基础化学实验Ⅰ(下)

基础化学实验Ⅰ(下)实验一、分析天平的称量练习1. 用分析天平称量的方法有哪几种?指定质量称样法和递减称样法各有何优缺点?在什么情况下选用这两种方法?答：称量有三种方法：直接称量法，指定质量称量法，递减称量法。

指定质量称量法：此方法称量操作的速度很慢，适于称量不易吸潮，在空气中能稳定存在的粉末状或小颗粒（最小颗粒应小于0.1mg ）样品，以便容易调节其质量。

在直接配制标准溶液和试样分析时经常使用指定质量称样法。

递减称量法：此称量操作比较繁琐。

主要用于称量过程中样品易吸水、易氧化或易与空气中的CO 2发生反应的试样。

2. 使用称量瓶时，如何操作才能保证试样不致损失？答：将称量瓶取出，在接收器的上方，倾斜瓶身，用称量瓶盖轻敲瓶口上部使试样慢慢落入容器中。

当顷出的试样接近所需量时，一边继续用瓶盖轻敲瓶口，一边逐渐将瓶身竖直，使粘附在瓶口上的试样全部进入称量瓶中，然后再盖好瓶盖，称量。

实验二、滴定分析基本操作练习1．HCl 溶液与NaOH 溶液定量反应完全后，生成NaCl 和水，为什么用HCl 滴定NaOH 时采用甲基橙作为指示剂，而用NaOH 滴定HCl 溶液时却使用酚酞作为指示剂?答：HCl 溶液与NaOH 溶液，相互滴定两种指示剂均可采用，但是考虑到终点颜色的观察敏锐性一般黄色到橙色，无色到红色容易观察，因此采用上述方法。

2．滴定读数的起点为什么每次最好调到0.00刻度处？答：因为滴定管在制作过程中会出现管内刻度不完全均匀的现象，每次滴定都从0.00刻度开始，能消除系统误差。

实验三、混碱分析1. 双指示剂法的测定原理是什么？答：用HCl 溶液滴定Na 2CO 3 为例。

H 2CO 3 为二元酸，离解常数分别为p K a1=6.38; p K a2=10.25，用HCl 溶液滴定Na 2CO 3 溶液时c K b1>10-9 ，c K b2=10-8.62 > 10-9，且K b1/K b2=10-3.75/10-7.62=103.87 ≈104，能分步进行：第一步反应：Na 2CO 3＋HCl ＝NaHCO 3＋NaCl ，第二步的反应产物为CO 2 ，其饱和溶液的浓度为0.04 mol·L -13.8)25.1036.6(21)p p (21pH :11a a 1=+=+=K K 第一化学计量点 9.3)40.136.6(21)p p (21pH :1a 2=+=+=c K O H CO .............................................CO H NaCl HCl NaHCO 22323+↑+=+a 第二化学计量点用HCl 溶液滴定Na 2CO 3有2个滴定突跃：第一个突跃在化学计量点pH=8.3的附近,可用酚酞作指示剂；第二个突跃在化学计量点pH=3.9的附近,可用甲基橙作指示剂。

2. 采用Na 2CO 3作基准物质标定0.l mol·L -1 HCl 溶液时，基准物质称取量如何计算?答：标定反应Na 2CO 3＋2HCl ＝NaCl ＋HCl ＋H 2O 1-CO Na l HC HCl CO Na L 1000mL 213232⋅=M V c m 1-CO Na CO Na l HC HCl L 1000mL 23232⋅××=M m V cV HCl =20∼40mL 时，则 0.11g g 10590L 1000mL g/mol 99105mL 20L mol 10211-1CO Na 32≈=⋅××⋅×=−...m若配制250mL,分取25.00mL 用于标定HCl 溶液浓度则应称量1.1g ∼ 2.2g ；通常V HCl =20∼30mL ，若配制250mL ，分取25.00mL 用于标定HCl 溶液浓度则应称量1.1g ∼ 1.6 g3．“总碱量”的测定应选用何种指示剂?终点如何控制?为什么?·答：指示剂选用：“总碱量”的测定应选用甲基橙作指示剂。

溶液由黄色变为橙色时即为终点。

因为用和HCl 溶液滴定Na 2CO 3时，其反应包括以下两步:Na 2CO 3 + HCl NaHCO 3 +NaClNaHCO 3 + HCl NaCl + H 2CO 3H 2O+CO 2当中和成NaHCO 3时，pH 值为8.3；在全部中和后，其pH 值为3.7。

由于滴定的第一等当点(pH8.3)的突跃范围比较小，终点不敏锐。

因此采用第二等当点，以甲基橙为指示剂，溶液由黄色到橙色时即为终点。

终点控制：滴定快到终点时应慢滴快摇，要充分摇动锥形瓶，以防形成CO 2的过饱和溶液使终点提前到达。

当颜色由黄变橙，且颜色稳定，即为终点。

实验四、含氮量测定1．NH 4NO 3、NH 4C1或NH 4HCO 3中的含氮量能否用甲醛法分别测定?答：NH 4NO 3中铵态N 可以直接用甲醛法测定，但是其中NO 3里面的N 无法直接用甲醛法测定；NH 4C1中的含氮量可以直接用甲醛法测定；NH 4HCO 3中的含氮量不能直接用甲醛法测定，因为NH 4HCO 3中的HCO 3- 干扰测定。

NH 4HCO 3 ＋ HCHO →(CH 2)6N 4H + ＋ H 2CO 3产物 H 2CO 3易分解且酸性太弱，不能被NaOH 准确滴定。

2．为什么中和甲醛中的游离酸使用酚酞指示剂，而中和(NH 4)2 SO 4试样中的游离酸却使用甲基红指示剂？答：若试样中含有游离酸，加甲醛之前应事先用甲基红为指示剂，用碱预中和至甲基红变为黄色 。

因为(NH 4)2SO 4试样溶液的pH ≈4.63,若用酚酞作指示剂NH 4+将部分被NaOH 滴定,影响结果的准确度, 故中和试样中游离酸时应选择甲基红（4.4～6.2）做指示剂；二甲醛溶液中常含有微量酸，但不存在NH 4+会被部分滴定的情况，因此用酚酞作指示剂会和测定方法统一起来，做到标测一致，减少误差，提高分析结果的准确度。

3．(NH 4)2 SO 4试液中含有PO 43-、Fe 3+、Al 3+等离子，对测定结果有何影响？答：PO 43-产生酸效应使测的结果偏低；Fe 3+、Al 3+离子在中和残余酸时，容易产生水解现象导致测定结果偏高。

实验五、水的硬度分析1.在中和碳酸钙基准溶液中的HCl 时，能否用酚酞取代甲基红?为什么?答：不能，主要是因为酚酞在终点时呈现红色，该颜色影响终点时EBT 蓝色的观察，从而影响对滴定终点的判断，导致结果准确性降低。

2.阐述Mg 2+-EDTA 能够提高终点敏锐度的原理。

答：由于指示剂EBT 对Mg 2+变色灵敏,而对Ca 2+不敏锐，所以当测定水硬时，试液的Mg 2+浓度较低或没有Mg 2+时，需要加入Mg 2+-EDTA 提高指示剂EBT 变色的敏锐性。

提高终点敏锐度的原理： Ca 2+与EDTA 的络合常数为10.69，比Mg 2+与EDTA 的络合常数8.7大，溶液中开始时存在大量的Ca 2+，溶液中加入Mg 2+-EDTA 后，Ca 2+置换Mg 2+，形成Ca 2+-EDTA ，游离出的Mg 2+与指示剂络合形成酒红色化合物，到滴定终点时，过量的半滴EDTA 与Mg 2+结合从而释放出游离指示剂(蓝色)，可以敏锐的指示滴定终点。

3. 滴定为什么要在缓冲溶液中进行?如果没有缓冲溶液存在，将会导致什么现象发生? 答：EDTA 滴定分析中采用的标准滴定溶液是Na 2H 2Y ，在滴定过程中随着滴定的进行，溶液的酸度逐渐增加，EDTA 的酸效应逐渐增强即副反应系数增大，导致逐渐减小，致使，滴定反应不完全，不能准确滴定。

为此要达到准确滴定的目的必须严格控制溶液的酸度，故需要加入缓冲溶液。

Y(H)α，，、MgY CaY K K 8lg MY<′K c实验六、混合溶液中铅铋含量的测定1 滴定Bi 3+、Pb 2+离子时溶液酸度各控制在什么范围？怎样调节？为什么？答：因PbY: lg K PbY=18.04，(pH)min=3.3；BiY: lg K BiY=27.94，(pH)min=0.7故：可通过控制酸度分别滴定测定条件：pH=1 时测定Bi 3+,指示剂 二甲酚橙（XO ），终点Bi-XO(紫红)→XO(亮黄)；在滴定Bi 3+后的溶液中，调节溶液的pH=5～6 时测定Pb 2+ , 终点Pb-XO(紫红)→XO(亮黄)2. 为什么不用NaOH 、NaAc 或者NH 3·H 2O ，而用六亚甲基四胺调节pH 到5~6？答：测定金属离子Pb 2+的适宜的滴定酸度pH=5~6，按照缓冲溶液的选择原则选择：所需要控制的溶液的酸度应该在p K a ± 1范围内，NaOH 、NH 3·H 2O 不符合要求，单从p K a 分析可以NaAc 和六亚甲基四胺缓冲液体系，但是NaAc 与Pb 2+生成Pb(Ac)3-，Pb(Ac)α增大，减少，影响反应的完全程度，故用六亚甲基四胺调节pH 到5~6。

,PbYK 实验七、重铬酸钾滴定法测定铁1. SnCl 2还原Fe 3+的条件是什么?怎样控制SnCl 2不过量?答：在还原Fe 3+时HCl 溶液浓度应控制在4 mol/L ，若大于6 mol/L ，Sn 2+会先将甲基橙还原为无色，无法指示Fe 3+的还原反应。

HCl 溶液浓度低于2 mol/L ，则甲基橙褪色缓慢。

控制SnCl 2不过量的措施是采用甲基橙指示SnCl 2还原Fe 3+，原理是：Sn 2+将Fe 3+还原完后，过量的Sn 2+可将甲基橙还原为氢化甲基橙而褪色，不仅指示了还原的终点，Sn 2+还能继续使氢化甲基橙还原成N,N-二甲基对苯二胺和对氨基苯磺酸，过量的Sn 2+则可以消除。

在溶液中加入一滴甲基橙，再滴加SnCl 2溶液，当溶液由橙变红，再慢慢滴加SnCl 2至溶液变为淡粉色，再摇几下直至粉色褪去。

如刚加入SnCl 2红色立即褪去，说明SnCl 2已经过量，可补加1滴甲基橙，以除去稍过量的SnCl 2，此时溶液若呈现粉红色，表明SnCl 2已不过量。

2. 以K 2Cr 2O 7基准溶液滴定Fe 2+时，加入H 3PO 4的作用是什么?答：滴定反应为：6 Fe2++Cr2O72-+14H+ →6 Fe3++2 Cr3++7H2O；滴定突跃范围为0.93 ~ 1.34V，使用二苯胺磺酸钠为指示剂时，由于变色点电位为0.85V，终点提前到达，引入较大误差。

因而需加入H3PO4。

加入H3PO4可使滴定生成的Fe3+生成无色的Fe(HPO4)2-而降低Fe3+/ Fe2+电对的电位，使突跃范围变成0.71~1.34V，指示剂可以在此范围内变色，同时也消除了FeCl4-黄色对终点观察的干扰。