北大《定量化学分析简明教程》

北大《定量化学分析简明教程》
第一章
定量分析概论
1. 为什么用作滴定分析的化学反应必须有确定的计量关系？什么是“化学计量点”？什么是“终点”？为什么滴定分析对化学反应进行的完全程度的要求比重量分析高？
解答：
滴定分析所依据的化学反应只有具有了确定的计量关系，才能进行准确
的计算。

化学计量点是指当加入的滴定剂的量（摩尔）与被测物的量（摩尔）之间，正好符合化学反应式所表示的化学计量关系。

终点：指示剂为指示剂的变色点.
2. 若将H 2C 2O 4.·2H 2O 基准物长期保存于保干器中，用以标定NaOH 溶液的浓度时，结果是偏高还是偏低？分析纯的NaCl 试剂若不作任何处理用以标定 AgNO 3溶液的浓度,结果会偏高，试解释之。

解答：
H 2C 2O 4.·2H 2O 基准物质长期保存于保干器中易脱水，变成H 2C 2O 4·H 2O 或H 2C 2O 4，若在计算时仍以H 2C 2O 4.·2H 2O 计算，表观的NaOH 浓度为： ='
N a O H C N a O H
O
2H O C H V .22422n N a O H O 2H O C H V M 100022422⨯⨯=
∙标W 而实际的NaOH 浓度为：
N a O H O C H N a O H V M W C ⨯⨯=42210002标
或 N a O H O H O C H N a O H V M W C ⨯⨯=∙2
42210002标
M H2CO4·H2O < M H2CO4·2H2O
M H2CO4 < M H2CO+2H2O
∴ C’NaOH < C NaOH
即标定结果偏高。

同时可对NaCl 标定AgNO 3的情况进行分析。

NaCl 若不作处理含有较多的水分
表观的AgNO 3浓度为：
C’AgNO3=3
31000AgNO NaCl AgNO NaCl V M W V n ⨯⨯=标 而实际的AgNO 3浓度为：
3
231000AgNO O nH NaCl AgNO V M W C ⨯⨯=∙标
M NaCl ·nH2O >M NaCl ∴ C ’AgNO3 >C AgNO3
即表观浓度偏高。

3. 30.0ml 0.150MHCl 溶液和20.0ml 0.150MBa(OH)2溶液相混合，所得溶液是酸性、中性、还是碱性？计算过量反应物得摩尔浓度。

解：反应至化学计量点时，应有：
n HCl =2nBa(OH)2
n HCl =30.0×0.150 = 4.50 (mmol)
nBa(OH)2=20.0×0.150 = 3.00 (mmol)
c n HCl =4.50 < 2nBa(OH)2 =6.00
∴ 溶液呈碱性。

过量反应物的摩尔浓度为：
总V n n C HCl OH Ba OH Ba 2122)()(-=
.5025.200.3-= =0.0150 (mol / L)
答：过量反应物的摩尔浓度为 0.015mol / L 。

4. 称取纯金属锌 0.3250 g ，溶于 HCl 后，稀释到250ml 容量瓶中，计算Z n 2+溶液的摩尔浓度。

解：
)/(01988.0250
.038.653250.02L mol M W C V Zn Zn Zn =⨯==∙+ 答：Zn 2+的摩尔浓度为0.01988 mol / L 。

5. 欲配制Na 2C 2O 4溶液用于标定0.02MKMnO 4溶液（在酸性介质中），若要使标定时两种溶液消耗的体积相近，问应配制多大浓度（M ）的Na 2C 2O 4溶液？要配制100ml 溶液，应称取c 多少克？
解：标定反应为：
O H CO Mn H O C MnO 22234248521652++==++++-
-
n Na 2C 2O 4=2.5n KMnO 4 C Na 2C 2O 4V Na 2C 2O 4=2.5C KMnO 4V KMnO 4
V Na 2C 2O 4=V KMnO 4
∴ n Na 2C 2O 4
=2.5n KMnO 4=2.5×0.02=0.05(mol / L) G Na 2C 2O 4 = C Na 2C 2O 4V Na 2C 2O 4×M Na 2C 2O 4
=0.05×0.100×134.0
= 0.67 (g)
答：应称取Na 2C 2O 40.67克。

6. 用KMnO 4法间接滴定石灰石中CaO 的含量，若试样中CaO 的含量均为40%，为使滴定时消耗0.020M KMnO 4约为30ml ，问应称取试样多少克？
解：间接测定的反应式为：
Ca 2++C 2O 42- == CaC 2O 4↓
CaC 2O 4+2HCl == Ca 2++2Cl -+2H 2C 2O 4
5C 2O 42-+2MnO 4-+16H + ==5CO 2+2Mn 2++8H 2O
化学计量关系为：
n CaO =n CaC2O4=2.5n KMnO4 )(21.0400
5630020.025*********%40G 4g M n M n CaO KMnO CaO CaO =⨯⨯⨯==⨯=样
答：应称取试样0.21克。

7. 某铁厂化验室经常要分析铁矿中铁的含量。

若使用的K 2Cr 2O 7溶液浓度为0.02000M 。

为避免计算，直接从所消耗的K 2Cr 2O 7溶液的毫升数表示出Fe%,问应当称取铁矿多少克？
解：滴定反应为：
6Fe 2++Cr 2O 72-+14H +==6Fe 2++2Cr 3++7H 2O
化学计量关系为：
n Fe =6n Cr2O72-
1000
M 6n 1000Fe%Fe O Cr -272⨯=⨯=样样G G M n Fe Fe 00.106722722⨯⨯⨯=样G M V C Fe
O Cr K O Cr K
Fe%=V K2Cr2O7
G 样=6C K2Cr2O72×M Fe ×0.1000=6×0.02000×55.85×0.1000=0.6702 (g) 答：应当称取铁矿0.6702 克。

8. 称取c 试剂0.8835g ，以甲基橙为指示剂，用0.1012MHCL 滴定至H2PO4-，共消耗HCl 溶液27.30ml 。

计算Na 2HPO 4·12H 2O 的百分含量。

并解释所得结果
（HCl 浓度、终点得确定以及仪器均无问题）。

解：
Na 2HPO 4·12H 2O%=1001000G M O
12H HPO Na O 2H HPO Na 242242⨯⨯⨯∙∙样n
1024212⨯=
∙样G M n O H HPO Na HCl %0.11210
8835.01.35830.271012.0=⨯⨯⨯= 答：Na 2HPO 4·12H 2O 的百分含量为112.0%。

滴定至化学计量点时，主成型体是Na 2H2PO 4，pH=4.7
而以甲基橙为指示剂，变色范围为3.1---4.4 ，变色点为3.4。

显然，变色点与化学计量点具有较大的差别。

故终点误差较大。

由于终点较化学计量点偏高，故引起正误差。

9. 分析不纯CaCO 3（其中不含分析干扰物）时，称取试样0.3000克，加入0.2500M HCl 标准溶液25.00ml 。

煮沸除去CO 2，用0.2012MNaOH 溶液返滴过量酸，消耗了5.84ml 。

计算试样中CaCO 3的百分含量。

解：有关化学计量关系为：
n CaCO3=0.5n HCl
100M n C a C O 3%33C a C O C a C O ⨯⨯=样
G 10
213⨯⨯=样G M n CaCO HCl %67.8410
3000.01.100)84.52012.000.252500.0(21=⨯⨯⨯-⨯= 答：计算出试样中CaCO 3的百分含量为84.67%。