分析化學實驗課后習題答案(第四版) - 下載本文

實驗四 銨鹽中氮含量的測定(甲醛法)

思考題:

1.銨鹽中氮的測定為何不采用NaOH直接滴定法?

答:因NH4+的Ka=5.6×10-10,其Cka<10-8,酸性太弱,所以不能用NaOH直接滴定。 2. 為什么中和甲醛試劑中的甲酸以酚酞作指示劑;而中和銨鹽試樣中的游離酸則以甲基紅作指示劑?

答:甲醛試劑中的甲酸以酚酞為指示劑用NaOH可完全將甲酸中和,若以甲基紅為指示劑,用NaOH滴定,指示劑變為紅色時,溶液的pH值為4.4,而甲酸不能完全中和。銨鹽試樣中的游離酸若以酚酞為指示劑,用NaOH溶液滴定至粉紅色時,銨鹽就有少部分被滴定,使測定結果偏高。

3.NH4HCO3中含氮量的測定,能否用甲醛法?

答:NH4HCO3中含氮量的測定不能用甲醛法,因用NaOH溶液滴定時,HCO3-中的H+同時被滴定,所以不能用甲醛法測定。

實驗五 混合堿的分析(雙指示劑法)

思考題:

1.用雙指示劑法測定混合堿組成的方法原理是什么?

答:測混合堿試液,可選用酚酞和甲基橙兩種指示劑。以HCl標準溶液連續滴定。滴定的方法原理可圖解如下:

2.采用雙指示劑法測定混合堿,判斷下列五種情況下,混合堿的組成?

1

(1) V1=0 V2>0(2)V1>0 V2=0(3)V1>V2(4)V1

V1=0 V2>0時,組成為:HCO3- V1>0 V2=0時,組成為:OH- V1>V2時,組成為:CO32-+ OH- V1

實驗六 EDTA標準溶液的配制與標定

思考題:

1.絡合滴定中為什么加入緩沖溶液?

答:各種金屬離子與滴定劑生成絡合物時都應有允許最低pH值,否則就不能被準確滴。而且還可能影響指示劑的變色點和自身的顏色,導致終點誤差變大,甚至不能準確滴定。因此酸度對絡合滴定的影響是多方面的,需要加入緩沖溶液予以控制。

2. 用Na2CO3為基準物。以鈣指示劑為指示劑標定EDTA濃度時,應控制溶液的酸度為多大?為什么?如何控制?

答:用Na2CO3為基準物質,以鈣指示劑為指示劑標定EDTA濃度時,因為鈣指示劑與Ca2+在pH=12~13之間能形成酒紅色絡合物,而自身呈純藍色,當滴定到終點時溶液的顏色由紅色變純藍色,所以用NaOH控制溶液的pH為12~13。

3.以二甲酚橙為指示劑,用Zn2+標定EDTA濃度的實驗中,溶液的pH為多少? 解: 六次甲基四胺與鹽酸反應為: (CH2)6N4+HCl==(CH2)6N+H+·Cl- 反應中鹽酸的物質的量:

12?12??4.8?10?3mol 51000 六次甲基四胺的物質的量:

200?

101000?1.43?10?2mol 140 故六次甲基四胺過量。

緩沖體系中剩余六次甲基四胺的濃度為:

2

200? Cb?101000?1?12?214051000?0.30mol?L?1

321000六次甲基四胺鹽的濃度為:

12?12?1000?0.15mol?L?1 Ca?5321000根據一般緩沖溶液計算公式:

pH?pKa?lgCb 得: CaCb CapH?(14?pKB)?lg ?14?8.85?lg ?5.45

0.30 0.15(六次甲基四胺pKb=8.85)

4.絡合滴定法與酸堿滴定法相比,有那些不同點?操作中應注意那些問題? 答:絡合滴定法與酸堿滴定法相比有下面兩個不同點: ① 滴定終點。

在一定條件下,配位數必須固定(即只形成一種配位數的配合物)。

絡合滴定中要求形成的配合物(或配離子)要相當穩定,否則不易得到明顯的

實驗七 水的總硬度的測定

思考題:

1.什么叫水的總硬度?怎樣計算水的總硬度? 答:水中Ca2+、Mg2+的總量稱為水的總硬度。 計算水的總硬度的公式為:

2.為什么滴定Ca2+、Mg2+總量時要控制pH≈10,而滴定Ca2+分量時要控制pH為12~13?

(cV)EDTA?MCaOL-1) ?1000 (mg·

V(cV)EDTA水?MCaO?100 ( o )

V水 3

若pH>13時測Ca2+對結果有何影響?

答:因為滴定Ca2+、Mg2+總量時要用鉻黑T作指示劑,鉻黑T在pH為8~11之間為藍色,與金屬離子形成的配合物為紫紅色,終點時溶液為藍色。所以溶液的pH值要控制為10。測定Ca2+時,要將溶液的pH控制至12~13,主要是讓Mg2+完全生成Mg(OH)2沉淀。以保證準確測定Ca2+的含量。在pH為12~13間鈣指示劑與Ca2+形成酒紅色配合物,指示劑本身呈純藍色,當滴至終點時溶液為純藍色。但pH>13時,指示劑本身為酒紅色,而無法確定終點。

3.如果只有鉻黑T指示劑,能否測定Ca2+的含量?如何測定?

答:如果只有鉻黑T指示劑,首先用NaOH調pH>12,使Mg2+生成沉淀與Ca2+分離,分離Mg2+后的溶液用HCl調pH=10,在加入氨性緩沖溶液。以鉻黑T為指示劑,用Mg—EDTA標準溶液滴定Ca2+的含量。

實驗八 鉛、鉍混合液中鉛、鉍含量的連續測定

思考題:

1.按本實驗操作,滴定Bi3+的起始酸度是否超過滴定Bi3+的最高酸度?滴定至Bi3+的終點時,溶液中酸度為多少?此時在加入10mL200g·L-1六亞四基四胺后,溶液pH約為多少?

答:按本實驗操作,滴定Bi3+的起始酸度沒有超過滴定Bi3+的最高酸度。隨著滴定的進行溶液pH≈1。加入10mL200g·L-1六亞四基四胺后,溶液的pH=5~6。

2.能否取等量混合試液涼粉,一份控制pH≈1.0滴定Bi3+,另一份控制pH為5~6滴定Bi3+、Pb2+總量?為什么?

答:不能在pH為5~6時滴定Bi3+、Pb2+總量,因為當溶液的pH為5~6時,Bi3+水解,不能準確滴定。

3.滴定Pb2+時要調節溶液pH為5~6,為什么加入六亞四基四胺而不加入醋酸鈉? 答:在選擇緩沖溶液時,不僅要考慮它的緩沖范圍或緩沖容量,還要注意可能引起的副反應。再滴定Pb2+時,若用NaAc調酸度時,Ac-能與Pb2+形成絡合物,影響Pb2+的準確滴定,所以用六亞四基四胺調酸度。

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實驗十 高錳酸鉀標準溶液的配制和標定

思考題:

1.配制KMnO4標準溶液時,為什么要將KMnO4溶液煮沸一定時間并放置數天?配好的KMnO4溶液為什么要過濾后才能保存?過濾時是否可以用濾紙?

答:因KMnO4試劑中常含有少量MnO2和其它雜質,蒸餾水中常含有微量還原性物質它們能慢慢地使KMnO4還原為MnO(OH)2沉淀。另外因MnO2或MnO(OH)2又能進一步促進KMnO4溶液分解。因此,配制KMnO4標準溶液時,要將KMnO4溶液煮沸一定時間并放置數天,讓還原性物質完全反應后并用微孔玻璃漏斗過濾,濾取MnO2和MnO(OH)2沉淀后保存棕色瓶中。

2.配制好的KMnO4溶液為什么要盛放在棕色瓶中保護?如果沒有棕色瓶怎么辦? 答:因Mn2+和MnO2的存在能使KMnO4分解,見光分解更快。所以.配制好的KMnO4

溶液要盛放在棕色瓶中保存。如果沒有棕色瓶,應放在避光處保存。

3.在滴定時,KMnO4溶液為什么要放在酸式滴定管中?

答:因KMnO4溶液具有氧化性,能使堿式滴定管下端橡皮管氧化,所以滴定時,KMnO4

溶液要放在酸式滴定管中。

4.用Na2C2O4標定KMnO4時候,為什么必須在H2SO4介質中進行?酸度過高或過低有何影響?可以用HNO3或HCl調節酸度嗎?為什么要加熱到70~80℃?溶液溫度過高或過低有何影響?

答:因若用HCl調酸度時,Cl-具有還原性,能與KMnO4作用。若用HNO3調酸度時,HNO3具有氧化性。所以只能在H2SO4介質中進行。滴定必須在強酸性溶液中進行,若酸度過低KMnO4與被滴定物作用生成褐色的MnO(OH)2沉淀,反應不能按一定的計量關系進行。在室溫下,KMnO4與Na2C2O4之間的反應速度慢,故須將溶液加熱到70~80℃,但溫度不能超過90℃,否則Na2C2O4分解。

5.標定KMnO4溶液時,為什么第一滴KMnO4加入后溶液的紅色褪去很慢,而以后紅色褪去越來越快?

答:因與KMnO4Na2C2O4的反應速度較慢,第一滴KMnO4加入,由于溶液中沒有Mn2+,反應速度慢,紅色褪去很慢,隨著滴定的進行,溶液中Mn2+的濃度不斷增大,由于Mn2+的催化作用,反應速度越來越快,紅色褪去也就越來越快。

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