《水分析化学》课后习题与答案学习资料.docx
- 文档编号:8861327
- 上传时间:2023-02-02
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:211.46KB
《水分析化学》课后习题与答案学习资料.docx
《《水分析化学》课后习题与答案学习资料.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《水分析化学》课后习题与答案学习资料.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
《水分析化学》课后习题与答案学习资料
《水分析化学》课后习题与答案
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)硬度4)总含盐量5)有机污染物综合指
标6)放射性指标
第二章
1.简述水样分析前保存的要点是什么?
水样保存希望做到:
减慢化学反应速度,防止组分的分解和沉淀产生;减慢化合物或络合物的水解和氧化还原作用;减少组分的挥发溶解和物理吸附;减慢生物化学作用。
水样的保存方法主要有加入保存试剂,抑制氧化还原反应和生化作用;控制pH值和冷藏冷冻等方法,降低化学反应速度和细菌活性。
2.测定某废水中的COD,十次测定结果分别为50.0,49.2,51.2,48.9,50.5,49.7,51.2,48.8,49.7和49.5mgO2/L,问测量结果的相对平均偏差和相对标准偏差(以CV表示)各多少?
解:
=
=49.87di=Xi-
=
=
=0.684
(%)=
×100=
×100=1.37%
Sr=
=
=
CV(%)=
×100=
=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)HCNNH4+H2C2O4
4.93×10-10(Ka)5.6×10-10(Ka)5.9×10-2(Ka1)
6.4×10-5(Ka2)
(2)NH2OHCH3NH2AC-
9.1×10-9(Kb)4.2×10-4(Kb)5.90×10-10(Kb)
解:
(1)酸性强弱:
H2C2O4>NH4+>HCN
HCN:
共轭碱为CN-
NH4+:
共轭碱为NH3
H2C2O4:
共轭碱为HC2O4-
共轭碱为C2O42-
(2)碱性强度:
CH3NH2>NH2OH>AC-
NH2OH:
共轭酸为
CH3NH2:
共轭酸为
AC-:
共轭酸为HAc
2.简述酸碱滴定中指示剂的选用原则。
最理想的指示剂应恰好在计量点时变化。
但,实际上凡在pH=4.30~9.70范围内变色的指示剂,均可保证有足够的准确度。
在满足滴定准确度要求的前提下,其变色点越接近计量点越好。
注意:
强酸滴定强碱的滴定曲线与强碱滴定强酸类同,只是位置相反。
滴定突跃大小与滴定液和被滴定液的浓度有关。
如果是等浓度的强酸强碱相互滴定,其滴定起始浓度减少一个数量级,则滴定突跃缩小两个pH单位。
(P87)
指示剂选择的原则,各类酸碱滴定选用指示剂的原则都是一样的。
所选择的指示剂变色范围,必须处于或部分处于计量点附近的pH突跃范围内。
3.
弱酸—共轭酸或弱酸—共轭碱组成的缓冲溶液能控制的pH范围为
某一弱酸型指示剂在pH=4.5的溶液中呈现蓝色,在pH=6.5的溶液中呈现黄色,该指示剂的解离常数KHIn为多少?
解:
由题意知该指示剂pK=5.5
KHIn=10-5.5=3.2×10-6
4.水中碱度主要有哪些?
简述碱度测定的基本原理。
一般水中碱度主要有重碳酸盐(HCO3-)碱度、碳酸盐(CO32-)碱度和氢氧化物(OH-)碱度。
水中碱度的测定采用酸碱指示剂滴定法,即以酚酞和甲基橙作指示剂,用HCl或H2SO4标准溶液滴定水样中碱度至终点,根据所消耗酸标准溶液的量,计算水样中的碱度。
5.取水样100.0mL,用0.1000mol/LHCl溶液滴定至酚酞终点,消耗13.00mL;再加甲基橙指示剂,继续用HCl溶液滴定至橙红色出现,消耗20.00mL,问水样中有何种碱度?
其含量为多少(mg/L表示)?
解:
P=13.00mL,M=20.00mL
P 水中有CO32-和HCO3-碱度,CO32-=2P,HCO3-=M-P CO32-碱度(CO32-,mg/L)= =780.0mg/L HCO3-碱度(HCO3-,mg/L)= =427.0mg/L 6.一水样中可能含有CO32-、OH-、HCO3-,或者是混合水样。 用20.00mL0.100mol/LHCl溶液,以酚酞为指示剂可滴定至终点。 问: (1)若水样含有OH-和CO32-的量(过去称摩尔数)相同,再以甲基橙为指示剂,还需加入多少毫升HCl溶液才可滴定至橙红色终点? (2)若水样含有CO32-和HCO3-的量相同,接着以甲基橙为指示剂,还需滴入多少毫升HCl溶液才可达到橙红色终点? (3)若加入甲基橙指示剂时,不需滴入HCl溶液就已呈终点颜色,该水样中含何种物质? 解: (1)P=20.00mL P包括OH-和 CO32-碱度 水样含有OH-和CO32-的量相同 OH-= CO32-= P M= CO32-= P=10.00mL (2)P=20.00mL P为 碱度 =P=20.00mL 水样含有CO32-和HCO3-的量相同 =HCO3-=P=20.00mL 还需滴入M= +HCO3-=40.00mL (3)P=20.00mL,M=0 水样中只有OH- 第四章 1络合物的稳定常数和条件稳定常数有什么区别和联系? 当络合反应达到平衡时,其反应平衡常数为络合物的稳定常数,用K稳表示。 络合平衡时的稳定常数K稳是[Y]总=[Y4-],即αY(H)=1时的稳定常数。 这样,EDTA不能在pH<12时应用。 在实际应用中,溶液的pH<12时,必须考虑酸效应对金属离子络合物稳定性的影响,引进条件稳定常数,用K'稳表示。 络合物的K稳越大,则络合物越稳定。 由于pH值越大,αY(H)越小,则条件稳定常数 K'稳越大,形成络合物越稳定,对络合滴定就越有利。 2.用EDTA标准溶液滴定水样中的Ca2+、Mg2+、Zn2+时的最小pH值是多少? 实际分析中pH值应控制在多大? 解: lgKCaY=10.69lgKMgY=8.69lgKZnY=16.50 利用lgɑY(H)=lgK稳-8公式,可以找到滴定各种金属离子(Mn+)时所允许的最小pH值。 滴定Ca2+时,lgɑY(H)=10.69-8=2.69 查表,得pH=7.5~7.6 滴定Mg2+时,lgɑY(H)=8.69-8=0.69 查表,得pH=9.6~9.7 滴定Zn2+时,lgɑY(H)=16.50-8=8.50 查表,得pH=4.0~4.1 滴定Ca2+、Mg2+、Zn2+时的最小pH值分别是7.5,9.6,4.0。 在实际分析中,控制溶液的pH范围要比滴定金属离子允许的最小pH范围大一些,因为EDTA是一有机弱酸,在水溶液中或多或少的解离产生一定量的H+,降低了溶液的pH值,所以控制的pH值稍高一些,可抵消这种影响。 3.计算pH=10时,以10.0mmol/LEDTA溶液滴定20.00mL10.0mmol/LMg2+溶液,在计量点时的Mg2+的量浓度和pMg值。 解: pH=10时, 4.简述金属指示剂的作用原理,解释什么是金属指示剂的封闭现象和僵化现象。 金属指示剂是一些有机络合剂,可与金属离子形成有色络合物,其颜色与游离金属指示剂本身的颜色不同,因此,可以指示被滴定金属离子在计量点附近pM值的变化。 当金属指示剂与金属离子形成的络合物不能被EDTA置换,加入大量EDTA也得不到终点,这种现象叫做指示剂的封闭现象。 如果金属指示剂与金属离子生成的显色络合物为胶体或沉淀,使滴定时与EDTA的置换作用缓慢,而使终点延长,这种现象叫做指示剂的僵化现象。 5.取水样100mL,调节pH=10.0,用EBT为指示剂,以10.0mmol/LEDTA溶液滴定至终点,消耗25.00mL,求水样中的总硬度(以mmol/L和CaCO3mg/L)? 解: 总硬度(mmol/L)= 总硬度(CaCO3mg/L)= 6.取一份水样100mL,调节pH=10,以EBT为指示剂,用10.0mmol/LEDTA溶液滴定至终点,消耗24.20mL;另取一份水样100mL,调节pH=12,加钙指示剂(NN),然后以10.0mmol/LEDTA溶液滴定至终点,消耗13.15mL。 求该水样中总硬度(以mmol/L表示)和Ca2+、Mg2+的含量(以mg/L表示)? 解: 总硬度(mmol/L)= Ca2+(mg/L)= Mg2+(mg/L)= 第五章 1.在含有等浓度的Cl-和I-的溶液中,逐滴加入AgNO3溶液,哪一种离子先沉淀? 第二种离子开始沉淀时,Cl-与I-的浓度比为多少? 解: Ksp,AgCl=1.8×10-10,Ksp,AgI=8.3×10-17 当Cl-开始沉淀时, 2.取水样100mL,加入20.00mL0.1120mol/LAgNO3溶液,然后用0.1160mol/LNH4SCN溶液滴定过量的AgNO3溶液,用去10.00mL,求该水样中Cl-的含量(mg/L表示)。 解: 第六章 1.何谓标准电极电位和条件电极电位? 当电对处于标准状态(即物质皆为纯净物,组成电对的有关物质浓度(活度)为1.0mol·dm-3,涉及气体的分压为1.0×105Pa时,该电对的电极电势为标准电极电势,用符号φθ表示。 通常温度为298.15K。 条件电极电位与络合反应中的条件稳定常数K’稳和稳定常数K稳关系相似,是考虑了外界因素(如离子强度)影响时的电极电位。 2.举例说明三种氧化还原指示剂的显色原理。 ①利用滴定剂或被滴定液本身的颜色变化来指示滴定终点到达,这种滴定剂或被滴定物质起着指示剂的作用,因此叫自身指示剂。 例如: 在KMnO4法中,用 在酸性溶液中滴定无色或浅色的还原性物质时,计量点之前,滴入的 全部被还原为无色的Mn2+,整个溶液仍保持无色或浅色。 达到计量点时,水中还原性物质已全部被氧化,再过量1滴 (2×10-6mol/L的 ),溶液立即由无色或浅色变为稳定的浅红色,指示已达滴定终点,KMnO4就是自身指示剂。 ②专属指示剂本身并没有氧化还原性质,但它能与滴定体系中的氧化态或还原态物质结合产生特殊颜色,而指示滴定终点。 例如: 在酸性溶液中用Fe3+滴定Sn2+时,可用KSCN作专属指示剂。 计量点前,滴入的Fe3+被Sn2+还原为Fe2+,溶液无色;计量点时,稍过量的Fe3+便与SCN-反应生成Fe(SCN)2+红色络合物,指示已达滴定终点。 ③本身具有氧化还原性质的有机化合物。 在氧化还原滴定中,这种指示剂也发生氧化还原反应,且氧化态和还原态的颜色不同,利用指示剂由氧化态变为还原态或还原态变为氧化态的颜色突变,来指示滴定终点。 3.取水样100mL,用H2SO4酸化后,加入10.00mL0.0100mol/L高锰酸钾溶液(1/5KMnO4=0.0100mol/L),在沸水浴中加热30min,趁热加入10.00mL0.0100mol/L草酸钠溶液(1/2Na2C2O4=0.0100mol/L),摇匀,立即用同浓度高锰酸钾标准溶液滴定至显微红色,消耗2.15mL,求该水样中高锰酸盐指数是多少(mgO2/L)? V1——开始加入KMnO4标准溶液的量(mL); V1'——最后滴定消耗KMnO4标准溶液的量(mL); V2——加入Na2C2O4标准溶液的量(mL); C1——KMnO4标准溶液浓度(1/5KMnO4,mol/L); C2——Na2C2O4标准溶液浓度(1/2Na2C2O4,mol/L); 8——氧的摩尔质量(1/2O,g/mol); V水——水样的量(mL)。 解: 4.用回流法测定某废水中的COD。 取水样20.00mL(同时取无有机物蒸馏水20.00mL作空白试验)放入回流锥形瓶中,加入10.00mL0.2500mol/L重铬酸钾溶液(1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L)和30mL硫酸—硫酸银溶液,加热回流2h;冷却后加蒸馏水稀释至140mL,加试亚铁灵指示剂,用0.1000mol/L硫酸亚铁溶液((NH4)2Fe(SO4)2)·6H2O=0.1000mol/L)返滴至红褐色,水样和空白分别消耗11.20mL和21.20mL。 求该水样中的COD是多少(mgO2/L)? V0——空白试验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液的量(mL); V1——滴定水样时消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液的量(mL); C——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度((NH4)2Fe(SO4)2,mol/L); 8——氧的摩尔质量(1/2O,g/mol); V水——水样的量(mL)。 应该指出,在滴定过程中,所用K2Cr2O7标准溶液的浓度是1/6K2Cr2O7mol/L。 解: 第七章 1、参比电极和指示电极的种类和作用有哪些? 指示电极分为金属基电极和膜电极两大类。 金属基电极分为金属---金属离子电极、金属---金属微溶盐电极、均相氧化还原电极。 常用的参比电极有甘汞电极和银-氯化银电极。 2、玻璃电极使用前为何必须在蒸馏水中浸泡24h以上? 由于干玻璃电极对氢离子的传感不灵敏,即对pH值不响应,因此需要用蒸馏水浸泡: 一方面,使玻璃电极的薄膜表面形成一层水合硅胶,水合硅胶层与水溶液之间的离子交换平衡是产生电极电位的根源,会恢复玻璃电极对pH值的响应。 另一方面,玻璃电极的薄膜内外表面的结构、性质常有差别或不对称,引起不对称电位,浸泡的目的是使其不对称电位减少并达到稳定。 3、电极使用前为何要用pH标准缓冲溶液标定pH计? 一般由于温度的影响、电子元件的老化、玻璃电极产家不一或浸泡时间不一等因素,常使pH计测量结果产生偏差,因此除了用仪器上的温度调节钮对温度进行补偿外,必须在测定之前用标准缓冲溶液进行校正。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水分析化学 水分 化学 课后 习题 答案 学习 资料
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)