1、水分析化学的期末考试试题四套期末考试题哈工大 2004 春季学期水分析化学 试 题（ A）一、回答下列基本概念（ 25=10）1. 物质的量浓度； 2.拉平效应； 3. EDTA的酸效应； 4. 参比电极； 5. 色谱峰高二、讨论下面命题（ 4 5=20 分）1. 以钙指示剂 NN 为例，说明金属指示剂的必备条件。2.对比高锰酸盐指数和化学需氧量测定过程中掩蔽和催化作用的异同。3. 什么是吸收光谱（曲线）？什么是标准曲线？它们有何实际意义？4. 简述气相色谱法的定量方法。三、填空（ 115=15 分）（1. 原子吸收光谱仪由（）组成。）、（）、（）和（2. 影响络合滴定的主要因素有（）。）和3
2、. ECD和 FPD的中文称谓分别为（ ）和（）。4. 在分光光度计中，常因波长范围不同加选用不同材料的容器。现有下面两种材料的容器， 各适用于哪个光区： A石英比色皿用于（ ）；B玻璃比色皿用于（ ）。5. 水中的余氯采用（）法测定，水中余氯在酸性溶液中与 （ ）作用，释放出等化学计量的（ ），以（ ）为指示剂，用（准溶液滴定至终点，由消耗的标准溶液的用量求出水中的余氯。）标四、实验设计题（ 53=15 分）1. 氯离子测定中空白实验和加入碳酸钙的作用。2. 设计一个测定铝盐混凝剂中三氧化二铝含量的方案。3. pH 计的使用及注意事项。五、计算题（ 104=40 分）1. 取水样 100.0
3、mL，以酚酞为指示剂，用 0.100mol/L HCl溶液滴定至指示剂刚好褪色，用去 13.00mL，再加甲基橙指示剂，继续用盐酸溶液滴定至终点，又消耗 20.00mL问水样中有何种碱度？其含量为多少 （mg/L表示）？2.今有一水样，取一份 100ml，调节 pH=10,以铬黑 T 为指示剂，用 10mmol/L 的 EDTA滴定到终点，用去 25.40ml ；另取一份 100ml 水样，调节pH=12，用钙指示剂，至终点时用去 10mmol/L 的 EDTA 14.25ml。求水样中2+ 2+总硬度（以 mmol/L 表示）和 Ca 、Mg 的含量（以 mg/L 表示）。五、计算题（ 10
4、4=40 分）3. 电镀废水中的氰化物常以吡啶巴比妥酸比色法测定。取 200mL水样，在 pH2的 H3PO4EDTA存在下进行蒸馏， 馏出物被吸收于装有 10mL2% NaOH 溶液的 100mL容量瓶中，定容后取出 10mL放入 25mL比色管中，以 HAc调整 pH=7，加入氯胺 T 及吡啶巴比妥酸显色定容，用 1cm 吸收池于 580nm 处对空白测得 A=0.380，已知当 25mL显色液中含有 3.0g CN-时，吸光度为 0.400，求废水样中氰化物的含量（ mg/L 表示）。4. 称取含甲酸试样 0.5406g，溶解于碱性溶液中，定容至 250.0mL，移取 25.0mL，加入
5、 0.02434 mol.L-1 KMnO4 标准溶液 25.00mL，反应完全后，酸化，加入过量 KI 还原所有的 Mn 至 Mn2+，最后以 0.1205mol.L-1 Na2S2O3 标准溶液滴定析出的 I2 至终点时，用去 20.13mL，计算试样中甲酸的质量分数。 M(HCOOH)=46.04；提示：反应式为： HCOOH+2MnO4-+4OH-=CO32-+2MnO42-+3H2O)第2页 （共 14页）哈工大 2004 春季 学期水分析化学 试 题（ B）一、回答下列基本概念1. 滴定度；2. 区分效应；3. 原子化器；4. 指示电极 ；5. 色谱峰宽二、讨论下面命题1. 以钙指
6、示剂 NN 为例，说明金属指示剂的作用原理。2. 什么是分步沉淀，对水质分析有何意义？举例说明之。3. 什么是吸收光谱中特征吸收曲线与最大吸收峰 max,它们在水质分析中有何意义？4. 简述气相色谱法 -质谱水样预处理的方法。三、填空（ 115=15 分）1. 残渣分为（ ）、（ ）和（ ），残渣的测定温度（ ），滤膜的孔径为（ ）。2. 络合滴定中常用的掩蔽方法有 （ ）、（ ）和（ ）掩蔽法。3. 在分光光度计中，常因波长范围不同而选用不同光源，下面两种光源各适用于哪个光区 A钨灯用在（ ）； B氢灯用在（ ）。4.余氯包括（ ）和（ ），其中一种包括（ ）和（ ），另一种是（ ）的混合物
7、。四、实验设计题（ 53=15 分）1. 写出溶解氧测定中所需化学反应的方程式，并指明每一个化合物或生成物的名称。2. 设计一个测定水中总铁、 二价铁和三价铁离子的实验方案。3. 怎样测一个 pH0水中有， M=0 而 P0 水中有。4、 气相色谱常用的四种检测器为、和。5、 用基准物质可以直接配成，而非基准物质则先要配成，然后进行后才可以使用。6、 莫尔法测水中氯离子最适 pH 范围，如果 pH10 则会生成沉淀，而4+pH5，则会生成，如果有 NH 存在则，所发生的反应方程式为。三、回答下列问题（ 10 2=20 分）3、 讨论有机污染综合指标并指出它们在水处理中的应用4、 金属指示剂产生
8、封闭现象的原因及消除措施四、计算题（ 104=40 分）1、某金属离子 X 和 R 形成一有色络合物，若溶液中 X 的浓度为-41.8 10 mol/L，用 1 比色皿测出 A528nm=0.40，则此络合物在 528nm 处的摩尔吸收系数是多少？2、取水样 100mL，调节 pH=10.0，用 EBT为指示剂，以 0.010mol/L EDTA滴定至终点，消耗 25.00mL，求水样的总硬度（以 mmol/L 表示）。3、取 50mL 含甲醇的工业废水，在 H2SO4 溶液中与此 25.00ml 0.2500 mol L K CrO7 溶液（ 1/6K2CrO70.2500mol/L）相作用
9、，反应完成后，以试亚铁灵为指示剂，用 0.100mol/L FeSO4 溶液（ 1/2FeSO4）滴定至=0.100mol/L终点，消耗 10.60mL，求水样中甲醇的含量（以 mg/L 表示）。4、称取由纯 NaCl和 KBr混合而成的试样 0.3100g 溶解后，以 K2CrO4为指示剂，用 0.1000mol/L AgNO3 溶液滴定到终点，用去 AgNO3。试29.25ml求混合试样中 NaCl 和 KBr 的质量比。 (M NaCl=58.44,MKBr=119)第6页（共 14页）哈工大 2004 年春季学期水分析化学试题（ A）参考答案一、回答下列基本概念（ 25=10 分）1.
10、 物质的量浓度 ：单位溶液中所含溶质的物质的量，其单位为 mol/L 或mmol/L，用符号 C 表示。2.拉平效应： 不同强度的酸被溶剂拉平到溶剂化质子水平的效应称为溶剂的拉平效应。3. EDTA的酸效应： 由于 H 的存在，使络合剂参加主反应能力下降的现象叫EDTA的酸效应。4. 参比电极： 电极电位为已知的在测定过程中恒定不变的电极。5. 色谱峰高： 色谱峰顶到基线的垂直距离。二、讨论下面命题（ 45=20 分）1.答： 金属指示剂 In 本身的颜色与显色络合物 MIn 颜色应显著不同。如钙指示剂 NN为蓝色，而 CaNN 为红色，这样滴定终点时有敏锐的颜色变化，即由 CaNN 的红色变
11、为游离指示剂 NN的蓝色。金属指示剂 In 与金属离子 M 形成的显色络合物 MIn 的稳定性要适当。指示剂与金属离子络合物即显色络合物 MIn 的稳定性必须小于 EDTA与金属离子络合物 MY 的稳定性。要求：K MIn K MY 至少相差两个数量级， 但必须适当。如显色络合物稳定性太低， 则在计量点之前指示剂就开始游离出来， 提前出现终点，使变色不敏锐而引入误差； 如果稳定性太高， 则使滴定终点拖后或者得不到终点。2.答：催化作用： 高锰酸盐指数测定过程中起催化作用的为 Mn 2+，而化学需氧量测定过程中起催化作用的为 Ag2SO4；掩蔽作用：高锰酸盐指数测定过程中为防止 Cl 的干扰，可
12、加 Ag2SO4生成 AgCl 沉淀，除去后再进行测定；而化学需氧量测定过程中为防止 Cl 的干扰，可加入 HgSO4，使 Hg2+与 Cl 生成可溶性络合物，可消除干扰；相同之处是高锰酸盐指数和化学需氧量的过程中都用到了 Ag2SO4，不同的是在高锰酸盐指数测定过程中， Ag2SO4 的作用是与 Cl 生成沉淀去除 Cl 的干扰，而在化学需氧量的测定过程中， Ag2SO4 是作为催化剂，加快反应速度。3.答：吸收光谱曲线：以不同波长的光依次射入被测溶液，并测出不同波长时溶液的透光率或吸光度， 然后以波长为横坐标， 以透光率或者吸光度为纵坐标作图，所得的曲线为吸收光谱曲线。 吸收光谱曲线上有起
13、伏的峰谷时， 可作为定性的依据；测定物质的吸收光谱曲线，可以找出最大吸收峰对应的波长 max，第7页（共 14页）通常选用 max 作为测定水样中某组分的工作波长。标准曲线：以吸光度 A 为纵坐标，以浓度 C 为横坐标作图，便得到一条通过原点的直线，这条直线成为标准曲线。标准曲线可用来定量，据郎伯 -比尔定律 A CL ，在与绘制标准曲线相同的条件下，测定水样中被测组分的吸光度值，便可由标准曲线上查出对应的组分的含量来。4.答： 标准曲线法：绘制标准曲线，然后在同样条件下进相同体积的被分析水样，同样测出峰高或者峰面积， 在标准曲线上查出水样中被测组分的浓度或含量。归一化法：若水样中有几个组分，
14、进样量为 w，则 i 组分的百分含imi100%Ai f i100%量 P按下式计算： PiA1 f1 A2 f 2An f nw内标法：选择一内标物质，以 Ai /A s 比值为纵坐标，以标准溶液含量或浓度为横坐标绘制内标准曲线。 然后以相同浓度的同一内标物质加入被测样品溶液中，测出 A 样 /A s 的比值，并在内标准曲线上查出样品溶液中被测组分的含量或浓度。三、填空（ 115=15 分）1.光源 原子化器 单色器 检测系统2.络合物的条件稳定常熟 被滴定金属离子的浓度3.电子捕获检测器 火焰光度检测器4.紫外光区 可见光区5.碘量法 KI I2 淀粉 Na2S2O3四、实验设计题（ 53
15、=15 分）1.答：由于滴定终点时， AgNO3 的实际用量比理论用量稍多点，因此需要以蒸馏水作空白扣除；加入 CaCO3 可起到陪衬的作用，更容易识别淡桔红色的滴定终点。2.答：采用反络合滴定法：准确称取铝盐混凝剂 m 样 ，并使其溶解；在溶解的样品中加入过量的浓度为 CEDTA的 EDTA标准溶液 VEDTA，调节 pH=3.5，加热煮沸；冷却后，调节 pH=5-6，以二甲酚橙 XO 为指示剂，用浓度为 CZn 2 的Zn2+标准溶液返滴定过量的 EDTA，颜色由红色变为黄色即为终点， 消耗的体积为VZn 2 ；第8页（共 14页）计算： m Al 2O3(C EDTA VEADTAC Z
16、n 2 VZn2 ) M Al 2O3Al 2 O3 %m Al 2O310%0m样3.答： 按照仪器说明书规定的使用要求安装、操作仪器。使用维护玻璃电极的注意事项 : 玻璃电极初次使用或久放后重新使用时，应在蒸馏水或 0.1mol/L 的盐酸中浸泡 24以上。玻璃电极不宜在较强的酸性、碱性溶液中长时间测量，不宜在高温下使用，否则会使电极老化，缩短使用寿命。也不宜同无水乙醇等脱水介质接触， 以免其表面失水影响其性能。 使用前检查电极的玻璃薄膜有无裂痕、 气泡或斑点，辅助电极应浸入内液而无气泡隔断，安装时应使其下端略高于参比电极。 测量粘度较大的溶液时， 应尽量缩短测量时间，以免污染电极，使用后
17、应立即仔细清洗电极。使用维护甘汞电极的注意事项 : 应经常向电极内添加饱和氯化钾溶液，但切勿添加过量的氯化钾晶体， 以免堵塞盐桥。添加的氯化钾应是分析纯的，使用前应拔去其加液口的橡胶塞子， 使液接界电位保持稳定。 如甘汞电极内氯化钾溶液出现混浊和发黄现象， 应停止使用并更换同型号电极。 使用时应使电极内的氯化钾液面高于被测溶液液面 1cm以上，防止被测溶液回扩散到电极内，污染电极。 如被测溶液中含有能与氯离子生成沉淀物的， 应在甘汞电极的盐桥和被测溶液之间加第二盐桥， 如采用硝酸钠、 硝酸铵等其他电解质过渡盐桥与被测试液相接触。注意 pH计上的温度补偿器的温度值，是指被测溶液的温度而不是指室内
18、温度。要注意防止被测溶液受外界因素的影响， 特别是碱性被测溶液易受空气中二氧化碳的影响，使碱性值下降。配制标准溶液和被测溶液的蒸馏水纯度应符合要求。五、计算题（ 104=40 分）1.解： P=13.00mL M=20.00 mLP M水样中有 CO32-碱度和 HCO3-碱度2-2-CHCl2P30=780.0mg/LCO3碱度（ CO3，mg/L）=1000100-碱度（ HCO-， mg/L） = CHCl( MP) 611000=427.0 mg/LHCO33100第9页（共 14页）2.解：总硬度（ mmol/L ）=CEDTA VEDTA10.0 25.40V水100=2.54 m
19、mol/LCa2+(mg/L)= C EDTAVEDTA M Ca10.014.25 40.08 =57.11 mg/LV水100Mg2+(mg/L)=10.025.40 10.014.25 24.30 =27.09 mg/L1003.解：由郎伯 -比尔定律 ACL 得： A样C样 LA标C标 LA样0.3803.0=0.114 mg/LC样C标25A标0.400水样中氰化物的含量为：0.11425100 =0.1425 mg/L102004.解：设移取的 25mL 试样中含有 x mmol 甲酸-32-42-2反应式： HCOOH+2MnO4+4OHCO +2MnO+3H O反应完全后： x
20、0.02434 25.00-2x2x由反应转移的电子数相等可列下面方程：（ 0.02434 25.00-2x ） 5+4 2x=20.13 0.1205解得： x=0.3084 mmol0.308446.04250甲酸试样中甲酸的质量分数为：25100% =26.27%0.54061000第 10页（共 14页）哈工大 2004 年春季学期水分析化学试题（ B）参考答案一、回答下列基本概念（ 25=10 分）1.滴定度：1ml 标准溶液相当于被测组分的质量 ( 用 TX / S 表示 ,S- 标准溶液 ,X-待测溶液 ) 。2.区分效应： 指溶剂能区分酸碱强度的效应。3.原子化器： 是原子吸收
21、分光光度计的心脏部分，它使水样中被测组分的各种型体，在高温分解作用下变成基态原子。4.指示电极：电极电位随溶液中被测离子的活度或者浓度的变化而改变的电极。5. 色谱峰宽：指从色谱峰两侧拐点作切线， 两切线与基线相交部分的宽度。二、讨论下面命题（ 45=20 分）1.答：金属指示剂是一些有机络合剂，可与金属离子形成有色络合物，其颜色与游离金属指示剂本身的颜色不同， 因此，可以指示被滴定金属离子在计量点附近 PM 值的变化。如用 EDTA溶液滴定水中的 Ca2+，加入钙指示剂 NN（蓝色），2+与 NN生成红色络合物 CaNN 。同时，用溶液滴定水中的2+生成则 CaEDTACa络合物 CaY 为
22、无色。当达到计量点时，由于 K CaYKCaNN ，所以再滴入稍过量的EDTA便置换 CaNN 中的 Ca2+，而又释放出游离的 NN，溶液变为蓝色，指示终点到达。其主要反应如下：计量点之前：Ca 2NNC a N NCa 2YC a Y（蓝色） （红色）计量点时： Ca 2与 EDTA络合完全YCaNNCaY NN （蓝色）2.答：利用溶度积 KSP 大小不同进行先后沉淀的作用，称为分步沉淀。凡是先达到溶度积 KSP的先沉淀；后达到溶度积的后沉淀。分步沉淀可以解决多种被沉淀离子共存下，假如沉淀剂时沉淀反应进行的次序问题。如莫尔法测定水中Cl 时，由于 AgCl 的溶解度小于 Ag2 CrO4 的溶解度，根据分步沉淀原理，先析出 AgCl 沉淀，到达化学计量点后，稍过量的 Ag 与 CrO 4 2 生成 Ag2 CrO4 砖红色沉淀，指示滴定终点到达。3.答：特征吸收曲线：吸收光谱曲
