工业分析复习题标准答案

工业分析复习题答案

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工业分析复习题

1、采样误差和分析误差的大小

通常采样误差大于分析误差。

2．各种金属试样的制备方法

⑴化学样品

在样锭试样腰下三分之一处，去皮并垂直钻取之中心。

⑵光谱样品

钢铁：用砂轮切割机按规定切割后（底部四分之一），

在三氧化铝纱布磨样机上磨至表面平整光洁；

有色金属：按规定用砂轮切割机切割后（底部四分之一），用车床车制表面平整光洁；

棒样端部用车床车制成一定锥度，供摄谱分析用。

3．矿物试样的采集量和制备

对于不均匀物料的采集量与物料的均匀度、粒度、易破碎程度有关

矿物试样的制备一般需要经过破碎、过筛、混合、缩分等步骤。

4．采样公式的运用P23例2

Q = K d a

5．分解试样的一般要求

1．分解完全

2．不损失被测组分

3.不应引入与待测组分相同的物质

4.防止引入干扰组分

5.分解方法与测定方法适应

6. 根据溶（熔）剂不同选择适当的器皿

7. 分解方法要简便、快速、环保和经济

6．湿法分解与干法分解

1.湿法分解

溶剂：水、有机溶剂、酸、碱

水溶解法：

碱金属的盐，大多数碱土金属盐、铵盐、无机酸盐

（钡、铅的硫酸盐、钙的磷酸盐除外）无机卤化物（银、铅、汞、卤化物除外）

酸分解法：

利用酸的酸性，氧化性，还原性和配位性，将试样分解

为溶液。

碱分解法：主要用氢氧化钠、氢氧化钾溶解铝锌等两性金属、酸性或两性氧

化物。

干法分解法

熔融法：酸熔法、碱熔法；温度较高，熔点以上；

半熔法（烧结法），熔点以下。

利用酸性或碱性熔剂与试样混合，在高温下进行复分解反应，将试样中的全部组分转化为易溶于水或酸的化合物

7. 用氢氟酸分解试样时，为何常加入硫酸或高氯酸等配合使用

氢氟酸和大多金属均能反应，反应后，金属表面生成一层难溶的金属氟化物，阻止反应进一步进行。

因此，它常与HNO3、H2SO4或HClO4混合作为溶剂，用来分解硅铁、硅酸盐以及含钨、铌的合金钢等。

8．混合熔剂烧结法(半熔法)的应用和特点

特点

在低于熔点的温度下，让试样与固体试剂发生反应，而处于烧结状态。

和熔融法比较，烧结法的温度较低，加热时间较长，但不易损坏坩埚，可在瓷坩埚中进行。

应用

碳酸钠—氧化锌

1份MgO（或1份ZnO）+2份Na2CO3——分解矿石或做煤中全硫量的测定，其中Na2CO3起熔剂作用，MgO起疏松作用，使空气中的氧将硫氧化为硫酸根离子。

它的作用在于：熔点高，可预防在灼烧时熔合；试剂保持着松散状态，使矿石氧化得更快、更完全；反应产生的气体也容易逸出。

碳酸钠—硝酸钾—草酸

10份碳酸钠—0.75份硝酸钾—4份草酸：

常用于分解铁矿、铬矿和炉渣等。烧结温度850～900，草酸分解出二氧化碳起疏松作用。

碳酸钙＋0.7氯化铵

分析钾、钠矿物分解，烧结温度750～800；应防止发生喷溅。

9．测定钢铁中磷时为什么不能单独使用盐酸或硫酸

如测定钢铁中的磷，不能单独用HCl或H2SO4，而应当用HCl(或H2SO4)和HNO3的混合酸，将磷氧化成H3PO4进行测定，避免部分磷生产挥发性的磷化氢(PH3)而损失。

10．各种酸的性质及应用

1.盐酸

(比重1.19，含量38%，物质的量浓度12moL/L)

纯盐酸是无色液体，酸性、还原性和络合性。

主要用于金属氧化物、硫化物、碳酸盐及H以前金属或合金的分解。

盐酸常与H2O2、KClO3、HNO3、Br2等氧化剂联合分解试样。

不宜使用金、铂、银器皿。

2.硝酸

(比重1.42, 含量70%，物质的量浓度16mol/L)

纯硝酸是无色液体，加热或受光作用即可部分分解，放出NO2，致使硝酸呈现黄棕色。

4HNO3 = 4NO2↑+O2↑+2H2O

硝酸是强氧化性酸。除铂、金和某些稀有金属外，能分解几乎所有的金属、合金、硫化物、大多数金属化物、氢氧化物。

几乎所有的硝酸盐都易溶于水。

纯硝酸不能单独溶解Fe、Al、Cr，钝化现象；

不能单独溶解含Sn、W、Sb试样，生成相应的不溶性酸。

不能单独溶解硫矿，生成单质硫包裹。应先加入少量盐酸。

3.硫酸

(比重1.84，沸点338℃，含量98%，物质的量浓度18mol/L)

纯硫酸是无色油状液体。在配制稀硫酸时必须将浓硫酸徐徐加入水中，并随加搅拌以散热。

强烈的吸水性。

强的脱水剂。

氧化性，加热时氧化性更显著，

△

C+2H2SO4==CO2↑+2SO2↑+2H2O

4.磷酸

比重1.69，含量85%，物质的量浓度15mol/L

无色糖浆状液体，中强酸，较强的络合性。

磷酸在高温时分解试样的能力很强，绝大多数矿物和硅酸盐等都能被磷酸分解，如铬铁矿FeCr2O4、钛铁矿FeTiO3、铌铁矿（FeMnNb2O5）、金红石TiO2、长石Al2O3·SiO2。

含钨、钼、铁的合金试样常用硫酸和磷酸分解。即硫酸的氧化性和磷酸的络合性。

磷酸＋高氯酸、磷酸＋硝酸分解硫化物；

磷酸＋二氯化锡能使矿物中硫、砷以H2S、AsH3形式溢出。

5.高氯酸

比重1.67，含量70%，物质的量浓度12mol/L，又名过氯酸，纯高氯酸是无色液体。

在室温时仅为强酸，没有氧化性，能与活泼金属铝、镁、锌、镉等作用放出氢气，形成高氯酸盐。

除K+、NH4+等少数离子外，其他金属的高氯酸盐都是可溶性的。

浓热时是一种强氧化剂和脱水剂。

能把铬氧化为Cr2O72-，钒氧化为VO3-，硫氧化为SO42-。

高氯酸的沸点为203℃，用它蒸发赶走低沸点酸后，残渣加水很容易溶解，而用H2SO4蒸发后的残渣则常常不易溶解。

6.氢氟酸

比重1.13，含量40%，物质的量浓度22mol/L

纯氢氟酸是无色液体，是一种弱酸，它对一些高价元素有很强的络合作用，能腐蚀玻璃、陶瓷器皿。

常用来分解含硅矿物、硅酸盐等试样。

氢氟酸和大多金属均能反应，反应后，金属表面生成一层难溶的金属氟化物，阻止反应进一步进行。

因此，它常与HNO3、H2SO4或HClO4混合作为溶剂，用来分解硅铁、硅酸盐以及含钨、铌的合金钢等。

当用HF+HNO3溶解时反应激烈，应先后分开加。

分析硅时：温度在60℃以下。

11．溶样时进行蒸发冒烟的作用，了解硫酸冒烟和高氯酸冒烟的优缺点。

硫酸沸点较高（338℃），通过加热蒸发冒出SO3白烟，可除去试液中性的HCl，HNO3及水等，但时间不宜过久，否则易产生难溶于水的焦硫酸盐高氯酸的沸点203℃，用它蒸发赶走低沸点酸后，残渣加水很容易溶解，而用硫酸蒸发后的残渣则不易被溶解！

12．若共存元素Si、As、Cr对测定有影响，溶样时须采取的措施

去Si，在正常溶样时加入氢氟酸并经过硫酸冒烟，使其生成四氟化硅气体逸出去As，在正常溶样时加入氢溴酸并经过硫酸冒烟，使其生成AsBr3 气体逸出。去Cr，在正常溶样时滴加浓盐酸或分次加入少量固体氯化钠，经高氯酸冒烟使铬逸出。

13．王水、逆王水、红酸何指

王水指3HCl+1HNO3 、逆王水指1HCl+3HNO、红酸指1HCl+1HNO3

14．化学试剂的等级及颜色标识

级别一级品

(GR) 二级品

(AR)

三级品

(CP)

四级品

（LR）

纯度分类优级纯

(保证试剂) 分析纯

(分析试剂)

化学纯实验纯

（实验试剂）

瓶鉴颜色绿色红色蓝色黄色15．标准物质（标准样品和基准试剂）的基本特性和主要用途P6 特性

①材料均匀

②性能稳定

③化学成分已知

④主管部门授权

⑤标准物质证书

用途

①校准分析仪器（单点、两点和多点）

②评价使用的或新制定的分析方法的准确度

③制作仪器分析的标准曲线

④用于配制或标定标准溶液的浓度

⑤评价和考核分析人员和实验室的工作质量

⑥在仲裁分析中作为平行验证样，检验测定过程的可靠性

16．标准样品所具备的三个基本条件

标准物质作为统一量值的计量单位，必须具备定值准确、稳定性好、均匀性好三个基本条件。除此之外，还要考虑能小批量生产、具备制备上的再现性好等（复制）。

17．检验分析方法的准确度的途径有哪些

（1）采用标准样品对照（2）采用标准分析方法或者公认的分析方法对照（3）标准加入回收法试验

18．国家标准及行业标准的有效期

一般4年1次

19．水的浊度、色度测定中所选用的标准物质分别是什么？

浊度

⑴FTU

分光光度法福马肼聚合物作标准

1L蒸馏水中含125mg硫酸联氨和1250mg六亚甲基四胺为1FTU。

⑵NTU

散射浊度仪、福马肼聚合物作标准

同FTU

⑶JTU

分光光度法、不溶解硅如高岭土作标准（SiO2）

1L的水中含有1mg的SiO2 为JTU。

⑷EBC

分光光度法、福马肼聚合物作标准、制酒行业

1FTU=4EBC

色度

定义：水的的颜色分为表色和真色。

（1）钴标准色列

（2）铬钴标准色列

20．水的硬度的定义及表示形式；水中碱度的分类及各种碱度的相互关系

定义：除碱金属以外金属化合物含量，以碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氯化物等形式存在。

天然水的硬度一般指水中钙、镁离子含量。

硬度分类：

暂时硬度：钙、镁碳酸盐；

永久硬度：钙、镁其它盐类。

总硬度=暂时+永久

钙硬度：水中钙化合物的含量。

镁硬度：水中镁化合物的含量。

对天然水而言，碱度一般是指CO32-、HCO3-、OH-浓度的总和。

水样100mL，0.1000mol/L盐酸标液，酚酞碱度消耗体积P（mL），酚酞后碱度消耗M（mL），各种碱度关系：

测定结果氢氧化物碳酸盐重碳酸盐

P＝0 0 0 M

P

P=M 0 2P(或2M) 0

P>M P-M 2M 0

M=0 P 0 0

21．根据各种磷含量（常量、半微量、微量），设计分析方法，并简述分析原理，各主要试剂的作用

答：①常量分析：磷钼酸滴定法。在酸性溶液中磷酸根与过量钼酸铵作用生成磷钼酸铵

沉淀收集沉淀洗涤后溶于过量碱标准液中再以酸标准液反滴过量碱计算磷含量。

②半微量：磷钼黄法。试样酸溶解后用氧化剂氧化为正磷酸在酸性液中与钼酸铵作用生成黄色的磷钼黄进行光度分析。

③微量：磷钼蓝法。试样酸溶解后用氧化剂氧化为正磷酸在酸性液中与钼酸铵作用

生成黄色的磷钼黄络合物以氯化亚锡还原为磷钼蓝后进行光度分析。

22．根据各种硅含量（常量、半微量、微量），设计分析方法，

并简述分析原理，各主要试剂的作用

答：①常量法：动物胶凝聚重量法。动物胶是两性电解质PH=4.7时等电态；酸性较强时带正电荷，酸性较弱时带负电荷。在酸性溶液中，硅酸带负电荷。两者中和使硅酸凝聚并析出。根据二氧化硅的质量计算或对二氧化硅进一步处理，并用示差重量法计算

②半微量法：钼黄光度法。酸溶后。硅酸与钼酸铵生成硅钼黄，光度法测定。

③微量法：钼蓝光度法。酸溶后硅酸与钼酸铵生成硅钼黄，再用草酸—硫酸亚铁铵还原为硅钼蓝，光度法测定。

23．分析中共存元素干扰的消除方法有哪些

24．溶样时，各种干扰元素的挥发和升华分离法

25．常用金属离子的掩蔽剂

26．重铬酸钾测定试样中铁的分析原理？各主要试剂的作用答：在盐酸介质中，用SnCl2作还原剂，将试样中Fe3+还原成Fe2+，过量的SnCl2用HgCl2除去，在硫磷混合酸存在下，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+，至溶液呈现稳定的紫色即为终点

2FeCl3+SnCl2=2FeCl2+SnCl4

SnCl2+2HgCl2=SnCl4+Hg2Cl2

Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3＋＋6Fe3+＋7H2O

磷酸作用：1、保证滴定时所需酸度

2、磷酸与生成的Fe3+形成无色络离子[Fe(HPO4)2]-，降低了Fe3+/Fe2+电对的电位，使滴定突跃范围变宽，便于选择指示剂。同时，还消除了FeCl3黄色对终点色变的影响。

27．无汞盐重铬酸钾滴定法测定铁矿石中全铁的分析原理，各主要试剂作用

答：在盐酸介质中，用TiCl3将Fe3＋还原为Fe2＋，并用Na2WO4作还原终点指示剂，当无色的钨酸钠溶液转变为蓝色时（W5＋化合物），表示Fe3＋还原终点到达，用K2Cr2O7溶液氧化过量TiCl3，至钨蓝恰好消失，然后加入硫磷混酸，以二苯胺磺酸钠作指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2＋。因三氯化钛易水解，故可用氯化亚锡和三氯化钛依次还原。

28．硫酸亚铁铵滴定法测定锰含量的分析原理，各主要试剂的作用答：试样以硫、磷、硝混酸溶样，并以硝酸银为催化剂，用过硫酸铵将锰氧化为高锰酸，加热煮沸破坏过量的过硫酸铵，冷至室温后以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定。

磷酸的作用

磷酸与生成的Fe3+形成无色络离子[Fe(HPO4)2]-，降低了Fe3+/Fe2+电对的电位，使滴定突跃范围变宽，便于选择指示剂。

同时，还消除了FeCl3黄色对终点色变的影响。

苯代邻氨基苯甲酸

指示剂：氧化态红色还原态淡绿色

29．硫代硫酸钠滴定法测定铜合金中铜含量的分析原理，各主要试剂的作用

答：试样以酸溶解，氟化物掩蔽铝、铁等干扰离子，在弱酸性溶液中，二价铜与碘化钾作用析出等量的碘，加入硫氰酸钾溶液，以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定，间接测得铜含量。

硫氰酸钾的作用：使生成的碘化亚铜沉淀变成硫氰酸亚铜，消除沉淀对碘的吸附作用。

氟化钠：掩蔽铁、铝等离子；

酸度的调节：先用氨水调至出现氢氧化铜沉淀，在以稀乙酸调至溶解后过量少许。PH＝3.5～4.0

淀粉指示剂：在接近终点时加入。

30．硅钼黄（蓝）法测硅时，共存元素磷和砷有干扰，如何消除答：磷、砷的干扰：加入草酸破坏络合离子，硅的金属性比磷砷强，其络合物相对稳定，不易被破坏，但也会被慢慢分解，所以应快速加入还原剂。共存离子干扰：不取试样同步进行，以此为空白液作参比。

30．氧化还原滴定法测铁时，加入磷酸的作用