大学《分析化学》试题及答案十一.docx
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大学《分析化学》试题及答案十一
大学《分析化学》试题及答案
Chap3络合测定法
1在总浓度为0.10mol/L的银-硫代硫酸络合物的溶液中,当Ag(S2O3)35-型体的浓度等于Ag(S2O3)-型体浓度的1000倍时,溶液中游离S2O32-和Ag(S2O3)-型体的浓度各为多少?
(已知Ag+-S2O32-形成逐级络合物的累积稳定常数1=109.0,2=1013.0,3=1014.0)
解:
[Ag(S2O3)35-][Ag(S2O3)-]
3=────────1=────────
[Ag+][S2O32-]3[Ag+][S2O32-]
3[Ag(S2O3)35-]
即──=────────────
1[Ag(S2O3)-][S2O32-]2
[S2O32-]=109.0-14.0+3.0=0.10(mol/L)
[Ag(S2O3)-]=cx1
10-1.0+9.0
=0.10×──────────────
1+10-1.0+9.0+10-2.0+13.0+10-3.0+14.0
=10-4.3=5×10-5(mol/L)
2用0.0200mol/LEDTA滴定pH=10.0每升含有0.020mol游离氨的溶液中的Cu2+[c(Cu2+)=0.0200mol/L],计算滴定至化学计量点和化学计量点前后0.1%时的pCu'和pCu值。
[lgK(CuY)=18.8;pH=10.0时lgY(H)=0.5,lgCu(OH)=0.8;Cu-NH3络合物的各级累积常数lg1~lg4:
4.13、7.61、10.48、12.59]
解:
=1+10-2.00+4.13+10-4.00+7.61+10-6.00+10.48+10-8.00+12.59=104.9
Cu=104.9+100.8-1=104.9
lgK'(CuY)=18.8-4.9-0.5=13.4
化学计量点pCu'=(13.4+2.0)/2=7.7pCu=7.7+4.9=12.6
0.020×0.1%
化学计量点前0.1%[Cu']=───────=10-5.0(mol/L)
2→体积增大一倍
pCu=5.0+4.9=9.9
[CuY]1031
化学计量点后0.1%[Cu']=──────=──×───=10-10.4(mol/L)
[Y']K'(CuY)11013.4
pCu=10.4+4.9=15.3
3在一定条件下用0.010mol/LEDTA滴定50.00mL同浓度金属离子M2+,在加入49.95mL到50.05mLEDTA时pM值改变1单位,计算K'(MY)。
解:
加入49.95mL和50.05mLEDTA相当于化学计量点前后0.1%。
依题意:
Et=±0.1%pM=1/2=0.5c(M计)=0.010/2=0.005
根据
(林邦公式)
100.5-10-0.5
0.1%=─────── 解得K'=109.2
0.005×K'
4于pH=10.0时,以0.0100mol/LEDTA溶液滴定50.00mL同浓度的某金属离子M2+,已知在此条件下滴定反应进行完全。
当加入EDTA溶液49.95mL和50.05mL时,化学计量点前后的pM值改变2个单位。
计算络合物MY2-的稳定常数K(MY)值。
(不考虑M2+的其它副反应,已知pH=10.0时,lgY(H)=0.5)
解:
加入EDTA溶液49.95mL相当于化学计量点前0.1%,此时
0.0100×0.05
[M]=───────=5×10-6(mol/L),pM=5.3
100
化学计量点M2+的浓度为:
pM计=5.3+1.0=6.3
[M]计=5×10-7mol/L, [Y']计=5×10-7mol/L
[MY]计≈5.0×10-3(mol/L)
5.0×10-3
K'(MY)=───────=2.0×1010
(5×10-7)2
lgK(MY)=lgK'(MY)+lgY(H)=10.3+0.5=10.8
即K(MY)=1010.8
5以0.02000mol/LEDTA滴定浓度均为0.02000mol/LPb2+、Ca2+混合液中的Pb2+,溶液pH为5.0。
计算:
(1)化学计量点时的lgK'(PbY)和[Pb2+]、[CaY]值。
(2)若以二甲酚橙为指示剂,终点误差多大?
此时[CaY]是多大?
已知pH=5.0时lgY(H)=6.6、pPb终=7.0(二甲酚橙);lgK(PbY)=18.0,lgK(CaY)=10.7。
解:
Y(Ca)=1+10-2+10.7=108.7>Y(H)Y≈108.7
(1).lgK'(PbY)=18.0-8.7=9.3
pPb计=(9.3+2.0)/2=5.7=pY'计=pCaY计
(为什么=pCaY计,因为Y≈Y(Ca),所以,Y'计可认为都与Ca络合)
[Pb2+]计=[CaY]计=10-5.7(mol/L)
(2).pPb=7.0-5.7=1.3
101.3-10-1.3
Et=────────×100%=0.4%
10(9.3-2.0)/2
[PbY]10-2.0
[CaY]终=[Y']终=─────=──────=10-4.3(mol/L)
[Pb]K'PbY10-7.0+9.3
或pCaY终=pY'终=pY'计+pY=5.7-1.3=4.4
再问:
计算化学计量点时∑[HiY]值 i=1-6
化学计量点时[Y']=[Pb2+]=10-5.7
[Y']10-5.7
[Y]=────=──────=10-14.4
Y(Ca)108.7
∑[HiY]=[Y]Y(H)=10-14.4+6.6=10-7.8(mol/L)i=1-6
6在pH=5.0时,以二甲酚橙为指示剂用2.00×10-4mol/LEDTA滴定2.00×10-4mol/L的Pb2+溶液,试计算调节pH时选用六次甲基四胺或HAc-NaAc缓冲溶液的滴定误差各为若干?
用哪种缓冲剂好?
(设终点时[Ac-]=0.10mol/L)
已知:
lgK(PbY)=18.0,Pb(Ac)2的lg1=1.9lg2=3.3,Ka(HAc)=1.8×10-5
pH=5.0时:
lgY(H)=6.6、pPbt(二甲酚橙)=7.0。
解:
(1)六次甲基四胺介质lgK'(PbY)=18.0-6.6=11.4
pPb计=(11.4+4.0)/2=7.7pPb=7.0-7.7=-0.7
10-0.7-100.7
Et=───────×100%=-0.1%
10-4.0+11.4
(2)HAc-NaAc介质Pb(Ac)=1+[Ac]1+[Ac]22=101.5
lgK'(PbY)=18.0-1.5-6.6=9.9
pPb'计=(9.9+4.0)/2=7.0pPb'终=7.0-1.5=5.5考虑的Pb2+副反应
pPb'=5.5-7.0=-1.5
10-1.5-101.5
Et=───────×100%=-3.2% 结论:
应选用六次甲基四胺
10-4.0+9.9
7今有CaCO3试样,已知其中约含10%的PbCO3。
若将0.1g试样溶解后,加入pH=5.0的HAc-NaAc缓冲溶液,此时c(HAc+Ac-)=0.15mol/L。
溶液总体积为25mL,然后以二甲酚橙为指示剂,用EDTA滴定Pb2+,试判断此滴定能否获得准确的结果(不考虑滴定时体积的变化)?
已知lgK(PbY)=18.0,lgK(CaY)=10.7,Ka(HAc)=1.8×10-5
pH=5.0时,lgY(H)=6.6,Pb2+与Ac所生成络合物的1=101.9,2=103.3,
Mr(CaCO3)=100,Mr(PbCO3)=267
解:
含CaCO3约90mg
c(Ca)=90/(100×25)=0.036=10-1.4(mol/L)
c(Pb)=10/(267×25)=10-2.8(mol/L)
1.8×10-5
[Ac-]=──────────×0.15=0.1(mol/L)
10-5+1.8×10-5
Pb(Ac)=1+10-1.0+1.9+10-2.0+3.3=101.5
Y(H)=106.6Y(Ca)=1+10-1.4+10.7=109.3
Y=Y(H)+Y(Ca)≈Y(Ca)=109.3
lgK'(PbY)=18.0-1.5-9.3=7.2
lg[c(Pb)K'(PbY)]=7.2-2.8=4.4<<6
可见此滴定不可能获得准确的结果
8a.用2×10-2mol/LEDTA可否准确滴定同浓度M,N混合液中的M离子?
b.若加入掩蔽剂A并调节pH=8.0。
已知终点未络合的掩蔽剂浓度c(A)=0.20mol/L。
问滴定M离子的准确度能否达到Et≤0.1%?
(假如能选择到好的指示剂并在终点情况下N离子与指示剂不显色)
已知lgK(MY)=20.0,lgK(NY)=18.0H2A的pKa1=5.0、pKa2=8.0
A与M离子络合物的lg1=2.0、lg2=5.0,
A与N离子络合物的lg1=5.0、lg2=10.0,pH=8.0时lgY(H)=2.3。
解:
a.lgK(MY)-lgK(NY)=20.0-18.0=2.0<6.0所以不能准确滴定M离子
b.A(H)=1+108.0×10-8.0+108.0+5.0×10-16.0=2
[A2-]=0.20/2=0.10
M(A)=1+102.0×10-1.0+105.0×10-2.0=1+10+103.0≈103.0
N(A)=1+105.0×10-1.0+1010.0×10-2.0=1+104.0+108.0≈108.0
[N]=10-2.0/108.0=10-10.0(mol/L)
Y(N)=1+1018.0×10-10.0=108.0
Y=102.3+108.0-1≈108.0
lgK'(MY)=20.0-3.0-8.0=9.0
lgK'(MY)=9.0>8.0故此条件下能准确滴定M离子
9在pH=5.5时使用0.020mol/LHEDTA(X)滴定同浓度Zn2+,Cd2+试液中的Zn2+,以KI掩蔽Cd2+,采用二甲酚橙为指示剂,已知:
lgK(ZnX)=14.5,lgK(CdX)=13.0,pH=5.5时:
lgX(H)=4.6、pZnt(二甲酚橙)=5.7。
已计算得:
lgCd(I)=5.1lgX(Cd)=5.9lgK(ZnX')=8.6pZn计=5.3Et=+0.1%
请根据以上数据完成下表(单位均为mol/L)
[X']
[X]
∑[HiX]
i=1~3
[Cd2+]
化学计量点
10-5.3
10-11.2
10-6.6
10-7.1
终点
10-4.9
10-10.8
10-6.2
10-7.1
提示:
化学计量点时[X']=[Zn]=10-5.3(mol/L)
[X]=10-5.3/105.9=10-11.2(mol/L)
∑[HiX]=10-11.2+4.6=10-6.6(mol/L)
[Cd2+]=CCd/Cd(Ⅰ)=10-2/105.1=10-7.1(mol/L)
终点时pX'=-pZn=-(5.7-5.3)=-0.4
终点时[X]、∑[HiX]、[X']比相应形式在化学计量点的浓度大100.4;
而终点与化学计量点的lgCd(Ⅰ)一致,故终点与化学计量点的[Cd2+]相同
10一种市售抗胃酸药由CaCO3、MgCO3以及MgO和适当填充剂组成。
现取10片该药共6.614g,溶解后稀释至500mL。
取出25.00mL,调节pH后,以铬黑T作指示剂,用0.1041mol/LEDTA溶液滴定,用去25.41mL.试计算
(1)试样中碱土金属(以Mg计)的质量分数;
(2)平均每片药片可中和多少毫克酸(以HCl计)。
已知Ar(Mg)=24.31,Mr(HCl)=36.45。
解:
0.1041mol/L×25.41mL×24.31g/mol
(1)w(Mg)=───────────────────×100%
25.00mL
6.614g×───────×1000mL/L
500mL
=19.44%
(2)因每摩尔碱土金属可中和2摩尔HCl,故每片药片可中和盐酸
2×0.1041mol/L×25.41mL×36.45g/mol 500
─────────────────────×───
10片×1000ml/L 25.00
=0.3857(g/片)=385.7mg/片
11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?
解:
在滴定过程中不断释放出H+,即M+H2Y2-=MY+2H+酸度不断增大。
为了控制适宜的酸度范围,需加入缓冲溶液。
12利用络合滴定法测定Bi3+,Al3+,Pb2+混合液中三组分浓度,请用简单流程图表明分析过程,指出滴定剂,酸度,必要试剂、条件及指示剂。
解:
EDTA标液Zn2+标液Zn2+标液
↓↓返滴↓
Bi3+BiY
pH=1加过量EDTA,△NH4F,△
Al3+───→Al3+────────→AlY────→AlF63-
Pb2+二甲酚橙Pb2+pH=5-6,冷滴PbY冷滴PbY
测Bi测Al+Pb测Al
两者之差即Pb
13拟定用络合滴定法测定铜合金中Pb2+,Zn2+含量的分析方案,用简单流程图表示,指出酸度,介质,所需试剂,滴定剂及指示剂。
解:
KCNpH=10NH3-NH4+Cu(CN)2-
Cu2+、Zn2+、Pb2+────────────→Zn(CN)42-
酒石酸EBT,EDTA滴定PbY2-(测得Pb2+含量)
甲醛Cu(CN)3- Cu(CN)3-
──→Zn2+───────→ZnY2-(测得Zn2+含量)
PbY2-EDTA滴定PbY2-
14在Al3+,Zn2+,Mg2+共存的酸性溶液中欲测定Mg2+,试指出以下分析步骤中的错误之处(简述理由),并改正之
“吸取一定量试液于锥形瓶中,加入10%KCN1mL,以NaOH溶液调试液的pH约为10,加入1:
3三乙醇胺15mL,再加入0.2%二甲酚橙指示剂2~3滴,以EDTA标准溶液滴至溶液由红紫变亮黄色为终点。
”
解:
1.不能在酸性液中加KCN,否则生成剧毒挥发HCN气体。
应当先调至碱性后加KCN
2.三乙醇胺应当在酸性中加入,否则Al3+水解不与三乙醇胺络合
3.不该用NaOH,而采用NH3调pH至10,因前者不具缓冲作用
4.测定Mg2+应采用铬黑T而不是二甲酚橙作指示剂
15如何检验水中是否有少量金属离子,如何确定是Ca2+,Mg2+还是Al3+,Fe3+,Cu2+。
(限用EDTA溶液、氨性缓冲液和铬黑T)
解:
1.量取NH4+-NH3缓冲液5mL,加入少许铬黑T,若显红色,滴加EDTA至刚变蓝色。
2.将欲检验的水加入到上述溶液中
A.若溶液仍呈蓝色表明水质好,无金属离子
B.若溶液又变红,表明水中有金属离子。
再滴加EDTA,若又变蓝且变色较敏锐表明是Ca2+,Mg2+等,若仍为红色或变色不敏锐表明是Fe3+,Al3+,Cu2+等。
16设计Zn2+-Mg2+混合液中两组分浓度测定方案,举三种络合滴定方法,用简单流程图表示并指明酸度、介质、指示剂、必要试剂及滴定剂。
解:
EDTAMg2+
↓↓
Zn2+pH=10氨性缓冲液 KCN
1.试液────────→ZnY──→Zn(CN)42++Y
Mg2+铬黑T指示剂
MgY↓
测Zn,Mg总量MgY
测Zn量
EDTAEDTA
↓↓
Zn2+pH=10氨性缓冲液 HCHO
2.试液──────────→Zn(CN)42-───→Zn2+
Mg2+KCN、铬黑T
MgY↓
测Mg量 ZnY
测Zn量
3.取二份试液EDTA
↓
Zn2+pH=5,HAc-Ac-缓冲液
A.─────────→ZnY测Zn量
Mg2+二甲酚橙指示剂
EDTA
↓
Zn2+pH=10氨性缓冲液
B.────────→ZnYMgY测Zn,Mg总量
Mg2+铬黑T
17在pH=10氨性溶液中以铬黑T为指示剂,用EDTA滴定Ca2+时需加入MgY。
请回答下述问题:
(1)MgY加入量是否需要准确?
(2)Mg和Y的量是否必须保持准确的1:
1关系?
为什么?
(3)如何检查MgY溶液是否合格,若不合格如何补救?
解:
(1)不需准确加入;
(2)必须保持1:
1精确关系,Mg2+少则测定结果偏低,多则偏高;
(3)在此溶液中加入氨性缓冲液及铬黑T,应当在加半滴0.02mol/LEDTA后呈蓝色,而加半滴0.02mol/LMg2+呈红色,若不合格则应滴加EDTA(或Mg2+)使合格。
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- 分析化学 大学 试题 答案 十一
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