分析化學課后習題答案 北大版(第4章+思考題)

第四章習題4.1已知銅氨絡合物各級不穩(wěn)定常數為K不穩(wěn)1=7.8×10-3K不穩(wěn)3=3.3×10-4K不穩(wěn)2=1.4×10-3K不穩(wěn)4=7.4×10-5（1）計算各級穩(wěn)定常數K1~K4和各級累積常數β1~β4；（2）若銅氨絡合物水溶液中Cu(NH3)2+4的濃度為Cu(NH3)2+3的10倍，問溶液中[NH3]是多少？（3）若銅氨絡合物溶液中c(NH3)=1.0×10-2mol·L-1，c(Cu2+)=1.0×10-4mol·L-1（忽略Cu2+，NH3的副反應），計算Cu2+與各級銅氨絡合物的濃度。此時溶液中Cu(Ⅱ)的主要存在型體是什么？答案：（1）K不1K不21.4×10-3K不3K不47.8×10-33.3×10-37.4×10-51.4×1043.0×1034.2×1077.1×1021.3×1021.4×1043.0×10103.9×1012（2）（3）溶液中以Cu(NH3),Cu(NH3)為主4.2乙酰丙酮（L）與Fe3+絡合物的lgβ1~lgβ3分別為11.4，22.1，26.7。請指出在下面不同pL時Fe(III)的主要存在型體。pL=22.1pL=11.4pL=7.7pL=3.0答案：lgK1～lgK3分別為11.4，10.7，4.6優(yōu)勢區(qū)域圖pL22.111.47.73.0Fe3+[Fe3+]=[FeL]FeL2FeL34.3已知NH3的Kb=10-4.63，請計算Ka(NH4+)，KH(NH4+)，KOH(NH4OH)及pH=9.0時的答案：pH=9.0時4.4（1）計算pH5.5時EDTA溶液的lgαY(H)值；（2）查出pH1，2，…，10時EDTA的lgαY(H)值，并在坐標紙上作出lgαY(H)-pH曲線。由圖查出pH5.5時的lgαY(H)值，與計算值相比較。答案：（1）EDTA的：1010.34，1016.58，1019.33，1021.40，1023.0，1023.9pH=5.5時：：1010.34，106.24，102.75，102.07，101.6，100.9=1+104.84+105.58+102.83+10-0.6+10-4.5+10-9.1=105.7(2)查p398III..5，pH~lgαY(H)表pHlgαY(H)024.0118.313.810.88.623456.664.873.482.391.410110.50.1查圖，pH=5.5時，lgαY(H)=5.74.5計算lgαCd(NH3)、lgαCd(OH)和lgαCd值（Cd2+-OH-絡合物的lgβ1~lgβ4分別是4.3，7.7，10.3，12.0）。（1）含鎘溶液中[NH3]=[NH4+]=0.1；（2）加入少量NaOH于（1）液中至pH為10.0。答案：查得Cd2+—NH3絡合物的lgβ1～lgβ６分別為：2.60，4.65，6.04，6.92，6.6，4.9Cd2+-OH-的lgβ1~lgβ4：4.30，7.7，10.3，12.0（1）mol·L-1（2）pH=10.0或：同4—5（1）計算得：，，4.6計算下面兩種情況下的lgK′(NiY)值。（1）pH=9.0，c(NH3)=0.2mol·L-1；（2）pH=9.0，c(NH3)=0.2mol·L-1，[CN-]=0.01mol·L-1。答案：（1）查得分別為：2.75，4.95，6.64，7.79，8.50，8.49；pH=9.0時，；Ni—NH3絡合物的lgβ1~lgβ6，，（2）的4.7今欲配制pH=5.0、pCa=3.8的溶液，所需EDTA與Ca2+物質的量之比，即n(EDTA)：n(Ca)為多少？答案：即：4.8在pH為10.0的氨性緩沖溶液中，以2×10-2mol·L-1EDTA滴定同濃度的Pb2+溶液。若滴定開始時酒石酸的分析濃度為0.2mol·L-1，計算化學計量點時的lgK′(PbY)、[Pb′]和酒石酸鉛絡合物的濃度。（酒石酸鉛絡合物的lgK為3.8）答案：酒石酸以H2L表示，，，時，，又mol·L-1或：mol·L-14.915mL0.020mol·L-1EDTA與10mL0.020mol·L-1Zn2+溶液相混合，若pH為4.0，計算[Zn2+]；若欲控制[Zn2+]為10-7.0mol·L-1，問溶液pH應控制在多大？答案：，時，，混合后，若控制[Zn]=10-7.0則由曲線，查得pH≈3.84.10以2×10-2mol·L-1EDTA滴定同濃度的Cd2+溶液，若pH為5.5，計算化學計量點及前后0.1%的pCd值。選二甲酚橙為指示劑是否合適？答案：查得lgK(CdY)=16.5pH=5.5時，方法（1）：，，sp前0.1%：sp后0.1%：滴定突躍pCd為：5.0~7.8pH5.5時，用XO作指示劑，方法（2）：，故XO可用若Et為±0.1%，從誤差圖上查得滴定突躍pCd為：5.0~7.84.11在pH=13時，用EDTA滴定Ca2+。請根據表中數據，完成填空：濃度c化學計量點前0.1%化學計量點pCa化學計量點后0.1%0.01mol·L-10.1mol·L-15.36.4提示：1.化學計量點前后0.1%的pM值相對于化學計量點有對稱關系。相同的體系，濃度增大10倍時，突躍增大1個pM單位；sp后0.1%的pM值相同。2.c/mol·L-1pCa-0.1%0.010.1sp5.34.3+0.1%6.45.97.57.5（若計算會發(fā)現，此組數據所對應的lgK(CaY)為10.5,與查表不符,因此題目不夠準確）c/mol·L-1pCa-0.1%0.010.1sp5.34.3+0.1%6.56.07.77.74.12在一定條件下，用0.010mol·L-1EDTA滴定20.00mL同濃度金屬離子M。已知該條件下反應是完全的，在加入19.98~20.02mLEDTA時pM值改變1單位，計算K′(MY)。答案：據題意，Et=±0.1%，ΔpM=0.5解得，-0.1%+0.1%4.13鉻藍黑R的酸離解常數Ka1=10-7.3，Ka2=10-13.5，它與鎂的絡合物穩(wěn)定常數K(MgIn)=107.6。計算pH10.0時(pMg)t值；若以它為指示劑，在pH10.0時以2×10-2mol·L-1EDTA滴定同濃度的Mg2+，終點誤差多大？答案：鉻藍黑R的，，，（1）pH=10.0時（2），pH=10.0時，，查誤差圖得，亦可用Et公式計算：4.14以2×10-2mol·L-1EDTA滴定濃度均為2×10-2mol·L-1的Cu2+、Ca2+混合液中的Cu2+。如溶液pH為5.0，以PAN為指示劑，計算終點誤差；并計算化學計量點和終點時CaY的平衡濃度各是多少？答案：Cu2++YH+Ca2+HYCaYCuY-----，，（1）在pH=5.0時，則（2）在sp：i）ii)即，在ep：i)ii)iii)4.15用控制酸度的方法分步滴定濃度均為2×10-2mol·L-1的Th4+和La3+。若EDTA濃度也為2×10-2mol·L-1，計算：（1）滴定Th4+的合適酸度范圍；（lgK′(ThY)最大，Th(OH)4不沉淀）；（2）以二甲酚橙為指示劑滴定Th4+的最佳pH值；（3）以二甲酚橙為指示劑在pH5.5繼續(xù)滴定La3+，終點誤差多大？答案Th+YH+ThYLaY(H)Y(Ca)（1）當時為pH低限查圖，得最高酸度pH=2.1pH=3.4適宜的pH范圍為pH2.1~3.4（2）最佳pH為之pH令，由時，曲線查出相應的pH為2.7（3），查得pH5.5時，XO的（書P400）查誤差圖，4.16用2×10-2mol·L-1的EDTA滴定濃度均為2×10-2mol·L-1的Pb2+、Al3+混合液中的Pb2+。以乙酰丙酮掩蔽Al3+，終點時未與鋁絡合的乙酰丙酮總濃度為0.1mol·L-1，pH為5.0，以二甲酚橙為指示劑，計算終點誤差（乙酰丙酮的pKa=8.8，忽略乙酰丙酮與Pb2+絡合）。答案：“E”表示乙酰丙酮，AlEj的lgβ1—lgβ3：8.1，15.7，21.2Pb+YPbYH+AlEH+HEHiYAlYAlE,AlE2,AlE3pH5.0：查得（書p400），4.17在pH=5.5時使用0.020mol·L-1HEDTA（X）滴定同濃度Zn2+，Cd2+試液中的Zn2+，以KI掩蔽Cd2+，XO為指示劑。已知：lgK(ZnX)=14.5，lgK(CdX)=13.0，lgx(H)=4.6，(pZn)t(XO)=5.7；已計算得：lgCd(I)=5.1，lgX(Cd)=5.9，lgK(ZnX′)=8.6，(pZn)sp=5.3，Et=+0.1%。請根據以上數據，完成下表（單位均為mol·L-1）：[Cd2+][X′][X]化學計量點終點答案：已知：，，，，，sp時：ep時：同理：，ep與sp時不變，[X′][X][Cd]10-5.310-4.910-11.210-10.810-6.610-6.210-7.110-7.1spep4.18稱取含Fe2O3和Al2O3的試樣0.2015g。試樣溶解后，在pH2以磺基水楊酸為指示劑，加熱至50℃左右，以0.02008mol·L-1的EDTA滴定至紅色消失，消耗EDTA15.20mL；然后加入上述EDTA標準溶液25.00mL，加熱煮沸，調pH4.5，以PAN為指示劑，趁熱用0.02112mol·L-1Cu2+標準溶液返滴，用去8.16mL。計算試樣中Fe2O3與Al2O3的質量分數（以%表示）。答案：4.19移取含Bi3+、Pb2+、Cd2+的試液25.00mL，以二甲酚橙為指示劑，在pH=1用0.02015mol·L-1EDTA滴定，用去20.28mL；調pH至5.5，用EDTA滴定又用去30.16mL；再加入鄰二氮菲，用0.02002mol·L-1Pb2+標準溶液滴定，計用去10.15mL。計算溶液中Bi3+、Pb2+、Cd2+的濃度。答案：pH1時，只有Bi3+被滴定，pH5.5時，Pb2+，Cd2+均被滴定；加入Phen，置換出與Cd2+等摩爾的Y。4.20移取25.00mLpH為1.0的Bi3+、Pb2+試液，用0.02000mol·L-1EDTA滴定Bi3+計耗去15.00mLEDTA。今欲在此溶液中繼續(xù)滴定Pb2+，需加入多少克六次甲基四胺，才能將pH調到5.0？答案：滴定Bi3+后：為使pH=5.0，需加入過量六次甲基四胺（A）。其中解得，或：解得，第四章思考題4-15若配置EDTA溶液的水中含有Ca2+，判斷下列情況對測定結果的影響：(1)以CaCO3為基準物質標定EDTA，用以滴定試液中的Zn2+，XO為指示劑；答：使測定結果偏低。(2)以金屬鋅為基準物質，XO為指示劑標定EDTA，用以測定試液中Ca2+的含量；答：使測定結果偏高。(3)以金屬鋅為基準物質，鉻黑T為指示劑標定EDTA，用以測定試液中Ca2+的含量；答：對測定結果無影響。4-16擬訂分析方案：(1)含有Fe3+的試液中測定Bi3+Fe3+VcFe2+pH1YFeBi3+還原Fe3+Bi3+(2)Zn2+、Mg2+混合液中兩者的測定（舉出三種方案）A．Zn2+pH5.5，六次甲基四胺bufferYZnY測Zn2+2+XOBiYMg2+Zn2+pH10，NH3bufferYZnYMg2+EBT(紅)MgY(藍)XO(紅)Mg2+(黃)測Zn2++Mg2+B．Zn2+pH10，NH3bufferYZn(CN)42-HCHOZn2+Mg2+KCN，EBT(紅)MgY(藍)解蔽Zn2+MgY(紅)YZnYMgY測Mg測ZnC．Zn2+pH10，NH3bufferYZnYKCNMg2+Zn(CN)42-MgY（藍）置換出與Zn結合之YMgY（紅）測Zn量Mg2+，EBT（紅）測總量(3)銅合金中Pb2+、Zn2+的測定Cu2+Cu(CN)2-3Pb2+pH10，NH3BufferYPbYHCHOYZn2+酒石酸鹽，KCN，EBTZn(CN)2-4解蔽Zn2+Cu(CN)2-3PbYZnY（硝酸溶液）（紅）（藍）（紅）（藍）測Pb測Zn另取一份：Cu2+CuYCuYPb2+pH5.5Y(過)PbYXOZn2+PbY測總量Zn2+ZnYZnYY（黃）（紅）(4)Ca2+與EDTA混合溶液中兩者的測定如果紅色，Ca2+過量YCaY+CaY（過量Ca2+）（藍）Ca2+鈣指示劑YpH=12.5如果藍色，Y過量Ca2+CaY+CaY（過量Y）（紅）另取一份：Ca2+pH5六次甲基四胺bufferPb2+Ca2+YXO（黃）PbY(紅)(5)水泥中Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+的測定Fe3+Al3+pH2.0YAl3+pH3,Y過量AlY+Y(剩)六次甲基四胺，pH5ZnAlYFeYFeYCa2+SSalCa2+Ca2+XOZnYMg2+(red)Mg2+(Colorless)Mg2+(yellow)(red)測Fe測Al另取一份：Fe3+Al3+酸性，三乙醇胺Ca2+