第3章 水化学与水污染
重点内容概要 1. 溶液的通性
难挥发非电解质的稀溶液的蒸汽压下降，沸点上升——ΔT bp = k bp m 凝固点下降——ΔT fp = k fp m 渗透压cRT =∏
难挥发电解质溶液也具有蒸汽压下降、沸点上升，凝固点下降和渗透压等现象，由于电解这些稀溶液的依数性与浓度关系有一定偏差（引入i 值） 2. 酸碱的近代概念，酸碱的解离平衡和缓冲溶液的概念
（1）酸碱质子理论人为：凡能给出质子的物质都是酸；凡能与质子结合的物质都是碱。 酸碱共轭关系：共轭酸?质子+ 共轭碱 w b a K K K =?
（2）一元酸碱的解离平衡
αα-=
12
c K a 2
α
αc K a
≈很小时 c K a ≈
α c K H
c a ?=+
)( α
α-=
12
c K b 2
ααc K b
≈很小时 c
K b ≈α c K OH
c b ?=-
)(
由于解离度与
c 成反比，与)
(b a K 或成正比，所以c/Ka 越大，解离度越小。当
c/Ka>500时，可采用近似计算。
注意：上述计算公式只适用于水溶液中只有弱酸或弱碱的计算。若溶液中又添加了影响解离平衡的离子（如H + 、弱酸根离子则要考虑同离子效应，根据平衡具体分析计算。不要随便套公式。
（3）多元酸碱的解离平衡 分级解离 1a K 2a K +
H
浓度近似按一级解离计算
注意：解离度和解离平衡常数都可以反应弱酸、碱的强弱， 但 a K b K 与浓度无关，α
与浓度有关。
（4）同离子效应与缓冲溶液
同离子效应——实质是平衡移动问题，导致弱酸、碱的解离度减低
缓冲溶液——由弱的共轭酸及其共轭碱或弱的共轭碱及其共轭酸组成；具有外加少量酸、碱或稀释时，pH 基本不变的性质。 缓冲溶液的pH 计算：
共轭碱）
共轭酸）
((lg eq
eq a c c pK pH -= 共轭碱）
共轭酸）
((lg
00c c pK a -≈
缓冲溶液的缓冲能力：c(共轭酸)=c(共轭碱),能力大。 c(共轭酸)、c(共轭碱)大时,能力大
c(共轭酸)大时对碱缓冲大，c(共轭碱)大时对酸缓冲大。 配一定pH 的缓冲溶液时，选择pH 接近pK a 的缓冲对。 （5）有关pH 值的计算 （见习题）
注意：计算溶液的pH 时，首先要分析溶液的组成，再考虑用哪个公式或直接根据溶液中的离子平衡反应分析平衡时的浓度进行计算。根据平衡常数的大小判断平衡时离子浓度的大小，进而判断是否可以近似计算。
3.了解配离子的解离平衡及其移动 配离子的组成
配离子的解离平衡 解离平衡常数——不稳定常数（i K ）
配合平衡常数——稳定常数（f K ） f K =
i
K 1
注意：f K 可比较同类型配离子的稳定性。
4. 难溶电解质的多相离子平衡
m n B A 难溶电解质 溶度积：m n eq n m eq s
c B c c A c K }/)({}/)({θθ-+?=
m n B A 难溶电解质 溶解度s （mol.dm -3）
注意：s 是溶解达到饱和即平衡时溶解难溶电解质 mol.dm -3；
离子浓度与s 的关系、s 与s K 关系都与电解质的类型有关
s K 只比较同类型难溶电解质的溶解性
5. 溶度积规则及其有关计算 m n n m c B c c A c Q
}/)({}/)({θθ-+?=s K <时，溶液未饱和，无沉淀析出
m n n m c B c c A c Q }/)({}/)({θθ-+?=s K =时，为饱和溶液
m n n m c B c c A c Q }/)({}/)({θθ-+?=s K >时，会有沉淀析出，直到溶液s
K Q =为止
计算要求掌握（见习题）
6. 胶体的聚沉、保护及表面活性剂的结构和应用
7. 水体的主要污染物的来源及其危害。
一、判断题
1、所有非电解质的稀溶液，均具有稀溶液的依数性。
答：错。依数性适用于难挥发非电解质稀溶液。沸点上升就不适用于挥发性电解质。产生依数性的根源是蒸汽压下降，它与溶质的性质无关，与溶液的浓度和溶剂的性质有关。 2、 稀的水溶液随温度的不断降低，冰不断析出，因此溶液的浓度会不断上升。 答：正确。当溶液的温度降低到凝固点时会析出冰，使浓度上升，直到饱和后溶质也析出。注：溶液凝固点时，析出的只是溶剂，溶质不析出
3、 因0o
C 时的冰和0o
C 时的水蒸汽压相同，所以把冰投入到0o
C 的溶液中，必可存在两
相共存。
答：错。0o C 的溶液（无论浓或稀、电解质或非电解质）的蒸汽压与0o C 时的水不相同，因此不可能两相共存
4、 弱电解质的浓度越大，其解离度就会越大。
答: 错。弱电解质的浓度越大，其解离度就会越小。稀溶液的关系是c
K a ≈
α该关
系又叫稀释定律。
5、 根据稀释定律可知，一元弱电解质的浓度越小，则解离度越大，因此解离出的各离
子浓度会越大。
答： 错。解离度原有浓度
已解离的浓度=
α，与比值有关，而当稀释后原有浓度减小，
解离出的浓度也会同时减小的，c K H
c a ?=+
)(。
6、 对于任一AB 型弱电解质，其平衡均可表示为AB = A + + B -,因此在平衡系统中均具
有c(A +)=c(B -)。
答：（ 错 。平衡时的浓度关系仅限于A + B - 离子全部由AB 解离出的 系统 ） 7、 难溶电解质AgCl 的溶度积常数为
s
K ，根据定义可计算出平衡时
c(Ag +)=c(Cl -)=
s
K ,由此可以判断在任一系统中，要使AgCl 产生沉淀，其必要条
件是c(Ag +){或c(Cl -)}必须达到
s
K 。
答：（错。原因是系统中c(Ag +)不一定等于c(Cl -) ）
8、 同离子效应可以使溶液的pH 增大，也可以使溶液的pH 减小，但一定会使弱电解
质的解离度降低。 答：（ 正确 ）
9、 溶度积s K 与溶解度s 之间有一定的关系，对A m B n 型的难溶电解质s=n
m n
m s
n m K +,
因此该关系适用于一切A m B n 型的难溶电解质。
答：（错误。该关系只适用于A m B n 型强难溶电解质，且溶液中不含有A n+ 、B m- 离子，即在水中的溶解度。若A m B n 是弱电解质，溶度积只反应了溶解并解离的部分，另外若离子与水作用或A m B n 分步解离时，离子的浓度与溶解度的关系复杂，不能应用上式）
10、对于A 、B 两种难溶电解质，若A 的溶解度大于B 的溶解度，则A 的溶度积必定
大于B 的溶度积。
答：（错误。因不同类型的电解质s 与Ks 关系不同，不能比较。同类型的（且符合9题关系使用条件的）可以）
11、将0.1mol.dm -3的HAc 溶液稀释一倍，则该溶液中c(H +)将为原来的一半。 答：（错误。对强电解质是同步增减的，但对弱电解质HAc 浓度引起H +浓度的变化受
K a (HAc)控制，按近似计算是2
1.0)(?=+
a K H c ）
12、将适量的NaHCO 3和Na 2CO 3溶液相混合后所形成的溶液具有一定的缓冲作用。 答：（正确。因为HCO 3-—CO 32-是缓冲对）
13、因为BaSO 4在水中溶解达到平衡时，受到溶度积常数的制约，因此BaSO 4是弱电解
质。
答：（错误。难溶电解质的沉淀溶解平衡与弱电解质的解离平衡虽然都是平衡关系，但前者是溶解部分与未溶解部分的平衡关系。只要是溶解了的部分全部解离即是强电解质。） 二、选择题
1、在稀溶液的依数性中，起主导因素的是 (A)
(A) 溶液的蒸汽压下降 (B)溶液的沸点上升 (C) 溶液的凝固点下降 (D)溶液的渗透压
2、稀溶液的沸点上升常数与（ ）有关 (C )
(A) 溶液的浓度 (B)溶质的性质
(C) 溶剂的性质 (D)溶剂的物质的量分数
3、在一封闭系统中置入一杯纯水和一杯糖水，经过充分放置，可能发生的情况是 (B )
(A) 糖水增多而纯水减少 (B)糖水溢出而纯水消失
(C) 纯水增多而糖水减少 (D)纯水溢出而糖水消失 4、溶剂形成溶液后，其蒸汽压 （D 取决溶质比溶剂挥发难易） (A)一定降低 (B)一定升高 (C)不会变化 (D) 无法判断
5、相同浓度的下列物质的水溶液，凝固点最低的是 (D,要考虑电离，强电解质电离度非100%,接近100%。)
(A) 葡萄糖 (BHAc (C) NaCl (D)CaCl 2
6、在某弱酸平衡系统中，（ ）不受浓度的影响 （C ）
(A)c(H +) (B)解离度α (C)
θ
a K (D) c(OH -)
7、对于一定浓度的醋酸水溶液，（ ）变化会引起θa
K 的变化 (D )
(A)c(HAc) (B)溶液的pH (C) 解离度 (D) 温度
8、在一定浓度的醋酸溶液中加入等物质的量的NaAc,下列说法错误的是 (D )
(A) 溶液的pH=pK a (HAc) (B)醋酸的解离度减小
(C) 醋酸的K a 不变 (D)醋酸的浓度减小 9、在0.1mol.dm -3 的H 2S 溶液中，各离子的浓度或浓度关系不正确的是(A )
(A) c(H +)=2c(S 2-) (B) c(H +)≈c(HS -)
(C) c(S 2-) =θ
2a K (D)c(H 2S)≈0.1mol.dm -3
10、在1.0dm 3的H 2S 饱和（0.1mol. dm -3）溶液中，加入0.01cm 3 0.01mol.dm -3HCl ，下列等式成立的是 (D )
(A) c(H +)=2c(S 2-) (B) c(H +)≈
1.01?a K (C) c(S 2-) =θ
2a K (D) c(H +)=
)
(1
.0221-?S c K K a a
11、将0.1mol. dm -3 NaAc 溶液加水稀释后，下列各项数据增大的是(B )
(A) c(Ac -)/c(OH -)
(B) c(OH -)/c(Ac -)
(C) c(Ac -) (D) c(OH -)
（分析：NaAc 溶液一元弱碱c K OH c b ?=-
)(，稀释即c （Ac -）减小所以c(OH -)减
小，K b 不变，因)(/)()(/---=Ac c OH c OH c K b
所以c(OH -)/c(Ac -)增大）
12、将100cm 3 0.2mol. dm -3HAc 溶液加水稀释到( ) cm 3后，,其解离度才会增大一倍 (B ：利用Ka=c 1(a 1)2=c 2(2a 1)2 c 2=c 1/4 c 1v 1=c 2v 2 v 2=4v 1) (A) 200 (B)400 (C) 600 (D) 800 13、-34
PO
的θ
1b K 与H 3PO 4解离平衡常数之间的关系是(C:共轭酸碱KaKb=Kw ) (A) θ
1
1
a K (B)
θ
θ
1
a w
K K (C) θθ3a w K K (D)
θ3
1a K
14、六次甲基四胺[(CH 2)6N 4的Kb=1.4×10-9 ]与其共轭酸组成缓冲溶液的有效pH 缓冲范围是 (B ：pH 缓冲范围=pKa ±1=（14-pKb ±1)
(A) 8—10 (B) 4—6 (C) 6—8 (D)10—12
15、若有A +和B 2-两种离子形成的难溶盐，则有沉淀生成的条件是 (C ) (A) c(A +)c(B 2-)>Ks (B) c(A +)c(B 2-) 16、若有A +和B 2-两种离子形成的难溶盐，则有沉淀生成的条件是 (C ) (A) c(A +)c(B 2-)>Ks (B) c(A +)c(B 2-) 三、计算题 1. 计算下列溶液的pH （1）0.20mol.L -1HAc 溶液 （2）0.20mol.L -1HAc 与0.40mol.L -1HCN 等体积混合溶液 （3）0.20mol.L -1HAc 与0.40mol.L -1HCOOH 等体积混合溶液 （4）1.0mol.L -1Na 3PO 4与2.0mol.L -1HCl 等体积混合溶液 （5）2.5 mol.L -1NaOH 与0.5 mol.L -1H 3PO 4 、2.0 mol.L -1Na 2HPO 4溶液等体积混合 已知：K a (HAc)=1.8×10-5 K a (HCN)=4.9×10-10 K a (HCOOH)=1.8×10-4 H 3PO 4 K a1=7.5×10-3 K a2=6.2×10-8 K a3=2.2×10-13 答：（1）一元弱酸，符合近似计算条件c/Ka>500 c K H c a ?=+)( 2 .0108.15 ??=- = 1.90×10-3 pH=2.72 （2）等体积混合后c(HAc)=0.1 mol.L -1 c(HCN)=0.2mol.L -1 由于K a (HAc)>> K a (HCN) (类似二元酸)，H +主要来自HAc 解离 c K H c a ?=+)(=1 .0108.15 ??=- = 1.3×10-3 pH=2.89 （3）由于K a (HAc)和K a (HCOOH)接近，混合溶液H +由两种酸共同提供 （浓度如下） HAc = H + + Ac - HCOOH = H + + COOH -- 0.1-x x+y x 0.2-y x+y y x x y x HAc K a -+= 1.0)()( y y y x HCOOH K a -+= 2.0)()( （精确计算解上述方程即可得到c(H +)=x+y ） 由于c/Ka>500，可以近似计算 即0.1-x ≈0.1 0.2-y ≈0.2 x+y 2.0108.11.0108.145??+??= -- = 6.15×10-3 pH=2.21 （4）等体积混合后反应：Na 3PO 4 + 2HCl = NaH 2PO 4 + 2NaCl 得到浓度为0.5mol.L -1 NaH 2PO 4 酸式盐pH 近似计算（普通化学计算要求） 酸式盐显酸性还是碱性可以通过比较酸式或碱式解离平衡常数判断 H 2PO 4- 酸式酸式解离K a2=6.2×10-8 碱式解离 K b3= 10-14/ K a1=1.3×10-12 按弱酸计算c K H c a ?=+ )(=5.0102.68??=-=1.76×10-4 pH=3.75 (若按照精确计算，参考分析化学推导得到的计算公式分别为 ] [][)(121HA K K HA K K H c a w a a ++= +≈ 2 1a a K K =2.1×10-5 pH=4.67 由此可见采用近似计算误差很大， 又如同样浓度的HPO 42- （显碱性） c K OH c b ?=-2)(=5.0)102.6/(10814??=--=5.7×10-4 104141017.0)107.5(10)(---+?=?÷=H c pH=10.76 若按32)(a a K K H c =+ 13 8102.2102.6--???==1.2×10-10 pH=9.92 （ 从上述例题可以看出，近似计算误差很大，所以普通化学一般不对两性物质的pH 计算） （5）2.5 mol.L -1NaOH 与0.5 mol.L -1H 3PO 4 、2.0 mol.L -1Na 2HPO 4等体积混合后反应产物分析 3NaOH(消耗1.5V)+H 3PO 4（消耗0.5V ）—Na 3PO 4 生成c(Na 3PO 4)=0.5×V/3V=0.5/3 mol L -1 NaOH (消耗1.0V)+Na 2HPO 4(消耗1.0V)—Na 3PO 4 生成c(Na 3PO 4)= 1.0×V/3V=1/3 mol L -1 剩余Na 2HPO 4=1.0×V/3V=1/3 mol L -1 得到HPO 4- —PO 43- 组成的缓冲溶液 由于PO 43- Kb(10-14/2.2×10-13)> HPO 42-的Ka(2.2×10-13)溶液碱性 PO 43- + H 2O = HPO 42- + OH - 0.5-x 0.33+x x Kb= 13 14 102.210 5.0)33.0(--?= -+x x x x=0.052 pH=14-pOH=14+lg0.052=12.71 若按近似计算即0.5-x ≈0.5 0.33+x ≈0.33 相当于直接利用缓冲溶液pH 计算公式pH=pKa3-lg 3 /5.13 /1=12.85 或pOH=pKb1-lg 3 /13 /5.1=12.85 直接利用缓冲溶液pH 计算公式计算pH ，不用考虑酸碱性，计算结果相同，因为解离出的离子（H +或OH -）相对起始酸碱浓度忽略不计 而如果精确计算：如本题，按碱式解离，因Kb 大，不能采用近似计算得到结果。若按酸式解离，因Ka 小就得到近似计算结果，与利用缓冲溶液pH 计算公式得到的结果相同。 所以能否直接利用缓冲溶液pH 计算公式计算pH ，要看缓冲对的酸碱性，当有一方较强时，最好利用平衡精确计算。 2、有关溶度积规则应用——判断沉淀能否生成的计算 （1）等体积0.2mol.L -1的MgCl 2与0.5mol.L -1NaOH 混合能否生成沉淀？ （2）等体积0.2mol.L -1的MgCl 2与0.5mol.L -1NH 3.H 2O 混合能否生成沉淀？ （3）若（2）有沉淀生成，在上述NH 3.H 2O 溶液中加NH 4Cl 达到多大浓度时混合才不会产生沉淀？ (已知))((2OH Mg K s =1.8×10-11 =)(3NH K b 1.8×10-5) 答：（1）等体积混合后浓度 c(Mg 2+)=0.1 mol.L -1 c(OH -)=0.25mol.L -1 =?=-+)()(22OH c Mg c Q 0.1× (0.25)2=6.25×10-3 >))((2OH Mg K s 所以有M g (O H )2沉淀生成 （2）等体积混合后浓度 c(Mg 2+)=0.1 mol.L -1 c(NH 3)=0.25mol.L -1 25.0)(?=-b K OH c =?=-+)()(22OH c Mg c Q 0.1×1.8×10-5× 0.25=4.5×10-7 >))((2OH Mg K s 所以有M g (O H )2沉淀生成 （3）靠同离子效应可以降低OH -离子浓度 当c(NH 4+)=x mol.L -1时 c(OH -)=ymol.L -1不生成沉淀 =?=-+)()(22OH c Mg c Q 0.1×y 2≤Ks(Mg(OH)2）(不产生沉淀的条件) 511 1034.11 .0108.1--?=?≤y NH 3.H 2O = NH 4+ + OH - （x>>y ） 0.25-y x+y y Kb= y y y x -+25.0)(= 1.8×10-5 x=0.34 mol.L -1 原氨水中NH 4Cl 浓度要达到0.68 mol.L -1时等体积混合才不会产生沉 淀。 3、 溶度积规则应用——分步沉淀的计算 （1）某混合溶液中含0.01 mol.L -1的CuCl 2与0.2 mol.L -1的FeCl 3,滴加浓度较大的NaOH(体积变化忽略不计)首先得到何种沉淀，能否实现分步沉淀？ （已知Ks(Cu(OH)2)=2.2×10-20 Ks(Fe(OH)3)=2.8×10-39） （2）某混合溶液中含0.01 mol.L -1的CuCl 2与0.2 mol.L -1的FeCl 2,通入H 2S 气体达到饱和 得到何种沉淀？（已知Ks(CuS)=8.5×10-45 Ks(FeS)= 3.7×10-19 H 2S Ka1=1.1×10-7 Ka2=1.0×10-14 答：一种离子先沉淀，当离子浓度减少到10-5时，第二种离子还未开始沉淀，即实现了分步沉淀。 （1）虽然Fe(OH)3与Cu(OH)2不是同类型的沉淀，但从Ks 的巨大差别可以看出Fe(OH)3先沉淀 Fe(OH)3沉淀完全 c(OH -)>3 539 10108.2--?=5.3×10-12 mol.L -1 pH=2.7 Cu(OH)2开始沉淀c(OH -)>01 .0102.220 -?=1.5×10-10 mol.L -1 pH=4.2 由计算可知当Fe(OH)3沉淀完全时，Cu(OH)2未开始沉淀，只要控制溶液pH 大于1.4，小于4.2即可实现离子分离。 （2）H 2S 饱和溶液的浓度为0.1 mol.L -1 在饱和H 2S 溶液中 存在平衡 H 2S = 2H + + S 2- Ka= Ka1×Ka2=) () ()(222S H c S c H c -+ ) (1.0)(221-+?= S c K K H c a a = )(10 1.1222 --?S c （1） CuS 开始沉淀时 c(S 2-)= 01.0) (CuS K S =8.5×10-43 CuS 沉淀完全时c(S 2-)=5 10 ) (-CuS K S =8.5×10-40 （把此c(S 2-)浓度代入（1）式可求第一种离子完全沉淀的pH 1） CuS 沉淀完全时对S 2-浓度要求很低，若达到如此低的浓度，要求酸度很大（可以根 据（1）式计算）而H 2S 的饱和溶液若不加酸，酸度不可能很大，H +最大浓度可以达到因生成CuS 而产生的H +(H 2S +Cu 2+=CuS(s)+2H +)0.02 mol.L -1。所以在H 2S 的饱和溶液中CuS 完全可以沉淀完全，可以认为几乎完全反应。 FeS 开始沉淀时 c(S 2-)= 2 .0) (FeS K S =1.85×10-18 = + )(H c )(101.1222 --?S c = 18 221085.1101.1--??=7.7×10-3 mol.L -1 （ c(H +)=7.7×10-3 mol.L -1 pH=2.11—第二种离子开始沉淀的pH 2） 由于FeS 沉淀前，c(H +)=0.02 mol.L -1,大于FeS 开始沉淀要求c(H +)最高值7.7×10-3 mol.L -1，所以在含0.01 mol.L -1的CuCl 2与0.2 mol.L -1的FeCl 2,通入H 2S 气体达到饱和，不可能生成沉淀FeS 。 （若该题目改成如何调节pH ，使离子分离，答案就是小于pH2,a 大于pH1） 4、溶解度计算 已知Ka(HF)=6.3×10-4 Ks(CaF 2)=2.5×10-11 （1） 计算CaF 2在水中的溶解度（忽略F -与H 2O 作用） CaF 2在0.1mol.L -1NaF 中的溶解度 （2）导出CaF 2的溶解度与c(H +)的关系，并计算pH=3.2时的溶解度。 答：（1）CaF 2(s)=Ca 2+ + 2F - 设CaF 2在水中的溶解度为Smol.L -1 Ks(CaF 2)=s.(2s)2 14311 3 .108.14 105.24---?=?==L mol Ks s CaF 2(s)=Ca 2+ + 2F 0.1mol.L -1NaF 中 s 2s+0.1 Ks=s(2s+0.1)2≈s ×0.12 在0.1mol.L -1NaF 中溶解度s=2.5×10-9mol.L -1 （同离子效应使溶解度减小） 注：若在0.1mol.L -1CaCl 2中溶解度 Ks=(s+0.1) (2s)2≈0.1×4s 2 s=7.9×10-6 mol.L -1 （对于AB 2型难溶电解质，相同浓度时，B 离子的影响比A 离子的影响大） （2）s=c(Ca 2+)= )]()([2 1 HF c F c +- =])()()([21Ka F c H c F c -+- + = ])(1)[(21Ka H c F c + -+ = ]) (1[)(212Ka H c Ca c Ks +++ =2 3s ])(1[21Ka H c Ks ++ S=3 2 ]})(1[21{Ka H c Ks + +=3 2 ))(1(4Ka H c Ks + + 当pH=3.2时 s=3 2 4 2 .3)103.6101(4--?+Ks =3 2)11(4 +Ks =2.9×10-4mol.L -1 (当pH=7时s=3 2 4 7 )10 3.6101(4--?+Ks =3 28.3)101(4 -+Ks =1.8×10-4mol.L -1) 由此可见当 1) (<<+Ka H c （难溶电解质的阴离子不是很弱的酸的酸根，或溶液的酸性不是很强时），可以忽略阴离子水解对溶解度的影响。 （3）计算0.50L,1.0mol.L -1NH 4Cl 溶液中能溶解Mg(OH)2的质量 (已知Kb(NH 3)=1.8×10-5 Ks(Mg(OH)2)=1.8×10-11 M(Mg(OH)2)=58.3g..mol -1) 答： 设Mg(OH)2在.0mol.L -1NH 4Cl 溶液中的溶解度为xmol.L -1 Mg(OH)2 +2NH 4+ = Mg 2+ + 2NH 3.H 2O 溶解达到平衡时浓度 1.0-2x x 2x )()()()()(2 242322--++?=OH c OH c NH c NH c Mg c K =2 Kb Ks =5.6×10-2= 2 2 )21() 2(x x x - 该方程为一元三次方程，可采用逐步逼近法求解x 即假定1-2x=1 x=24.04106.53 2 =?- 1-2x =1-2×0.24=0.52 代入 x=16.0452.0106.53 2 2=??- 1-2x =1-2×0.16=0.68 代入 x=18.04 68.0106.53 2 2=??- 1-2x =1-2×0.18=0.64代入 x=18.04 64 .0106.53 2 2=??- 与上述一致，得x=0.18 溶解的质量m=0.18 mol.L -1×0.5L ×58.3g..mol -1=5.2g (还有一种解决解一元三次方程的方法是，根据分析设平衡时浓度很小的组分为x,,在计算时可以使形式为a-nx ≈a 而使方程变得容易解出，如下例) （4）在含有0.010 mol.L -1Zn 2+,0.10 mol.L -1HAc 和0.050mol.L -1NaAc 溶液中，不断通入H 2S （g ）使之饱和,问沉淀处ZnS 后，溶液中残留的Zn 2+是多少？ 答： 溶液中存在两个平衡：Zn 2+（aq ）+H 2S(aq)=ZnS(s)+2H +(aq) 2H +(aq)+2Ac -(aq)=2HAc(aq) 相加得：Zn 2+（aq ）+H 2S(aq) +2Ac -(aq) =ZnS(s)+ 2HAc(aq) 开始浓度0.010 0.10 0.050 0.10 平衡浓度 x 0.10(饱和) 0.050-2(0.10-x ） 0.10+2(0.10-x ） =0.030+2x =0.12-2x K= 2 2 221) 2030.0(10.0) 212.0()(1x x x HAc K K K K a S a a +?-=? =2 525128)108.1(11093.2101.1101.9----??????2 2)030.0(10.0)12.0(?≈x 由于反应的平衡常数很大，可以预见x 很小 0.030+2x ≈0.030 0.12-2x ≈0.12 （注：这是计算中常用的方法，设平衡时溶液中离子浓度几乎为零的为x,可以使计算简化，否则要解一元多次方程，无法得到结果） x=1.51×10-13mol.L -1 5、其它类型计算 （1）用沉淀法处理酸性含Pb 2+废水时,250C 下发生如下反应: H 2O=H ++OH - Kw=10-14 Pb(OH)2=Pb 2++2OH - K s1=10-16 Pb(OH)2=H ++HPbO 2- K S2=10-15 试计算使残留于溶液中的铅(Pb 2++ HPbO 2- )总浓度达到最低时,溶液pH=? 答：c eq (Pb 2++ HPbO 2- )= ) ()(2 21+ -+H c K OH c K s s )()()(2212+++=H c K K K H c s w s ) (10)10(10)(15 214162+ ---++=H c H c 要使上式最小，对其求导,当0)) (10)10(10)((' 15214162=++---+H c H c 有极值 010102215 12 =-?-c c = c 103 27 1094.72 10--?= pH=9.1 （ 分别代数据当c=10-9 c eq (Pb 2++ HPbO 2- )=10-4+10-6 大于极值 c=10-11 c eq (Pb 2++ HPbO 2- )=10-10+10-4 大于极值 c=10-10 c eq (Pb 2++ HPbO 2- )=10-8+10-5 ) （2）在下列溶液中不断地通入H 2S 气体，计算溶液中残留的Cu 2+浓度 ①0.10mol.L -1 CuSO 4溶液 ②0.10mol.L -1 CuSO 4溶液与1.0 mol.L -1 HCl 的混合溶液 已知Ks(CuS)=8.5×10-45 H 2S Ka1=1.1×10-7 Ka2=1.0×10-14 HSO 4- Ka2=1.2×10-2 答： CuSO 4溶液中不断通入H 2S 发生如下反应 反应（1） Cu 2+ + H 2S = CuS(s) + 2H + （2） H + + SO 42- = HSO 4- 平衡时浓度① x 0.1 0.2-2x-y 0.2-2x-y 0.1-y y ② a 0.1 1.2-2a-b 1.2-2a-b 0.1-b b 由于反应（1）的平衡常数很大，可以预计①2x<<0.2 ② 2a<<1.2 这样利用（2）式的平衡常数首先计算出y b ①解得y=0.09(y=0.22舍弃) x=9.1×10-21 ②解得b=0.099（b=1.2舍弃） a=9.3×10-23 四、填空题 1、向100cm3浓度为0.20mol.dm-3的KCN溶液中加入10 cm3浓度为2.0mol.dm-3HCN酸，混合均匀后的溶液pH将比加入前______，水的离子积Kw将_______。若将混合溶液稀释，使溶液体积增加一倍，pH值将_____。（回答增大、减小、不变或基本不变） 答减小（因为弱碱溶液变为弱碱+弱酸的缓冲溶液）；不变（平衡常数与浓度无关）；基本不变（缓冲溶液稀释） 分析化学作业 第一章 概述 一、选择题 １.根据置信度为 95% 对某项分析结果计算后,写出的合理分析结果表达式应为（B )。 a. （ 25.48 ± ０.1) ％ b. ( ２5.48 ± 0．1３ ） % c ． （ ２5.48 ± 0.135 )％ d. （ 25.４８ ± 0.１348 ) % 2.分析测定中的偶然误差，就统计规律来讲,（ｄ )。 a. 数值固定不变 ｂ． 数值随机可变 c. 无法确定 ｄ. 正负误差出现的几率相等 3. 某小于１的数精确到万分之一位,此有效数字的位数是( d )。 a.1 b ．2 c.4 d.无法确定 4. 消除或减小试剂中微量杂质引起的误差常用的方法是( Ａ ）。 A.空白实验 B.对照实验 C.平行实验 D.校准仪器 5.可用于减小测定过程中偶然误差的方法是（ Ｄ）。 Ａ ．对照实验 B. 空白实验 Ｃ .校正仪器 D ． 增加平行测定次数 6.对某试样进行平行三次测定，得 Ｃa Ｏ 平均含量为 30.60% ,而真实含量为 30.30% ,则 ３０．60%－3０.30% = 0.３0% 为( B ）。 A. 相对误差 B ． 绝对误差 Ｃ. 相对偏差 D. 绝对偏差 二、判断正误 1．在分析测定中,测定的精密度越高,则分析结果的准确度越高（x )。 ２.有效数字是指所用仪器可以显示的数字（ x)。 3.分析结果的置信度要求越高 , 置信区间越小（ｘ )。 4.对某项测定来说，它的系统误差大小是不可测量的（x ）。 第二章 滴定分析概论 一、选择题 1.欲配制 1000ml 0.１m ｏl/L ＨC ｌ 溶液,应取浓盐酸(B ）。 a. ０.８4m ｌ b ． ８．4m ｌ c ． 1.2ｍ l d. 12ml 2. .用Ｎa Ｃ2O 4( A )标定KM ｎO ４( B ）时,其反应系数之间的关系为(a )。 ａ. n A =５/２ｎB b. n A =2/５n Ｂ c. n A =１/2 n B d. n A ＝1／5n B 3． ．已知1ｍLKM ｎO 4相当于0．00５682ｇ Fe 2+，则下列表示正确的是（ b)。 a ． 4KMnO /Fe T =1ｍL ／０.０0568２ｇ ｂ. 4KMnO /Fe T ＝0．00５68２ｇ /ｍＬ c. Fe /KMnO 4T =1m Ｌ/0．０0５6８2g d ． Fe /KMnO 4T =0.00５６８2ｇ/ｍL 4. 用于滴定分析的化学反应必须符合的条件是( C ） A.反应速度可快可慢 B.反应速度要慢一点 Ｃ．反应必须定量地完成，反应速度快且有确定终点的方法 Ｄ.有确定终点的方法 5．若以反应物的化学式为物质的基本单元，则( A)。 A. 各反应物的物质的量应成简单的整数比 第一章 绪论 2、对试样中某一成份进行五次测定，所得测定结果（单位ug /L)分别微0.36，0.38，0.35，0.37，0.39。 （1）计算测定结果的相对标准偏差； （2）如果试样中该成份的真实含量是0.38μg /mL,试计算测定结果的相对误差。 解：（1）依题意可得： 37 .0539 .037.035.038.036.0=++++= X μg /mL 标准偏差： 0158 .01 537.039.037.036.037.035.01 )(2 222＝－）－＋（＋）－＋（）－（＝ ＝ ??--∑ n X X S n 相对标准偏差： ％＝％＝＝ 27.410037.00158 .0?X S S r ⑵ ∵ X ＝0.37 μg /mL ，真实值为0.38μg /mL 则 ％ ％＝－－＝ ＝ 63.210038.038 .037.0?-μμ X E r 答：测定结果的相对标准偏差为4.2％；测定结果的相对误差为－2.63％。 3、用次甲基蓝－二氯乙烷光度法测定试样中硼时，为制作标准曲线，配制一系列质量浓度ρB (单位mg /L)分别为0.5，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0的标准溶液，测定吸光度A 分别为0.140，0.160，0.280，0.380，0.410和0.540。试写出标准曲线的一元线性回归方程，并求出其相关系数。 解：依题意可设一元线性回归方程为 y ＝a+bx 其中X ＝50 .50.15.0+??++＝2.6mg/mL 318.0＝Y 则 2 21 2 1 )6.20.5()6.25.0() 6.20.5)(318.0540.0()318.0140.0)(6.25.0()X () (X b -+??+--+??+----∑∑ ==－－＝ ）（＝n i i i i i X Y Y X ＝0.0878 则 a ＝x b y -＝0.318－0.0878×2.6＝0.0897 则回归线性方程为y ＝0.0897＋0.0878x 2 /12 /11 21 2 1)1197.021.15(3358 .1])()([) )((?----∑∑∑===＝ ＝ n i i n i i n i i i Y Y X X Y Y X X r ＝10.9911 答：一元回归线性方程为：y ＝0.0897＋0.0878x ，其相关系数为10.9911。 4、下面试确定某方法测定铁的检出限的一组数据：空白信号（相对单位）为5.6，5.8，6.2，5.2，5.3，5.6，5.7，5.6，5.9，5.6，5.7；10ng /mL 铁标准溶液信号（相对单位）为10.6，10.8，10.6。试计算此方法测定铁的检出限。 解：依题意得 117 .58.06.5+??++＝ b X ＝5.7 则)111()7.57.5()7.56.5(1)(2 21 2 --+??+-= --=∑=n X X S n i b b b =0.274 则最小信号b b L S R X X ?+==5.7+3×0.274=6.5 又因为S=3108 .1026.10?+?=1.067 分析化学试题1（含答案） 一、选择题(每小题 1 分，共20 分) 】 1．测得邻苯二甲酸pKa1=, pKa2=,则Ka1，Ka2值应表示为：( B ) A. Ka1=1×10-3, Ka2=3×10-6; B. Ka1=×10-3, Ka2=×10-6 ; C. Ka1=×10-3, Ka2=×10-6; D. Ka1=1×10-3, Ka2=×10-6; … 2．由计算器算得的结果为，按有效数字运算规则将结果修约为：( B ) A. ; B. ; C. ; D. ; 3．测定中出现下列情况, 属于偶然误差的是：( B ) ! A. 滴定时所加试剂中含有微量的被测物质; B. 某分析人员几次读取同一滴定管的读数不能取得一致; C. 某分析人员读取滴定管读数时总是偏高或偏低; D.滴定管体积不准确; < 4. 从精密度好就可断定分析结果可靠的前提是（B ） A. 随机误差小； B. 系统误差小； C. 平均偏差小； D. 相对偏差小； ! 5．下列有关NaHCO3在水溶液中质子条件的叙述,哪个是正确的( C ) A. [H+]+[HCO3-]+[Na+]=[OH-]; B. [H+]+[Na+]=[OH-]+[CO32-]; C. [H+]+[H2CO3]= [OH-]+[CO32-]; D. [HCO3-]+[Na+]=[OH-]+[CO32-]; — 6．在EDTA配位滴定中，下列有关EDTA酸效应的叙述，何者是正确的（B ） A. 酸效应系数愈大,配合物的稳定性愈高; B. 酸效应系数愈小,配合物稳定性愈高; ) C. 反应的pH愈大,EDTA酸效应系数愈大; D. 选择配位滴定的指示剂与酸效应无关; 7．当被滴定溶液中有M和N两种离子共存时，欲使EDTA滴定M而N不干扰，则在%的误差要求下滴定反应要符合: （ C ） A. KMY/KNY104; B.KMY/KNY105; C.KMY/KNY106; D. KMY/KNY108; ~ 8．在EDTA滴定中，下列有关掩蔽剂的应用陈述，哪一个是错误的（A ） A. 当Al3+、Zn2+离子共存时，可用NH4F掩蔽Zn2+而测定Al3+; ~ B. 测定钙镁时，可用三乙醇胺掩蔽少量Fe3+、Al3+; C. 使用掩蔽剂时，要控制一定的酸度条件; D. Bi3+、Fe3+共存时，可用盐酸羟胺掩蔽Fe3+的干扰; { 9．今有A，B相同浓度的Zn2+-EDTA溶液两份：A为pH = 10的NaOH溶液；B为pH=10的氨性缓冲溶液。对叙述两溶液K’ZnY的大小，哪一种是正确的（ B ） A. 溶液的K’ZnY和B溶液相等； B. A溶液的K’ZnY小于B溶液的K’ZnY； 。 C. A溶液的K’ZnY大于B溶液的K’ZnY； D.无法确定； 10. 条件电势是（D ） A. 标准电极电势; B. 任意温度下的电极电势; C. 任意浓度下的电极电势; ` D. 在特定条件时，氧化态和还原态的总浓度均为1mol·L-1时，校正了各种外界因素影响后的实际电极电势； 11. 已知：E0F2/2F-=，E0Cl2/2Cl-=，E0Br2/2Br-=，E0I2/2I-=，E0Fe3+/Fe2+=，根据电极电势数据，下列说法正确的是（ A ） 、 A. 卤离子中只有I-能被Fe3+氧化; B. 卤离子中只有Br-和I-能被Fe3+氧化; C. 卤离子中除F-外都能被Fe3+氧化; D. 全部卤离子都能被Fe3+氧化; 3-1 在进行农业实验时，需要了解微量元素对农作物栽培的影响。如果从实验田中挖一小铲泥土试样，送化验室测定，由此试样所得的分析结果有无意义？应该如何正确采样？（简答） 答：取样没有代表性，分析结果没有意义。应按随机取样的原则，在实验田的不同位置采集足够量的原始试样，混合均匀后送至化验室，经化验室人员粉碎、过筛、混匀、缩分至适当量后再进行分析。 3-2 现有粗碎后的试样20 kg ，将其破碎后全部通过10号筛（d=2 mm ），可以缩分几次？设K 值为0.2。 解：kg 8.022.0Kd Q 22=?=≥缩分 ()()次缩分样品 46.42lg /8.0lg 02lg 2lg /Q lg lgQ n ==-=-= 3-3 测定某试样中氮的质量分数时，六次平行测定的结果分别是20.40%、20.52%、20.54%、20.58%、20.50%和20.56%。（1）计算该组数据的平均值、极差、平均偏差、相对平均偏差、标准偏差和变异系数；（2）若此样品为标准样品，其中氮的含量为20.46%，计算以上测定结果的绝对误差和相对误差。 解：（1）%52.20n /x x i == ∑ %18.0%40.20%58.20R =-= %04.0n /x x d i =-=∑（0.043%）；%2.0%100x /d =?（0.19%） ()()%06.01n /x x s 2 i =--=∑（0.064%）；%3.0%100x /s =?（0.31%） （2）%06.0x E a =μ-=；%3.0%100/E E a r =?μ=（0.29%） 注意：本题中偏差和误差按修约规则应保留1位，但多保留1位也可以。 3-4 分析过程中出现下列情况会造成哪种误差或过失？若是系统误差应如何消除？ （a ）分析试剂中含有微量待测组分（系统误差；空白试验或更换为高纯度试剂） （b ）移液管转移溶液后尖嘴处残留量稍有不同（随机误差） （c ）称量过程中天平零点略有变动（随机误差） （d ）基准物质保存不当，结晶水部分风化（系统误差；更换基准物） （e ）用NaOH 标准溶液测定某食醋试样总酸度时，碱式滴定管未用NaOH 标准溶液润洗（过 第三章 思考题与习题 1．指出在下列情况下，各会引起哪种误差？如果是系统误差，应该采用什么方法减免？ 答:（1）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （2）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （3）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （4）系统误差中的试剂误差。减免的方法：做空白实验。 （5）随机误差。 （6）系统误差中的操作误差。减免的方法：多读几次取平均值。 （7）过失误差。 （8）系统误差中的试剂误差。减免的方法：做空白实验。 2解：因分析天平的称量误差为mg 2.0±。故读数的绝对误差g a 0002.0±=E 根据%100?T E = E a r 可得 %2.0%1001000.00002.01.0±=?±= E g g g r %02.0%1000000.10002.01±=?±= E g g g r 这说明，两物体称量的绝对误差相等，但他们的相对误差并不相同。也就是说，当被测定的量较大时，相对误差就比较小，测定的准确程度也就比较高。 3解：因滴定管的读数误差为mL 02.0±，故读数的绝对误差mL a 02.0±=E 根据%100?T E = E a r 可得 %1%100202.02±=?±= E mL mL mL r %1.0%1002002.020±=?±=E mL mL mL r 这说明，量取两溶液的绝对误差相等，但他们的相对误差并不相同。也就是说，当被测定的量较大时，测量的相对误差较小，测定的准确程度也就较高。 5答:：0.36 应以两位有效数字报出。 6答:：应以四位有效数字报出。 7答:：应以四位有效数字报出。 8答:：甲的报告合理。因为在称样时取了两位有效数字，所以计算结果应和称样时相同，都取两位有效数字。 第一章误差与数据处理 1-1 下列说法中，哪些是正确的？ （1）做平行测定的目的是减小系统误差对测定结果的影响。 （2）随机误差影响精密度，对准确度无影响。 （3）测定结果精密度高，准确度不一定高。 （4）只要多做几次平行测定，就可避免随机误差对测定结果的影响。 1-2 下列情况，将造成哪类误差？如何改进？ （1）天平两臂不等长（2）测定天然水硬度时，所用蒸馏水中含Ca2+。 1-3填空 （1）若只作两次平行测定，则精密度应用表示。 （2）对照试验的目的是，空白试验的目的是。 （3）F检验的目的是。 （4）为检验测定结果与标准值间是否存在显著性差异，应用检验。 （5）对一样品做六次平行测定，已知d1~d5分别为0、+0.0003、－0.0002、－0.0001、+0.0002，则d6为。 1-4用氧化还原滴定法测定纯品FeSO4·7H2O中铁的质量分数，4次平行测定结果分别为20.10%，20.03%，20.04%，20.05%。计算测定结果的平均值、绝对误差、相对误差、平均偏差、相对平均偏差、标准偏差及变异系数。 1-5有一铜矿样品，w(Cu) 经过两次平行测定，分别为24.87%和24.93%，而实际w(Cu)为25.05%，计算分析结果的相对误差和相对相差。 1-6某试样5次测定结果为：12.42%，12.34%，12.38%，12.33%，12.47%。用Q值检验法和4d检验法分别判断数据12.47%是否应舍弃？（P = 0.95） 1-7某分析人员测定试样中Cl的质量分数，结果如下：21.64%，21.62%，21.66%，21.58%。已知标准值为21.42%，问置信度为0.95时，分析结果中是否存在系统误差？ 1-8 在不同温度下测定某试样的结果如下： 10℃：:96.5%，95.8%，97.1%，96.0% 37℃：94.2%，93.0%，95.0%，93.0%，94.5% 试比较两组数据是否有显著性差异？（P = 0.95）温度对测定是否有影响？ 一、选择题 1．对反应 2SO 2(g)+O 2(g) NO(g) 2SO 3(g) 下列几种速率表达式之间关系正确的是( )。 A. dt dc dt c ) O ()SO (d 22= B. t c t c d 2)SO (d d )SO (d 32= C. t c t c d )O (d d 2)SO (d 23= D. 32d (SO ) d (O )2d d c c t t =- 解：选D 。依据化学反应的瞬时速率的表达通式，对于一般化学反应，速率表达可写出通式如下： A B Y Z A B Y Z νννν---???=???++ t v c t v c t v c t v c v d d d d d d d d Z Z Y Y B B A A ==== 2．由实验测定，反应 H 2(g)+Cl 2(g)===2HCl(g) 的速率方程为v ＝kc (H 2)c 1/2(Cl 2) ，在其他条件不变的情况下，将每一反应物浓度加倍， 此时反应速率为( )。 A. 2v B. 4v C. 2.8v D. 2.5v 解：选C 。依据化学反应的速率方程υ＝kc (H 2)c 1/2(Cl 2)，H 2和Cl 2浓度增大都增大一倍时，速率应该增大22倍，即相当于2.8Υa 。 3．测得某反应正反应的活化能E a.正=70 kJ·mol -1，逆反应的活化能E a.逆=20 kJ·mol -1，此反应的反应热为( ) A. 50 kJ·mol -1 B. -50 kJ·mol -1 C. 90 kJ·mol -1 D. -45 kJ·mol -1 解：选A 。依据过渡态理论，反应热可以这样计算：Q = E a,正－ E a,逆 。 4．在298K 时，反应 2H 2O 2===2H 2O+O 2，未加催化剂前活化能E a =71 kJ·mol -1，加入Fe 3+作催化剂后，活化能降到42 kJ·mol -1，加入 催化剂后反应速率为原来的（ ）。 A. 29倍 B. 1×103倍 C. 1.2×105倍 D.5×102倍 解：选C 。依据阿仑尼乌斯指数式k = A ·e RT E a - ，可得5298 314.8290001 2102.1e e 2 1 ?===?-RT E E a a k k 5．某反应的速率常数为2.15 L 2·mol -2·min -1，该反应为( )。 A. 零级反应 B. 一级反应 C. 二级反应 D. 三级反应 解：选D 。对于一个基元反应，aA + bB = cC + dD ，有反应速率为(A)(B)a b v kc c =则其速率常数k 的单位的通式可写成：(mol · L -1)1-a-b ·s -1， 反推可以得到为三级反应。 6．已知反应 2NO(g)+Cl 2(g)===2NOCl(g) 的速率方程为v ＝kc 2(NO)c (Cl 2)。故该反应( ) A. 一定是复杂反应 B. 一定是基元反应 C. 无法判断 解：选C 。基元反应符合质量作用定律，但符合质量作用定律的不一定都是基元反应。反应是基元反应还是复杂反应，要通过实验来确定。 7．已知反应 N 2(g)+O 2(g)===2NO(g) Δr H m θ>0，当升高温度时，K θ将( )。 A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 无法判断 解：选B 。根据吕·查德里原理，对吸热反应，当升高温度时，平衡就向能降低温度（即能吸热）的方向移动；即反应正向进行，平衡常数 将增大。 8．已知反应 2SO 2(g)+O 2(g) 3(g) 平衡常数为K 1θ，反应 SO 2(g)+21O 2(g) SO 3(g) 平衡常数为K 2θ。则K 1θ和K 2θ 的关系为( ) A. K 1θ＝K 2θ B. K 1θ＝ θ 2 K C. K 2θ＝ θ 1K D. 2K 1θ＝K 2θ 解：选C 。根据平衡常数的表达式，平衡常数与化学反应的化学计量数是有关的。化学反应的化学计量数的变化影响着平衡常数的指数项。 9．反应 2MnO 4-+5C 2O 42-+16H +===2Mn 2++10CO 2+8H 2O Δr H m θ< 0，欲使KMnO 4褪色加快，可采取的措施最好不是( )。 A. 升高温度 B. 降低温度 C. 加酸 D. 增加C 2O 42-浓度 解：选B 。欲使KMnO 4褪色加快，即增大反应的速率，只能通过升高温度，增大反应物的浓度，加入催化剂等来考虑。所以这里降低 温度不利于加快反应速率。 10．设有可逆反应 a A(g) + b B(g) d D(g) + e E(g) θm r H ? >0，且a +b >d +e ，要提高A 和B 的转化率，应采取的措施是( )。 A. 高温低压 B. 高温高压 C. 低温低压 D. 低温高压 解：选B 。根据吕·查德里原理，对吸热反应，当升高温度时，平衡就向能降低温度（即能吸热）的方向移动；当增大压力时，平衡就向能 第1章思考题与习题参考答案 一、选择题 1．等压下加热5％的下列水溶液，最先沸腾的是（） A. 蔗糖（C12H22O11）溶液 B. 葡萄糖（C6H12O6）溶液 C. 丙三醇（C 3H8O3）溶液 D. 尿素（(NH2)2 CO）溶液 解：选D。在等压下，最先沸腾就是指溶液的蒸气压最低。根据难挥发非电解质稀溶液的依数性变化规律，溶液质量摩尔浓度增大，溶液的蒸气压下降。这里，相同质量分数下，溶质的摩尔质量越小，质量摩尔浓度越大。选项D中非电解质尿素的摩尔质量最小，尿素溶液的质量摩尔浓度最大，蒸气压最低，在等压下最先沸腾。 2．0.1mol·kg－1下列水溶液中凝固点最低的是（） A. NaCl溶液 B. C12H22O11溶液 C. HAc溶液 D. H2SO4溶液 解：选D。电解质溶液的依数性虽然不能用拉乌尔定律进行统一的定量计算，但仍然可以参照难挥发非电解质稀溶液的依数性进行定性描述。即溶质的粒子数目增大，会引起溶液的蒸气压降低，沸点升高，凝固点下降和溶液的渗透压增大。此题中，在相同质量摩尔浓度下，溶液中的粒子数目估算出来是H2SO4溶液最多，所以其凝固点最低。 3．胶体溶液中，决定溶胶电性的物质是（） A. 胶团 B. 电位离子 C. 反离子 D. 胶粒 解：选D。根据胶团结构，胶核和吸附层的整体称为胶粒，胶粒中反离子数比电位离子数少，故胶粒所带电荷与电位离子符号相同。即胶粒带电，溶胶电性由胶粒决定。 4．溶胶具有聚结不稳定性，但经纯化后的Fe(OH)3溶胶可以存放数年而不聚沉，其原因是（） A. 胶体的布朗运动 B. 胶体的丁铎尔效应 C. 胶团有溶剂化膜 D. 胶粒带电和胶团有溶剂化膜 2014年分析化学课后作业参考答案 P25： 1．指出在下列情况下，各会引起哪种误差？如果是系统误差，应该采用什么方法减免？ （1） 砝码被腐蚀； （2） 天平的两臂不等长； （3） 容量瓶和移液管不配套； （4） 试剂中含有微量的被测组分； （5） 天平的零点有微小变动； （6） 读取滴定体积时最后一位数字估计不准； （7） 滴定时不慎从锥形瓶中溅出一滴溶液； （8） 标定HCl 溶液用的NaOH 标准溶液中吸收了CO 2。 答:（1）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （2）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （3）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （4）系统误差中的试剂误差。减免的方法：做空白实验。 （5）随机误差。减免的方法：多读几次取平均值。 （6）随机误差。减免的方法：多读几次取平均值。 （7）过失误差。 （8）系统误差中的试剂误差。减免的方法：做空白实验。 3．滴定管的读数误差为±0.02mL 。如果滴定中用去标准溶液的体积分别为2mL 和20mL 左右，读数的相对误差各是多少？从相对误差的大小说明了什么问题？ 解：因滴定管的读数误差为mL 02.0±，故读数的绝对误差mL a 02.0±=E 根据%100?T E = E a r 可得 %1%100202.02±=?±= E mL mL mL r %1.0%1002002.020±=?±=E mL mL mL r 这说明，量取两溶液的绝对误差相等，但他们的相对误差并不相同。也就是说，当被测定的量较大时，测量的相对误差较小，测定的准确程度也就较高。 4．下列数据各包括了几位有效数字？ （1）0.0330 (2) 10.030 (3) 0.01020 (4) 8.7×10-5 (5) pKa=4.74 (6) pH=10.00 答：（1）三位有效数字 （2）五位有效数字 （3）四位有效数字 （4） 两位有效数字 （5） 两位有效数字 （6）两位有效数字 9．标定浓度约为0.1mol ·L -1的NaOH ，欲消耗NaOH 溶液20mL 左右，应称取基准物质H 2C 2O 4·2H 2O 多少克？其称量的相对误差能否达到0. 1%？若不能，可以用什么方法予以改善？若改用邻苯二甲酸氢钾为基准物，结果又如何？ 解：根据方程2NaOH+H 2C 2O 4·H 2O==Na 2C 2O 4+3H 2O 可知， 需H 2C 2O 4·H 2O 的质量m 1为： 1、在pH=9.0时，以0.0200mol·L-1EDTA滴定50.0ml 0.0200mol·L-1Cu2+溶液，当加入100.00ml EDTA溶液后，在下列叙述中正确的是（ A） A. pCu'=lgK'CuY B. pCu'=pK'CuY C. lg[Cu2+]=lgK'CuY 2、DETA滴定法中所用金属离子指示剂，要求它与被测金属离子形成的配合物的 （ B） A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 不好说 3、比色分析中，用1cm比色皿测得透光率为T，若用2cm比色皿，则测得透光率为：（ C） A. 2T B. T/2 C. T2 D. (T)1/2 4.下列不属于ISE的是：（ D） A. 晶体膜电极； B. 非晶体膜电极； C. 玻璃电极； D. 参比电极。 5、用0.10mol·L-1的NaOH滴定0.10mol·L-1，pKa=3.0的弱酸，其pH突跃范围是7.0～9.7，用同浓度的NaOH滴定0.10mol·L-1，pKa=4.0的弱酸时，其pH 突跃范围将是（ A） A. 8.0～9.7 B. 7.0～10.0 C. 6.0～9.7 D. 6.0～10.7 6、下列数据中，那一组数据所涉及的红外光谱区能够包括CH3CH2COH的吸收带（ D） A. 3000-2700 cm-1，1675-1500 cm-1，1475-1300 cm-1 B. 3300-3010 cm-1，1675-1500 cm-1，1475-1300 cm-1 C. 3300-3010 cm-1，1900-1650 cm-1，1000-650 cm-1 D. 3000-2700 cm-1，1900-1650 cm-1，1475-1300 cm-1 7.(2分)偏差是衡量（A ） A. 精密度 B. 置信度 C. 准确度 D. 精确度 8.(2分)0.01mol/L某一元弱算能被准确滴定的条件是（A ） A. Kaθ≧10-6 B. Kaθ≧10-8 C. Kbθ≧10-6 D. Kbθ≧10-8 9、浓度为c mol·L-1(NH4)2CO3溶液质子条件是（B ） A. [H+]=[OH]－[NH3]+[HCO3-]+2[H2CO3] B. [H+]=[OH]－[NH3]-[HCO3-]-2[H2CO3] C. [H+]=[OH]－[NH3]-[HCO3-]+2[H2CO3] D. [NH3]=[HCO3-] 思考题与习题 1．指出在下列情况下，各会引起哪种误差？如果是系统误差，应该采用什么方法减免？ （1）砝码被腐蚀； （2）天平的两臂不等长； （3）容量瓶和移液管不配套； （4）试剂中含有微量的被测组分； （5）天平的零点有微小变动； （6）读取滴定体积时最后一位数字估计不准； （7）滴定时不慎从锥形瓶中溅出一滴溶液； （8）标定HCl溶液用的NaOH标准溶液中吸收了CO2。 答:（1）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （2）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （3）系统误差中的仪器误差。减免的方法：校准仪器或更换仪器。 （4）系统误差中的试剂误差。减免的方法：做空白实验。 （5）随机误差。 （6）系统误差中的操作误差。减免的方法：多读几次取平均值。 （7）过失误差。 （8）系统误差中的试剂误差。减免的方法：做空白实验。 2．如果分析天平的称量误差为±0.2mg，拟分别称取试样0.1g和1g左右，称量的相对误差各为多少？这些结果说明了什么问题？ 解：因分析天平的称量误差为mg 2.0±。故读数的绝对误差g a 0002.0±=E 根据%100?T E =E a r 可得 %2.0%1001000.00002.01.0±=?±=E g g g r %02.0%1000000.10002.01±=?±=E g g g r 这说明，两物体称量的绝对误差相等，但他们的相对误差并不相同。也就是说，当被测定的量较大时，相对误差就比较小，测定的准确程度也就比较高。 3．滴定管的读数误差为±0.02mL 。如果滴定中用去标准溶液的体积分别为2mL 和20mL 左右，读数的相对误差各是多少？从相对误差的大小说明了什么问题？ 解：因滴定管的读数误差为mL 02.0±，故读数的绝对误差mL a 02.0±=E 根据%100?T E =E a r 可得 %1%100202.02±=?±=E mL mL mL r %1.0%1002002.020±=?±=E mL mL mL r 这说明，量取两溶液的绝对误差相等，但他们的相对误差并不相同。也就是说，当被测定的量较大时，测量的相对误差较小，测定的准确程度也就较高。 4．下列数据各包括了几位有效数字？ （1）0.0330 (2) 10.030 (3) 0.01020 (4) 8.7×10-5 (5) pKa=4.74 (6) pH=10.00 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%，若甲分析结果为%，%，%，乙分析得%，%，%。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 = ++÷3 =(%) x 2 = ＋＋ ÷3 = (%) E 1=－ =(%) E 2=－ = (%) %030.01 /)(1)(222 1=-∑-∑= --∑= n n x x n x x s i %045.01 /)(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：%，% 乙：%，% 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。 滴定分析法概论习题解 1.已知浓硫酸的密度为1.84g ?mL -1，其中硫酸含量为96％。(1) 求浓硫酸的物质的量浓度。（2）若配制0.5 mol ?L -1的硫酸溶液1L 需上述浓硫酸溶液多少毫升？ 解：(1) c (H 2SO 4) =08 .98100096.084.1??=18.01 mol ·L -1 (2) 稀释前后H 2SO 4物质的量相等 V (H 2SO 4)= 01 .1810005.0?=27.76ml 2.计算下列滴定剂对被测物的滴定度。 （1）用0.2000 mol ?L -1 AgNO 3溶液测定NH 4Cl ； （2）用0.2134 mol ?L -1 EDTA 溶液测定CaCO 3； （3）用0.1892 mol ?L -1 Na 2S 2O 3溶液测定I 2。 解：（1）)Cl NH ()AgNO ()AgNO /Cl NH (4334M c T = 111101070.070.1049.532000.0----?=?=???=mL g L g mol g L mol （2）)CaCO ()()/CaCO (33M EDTA c EDTA T = 111102136.036.2109.1002134.0----?=?=???=mL g L g mol g L mol （3）1222232232(I /Na S O )(Na S O )(I )T c M = 111120.1892253.810.02403mol L g mol g mL ---=????=? 3.用邻苯二甲酸氢钾(KHC 8H 4O 4)作基准物质标定浓度约为0.1mol ?L -1的溶液20~30mL 时，应称取邻苯二甲酸氢钾的质量范围是多少克？如果用草酸（H 2C 2O 4·2H 2O ）作基准物质，又应称取多少克？ 解：根据反应方程式)O H aOH)M(KHC c(NaOH)V(N )O H m(KHC 448448= g mol g L L mol m 41.022.20402.01.0111=????=-- g mol g L L mol m 61.022.20403.01.0112=????=-- 应称取邻苯二甲酸氢钾的质量范围是0.41~0.61g; 同理，若改用草酸作基准物质，则 O)2H O C aOH)M(H c(NaOH)V(N 21O)2H O C m(H 24222422?= ? g mol g L L mol m 13.007.12602.01.02 1111=?????=-- 分析化学简答题总结 一、绪论 二.简答题（每题10 分，共30 分） 1.请简述影响峰强和峰位的因素. 2.质谱中分子电离的方式有哪些及用于何类化合物的电离. 3.化学位移相同的氢为什么会出现磁不等同,请举例说明. 1、简述分析化学的分类方法 答：按分析任务：①定性分析：确定物质组成；②定量分析：测定某一组份某些组分的含量；3：结构分析：研究物质的价态，晶态，结合态等存在状态及其含量； 按分析对象①无机分析：分析分析无机物，定量定性；②分析有机物，定性定量 按测定原理①化学分析：利用化学反应及计量关系确定被测物质组成及其含量②仪器分析：利用特殊仪器进行分析。如电化学分析，光学分析等。 ④根据试样量多少，分为常量，半微量，微量，超微量 ⑤根据试样中北侧祖坟含量高低，分为常量组分，微量组分，痕量组分。 2、分析过程和步骤 答：①分析任务和计划：明确任务，制定研究计划 ②取样：组分测定的实际试样，必须能代表待测定的整个物质系统 ③试样准备：使试样适合于选定的分析方法 ④测定：根据待测组分的性质，含量和对分析测定的具体要求，选择合适的测定方法 ⑤结果处理和表达：运用统计学的方法对分析测定所提供的信息进行有效的处理，形成书面报告。 第二章误差分析数据处理 1、简答如何检验和消除测量过程中的误差以提高分析结果的准确度 答：误差主要来源有系统误差和随机误差。 为了减少随机误差，需要仔细地进行多次测定取平均结果。 系统误差是由固定的原因产生的，是由规律性的，因此首先要知道误差来源， 再用适当方法校正。 如何检验： 2、简述系统误差，偶然误差的来源特点，及消除方法 答：①系统误差：方法误差：实验设计不当， 仪器试剂误差：仪器为校准，试剂不合格引起。如砝码生锈，试剂不纯等。操作误差：操作不当引起的误差，不包括过失。如滴定终点判断不准等。 特点：有固定的方向，大小可测，重复测定时重复出现。 消除：修改实验方案；校准仪器，更换试剂；做对照试验，空白试验，回收实验以及多加训练，规范操作等。 ②偶然误差：偶然因素引起的。如实验室温度，湿度，电压，仪器性能等的偶然变化及操作者平行试样处理的微小差异等。 特点：大小方向不可测，无重复性，且具有随机性。 消除：可以通过增加平行测定次数来避免。 3、误差与偏差，准确度与精密度的关系，什么情况下可以用偏差反应结果的准确度？ 答：误差：测量值与真实值之间的差值 偏差：测定结果与平均结果的差值 1. 准确度高，要求精密度一定高 但精密度好，准确度不一定高 2、准确度：测量值与真实值之间接近程度，反应结果正确性。 精密度：各平行测量值之间互相接近的程度。反应重现性。 精密度是准确度的先决条件，精密度不好，衡量准确度没有意义。 在系统误差消除的前提下，可以用偏差反应结果的准确度。 4、表示样品精密度的统计量有哪些？与平均偏差相比，标准偏差能更好地表示一组数据的离散程度，为什么？ 答：表示精密度的统计量有——偏差，平均偏差，相对平均偏差，标准偏差，平均标准偏差， 用标准偏差，突出了较大偏差的影响， （一）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)c 1() 4 H 24 ： []+[H 34 ]=[]+[ 3 ] +[ 4 2-]+2[ 4 3-] (2)c 1() c 2 ()H 33 []+[]=[H 23 -]+[] 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，其最大吸收波长不变，透射比减小。 3.检验两组结果是否存在显著性差异采用t检验法，检验两组数据的精密度是否 存在显著性差异采用F检验法。 4．二元弱酸H 2 B，已知＝1.92时，δH2B ＝δ；＝6.22时δ＝δB2-,则H2B的1＝1.92，2＝6.22。 5.已知(32+)=0.68V，(43+)=1.44V，则在1 H 24 溶液中用0.1000 4+滴定0.1000 2+，当滴定分数为0.5时的电位为0.6，化学计量点电位为1.06，电位突跃范围 是0.86—1.26。 6.以二甲酚橙()为指示剂在六亚甲基四胺缓冲溶液中用2+滴定，终点时溶液颜色由_黄_变为_红_。 8.某溶液含3+10，用等体积的有机溶剂萃取一次后，该溶液中剩余0.1，则3+在两相中的分配比=8.99:1。 9.容量分析法中滴定方式有直接滴定,反滴定，置换滴定和间接滴定。 8 2与 2 S 2 O 3 的反应式为I 2 +2S 2 O 3 22 S 4 O 6 2-。 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，所获得的曲线称谓吸收光谱曲线；光吸收最大处的波长叫做最大吸收波长，可用符号λ表示。 11.紫外可见分光光度计主要由光源,单色器,吸收池,检测部分四部分组成. 12.桑德尔灵敏度以符号S表示,等于ε；桑德尔灵敏度与溶液浓度无关，与波长无关。 13..在纸色谱分离中，水或H 2 O是固定相。 14..定量分析过程包括采样与制样，称样、样品分解、分离与测定、结果计算和数据处理。 一、选择题 1．对反应 2SO 2(g)+O 2(g) NO(g) 2SO 3(g) 下列几种速率表达式之间关系正确的是 ( )。 A. dc (SO 2 ) dc( O 2 ) B. dt dt dc(SO 2) dc( S O 3) dt 2dt C. dc( S O 3 ) c(O 2 D. d ) 2dt dt d c(SO) dc(O ) 3 2 2dt dt 解：选 D 。依据化学反应的瞬时速率的表达通式，对于一般化学反应，速率表达可写出通式如下： A A B B Y Y Z Z v dc A v A d t dc B v B d t dc Y v Y d t dc Z v Z dt 2．由实验测定， 反应 H 2(g)+Cl 2(g)===2HCl(g) 的速率方程为 v ＝kc(H 2)c 1/2(Cl 2) ，在其他条件不变的情况下， 将每一反应物浓度加倍， 此时反应速率为 ( )。 A. 2v B. 4v C. 2.8v D. 2.5v 1/2(Cl 2)，H 2 和 Cl 2 浓度增大都增大一倍时，速率应该增大 2 2 倍，即相当 于 2.8Υa 。 解：选 C 。依据化学反应的速率方程 υ＝kc(H 2)c -1，逆反应的活化能 E a. -1，此反应的反应热为 ( ) 3．测得某反应正反应的活化能 E a.正 =70 kJ m ·ol 逆 =20 kJ m ·ol -1 B. -50 kJ m ·ol -1 C. 90 kJ m ·ol -1 D. -45 kJ m ·ol -1 A. 50 kJ m ·ol 解：选 A 。依据过渡态理论，反应热可以这样计算： Q = E a,正 － E a, 逆 。 -1，加入 Fe 3+作催化剂后，活化能降到 42 kJ ·m ol -1，加入 4．在 298K 时，反应 2H 2O 2===2H 2O+O 2，未加催化剂前活化能 E m ·ol 催化剂后反应速率为原来的（ ）。 3 倍 C. 1.2 ×105 倍 D.5×102 倍 A. 29 倍 B. 1 ×10 E a 解：选 C 。依据阿仑尼乌斯指数式 k = A ·e RT ，可 得 E a a E 29000 k 1 2 2 e e 1.2 10 RT 8 .314 298 k 1 5 5．某反应的速率常数为 2.15 L 2·mol -2·min -1，该反应为( )。 A. 零级反应 B. 一级反应 C. 二级反应 D. 三级反应 -1)1-a-b ·s -1， a b 解：选 D 。对于一个基元反应，aA + bB = cC + dD ，有反应速率为 v kc (A) c (B) 则其速率常数 k 的单位的通式可写成： (mol ·L 反推可以得到为三级反应。 6．已知反应 2NO(g)+Cl 2(g)===2NOCl(g) 的速率方程为 v ＝kc 2(NO) c(Cl 2)。故该反应 ( ) A. 一定是复杂反应 B. 一定是基元反应 C. 无法判断 解：选 C 。基元反应符合质量作用定律，但符合质量作用定律的不一定都是基元反应。反应是基元反应还是复杂反应，要通过实 验来确定。 7．已知反应 N 2(g)+O 2(g)===2NO(g) Δr H m θ>0，当升高温度时， K θ 将( )。 A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 无法判断 《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=1 n 12-∑=n d i i =937.017.007.133.117.063.097.033.167.013.02 222222222+++++++++ = 3000 2227 CV(%)=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 4 4.93×10 －10 （Ka ） 5.6×10 －10 （Ka ） 5.9×10－2 （Ka 1） 6.4×10－5 （Ka 2）分析化学作业及答案概要
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