭缝：采集来自光源或样品池的复合光；透镜：将入射狭缝采集的复合光分解为平行光；单色元件：将复合光色散为单色光（即将光按波长排列） 聚焦透镜：将单色元件色散后的具有相同波长的光在单色器的出口曲面上成像；出射狭缝：采集色散后具有特定波长的光入射样品或检测器 2-3 棱镜的分光原理是光的折射。由于不同波长的光在相同介质中有不同的折射率，据此能把不同波长的光分开。光栅的分光原理是光的衍射与干涉的总效果。不同波长的光通过光栅衍射后有不同的衍射角，据此把不同波长的光分开。 2-6
第二章 误差和分析数据处理 第一节 误差 一、系统误差 定义：由于某种确定的原因引起的误差，也称可测误差 二、偶然误差 定义：由一些不确定的偶然原因所引起的误差，也叫随机误差. 偶然误差的出现服从统计规律，呈正态分布。 三、过失误差 1、过失误差：由于操作人员粗心大意、过度疲劳、精神不集中等引起的。其表现是出现离 群值或异常值。 2、过失误差的判断——离群值的舍弃 在重复多次测试时，常会发现某一数据与平均值的偏差大于其他所有数据，这在统计学上称为离群值或异常值。 离群值的检验方法： （1）Q 检验法：该方法计算简单，但有时欠准确。 设有n 个数据，其递增的顺序为x 1,x 2,…,x n-1,x n ，其中x 1或x n 可能为离群值。 当测量数据不多（n=3~10）时，根据测定次数和要求的置信度，查表得到Q 表值；若Q >Q 表，则舍去可疑值，否则应保留。 （2）G 检验法：该方法计算较复杂，但比较准确。 若G > G 表，则舍去可疑值，否则应保留 第二节 测量值的准确度和精密度 一、准确度与误差 1.准确度:指测量结果与真值的接近程度，反映了测量的正确性，越接近准确度越高。 系统误差影响分析结果的准确度。 2.误差:准确度的高低可用误差来表示。误差有绝对误差和相对误差之分。 （1）绝对误差：测量值x 与真实值μ之差 （2）相对误差：绝对误差占真实值的百分比 二、精密度与偏差 1．精密度:平行测量值之间的相互接近程度，反映了测量的重现性，越接近精密度越高。 偶然误差影响分析结果的精密度。 2．偏差精密度的高低可用偏差来表示。 偏差的表示方法有 （1）绝对偏差 ：单次测量值与平均值之差:x x d i -= （2）平均偏差：绝对偏差绝对值的平均值n x -x d n 1 i i ∑== （3）相对平均偏差：平均偏差占平均值的百分比:100%x d ?= r d min max X -X X X Q 相邻 离群-=S X X G -= 离群
第1章 分析化学概论 1. 称取纯金属锌0.3250g ，溶于HCl 后，定量转移并稀释到250mL 容量瓶中，定容，摇匀。 计算Zn 2+溶液的浓度。 解：213 0.325065.39 0.0198825010 Zn c mol L +--= =?g 2. 有0.0982mol/L 的H 2SO 4溶液480mL,现欲使其浓度增至0.1000mol/L 。问应加入0.5000mol/L H 2SO 4的溶液多少毫升？ 解：112212()c V c V c V V +=+ 220.0982/0.4800.5000/0.1000/(0.480)mol L L mol L V mol L L V ?+?=?+ 2 2.16V mL = 4．要求在滴定时消耗0.2mol/LNaOH 溶液25~30mL 。问应称取基准试剂邻苯二甲酸氢钾(KHC 8H 4O 4)多少克？如果改用 22422H C O H O ?做基准物质，又应称取多少克？ 解： 844:1:1NaOH KHC H O n n = 1110.2/0.025204.22/ 1.0m n M cV M mol L L g mol g ===??= 2220.2/0.030204.22/ 1.2m n M cV M mol L L g mol g ===??= 应称取邻苯二甲酸氢钾1.0~1.2g 22422:2:1 NaOH H C O H O n n ?= 1111 2 1 0.2/0.025126.07/0.32m n M cV M mol L L g mol g == =???=
2221 2 1 0.2/0.030126.07/0.42m n M cV M mol L L g mol g == =???=应称取22422H C O H O ?0.3~0.4g 6．含S 有机试样0.471g ，在氧气中燃烧，使S 氧化为SO 2，用预中和过的H 2O 2将SO 2吸收，全部转化为H 2SO 4，以0.108mol/LKOH 标准溶液滴定至化学计量点，消耗28.2mL 。求试样中S 的质量分数。 解： 2242S SO H SO KOH ::: 100%1 0.108/0.028232.066/2100% 0.47110.3%nM w m mol L L g mol g = ????=?= 8．0.2500g 不纯CaCO 3试样中不含干扰测定的组分。加入25.00mL0.2600mol/LHCl 溶解，煮沸除去CO 2，用0.2450mol/LNaOH 溶液反滴定过量酸，消耗6.50mL ，计算试样中CaCO 3的质量分数。 解： 32CaCO HCl : NaOH HCl : 00 1 ()2100%100%1 (0.2600/0.0250.2450/0.0065)100.09/2100% 0.250098.24%cV cV M nM w m m mol L L mol L L g mol g -=?=??-??=?= 9 今含有 MgSO 4·7H 2O 纯试剂一瓶，设不含其他杂质，但 有部分失水变为MgSO 4·6H 2O ，测定其中Mg 含量后，全部按MgSO 4·7H 2O 计算，得质量分数为100.96%。试计算试剂
1. 绝对误差：测量值与真实值之间的差值，即E a=x?x T,误差越小，表示测量值与真实值越接近，准确度越高；反之，误差越大，准确度越低.当测量值大于真实值时，误差为正值，表示测定结果偏高；反之，误差为负值，表示测定结果偏低.相对误差：指绝对误差相 当于真实值的百分率，表示为：E r=E a x T ×100%=x?x T x T ×100%,相对误差有大小，正负之 分. 2. 偏差（d）表示测量值（x）与平均值（x ）的差值：d=x?x .平均偏差：单次测定偏差的绝对值的平均值： d=1 d1+d2+?+d n= 1 |d i| n i=1 单次测定结果的相对平均偏差(d r)为：d r=d x ×100%. 3. 单次测定的标准偏差的表达式是： s= (x i?x )2 n i=1 相对标准偏差亦称变异系数：RSD=s r=s x ×100%. 4. 精密度←偏差←偶然误差→增加平行实验次数 ↓ d,s,RSD 准确度←误差←系统误差→针对产生的途径减免 ↓ E a,E r 5. 设测量值为A,B,C,其绝对误差为E A,E B,E C,相对误差为E A A ,E B B ,E C C ,标准偏差为s A,s B,s C,计算 结果用R表示，R的绝对误差为E R，相对误差为E R R ，标准偏差为s R. ⑴系统误差的传递公式 ①加减法：若分析结果的计算公式为R=A+B?C,则E R=E A+E B?E C. 如果有关项有系数，例如R=A+mB?C，则为E R=E A+m E B?E C. ②乘除法：若分析结果的计算公式R=A B C ，则E R R =E A A +E B B ?E C C ,如果计算公式带有系数，如 R=m AB C ,同样可得到E R R =E A A +E B B ?E C C . 即在乘除运算中，分析结果的相对系统误差等于各 测量值相对系统误差的代数和. ③指数关系：若分析结果R与测量值A有如下关系R=m A n,其误差传递关系为E R R =n E A A ， 即分析结果的相对系统系统误差为测量值的相对系统误差的指数倍. ④对数关系：若分析结果R与测量值A有下列关系R=mlgA，其误差传递关系式为 E R=0.434m E A A . ⑵随机误差的传递，随机误差用标准偏差s来表示最好，因此均以标准偏差传递.
第二章 误差及分析数据的统计处理 思考题答案 1 正确理解准确度和精密度，误差和偏差的概念。 答：准确度表示测定结果和真实值的接近程度，用误差表示。精密度表示测定值之间相互接近的程度，用偏差表示。误差表示测定结果与真实值之间的差值。偏差表示测定结果与平均值之间的差值，用来衡量分析结果的精密度，精密度是保证准确度的先决条件，在消除系统误差的前提下，精密度高准确度就高，精密度差，则测定结果不可靠。即准确度高，精密度一定好，精密度高，准确度不一定好。 2 下列情况分别引起什么误差？如果是系统误差，应如何消除？ （1）砝码被腐蚀； 答：系统误差。校正或更换准确砝码。 （2）天平两臂不等长； 答：系统误差。校正天平。 （3）容量瓶和吸管不配套； 答：系统误差。进行校正或换用配套仪器。 （4）重量分析中杂质被共沉淀； 答：系统误差。分离杂质；进行对照实验。 （5）天平称量时最后一位读数估计不准；答：随机误差。增加平行测定次数求平均值。 （6）以含量为99%的邻苯二甲酸氢钾作基准物标定碱溶液； 答：系统误差。做空白实验或提纯或换用分析试剂。 3 用标准偏差和算术平均偏差表示结果，哪一个更合理？ 答：标准偏差。因为标准偏差将单次测定的偏差平方后，能将较大的偏差显著地表现出来。 4 如何减少偶然误差？如何减少系统误差？ 答：增加平行测定次数，进行数据处理可以减少偶然误差。通过对照实验、空白实验、校正仪器、提纯试剂等方法可消除系统误差。 5 某铁矿石中含铁39.16%，若甲分析结果为39.12%，39.15%，39.18%，乙分析得39.19%，39.24%，39.28%。试比较甲、乙两人分析结果的准确度和精密度。 答：通过误差和标准偏差计算可得出甲的准确度高，精密度好的结论。 x 1 = (39.12+39.15+39.18)÷3 =39.15(%) x 2 = (39.19＋39.24＋39.28) ÷3 = 39.24(%) E 1=39.15－39.16 =-0.01(%) E 2=39.24－39.16 = 0.08(%) %030.01/)(1)(222 1=-∑-∑=--∑=n n x x n x x s i %035.01/)(222=-∑-=∑n n x x s i 6 甲、乙两人同时分析同一矿物中的含硫量。每次取样3.5 g ，分析结果分别报告为 甲：0.042%，0.041% 乙：0.04199%，0.04201% 哪一份报告是合理的？为什么？ 答：甲的分析报告是合理的。因为题上给的有效数字是两位，回答也应该是两位。 第三章 滴定分析 思考题答案 1． 什么叫滴定分析？它的主要分析方法有哪些？ 答: 将已知准确浓度的标准溶液滴加到待测溶液中，直至所加溶液的物质的量与待测溶液的物质的量按化学计量关系恰好反应完全，达到化学计量点；再根据标准溶液的浓度和所消耗的体积，计算出待
P27 第二章 误差及分析数据的统计处理 思考题 2.下列情况分别引起什么误差?如果是系统误差,应如何消除? (1)砝码被腐蚀; (2)天平两臂不等长; (3)容量瓶和吸管不配套; (4)重量分析中杂质被共沉淀; (5)天平称量时最后一位读数估计不准; (6)以含量为99%的邻苯二甲酸氢钾作基准物标定碱溶液; 答: （１）仪器误差；换另一套砝码或校正砝码 （２）仪器误差；校正仪器或更换另一台等臂天平 （３）仪器误差；换配套的容量瓶和吸管 （４）方法误差；改进方法；除杂质再分析；提纯试剂 （５）随机误差； （６）试剂误差；提纯试剂或采用纯度大于99.9%的基准物 5.某铁矿石中含铁39.16%,若甲分析结果为39.12%,39.15%和39.18%,乙分析得39.19%,39.24%,39.28%, 试比较甲乙两人分析结果的准确度和精密度. 解:%15.39)%3 18.3915.3912.39=++=（甲x 同理可知: %24.39=乙x ; %20.0=乙Er ; %05.0=乙s 由以上数据可知甲的准确度和精密度较乙的要高。 习题 3.某矿石中钨的质量分数(%)测定结果为:20.39,20.41,20.43.计算标准偏差s 及置信度为95%时的置信区间. 解:%41.20=x 查表知:置信度为95%,n=3时,t=4.303,因此: μ=（%05.0%41.20)3 %02.0303.4%41.20±=?±
5. 用Q 检验法,判断下列数据中,有无舍去?置信度选为90%. (2) 6.400, 6.416, 6.222, 6.408 解:排列:6.222<6.400<6.408<6.416 可疑值为:6.222 查表n=4, Q 0.90= 0.76 因Q 计算>Q 0.90故6.222应舍去 6. 测定试样中P 2O 5质量分数（%），数据如下： 8.44，8.32，8.45，8.52，8..69，8.38 用Grubbs 法及Q 检验法对可疑数据决定取舍，求平均值、平均偏差d 、标准 偏差s 和置信度选90%及99%的平均值的置信范围。 解：将所给的数据由小到大排列得：8.32＜8.38＜8.44＜8.45＜8.52＜8.69 可见，数据8.69可疑 又因为，平均值x =8.47% 平均偏差d =0.095% 标准偏差s= 50873.0%=0.13% 所以， G 计=13.047.869.8-=1.69 Q 计=32 .869.852.869.8--=0.46 由表2-2，2-4可得： 当置信度为90%，n=6时，t=2.015，Q 计＜Q 表 ， 当置信度为99%，n=6时，t=4.032，Q 计＜Q 表 ，G 计＜ G 表 所以，8.69不需舍去。 当置信度为90%时，置信范围= x ±n ts =8.47%±6% 13.0015.2?=8.47%±0.11% 当置信度为99%时，置信范围 = x ±1=8.47%± 6%13.0032.4?=8.47%±0.21% 11、按有效数字运算规则，计算下列各式。 1) 2.187*0.854+9.6*10-5-0.0326*0.00814 解：原式求得=1.86752 修约可得原式=1.868（一步步写出！） 2) 51.38/（8.709*0.09460）
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1. 绝对误差：测量值与真实值之间的差值，即,误差越小，表示测量值与真实值越接近，准确度越高；反之，误差越大，准确度越低.当测量值大于真实值时，误差为正值，表示测定结果偏高；反之，误差为负值，表示测定结果偏低.相对误差：指绝对误差相 当于真实值的百分率，表示为：,相对误差有大小，正负之 分. 2. 偏差（d）表示测量值（x）与平均值（）的差值：.平均偏差：单次测定偏差的绝对值的平均值： 单次测定结果的相对平均偏差为：. 3. 单次测定的标准偏差的表达式是： 相对标准偏差亦称变异系数：. 4. 精密度偏差偶然误差增加平行实验次数 准确度误差系统误差针对产生的途径减免 5. 设测量值为A,B,C,其绝对误差为相对误差为,标准偏差为,计算结果用R表示，R的绝对误差为，相对误差为，标准偏差为. ⑴系统误差的传递公式 ①加减法：若分析结果的计算公式为,则. 如果有关项有系数，例如，则为. ②乘除法：若分析结果的计算公式，则,如果计算公式带有系数，如 ,同样可得到. 即在乘除运算中，分析结果的相对系统误差等于各测量值相对系统误差的代数和. ③指数关系：若分析结果R与测量值A有如下关系,其误差传递关系为， 即分析结果的相对系统系统误差为测量值的相对系统误差的指数倍. ④对数关系：若分析结果R与测量值A有下列关系，其误差传递关系式为 . ⑵随机误差的传递，随机误差用标准偏差s来表示最好，因此均以标准偏差传递.
①加减法：若分析结果的计算是为R=A+B-C,则.即在加减运算中，不论是相加还是相减，分析结果的标准偏差的平方（称方差）都等于各测量值的标准差平方和.对于一般情况，,应为. ②乘除法：若分析结果的计算式为，则,即在乘除运算中，不论是相乘还是相除，分析结果的相对标准偏差的平方等于各测量值的相对标准偏差的平方之和.若有关项有系数，例如，其误差传递公式与上式相同. ③指数关系：若关系式为，可得到或. ④对数关系：若关系式为,可得到. 6. 如果分析结果R是A,B,C三个测量数值相加减的结果，例如,则极值误差为 ,即在加减法运算中，分析结果可能的极值误差是各测量值绝对 误差的绝对值加和.如果分析结果R是A,B,C三个测量数值相乘除的结果，例如，则极值误差为,即在乘除运算中，分析结果的极值相对误差等于各测量 值相对误差的绝对值之和. 7. 有效数字问题. 在分析化学中常遇到pH, pM,lgK等对数值，其有效数字位数取决于小数部分（尾数）数字的位数，因整数部分（首数）只代表该数的方次.例如,pH=10.28,换算为浓度时，应为,有效数字的位数是两位，不是四位. “四舍六入五成双”规则规定，当测量值中被修约的数字等于或小于4时，该数字舍去;等于或大于6时，则进位；等于5时，要看5前面的数字，若是奇数则进位，若是偶数则将5舍掉，即修约后末位数字都成为偶数；若5后面还有不是“0”的任何数，则此时无论5的前面是奇数还是偶数，均应进位. 8. 有效数字运算规则： ⑴加减法：几个数据相加或相减时，有效数字位数的保留，应以小数点后位数最少的数据为准，其他的数据均修约到这一位.其根据是小数点后位数最少的那个数的绝对误差最大.注意：先修约，在计算. ⑵几个数字相乘除时，有效数字的位数应以几个数中有效数字位数最少的那个数据为准.其根据是有效数字位数最少的那个数的相对误差最大.同样，先修约，再计算.在乘除法的运算中，经常会遇到9以上的大数，如9.00,9.86它们的相对误差的绝对值约为0.1%，与10.06,12.08这些四位有效数字的数值的相对误差绝对值接近，所以通常将它们当作四位有效数字的数值处理。 9. 频数分布： ⑴离散特性，最好的表示方法是标准偏差s，它更能反映出大的偏差，也即离散程度.当测量次数为无限多次时，其标准偏差称为总体标准偏差，用符号来表示，计算公式为 ,式中的为总体平均值. ⑵集中趋势：当数据无限多时将无限多次测定的平均值称为总体平均值，用符号表示，则
第1章绪论 本章暂未编选章节习题，若有最新习题会及时更新。
第2章 光谱分析法导论 一、选择题 1．原子吸收光谱由下列哪种粒子产生的?（ ） A ．固态物质中原子的外层电子 B ．气态物质中基态原子的外层电子 C ．气态物质中激发态原子的外层电子 D ．气态物质中基态原子的内层电子 【答案】B 【解析】气态和基态原子核外层电子，按其能量高低分壳层分布而形成量子化的能级，在较低温度下都处于基态能级。处于基态原子核外层电子，如果外界所提供特定能量（E ）的光辐射恰好等于核外层电子基态与某一激发态（i ）之间的能量差（i E ）时，核外层电子将吸收特征能量的光辐射由基态跃迁到相应激发态，从而产生原子吸收光谱。 2．Na 原子下列光谱线间哪个能发生跃迁？（ ） 【答案】D 【解析】根据量子力学的原理，电子的跃迁不能在任意两个能级之间进行，而必须遵循一定的“选择定则”，这个定则是：（1）△n＝0或任意正整数；（2）△L＝±1跃迁只允许在S 项和P 项、P 项和S 项或D 项之间、D 项和P 项或F 项之间等；（3）△S＝0，即单重项只能跃迁到单重项，三重项只能跃迁到三重项等；（4）△J＝0，±1，但当J ＝0时，△J＝0的跃迁是禁阻的。
3．用波长320nm的入射光激发硫酸奎宁的稀硫酸溶液时，将产生320nm的（）。 A．散射光（stray light） B．荧光（fluorescence） C．瑞利光（Reyleigh scattering light） D．拉曼光（Raman scattering light） 【答案】C 【解析】瑞利散射光的波长与入射光波长相同。 4．使用磺基水杨酸分光光度法测定微量时，光度计检测器直接测定的是（）。 A．入射光的强度 B．透过光的强度 C．吸收光的强度 D．散射光的强度 【答案】B 【解析】检测器是将透过光的强度转变为电信号。 二、名词解释 振动弛豫 答：振动弛豫是指处于激发态的各振动能级将部分能量损失后，其电子则返回到同一电子激发态的最低振动能级的过程。
第二章误差和分析数据处理 第一节误差 一、系统误差 定义：由于某种确定的原因引起的误差，也称可测误差 二、偶然误差 定义：由一些不确定的偶然原因所引起的误差，也叫随机误差. 偶然误差的出现服从统计规律，呈正态分布。 三、过失误差 1、过失误差：由于操作人员粗心大意、过度疲劳、精神不集中等引起的。其表现是出现 离群值或异常值。 2、过失误差的判断——离群值的舍弃 在重复多次测试时，常会发现某一数据与平均值的偏差大于其他所有数据，这在统计学上 称为离群值或异常值。 离群值的检验方法： （ 1） Q 检验法：该方法计算简单，但有时欠准确。 X离群X相邻Q X max - X min 设有n 个数据，其递增的顺序为 x,x ,,x n-1 ,x n，其中 x 1 或 x n 可能为离群值。 1 2 ? 当测量数据不多（ n=3~10 ）时，根据测定次数和要求的置信度，查表得到 Q 表值；若 Q >Q 表，则舍去可疑值，否则应保留。 （ 2） G 检验法：该方法计算较复杂，但比较准确。 G X 离群X 若 G > G 表，则舍去可疑值，否则应保留S 第二节测量值的准确度和精密度 一、准确度与误差 1.准确度 :指测量结果与真值的接近程度，反映了测量的正确性，越接近准确度越高。 系统误差影响分析结果的准确度。 2.误差 :准确度的高低可用误差来表示。误差有绝对误差和相对误差之分。 （ 1）绝对误差：测量值x 与真实值μ之差 （2）相对误差：绝对误差占真实值的百分 比二、精密度与偏差 1．精密度 :平行测量值之间的相互接近程度，反映了测量的重现性，越接近精密度越高。 偶然误差影响分析结果的精密度。 2．偏差精密度的高低可用偏差来表示。 偏差的表示方法有 （ 1）绝对偏差：单次测量值与平均值之差: d x i x n x i - x （ 2）平均偏差：绝对偏差绝对值的平均值d i 1 n （ 3）相对平均偏差：平均偏差占平均值的百分比: d r d 100% x
专业导论作业2 电的旅程读后感 当时世界各地很多人都已在研究白炽灯，但爱迪生的眼光层次远远超过了其他人。他认识到，要让白炽灯来满足人类照明的需要，有两个重要的问题必须先解决。首先，灯泡必须便宜可靠，灯丝的寿命至少要达到几百小时。另一个问题是电能的来源。电灯是相当消耗电能的，用电池来做电源非常昂贵，不切实际。不过爱迪生在1878年已看到，廉价电源的问题就快要解决了，因为发生在欧洲大陆的发电机技术已有了突破。发展实用的照明系统，时机已来临。 爱迪生发展照明系统的计划分成两部分，一部分是延长灯丝的寿命，另一部分是用欧洲新发展的发电机为基础，设计一套完整的系统工程，把廉价电能高效率的输送到用户家里，供作电灯照明之用；这个系统工程还包括怎样检测各用户的用电量，以便收费——用今天的术语来说，爱迪生提供了照明需要的“全系统解决方案”。在1878年，爱迪生筹集了15万美金，大张旗鼓开始发展照明系统工程。他选择的第一个市场，是用白炽灯来取代纽约城里的煤气街灯。 刚开始时，电灯丝的寿命只有几小时。爱迪生用了他“错了再试”（trial & error）的方法，把各种各样可用作灯丝的物质有系统的来试验。测试的样品总数超过3000种。渐渐的，他发现高电阻的碳纤维效果最理想，价钱又便宜。长纤维棉花或来自中国的竹纤维，经碳化后更是最佳选择。这种材料技术问题，若用纯理论来分析是很难有结果的，所以爱迪生这种“蛮力”做法不失为一个有效的途径。经过一年多的努力，爱迪生的电灯泡寿命已达几百小时，最好的甚至可达1200小时，已达到实用阶段。他的团队同时也设计完成了发电机组合及电能的输送系统，包括开关、保险丝、电表等。到此阶段，爱迪生开始时筹集的15万美元已用完，他需要更多的资金，来建造一个真正的电灯用户电网。 在现代人生活中不可或缺的用品及工具，都离不开电子技术。然而对近200年来电子技术发展的来龙去脉，却鲜有专书作一贯的讨论。这本《电的旅程(探索人类驾驭电子的历史过程)》令人赞赏之处，在于能够从复杂的科技历史中，把僵硬难懂的科技论述，用简易生动而有系统的方式，忠实的将发展真相呈现出来。更难得的是，作者对许多企业的兴亡盛衰，也从担任科技高级主管的经验中，作了鞭辟入理的评论。
分析化学武汉大学第五版答案
第3章 分析化学中的误差与数据处理 1．根据有效数字运算规则，计算下列算式： (1)19.469+1.537-0.0386+2.54 (2) 3.6 0.032320.59 2.12345 (3) 1000 0000.11245 .0)32.100.24(00.45??-? (4) pH=0.06，求 [H + ]=? 解：a. 原式=19.47+1.54-0.04+2.54=23.51 b. 原式=3.6×0.032×21×2.1=5.1 c. 原式=45.0022.680.1245 =0.1271 1.0001000 ??? d. [H +]=10-0.06 =0.87( mol/L ) 3．设某痕量组分按下式计算分析结果：m C A -= χ，A 为测量 值，C 为空白值，m 为试样质量。已知 s A =s C =0.1，s m =0.001，A =8.0，C =1.0，m =1.0，求s x 。 解： 2 22222 222()422222220.10.10.001 4.0910()()(8.0 1.0) 1.0 A C x m A C m s s s s s s x A C m A C m --++=+=+=+=?--- 且 8.0 1.0 7.01.0 x -= = 故 424.09107.00.14 x s -=??= 5. 反复称量一个质量为 1.0000g 的物体，若标准偏差为0.4mg ，那么测得值为1.0000 1.0008g 的概率为多 少？ 解：由0.4mg σ= 1.0000g μ=
故有 1.0000 1.0000 1.0008 1.0000 0.00040.0004 u --≤≤ ，即 02u ≤≤ ， 查表得 P=47.73% 7．要使在置信度为95％时平均值的置信区间不超过± s ，问至少应平行测定几次? 解： x x t s x t n μ=±?=± 查表，得： 5, 2.57, 1.049166, 2.45,0.9261 7 5f t f t ====>====<时n 时n 故至少应平行测定次 9. 测定黄铁矿中硫的质量分数，六次测定结果分别为30.48%, 30.42%, 30.59%, 30.51%, 30.56%, 30.49%，计算置信水平95%时总体平均值的置信区间。 解： 6 1 1i i x x n ==∑ 30.48%30.42%30.59%30.51%30.56%30.49% 30.51% 6 +++++= = 6 2 1 () 1 i i x x s n =--∑ 置信度为95%时： 0.05,5,2.57,30.51% 2.5730.51%0.06%6 f t x t n αμ==±=±=± 11.下列两组实验数据的精密度有无显著性差异(置信度90％)? A ：9.56，9.49，9.62，9.51，9.58，9.63 ， B ：9.33，9.51，9.49，9.51，9.56，9.40 解：a. 6 1 19.57i i x x n == =∑
分析化学
第5章 酸碱平衡和酸碱滴定法 1．写出下列溶液的质子条件式。 a ．c 1 mol·L -l NH 3 + c 2 mol·L -l NH 4Cl ； c ．c 1 mol·L -l )H 3PO 4 + c 2 mol·L -l HCOOH ； 解： a. 对于共轭体系，由于构成了缓冲溶液，所以可以将其视为由强酸（HCl 和弱碱（NH 3）反应而来，所以参考水准选为HCl, NH 3和H 2O 质子条件式为：[ H + ] + [NH 4+ ] = [Cl -] + [OH -] 或[ H + ] + [NH 4+ ] = c 2 + [OH -] c. 直接取参考水平：H 3PO 4 , HCOOH , H 2O 质子条件式：[H + ] = [H 2PO 4-] + 2[HPO 42-] + 3[PO 43-] + [HCOO -]+[OH -] 3．计算下列各溶液的pH 。 a ．0.050 mol·L -l NaAc ； c ．0.10 mol·L -l NH 4CN ； e ．0.050 mol·L -l 氨基乙酸； g ．0.010 mol·L -l H 2O 2液； i ．0.060 mol·L -l HCI 和0.050 mol·L -l 氯乙酸钠(ClCH 2COONa)混合溶液。 解： a.对于醋酸而言，K b = K w / K a = 5.6 ? 10-10 应为cK b = 5.6 ? 10 -10 ? 5 ?10-2 = 2.8 ? 10-11 > 10K w c/K b > 100 故使用最简式； [OH - ] = 105.6100.05-?? = 5.29? 10 -6 pH = 14 – pOH = 8.72 c. NH 4+ K a ’ = 5.6 ? 10-10 HCN K a = 6.2. ? 10-10 cK a ’ > 10K w c > 10 K a 由近似公式可以得到： [H + ] = 'a a K K = 20 6.2 5.610-?? = 5.89? 10-10 pH = 10 – 0.77 = 9.23 e. 氨基乙酸一端羧基显酸性，一端氨基显碱性，K a1 = 4.5? 10-3 , K a2 = 2.5 ? 10-10 c/K a2> 100 且c > 10 K a1 所以[H + ] = 12a a K K = 134.2 2.510-?? = 1.06 ? 10-6 pH = 6-0.03 = 5.97 g. 对于双氧水而言，K a = 1.8 ? 10-12 cK a < 10K w c/K a > 100 所以可以计算氢离子浓度 [H + ] = a w cK K + = 1414 1.810110--?+? = 1.67 ? 10-7 pH = 7 – 0.22 = 6.78 i. 由于ClCH 2COONa + HCl = ClCH 2COOH + NaCl 所以原溶液可以看成0.050mol/L 的ClCH 2COOH 和0.010mo/LHCl 的混合溶液设有x mol/L 的ClCH 2COOH 发生离解，则 ClCH 2 COOH ClCH 2COO - + H + 0.05-x x 0.01+x 所以有(0.01)0.05x x x +- = K a = 1.4 ? 10-3 解得x = 4.4 ? 10-3 mol/L
第二章 误差和分析数据处理 第一节 误差 一、系统误差 定义：由于某种确定的原因引起的误差，也称可测误差 二、偶然误差 定义：由一些不确定的偶然原因所引起的误差，也叫随机误差. 偶然误差的出现服从统计 规律，呈正态分布。 三、过失误差 1、过失误差：由于操作人员粗心大意、过度疲劳、精神不集中等引起的。其表现是出现离 群 值或异常值。 2、过失误差的判断——离群值的舍弃 在重复多次测试时，常会发现某一数据与平均值的偏差大于其他所有数据，这在统计学上 称为离群值或异常值。 设有n 个数据，其递增的顺序为 x 1,x 2,…,x n-1,x n ，其中x 1或 x n 可能为离群值。 当测量数据不多（n=3~10）时，根据测定次数和要求的置信度，查表得到Q 表值；若Q >Q 表，则舍去可疑值，否则应保留。 （2）G 检验法：该方法计算较复杂，但比较准确。 X 离群- X 若G > G 表，则舍去可疑值，否则应保留 G = S 第二节 测量值的准确度和精密度 一、准确度与误差 1. 准确度:指测量结果与真值的接近程度，反映了测量的正确性，越接近准确度越高。 系统误差影响分析结果的准确度。 2. 误差:准确度的高低可用误差来表示。误差有绝对误差和相对误差之分。 （1）绝对误差：测量值 x 与真实值μ之差 （2）相对误差：绝对误差占真实值的百分比 二、精密度与偏差 1．精密度:平行测量值之间的相互接近程度，反映了测量的重现性，越接近精密度越高。 偶然误差影响分析结果的精密度。 2．偏差精密度的高低可用偏差来表示。 偏差的表示方法有 1）绝对偏差 ：单次测量值与平均值之差:d =x -x 2）平均偏差：绝对偏差绝对值的平均值d = i =1 n d 3）相对平均偏差：平均偏差占平均值的百分比:d r = d 100% r x n (x i - x )2 4）标准偏差 S = i =1 n - 1 S 离群值的检验方法： （1）Q 检验法：该方法计算简单，但有时欠准确。 Q = X 离群 - X 相邻 X max -X min
武汉大学分析化学试卷 武汉大学分析化学试卷篇一：武汉大学分析化学试卷及答案 武汉大学2005-2006学年度第一学期《分析化学》期末 考试试卷（A） 学号姓名院（系）分 数 一.填空（每空1分。共35分）1．写出下列各体系的质子条件式： (1) c1(mol/L) NH4 H2PO4 (2) c1(mol/L)NaAc+ c2(mol/L)H3BO3 2.符合朗伯-比尔定律的有色溶液，当有色物质的浓度增大时，其最大吸收波长，透射比。 3. 检验两组结果是否存在显著性差异采用检验法，检验两组数据的精密度是否存在显著性差异采用检验法。4．二元弱酸H2B，已知pH＝1.92时，δH2B ＝δHB-；pH＝6.22时δH2B的pKa1＝，pKa2＝。 HB- ＝δ B2- , 则 5.已知??(Fe3+/Fe2+)=0.68V，??(Ce4+/Ce3+)=1.44V，则在1mol/L H2SO4溶液中用0.1000 mol/L Ce4+滴定0.1000 mol/L Fe2+，当滴
定分数为0.5时的电位为，化学计量点电位为，电位突跃范围是。6.以二甲酚橙(XO)为指示剂在六亚甲基四胺缓冲溶液中用Zn2+滴定EDTA，终点时溶液颜色由_________变为__________。7.某溶液含Fe3+10mg，用等体积的有机溶剂萃取一次后，该溶液中剩余0.1mg， 3+ 则Fe在两相中的分配比= 。8.容量分析法中滴定方式 有, ,和。9.I2与Na2S2O3的反应式为。10.以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，测量某物质对不同波长光的吸收程度，所获得的曲线称谓；光吸收最大处的波长叫做，可用符号表示。 11.紫外可见分光光度计主要 由, ,, 四部分组成. 12.桑德尔灵敏度以符号表示,等于；桑德尔灵敏度与溶液浓度关，与波长关。13.在纸色谱分离中，是固定相。 14..定量分析过程包 括,, ,和。 二、简答题（每小题4分，共20 分，答在所留空白处）1. 什么是基准物质?什么是标准溶液? 2. 分别简单阐述酸碱滴定指示剂,络合滴定指示剂, 氧化还原滴定指示剂和沉淀滴定指示剂指示滴定终点的原理. 3. 在进行络合滴定时,为什么要加入缓冲溶液控制滴定体系保持一定的pH? 4. 吸光光度法中测量条件的选择应注意哪几点？
武汉大学分析实验习题解答（第二版） 实验3---1 分析天平称量练习 1.称量结果应记录至几位有效数字?为什么?j 小数点后4位.因称量误差≦0.1% 2.称量时,应每次将砝码和物体放在天平盘的中央，为什么? 因为是等臂天平.放在天平盘的中央,才能保证等臂,使称量准确. 3.本实验中要求称量偏差不大于0.4m g,为什么? 因为称量一次,允许产生±0.2 mg的偏差, 用递减称量法称量一份试样时,需要连续两次称取容器+试样的质量,故允许产生±0.4 mg的偏差 实验3---2 滴定分析基本操作练习 1．配制NaOH溶液时，应选用何种天平称取试剂？为什么？ 感量为0.1g的台秤.因为是粗配溶液 2．HCI和NaOH溶液能直接配制准确浓度吗？为什么？ 不能.因浓HCI易挥发,浓度不确定. NaOH易吸收空气中的CO2和水分. 3．在滴定分析实验中，滴定管和移液管为何需用滴定剂和待移取的溶液润洗几次？锥形瓶是否也要用滴定剂润洗? (1)防止待移取的溶液浓度被稀释(2)不能.相当于多加了滴定剂,在滴定之前, 这部分滴定剂已和待测物质发生了反应,影响分析结果的准确度. 4．HCI和NaOH溶液定量反应完全后，生成NaCI和水，为什么用HCI滴定NaOH时，采用甲基橙指示剂，而用NaOH滴定HCI时，使用酚酞或其它合适的指示剂？ 因为用HCI→NaOH 指示剂:甲基橙黄→橙 突跃范围PH=4..3-9.7 PH=4.4 4.0 摇动锥形瓶中的NaOH时, CO2影响大(PH≥5时),用甲基橙可有效消除CO2的影响.用酚酞指示剂,会多消耗NaOH,产生较大误差. 用NaOH →HCI, CO2影响小(滴定管液面与空气接触少), 指示剂:酚酞由无色→红色,易观察;而甲基橙,由红色→黄色,难观察. 实验4---1.食用白醋中醋酸含量的测定 1.与其他基准物质比较,邻苯二甲酸氢钾有什么优点? 邻苯二甲酸氢钾易制得纯品，在空气中不吸水，易保存，摩尔质量大，与NaOH 反应的计量比为1：1 2.称取NaOH及邻苯二甲酸氢钾各用什么天平?为什么? 称取NaOH用台秤.因为是粗配NaOH,且称样量较大. 称取邻苯二甲酸氢钾用分析天平.因为需要准确称量, 且称样量小. 3.已标定的NaOH溶液在保存中吸收了二氧化碳,用它来测定HCI的浓度,若以酚酞为指示剂对测定结果有何影响?改用甲基橙,又如何? 测定C HCI，用酚酞指示剂，偏高（多消耗NaOH）
P27 第二章误差及分析数据的统计处理 思考题 2.下列情况分别引起什么误差 ?如果是系统误差 , 应如何消除 ? (1) 砝码被腐蚀。 (2)天平两臂不等长。 (3)容量瓶和吸管不配套。 (4)重量分析中杂质被共沉淀。 (5)天平称量时最后一位读数估计不准。 (6)以含量为 99%的邻苯二甲酸氢钾作基准物标定碱溶液。 答 : （１）仪器误差；换另一套砝码或校正砝码 （２）仪器误差；校正仪器或更换另一台等臂天平 （３）仪器误差；换配套的容量瓶和吸管 （４）方法误差；改进方法；除杂质再分析；提纯试剂 （５）随机误差； （６）试剂误差；提纯试剂或采用纯度大于99.9%的基准物 5. 某铁矿石中含铁39.16%, 若甲分析结果为39.12%,39.15%和 39.18%,乙分析得39.19%,39.24%,39.28%,试比较甲乙两人分析结果的准确度和精密度. 解: x甲（39.12 39.15 39.18)% 39.15% 3 Er甲39.15% 39.16% * 100% 0.04% 39.16% s (39.12 39.15)2 (39.15 39.15) 2 (39.18 39.15)2 % 0.03% 甲 3 1 同理可知 : x乙39.24% 。Er乙0.20% 。s乙0.05% 由以上数据可知甲的准确度和精密度较乙的要高。 习题 3. 某矿石中钨的质量分数(%) 测定结果为 :20.39,20.41,20.43.计算标准偏差s 及置信度为 95%时的置信区间 .
解: x 20.41% (20.39 20.41)2 (20.41 20.41) 2 (20.43 20.41)2 s 3 1 % 0.02% 查表知 : 置信度为 95%,n=3时,t=4.303, 因此 : μ=（20.41% 4.303 0.02% ) 20.41% 0.05% 3 5.用 Q检验法 , 判断下列数据中 , 有无舍去 ?置信度选为 90%. (2) 6.400, 6.416, 6.222, 6.408 解 : 排列 :6.222<6.400<6.408<6.416 可疑值为 :6.222 6.400 6.222 Q计算0.92 6.416 6.222 查表 n=4, Q 0.90 = 0.76 因 Q计算 >Q0.90故 6.222 应舍去 6.测定试样中 P2O5质量分数（ %），数据如下： 8.44 ，8.32 ，8.45 ，8.52 ，8..69 ， 8.38 用 Grubbs 法及 Q检验法对可疑数据决定取舍，求平均值、平均偏差 d 、标准偏差 s 和置信度选 90%及 99%的平均值的置信范围。 解：将所给的数据由小到大排列得：8.32 ＜8.38 ＜8.44 ＜8.45 ＜8.52 ＜8.69 可见，数据8.69 可疑 又因为，平均值 x =8.47% 平均偏差 d =0.095% 标准偏差 s= 0.0873 %=0.13% 5 所以，计= 8.69 8.47 =1.69 Q计=8.69 8.52 =0.46 G 0.13 8.69 8.32 由表 2-2 ，2-4 可得： 当置信度为 90%，n=6 时， t=2.015 ，Q计＜Q表， 当置信度为99%，n=6时，t=4.032， Q 计＜ Q表，G计＜G表 所以， 8.69 不需舍去。