无机及分析化学5
无机及分析化学(第五版)
无机及分析化学(第五版)
1.大分子化合物的概念
•相对分子质量大于10⁴的化合物(纯净物)称为大分子化
合物。
2.大分子物质在溶液中以单分子存在。
像小分子溶液一样，它是一个单向热力学稳定系统。
具有溶解的可逆性。
如:小分子蔗糖与大分子的动物胶分别溶于水中形成溶液。
加热蒸发水，重新得到蔗糖和动物胶，再加水，又能形成溶液。
与溶胶不同的是，一旦积累沉淀，很难用简单的方法使其再次变成溶胶。
3.大分子非常稳定，不像溶胶那样容易聚集和沉降。
•盐析:向水溶液中加入大量的电解质，使小分子物质析
出。
---主要作用:去溶剂化。
•溶剂化:溶质粒子与溶剂分子之间存在较大的相互作用
力。
故溶质溶于溶剂
•盐析和用电解质沉淀是两个完全不同的过程。
4.保护作用
加入适量的高分子溶液(动物胶、蛋白质等。
)加入到易沉淀的溶液中会大大增加溶胶的稳定性。
5.凝胶(一种特殊的分散系统)
胶体颗粒或线性大分子相互连接形成三维网络结构，大量溶剂分子在网络结构的缝隙中被分离，从而失去流动性。
•其性质介于固体和液体之间。
•形成凝胶的过程称为胶凝
•凝胶化过程是网络结构的形成和强化过程。
•凝胶存在是及其普遍的。
无机及分析化学第五版公式总结
无机及分析化学第五版公式总结
（1）化学平衡原理：nA＋mB ⇌ cC＋ dD，其中A、B、C、D均为化学物质，n、m、c、d均为物质的物质的物质的物质的物质数，可用下列形式表示：
aA＋ bB ⇌ cC＋ dD
其中a/n =A/气体的压力，b/m =B/气体的压力，c/c =C/气体的压力，d/d =D/气体的压力，即每份物质在气体中的摩尔分数相等。
（2）气体分压公式：如果将1mol气体混合物充入在一定的容积里，那么混合物的各组份的压力分别等于它的摩尔分数乘以总压力，其表达式为：
pi=nj/nT*P
其中pi为混合气体中某一组份的压力，nj为该组件的摩尔分数，nT为混合物总摩尔数，P 为混合物的总压强。
（3）活度指数：在一定温度和压力下，不同组份气体等比混合时产生饱和分压，此时任一组份的活度指数为它在混合物中的压强与它在金刚石瓶中的压强之比，即：
yi=p/p°
其中yi 是绝对活度指数，p、p°分别分别是混合气体和金刚石瓶中某一组份的压强。
无机及分析化学课后习题第五章答案
一、选择题1．氢气与下列物质反应中，氢气不作为还原剂的是（ ）A. 单质硫单质硫B. 金属锂金属锂C. 四氯化钛四氯化钛D. 乙烯乙烯解：选B 。
氢原子与碱金属结合生成金属氢化物，氢原子能得到电子，是作为氧化剂参与反应。
应。
2．下列各组物质可共存于同一溶液中的是（ ）A. NH 4+ , H 2PO 4-, K + , Cl -, PO 43- B. Pb 2+ , NO 3-, Na + , SO 42- C. Al(OH) 3, Cl -, NH 4+, NH 3·H 2O D. Sn 2+ , H + , Cr 2O 72- , K +, Cl -解：选A 。
选项B 中Pb 2+，SO 42-能够生成沉淀PbSO 4; 选项C 中，强电解质的存在，会促进Al(OH) 3的凝聚。
选项D 中Sn2+ 与Cr 2O 72-在H +下会发生氧化还原反应。
只有A 中各离子不会发生反应，能够稳定存在。
子不会发生反应，能够稳定存在。
3．下列叙述正确的是（．下列叙述正确的是（ ）A. 22O H 分子构型为直线形分子构型为直线形B. 22O H 既有氧化性又有还原性既有氧化性又有还原性C. 22O H 的水溶液很稳定的水溶液很稳定D. 22O H 与722O Cr K 的酸性溶液反应生成稳定的5CrO解：选B 。
22O H 分子中存在过氧链—O —O —，过氧链在相当于书本的书脊位置上，而两个氢原子在半展开的两页纸面位置上，所以22O H 分子构型不是直线形。
22O H 的水溶液不稳定，遇杂质易分解。
22O H 与722O Cr K 的酸性溶液反应生成3Cr +。
22O H 中O 的氧化态居中，所以既22O H 既有氧化性又有还原性。
既有氧化性又有还原性。
4．地方性甲状腺肿大引起的原因是（．地方性甲状腺肿大引起的原因是（ ）A. 氟过多氟过多B. 碘过多碘过多C. 碘不足碘不足D. 维生素不足维生素不足解：选C 。
无机及分析化学-分析化学 第5章 续
MgY2- + HIn2- + H+ 纯蓝
溶液随之由酒红色变为纯蓝色。
当水样中 Mg2+ 极少时，加入的铬黑 T 除了 与 Mg2+ 配位外还与 Ca2+ 配位。 但因 CaIn- 比 MgIn- 的显色灵敏度差很多, 致使终点不敏锐。 为提高终点变色的敏锐性, 可加少量 Mg–EDTA盐（在缓冲溶液中或 在未标定前的 EDTA 中加 Mg2+）。 这能提高终点变色的敏锐性, 但对测定结果无影响。原理如下：
由 lg cr (M)K (MY) lg cr (N)K (NY)≥ 5 时
能滴定 M，N 不干扰，
因 M 和 N 在同一溶液中， 酸度对配合物稳定性的影响程度相同(酸 效应系数相同), 所以
因此： lg cr (M)K (MY) lg cr (N)K (NY)
K (MY) K (MY) K ( NY) K ( NY)
则 (Mg )
2
cEDTA (V1 V2 ) M Mg 2 Vs
本章习题
(p122~123) 计算题的（1）、（2）、（10）题
练 习 题
一、选择题
p K ～ p K 1. EDTA的 a1 a6 分别为: 0.9, 1.6, 2.0, 2.67,
6.16, 10.26。今在pH=13时，以EDTA滴定同浓 度的Ca2+。以下叙述正确的是 A. 滴定至50%时，pCa = pY； （B）
5.4 金属指示剂 metal indicator
因指示剂是用于指示金属离子浓度变化的， 故称为金属指示剂。 以下介绍其作用原理。
一、作用原理
以 In 代表金属指示剂， 当将其加入被滴定的金属离子溶液时， 立即发生如下反应：
无机及分析化学试题(5)
《无机及分析化学》试题（5）闭卷适用专业年级：2004级姓名学号专业班级本试题一共五道大题,共四页，满分100分。
考试时间120分钟.注：2。
试卷若有雷同以零分计.（以下为试题正文）一、判断正误。
正确的打“√”,错误的打“×”(每小题1分，共20分）1、Δc H mθ(C,石墨)=Δf H mθ(CO2,g）。
( ）2、氢电极的电极电势为零。
( ）3、共轭酸碱对的K aθ·K bθ=K wθ。
（）4、升高温度，只能加快吸热反应，对放热反应没有影响。
（）5、质量作用定律适用于任何化学反应。
（）6、稳定单质的Δc H mθ，Δf H mθ，Δf G mθ，S mθ均为零。
（）7、缓冲溶液pH的大小，决定于K aθ或K bθ的值。
（）8、在NaH 和H2O分子中，H的氧化数相同。
（）9、螯合物比一般配合物更稳定，是因为形成的配位键更多。
（)10、氧化还原反应进行的方向是弱的氧化剂与弱的还原剂作用，生成强的氧化剂与强的还原剂（）11、单一金属离子（M ）用配位滴定的方法进行准确滴定的条件是lg c M计Kˊ稳≥8 。
（）12、选择指示剂的原则:变色敏锐，最好是混合指示剂。
（）13、衡量一组测量数据的好坏，首先考察准确度，然后考察精密度.准确度高的，测量结果是可靠的。
( )14、碘量法中，误差的两个主要来源是：标定Na2S2O3溶液产生的误差和单质I2的挥发。
( )15、用直接配制法可配制HCl ，NaOH ，K2Cr2O7标准溶液。
（）16、影响酸碱滴定突跃范围大小的因素是K a或K b，与酸碱溶液的浓度无关。
（）17、误差分为两大类，即系统误差和偶然误差. （)18、0。
01mol/L 的Na 2H 2Y ·2H 2O 的水溶液显碱性。
（ ）19、甲基橙可作为强碱滴定弱酸的指示剂。
（ )20、 （ ) 二、 选择填空（每小题只有一个正确答案，将正确答案的编号填入括号内。
无机及分析化学实验实验5 盐酸溶液的配制与标定
d
i 1
n
i
相对平均偏差
n
平均偏差 d 100% 平均值 x
8
六、注意问题
1、干燥至恒重的无水碳酸钠有吸湿性，因此在标定中精密称取 基准无水碳酸钠时，宜采用“减量法”称取，并应迅速将称量瓶
加盖密闭。
2、在滴定过程中产生的二氧化碳，使终点变色不够敏锐。因此，在溶液滴定进行至
临近终点时，应将溶液加热煮沸，以除去二氧化碳，待冷至室温后，再继续滴定。
3
三、仪器和试剂
1）仪器： 称量瓶，酸式滴定管，250mL锥形瓶。 2）试剂： 无水碳酸钠，6mol· L-1 HCl，0.1%的甲基橙。
4
四、实验步骤
1、0.1mol•L-1HCl溶液的配制 用洁净的量杯（或量筒）量取浓盐酸4.2—
4.5mL，倒入500mL试剂瓶中，再用量杯取蒸
馏水稀释之，使其体积为500mL，盖好玻璃塞，
黄橙红7五数据处理hcl溶液浓度的标定p64相对平均偏差03无水硫碳酸钠质量mghcl终读数mlhcl初读数mlvhclmlchclmol?l?1chcl平均值mol?l?1di相对平均偏差hclconahcl3210002vmmc?nndn1i?indddd?21平均偏差100x平均值d平均偏差相对平均偏差100x平均值d平均偏差相对平均偏差81干燥至恒重的无水碳酸钠有吸湿性因此在标定中精密称取基准无水碳酸钠时宜采用减量法称取并应迅速将称量瓶加盖密闭
摇匀。注意浓盐酸易挥发，应在通风橱中操作。
5
四、实验步骤
2、HCl溶液的标定
准确称取0.15～0.2g无水碳酸钠三份于锥形瓶中
80mL蒸馏水溶解 1—2滴甲基橙
用所配制的HCl滴定
无机及分析化学第五版
反应平衡：反 应达到平衡状 态，反应速率 相等，反应物 和生成物浓度
不再变化
第五章：化学反应速率
化学反应速率的定义
影响化学反应速率的因素
化学反应速率的测定方法
化学反应速率的应用实例
第六章：酸碱反应
酸碱反应的定义和分类 酸碱反应的平衡常数和pH值 酸碱反应的速率和机理 酸碱反应的应用和实例
案
理论与实践相结合
理论与实践相结合：将理论知识与实验操作相结合，提高学生的实践能力 实验操作：提供详细的实验操作步骤和注意事项，帮助学生更好地理解和掌握实验操作 理论讲解：对理论知识进行深入浅出的讲解，帮助学生更好地理解和掌握理论知识 案例分析：通过案例分析，帮助学生更好地理解和掌握理论知识在实际中的应用
第二章：原子结构和元素周期表
原子结构：原子核、电子、质子、中子等 元素周期表：元素周期律、元素分类、元素性质等 原子结构与元素周期表的关系 元素周期表的应用：预测新元素、解释元素性质等
第三章：分子结构和晶体结构
原子结构：原子核、电子云、电子层、 原子轨道等
化学键：离子键、共价键、金属键等
晶体结构：晶格、晶胞、晶系、空间 群等
Part Two
无机及分析化学第 五版章节介绍
第一章：绪论
绪论概述：介绍无机及分析化学的 基本概念、研究对象和研究方法
化学分类：介绍无机化学、分析化 学、有机化学、物理化学等化学分 支
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
化学发展史：介绍化学学科的发展 历程和重要人物
化学应用：介绍化学在工业、农业、 医学、环境等领域的应用
作者：张祖德
出版社：高等教育出版社
出版时间：2013年
目的：为化学专业学生提 供全面、系统的无机及分 析化学知识
无机及分析化学第5章-氧化还原滴定法
例如：
+7
1
+2
0
2K Mn O4 5H2 O2 3H2SO4 2 Mn SO4 K2SO4 5O2 8H2O
参与反应的H2SO4没有氧化数的变化，称为介质。
第一节 氧化还原反应
二、氧化剂和还原剂
氧化剂和还原剂是同一物质的氧化还原反应， 称为自身
氧化还原反应。某物质中同一元素同一氧化态的原子 部分被
氧化还原滴定法以氧化剂或还原剂为标准溶液，根据氧化剂 不同可分为高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法、溴酸钾法、铈量 法等，本节重点介绍高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法等三种氧 化还原滴定方法及其应用。
第二节 氧化还原滴定法
二、氧化还原滴定法指示剂
氧化还原滴定除了用电位法确定终点外，通常可以用
指
示剂指示终点。常用的指示剂有以下三类。
钾 氧化能力强，滴定的选择性差；反应速率慢。
第二节 氧化还原滴定法
三、常用的氧化还原滴定法及其应用
3.高锰酸钾标准溶液的配制与标定 为了配制较稳定的高锰酸钾溶液，通常先称取略多于理
论计算量的高锰酸钾固体试剂，溶解于一定体积蒸馏水，将 该溶液加热微沸1h，冷却后避光放置2～3天，用微孔玻璃漏 斗或玻璃丝棉滤除析出的沉淀物，过滤后的高锰酸钾溶液贮 存于棕色试剂瓶，阴暗处保存。
3Cu2S + 10HNO3 → 6Cu(NO3)2 + 3H2SO4 + 10NO↑
(4)配平其他元素的原子数，必要时可加上适当数目的酸、碱和 H2O：
3Cu2S + 22HNO3 → 6Cu(NO3)2 + 3H2SO4 +10NO↑+8H2O
(5)核对氢和氧原子个数是否相等，最后把箭头改为等号：
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2020/8/26
1
第一节 分析化学概述
一、分析化学的任务和作用
➢ 三个主要问题：
✓ 体系中存在哪些物质？
定性分析
✓ 体系中物质的量是多少？
定量分析
✓ 这些物质的结构和存在形态是什么？
结构分析
➢ 结论： 分析化学是研究物质化学组成、含量、结构的
分析方法及有关理论的一门学科。
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✓ 仲裁分析
为了裁判不同单位对同一试样分析得出不同 的测定结果，这时要求权威机构用公认的标
准方法进行准确的分析
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6
➢ 分析试样的制备
✓ 破碎 ✓ 过筛
注意事项：
防止污染 做好试样标签 不能随意丢弃试样，均匀取舍
✓ 混匀
✓ 缩分
试样每经过一次破碎后，使用机械或人工的方法 取出一部分有代表性的试样,再进行下一步处理,
M=K×da
M－－ 采取平均试样的最低质量(kg) d －－试样中最大颗粒的直径(mm) K，a－－经验常数, K值在0.02 ~ 0.15，a值在
1.8 ~ 2.5；一般矿质样品a值取2。
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8
➢ 试样的分解
✓ 湿法分解
✓ 干化分解法
➢ 干扰组分的分离
✓ 沉淀分离法 ✓ 溶剂萃取法 ✓ 色谱分离法 ✓ 离子交换分离法。
平均偏差 相对平均偏差
d d1 d2 n
dn
dr
( d ) 100% x
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15
标准偏差（又称均方根偏差）：突出大的偏差对结果的影响
当测定次数n大于20次时（无限多次）：
总体标准偏差： ( xi )2 n
：总体平均值
当测定次数n小于20次时: x s
s
例：
某一试样质量为1.8363g，称量值为1.8364g; 另一试 样质量为0.1835g, 称量值为0.1836g。
试样1： 绝对误差 = 1.8364 - 1.8363 = +0.0001 相对误差 = +0.0001 / 1.8363 ×100% = +0.005%
试样2： 绝对误差 = 0.1836 - 0.1835 = +0.0001 相对误差 = +0.0001/0.1835 ×100% = +0.05%
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➢ 精密度： 平行测定的结果互相靠近的程度
（用偏差表示）
绝对偏差 = 测定值－测定平均值 = X i - X 相对偏差 = 绝对偏差 / 测定平均值×100% =(X i – X)/ X
【某次测定结果的偏差，只能反映该结果偏离平均值的程度，不 能反映一组平行测定结果的精密度。】
➢ 测定方法的选择和分析测定
主要考虑测定组分的准确度、灵敏度以及测定速度符合要求
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➢ 实验数据处理和结果表达
原则：
✓ 数据记录必须实事求是 ✓ 实验数据记录必须有专用的记录本，要按一定记
录规则，不能随意更改或丢弃 ✓ 数据的舍取要按统计学规则进行舍取
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10
第二节 定量分析误差的分类及表示方法
将试样ห้องสมุดไป่ตู้逐渐缩小
四分法
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三、分析程序
➢ 分析试样的采集： 试样应具有代表性
✓ 试样均匀： 任意取一部分或稍加搅匀取其中的一部分。
【包括：】 金属试样、水样、液态试样、气态试样、 一些比较均匀的化工试样
✓ 试样分布不均匀： 按一定的程序，根据经验，平均试样采取量
【包括：】 矿石、煤炭、土壤等
✓ 仪器分析
光学分析法、电化学分析法 色谱分析法、质谱分析法
萤光分析、放射化学分析法等。
物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法，往往都 需要特殊的仪器
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➢ 根据分析的目的划分：
✓ 例行分析
一般化验室对日常生产中的原材料和 产品而进行的分析
✓ 快速分析 是为控制生产过程提供信息。如炼钢时 的炉前分析
d12
d
2 2
d
2 n
( xi x )2
n1
n1
相对标准偏差：
CV % s 100% x
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例： 数组1：+0.1, +0.4, 0.0, -0.3, +0.2, -0.3, +0.2, -0.2, -0.4, +0.3
数组2：-0.1, -0.2, +0.9, 0.0, +0.1, +0.1, 0.0, +0.1, -0.7, -0.2
2
二、分析化学的分类
➢ 根据分析任务划分：
✓ 定性分析
✓ 定量分析
✓ 结构分析
➢ 根据分析对象划分：
✓ 无机分析
✓ 有机分析
➢ 根据分析对象的含量划分：
✓ 常量分析 ✓ 半微量分析 ✓ 微量分析 ✓ 痕量分析
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3
分析方法名称
常量 半微量分 分析 析
微量分析
痕量分 析
按含量分
> 1%
特点：
✓ 不具单向性（大小、正负不定） ✓ 不可消除（原因不定）
但可减小（测定次数↑）
✓ 分布服从统计学规律（正态分布）
➢ 操作过失
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二、误差的表示方法 ---准确度、精密度、误差和偏差
➢ 准确度： 测定结果与“真值”接近的程度（用误差表示）
绝对误差 = 测定值 － 真实值 = X - XT 相对误差 = 绝对误差/真实值 ×100% ＝(X – XT) / XT ×100%
一、定量分析误差的产生
真实值（真值）XT： 真实存在的值 分析测定值 X： 由实验过程中采用某一种方法测得的值
误差E ： E = X - XT
误差的分类：
系统误差 偶然误差
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➢ 系统误差 －－－由固定原因产生
特点：
✓ 具单向性（大小、正负一定） ✓ 可消除（原因固定） ✓ 重复测定重复出现
原因：
✓ 方法误差： 方法不恰当产生 ✓ 试剂误差：试剂不纯或蒸馏水中含微量杂质
✓ 仪器误差： 天平、砝码、滴定管、容量瓶等刻度不准
✓ 操作误差： 操作人员的主观原因所造成的误差 【与操作过失不同】
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➢ 偶然误差（随机误差）
－－－由一些随机的原因引起的，如实验时温度、电流、大 气压等外界因素突然发生变化，仪器性能的微小波动等造成。
0.01-1%
< 0.01%
按样 品用 量分
固体试样质量 （g）
液体试样体积 （mL）
> 0.1 > 10
0.1 ~ 0.01 10 ~ 1
0.01~ 0.0001 < 0.0001 0.01~1 < 0.01
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➢ 根据分析原理划分：
✓ 化学分析
重量分析 容量分析（滴定分析法）
以物质的化学反应为基础的分析方法