《工科化學(xué)》課件05材料9章27-28

2023/10/11124．試從碘的元素電勢(shì)圖求EΘ(IO-/I2)，并判斷I2能否歧化成IO-和I-。堿性介質(zhì)

解：(1/2)I2+e=I-

(1)

IO-+2e+H2O=I-+2OH-

(2)(3)=(2)-(1)

IO-+e+H2O=(1/2)I2+2OH-(3)EΘ(IO-/I2)=2EΘ(IO-/I2)-EΘ(I-/I2)=20.56-0.54=0.58(V)EΘ(右)<

EΘ(左)，不能岐化2023/10/11225．已知某原電池的正極是某一個(gè)氫電極，負(fù)極是一個(gè)電勢(shì)恒定的電極。當(dāng)氫電極中溶液的pH=4時(shí)，該電池電動(dòng)勢(shì)為0.412V；若氫電極為一個(gè)緩沖溶液時(shí)，測(cè)得電池電動(dòng)勢(shì)為0.427V，求算緩沖溶液的pH。設(shè)p(H2)=100kPa解：電池：參比電極|被測(cè)溶液（aH+）|指示電極(氫電極)E玻

=EΘ玻-ln=EΘ玻-0.05917V(pH)xE=E玻–E參比=EΘ玻-0.05917(pH)x–E參比＝0.427E=E玻–E參比=EΘ玻-0.059174–E參比=0.412聯(lián)立上二式，解之，pH＝3.72023/10/11327．從標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)值分析下列反應(yīng)向哪一方向進(jìn)行？MnO2(s)+2Cl-(aq)+4H+(aq)====Mn2+(aq)+Cl2(g)+2H2O(L)實(shí)驗(yàn)室中是根據(jù)什么原理，采取什么措施，利用上述反應(yīng)制備氯氣的？解：電池：Pt|Cl2(g)|Cl-1(aq)||Mn2+(aq)|MnO2(s)|Pt(次序)E=Eo玻MnO2/Mn2+–EoCl2/Cl-=1.23-1.3595=-0.1295(V)逆向進(jìn)行，制備氯氣，利用降低pH（濃鹽酸）2023/10/11428．用兩極反應(yīng)表示下列物質(zhì)的主要電解產(chǎn)物：（1）電解NiSO4水溶液，陽(yáng)極用鎳，陰極用鐵；（2）電解鎳鹽溶液[Ni2+]=0.10mol

dm-3，如果在陰極上只要Ni析出，而不析出氫氣，計(jì)算溶液的最小pH（設(shè)H2氣在Ni上超電勢(shì)為0.21V）解（1）陽(yáng)極：Ni-2e=Ni2+

陰極：Ni2++2e=Ni（2）2023/10/11529．25℃時(shí)以鉑為電極電解含有NiCl2(0.01mol

dm-3)和CuCl2(0.02mol

dm-3)的水溶液。若電解過程中超電勢(shì)可忽略，問：（l）陰極上何種金屬先析出？（2）第二種金屬析出時(shí)，第一種金屬在溶液中濃度是多少？[已知EΘ(Ni2+/Ni)=-0.23V；EΘ(Cu2+/Cu)＝0.34V]解：（1）銅先析出（2）E(Cu2+/Cu)＝EΘ(Cu2+/Cu)+(1/2)0.05917lga(Cu2+)=0.34+0.02958lga(Cu2+)=EΘ(Ni2+/Ni)+0.02958lga(Ni2+)=-0.23+0.02958lg0.01a(Cu2+)=5.37

10-22mol

dm-3。2023/10/116三、有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則（一）有效數(shù)字●定義實(shí)際能測(cè)量的數(shù)字●有效數(shù)字保留位數(shù)的規(guī)定由分析方法和儀器的準(zhǔn)確度決定，使數(shù)值中只有最后一位數(shù)字可疑●示例分析天平稱某物質(zhì)量為0.5370g。0.537準(zhǔn)確，最后一位“0”可疑，可能有上下一個(gè)單位的誤差：真實(shí)質(zhì)量在0.5370g±0.0001g。絕對(duì)誤差為±0.0001g，相對(duì)誤差為±0.02%。若結(jié)果記為0.537g，則稱量的絕對(duì)誤差為±0.001g，相對(duì)誤差為±0.2%2023/10/117●有效數(shù)字中“0”的雙重意義

作為普通數(shù)字使用，是有效數(shù)字

作為定位用，不是有效數(shù)字示例滴定管讀數(shù)為20.80mL，兩個(gè)“0”都是有效數(shù)字，此有效位數(shù)為四位。若改用立方分米表示則是0.02080dm3，這時(shí)前面的兩個(gè)“0”僅起定位作用不是有效數(shù)字，此數(shù)仍是四位有效數(shù)字

說明

需要在數(shù)的末尾加“0”作定位時(shí)，最好采用指數(shù)形式表示，否則有效數(shù)字的位數(shù)比較模糊。例如某物質(zhì)的質(zhì)量為25.0mg，若以

g為單位，則表示為（推薦此種表示法）2023/10/118（二）有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則1.加減法幾個(gè)數(shù)據(jù)的和或差只能保留一位可疑數(shù)字，應(yīng)以小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少（即絕對(duì)誤差最大）的數(shù)字為根據(jù)例1.52+0.476=2.00；25.64－0.0121=25.632.乘除法幾個(gè)數(shù)據(jù)的積或商的有效數(shù)字位數(shù)的保留應(yīng)以其中相對(duì)誤差最大的那個(gè)數(shù)，即以有效數(shù)字位數(shù)最少的為依據(jù)例解：各數(shù)的相對(duì)誤差分別為：0.0325為

5.103為

0.02%；60.06為

0.02%；139.8為

0.07%相對(duì)誤差最大的（位數(shù)最少的）數(shù)是0.0325，應(yīng)取三位有效數(shù)字∴=0.07132023/10/119●注意（1）分析化學(xué)的分?jǐn)?shù)，如與反應(yīng)，“2”應(yīng)視為有足夠有效，不能根據(jù)它來確定有效數(shù)字的位數(shù)（2）若某一數(shù)據(jù)第一位有效數(shù)字大于等于8，則有效數(shù)字的位數(shù)可多算一位。如8.37是三位，但可作四位有效數(shù)字看待（3）計(jì)算時(shí)，可暫時(shí)多保留一位，最后根據(jù)“四舍六入五成雙”棄去多余數(shù)字（只允許一次修約，不可分次修約）五成雙：尾數(shù)為5時(shí)，若后面數(shù)字為0，則5前面為偶數(shù)者舍去，為奇數(shù)者進(jìn)入；若5后面數(shù)字不為零的任何數(shù)，則均進(jìn)入4）有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算，可保留二位或三位有效數(shù)字。對(duì)于誤差的計(jì)算，取一位有效數(shù)字即足夠，最多取兩位。pH計(jì)算時(shí)，通常也只取一位或二位有效數(shù)字2023/10/1110（5）高含量組分（w>0.1）的測(cè)定，要求四位；中等含量組分（0.01~0.1）的測(cè)定，三位；微量組分（<0.01）的測(cè)定，兩位有效數(shù)字例：已知pH=4.30求[H+]=？pH(potentialofhydrogen——H離子濃度倒數(shù)的對(duì)數(shù)pH=-lg[H+])解：pH中整數(shù)部分不是有效數(shù)字，只有小數(shù)部分才是有效數(shù)字，結(jié)果應(yīng)取兩位有效數(shù)字∴計(jì)算器的應(yīng)用現(xiàn)已很普遍，其上顯示數(shù)值的位數(shù)較多。使用計(jì)算器計(jì)算時(shí)，要注意計(jì)算結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)，應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)則取舍，不可照抄計(jì)算器的所有數(shù)字2023/10/1111第三節(jié)滴定分析法概述●化學(xué)分析法以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法。有重量分析法和滴定分析法兩種，用于常量組分分析。滴定分析操作簡(jiǎn)便、快速，測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度較高（相對(duì)誤差為0.2%），儀器簡(jiǎn)單，是重要的測(cè)試手段之一。有很高實(shí)用價(jià)值一、滴定分析的基本概念●標(biāo)準(zhǔn)溶液(standardsolution)

已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液。例，0.1000mol·dm-3K2Cr2O4●滴定分析法(titrimetricanalysis)原理滴加標(biāo)準(zhǔn)溶液到待測(cè)溶液至恰好完全反應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量與待測(cè)組分的物質(zhì)的量符合反應(yīng)式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度與所耗體積，算出待測(cè)組分的含量2023/10/1112●滴定（titrate）滴加標(biāo)準(zhǔn)溶液的操作過程●化學(xué)計(jì)量點(diǎn)(specialpoint，sp)標(biāo)準(zhǔn)溶液與待測(cè)組分恰好反應(yīng)完全的點(diǎn)●指示劑(indicator)

可通過顏色變化判斷化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的物質(zhì)（如酚酞）●滴定終點(diǎn)（endpoint）（ep）指示劑變色時(shí)停止滴定的點(diǎn)●終點(diǎn)誤差

分析操作中滴定終點(diǎn)與理論上的化學(xué)計(jì)量點(diǎn)往往有一定的差別，由此引起的誤差稱終點(diǎn)誤差2023/10/1113二、滴定分析法分類與滴定方式（一）滴定分析法分類根據(jù)反應(yīng)類型不同，分為●酸堿滴定法●配位滴定法●氧化還原滴定法●沉淀滴定法最常用的是利用生成銀鹽的反應(yīng)，即“銀量法”：Ag++X-===AgX（X=Cl-,Br-,I-,CN-,SCN-）

2023/10/1114（二）滴定方式1.直接滴定法直接將標(biāo)準(zhǔn)溶液滴入待測(cè)溶液，求得其含量●條件(1)反應(yīng)定量完成，要達(dá)99.9%以上(2)反應(yīng)速率要快，若慢，可設(shè)法加快速率(3)有適當(dāng)方法確定終點(diǎn)●示例用HCl滴定NaOH，用K2Cr2O4滴定Fe2+直接滴定法是最常用和最基本的滴定方式。若不能完全符合上述要求，可采用下述幾種間接方式滴定

2023/10/11152.返滴定法（回滴法）●適用范圍反應(yīng)較慢或反應(yīng)物是固體●原理先加入一定量、過量滴定劑，使反應(yīng)加速。反應(yīng)完全后，用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的滴定劑●示例

Al3+與EDTA配位反應(yīng)速率慢，向Al3+溶液加入已知過量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，加熱，反應(yīng)完全后，用Zn2+或Cu2+標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的EDTAAl3+EDTAZn2+

2023/10/11163.置換滴定法●適用范圍不按一定反應(yīng)式進(jìn)行或有副反應(yīng)●原理將被測(cè)物定量地置換成另一物質(zhì)，用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定此物●示例

Na2S2O3不能直接滴K2Cr2O7等強(qiáng)氧化劑，因它們將Na2S2O3氧化為S4O62-和SO42-，沒有確定計(jì)量關(guān)系作法酸性K2Cr2O4溶液中加過量KI，與K2Cr2O4生成的I2可用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定

2023/10/11174.間接滴定法

●適用范圍有些不能與滴定劑直接反應(yīng)的物質(zhì)，可通過另外的化學(xué)反應(yīng)間接測(cè)定●示例

Ca2+無(wú)可變價(jià)態(tài)，不能直接用氧化還原法滴定。將其沉淀為CaC2O4，過濾洗凈后溶于H2SO4，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定草酸，間接測(cè)定Ca2+含量

2023/10/1118三、標(biāo)準(zhǔn)溶液與基準(zhǔn)物（一）標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制有直接和間接兩種方法1.直接法

●方法準(zhǔn)確稱定量物質(zhì)，溶解后，定量轉(zhuǎn)入容量瓶，用蒸餾水釋至刻度。據(jù)稱取物質(zhì)量和容量瓶體積，計(jì)算準(zhǔn)確濃度●稱量要點(diǎn)稱量±0.0001g誤差，減量法稱量，欲控制稱量的相對(duì)誤差在±0.1%以內(nèi)，每份基準(zhǔn)物質(zhì)至少應(yīng)為●直接法的條件(1)試劑純度足夠高（99.9%以上）。可用基準(zhǔn)試劑或優(yōu)級(jí)純?cè)噭?2)物質(zhì)的組成與化學(xué)式完全相符。結(jié)晶水含量應(yīng)與化學(xué)式相符(3)試劑穩(wěn)定。如不易吸收空氣中的水分和及被空氣氧化2023/10/11192.間接法（標(biāo)定法）

●方法大致按所需濃度配制溶液，再利用該物質(zhì)與基準(zhǔn)物質(zhì)（或已知準(zhǔn)確濃度的另一溶液）的反應(yīng)確定其準(zhǔn)確濃度。這種確定標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的操作稱為標(biāo)定(demarcate)●示例配制0.1mol·dm3-KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液，先配約0.1mol·dm3-KOH溶液，用該溶液滴定準(zhǔn)確稱量的鄰苯二甲酸氫鉀，鄰苯二甲酸氫鉀的質(zhì)量，可算出溶液的準(zhǔn)確濃度2023/10/1120（二）基準(zhǔn)物質(zhì)(basematerial)●定義用以直接配制標(biāo)準(zhǔn)溶液或標(biāo)定溶液濃度的物質(zhì)●條件除須符合直接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液物質(zhì)應(yīng)具備的三個(gè)條件外，為了降低稱量誤差，最好具有較大的摩爾質(zhì)量基準(zhǔn)物質(zhì)干燥后的組成干燥條件/℃標(biāo)定對(duì)象名稱分子式碳酸氫鈉270～300酸十水合碳酸鈉270～300酸硼砂放在裝有NaCl和蔗糖飽和溶液的干燥器中酸碳酸氫鉀270～300酸二