大学分析化学试题和答案.docx

大学分析化学试题和答案.docx

《大学分析化学试题和答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学分析化学试题和答案.docx（25页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

大学分析化学试题和答案

试卷一

 一.  填空（每空1分。

共35分）

 1．写出下列各体系的质子条件式：

（1）   c1（mol/L）NH4H2PO4     [H+]+[H3PO4]=[OH-]+[NH3]+[HPO42-]+2[PO43-]   

（2）   c1（mol/L）NaAc+c2（mol/L）H3BO3      [H+]+[HAc]=[H2BO3-]+[OH-] 

2.符合朗伯-比尔定律的有色溶液，当有色物质的浓度增大时，其最大吸收波长   不变，透射比   减小 。

3.检验两组结果是否存在显著性差异采用   t 检验法，检验两组数据的精密度是否存在显著性差异采用   F 检验法。

4．二元弱酸H2B，已知pH＝1.92时，δH2B＝δHB-；pH＝6.22时δHB-＝δB2-,则H2B的pKa1＝   1.92    ，pKa2＝ 6.22        。

5.已知（Fe3+/Fe2+）=0.68V，（Ce4+/Ce3+）=1.44V，则在1mol/LH2SO4溶液中用0.1000mol/LCe4+滴定0.1000mol/LFe2+，当滴定分数为0.5时的电位为  0.68V，化学计量点电位为 1.06V ，电位突跃围是  0.86-1.26V       。

6.以二甲酚橙（XO）为指示剂在六亚甲基四胺缓冲溶液中用Zn2+滴定EDTA，终点时溶液颜色由___黄______变为____红______。

7.某溶液含Fe3+10mg，用等体积的有机溶剂萃取一次后，该溶液中剩余0.1mg，则Fe3+在两相中的分配比= 99:

1      。

8.容量分析法中滴定方式有     直接滴定，反滴定，置换滴定和间接滴定

9.I2与Na2S2O3的反应式为    I2+2S2O32-=2I-+S4O62-  。

10.以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，测量某物质对不同波长光的吸收程度，所获得的曲线称谓  吸收光谱曲线；光吸收最大处的波长叫做  最大吸收波长，可用符号  λmax表示。

11.紫外可见分光光度计主要由  光源, 单色器 , 吸收池 ,   检测部分四部分组成.

12.桑德尔灵敏度以符号   S 表示,等于  M/ε ；桑德尔灵敏度与溶液浓度   有  关，与波长   无  关。

13.在纸色谱分离中，     水      是固定相。

14..定量分析过程包括：

采样与制样，（称样）；样品分解；分离与测定；结果计算和数据处理

二、简答题（每小题4分，共20分，答在所留空白处）

1.      什么是基准物质?

什么是标准溶液?

答：

能用于直接配制或标定标准溶液的物质；是一种已知准确浓度的的溶液。

2.      分别简单阐述酸碱滴定指示剂,络合滴定指示剂,氧化还原滴定指示剂和沉淀滴定指示剂指示滴定终点的原理.

答：

酸碱指示剂变色是随着酸度的变化，指示剂结合或离解出H+，结构发生变化，从而发生颜色改变；络合指示剂与金属离子络合前后颜色不同，游离的试剂为一种颜色，与金属离子形成络合物又一种颜色；氧化还原指示剂变色分为几种情况：

一种是随氧化还原电位变化的试剂，在氧化态和还原态，结构不同，各有不同颜色，如二苯胺磺酸钠，还原态无色，氧化态紫红色；另一种自身指示剂，如高锰酸钾；还有显色指示剂如I2，与淀粉显兰色。

沉淀滴定指示剂，是根据溶度积大小，在化学计量点被测物质沉淀基本完全后，指示剂与被测离子形成有色沉淀或有色络合物指示终点。

还有吸附指示剂，吸附在沉淀表面后发生颜色变化

3.      在进行络合滴定时,为什么要加入缓冲溶液控制滴定体系保持一定的pH?

答：

络合滴定过程中，随着络合物的生成，不断有H+释放出，使体系酸度增大，会降低络合物的条件稳定常数，使滴定突跃减小；也会使指示剂变色围改变，导致测定误差大。

所以，要加入缓冲溶液控制溶液pH；还用于控制金属离子的水解。

4.      吸光光度法中测量条件的选择应注意哪几点？

答：

测量波长选具有最大光吸收，干扰最小；吸光度读数在0.2-0.8围，最好接近0.4343；选择适当参比溶液。

5.分析化学中常用的分离和富集方法有哪些?

（回答不能少于8种方法） 

答：

蒸馏，挥发，萃取，沉淀，离子交换，薄层色谱，纸色谱，电泳，毛细管电泳，气浮分离法，超临界流体萃取，反相分配色谱，超临界流体色谱；膜分离；固相微萃取等

三、分析方法设计（共15分，写在答题纸上）

1.设计测定含有中性杂质的Na2CO3与Na3PO4混合物中二组分质量分数的分析方案。

用简单流程表明主要步骤、滴定剂、指示剂、结果计算公式。

（7分）

答：

Na2CO3+Na3PO4

                 │甲基橙为指示剂

                 ↓用标准HCl滴定,消耗V1（mL）

           H2CO3+NaH2PO4

                 │煮沸除尽CO2

                 │百里酚酞为指示剂

                 │用标准NaOH滴定,消耗V2（mL）

                 ↓

               Na2HPO4

                 c（NaOH）V2M（Na3PO4）

   w（Na3PO4）=────────────×100%

                    m样

                   （c（HCl）V1-2c（NaOH）V2）M（Na2CO3）

   w（Na2CO3）=─────────────────────×100%

                           2m样

2.某矿样溶液含有Fe3+,Al3+,Ca2+,Mg2+,Mn2+,Cr3+,Cu2+,Co3+,Ni2+等离子,其中铁,铝,钙,镁等含量较高,而锰,铬,铜,镍属万分之一级含量。

用学过的知识试设计分离、测定它们的分析方法,（用简单流程方框图表达，并尽可能写出分离方法和测定方法及条件和所用的主要试剂与用途）。

答：

除去标准答案外，下列情况也可以：

1.用草酸沉淀钙，重量法，2.用8-羟基喹啉沉淀分离，重量法测定铝3.铜试剂萃取光度测定铜，4.氧化Mn2+为MnO42-

（1）在铵盐存在下，用氨水调节矿样溶液pH为8-9，高价金属离子Fe3+,Al3+沉淀；Cr3+,Cu2+,Co3+,Ni2+氨络合物和Ca2+,Mg2+存在溶液中；Mn2+部分沉淀。

使分离。

→

（2）过滤，沉淀用浓盐酸酸溶解，定容，取一定体积，用SnCl2还原Fe3+为Fe2+，过量SnCl2用高汞氧化，在1-2mol/L硫酸-磷酸混酸中，用K2Cr2O7标准溶液氧化还原滴定，二苯胺磺酸钠为指示剂。

测定Fe3+。

→计算结果

（3）分取含有Fe3+,Al3+的试液一定体积，调到pH5-6，，加入过量EDTA，XO（二甲酚橙）为指示剂，Zn标准溶液返滴测定Al3+。

→计算结果

（4）取含有Cr3+,Cu2+,Co3+,Ni2+氨络合物和Ca2+,Mg2+溶液一定体积，在pH=10的氨性缓冲溶液中，铬黑T为指示剂，EDTA络合滴定Ca2+,Mg2+。

。

→计算结果（5）再取含有Cr3+,Cu2+,Co3+,Ni2+氨络合物和Ca2+,Mg2+溶液一定体积，pH9的氨性缓冲溶液中，丁二肟显色，光度法测定。

同条件作工作曲线。

→计算结果

四.计算（共40分，写在答题纸上）

1.称取含KBr和KI的混合试样1.000g,溶解并定容至200mL后,作如下测定:

（1）   移取50.00mL试液,在近中性条件下,以溴水充分处理,此时I-量转变为IO3-。

将溴驱尽,加入过量KI溶液,酸化,生成的I2采用淀粉指示剂,以0.1000mol/LNa2S2O3溶液滴定至终点时,消耗30.00mL。

（2）   另取50.00mL试液,用H2SO4酸化,加入足量K2Cr2O7溶液处理,将生成的I2和Br2蒸馏并收集在含有过量KI的弱酸性溶液中,待反应完全后,以0.1000mol/LNa2S2O3溶液滴定其中的I2至终点时,消耗15.00mL。

计算混合试样中KI和KBr的质量分数。

[Mr（KI）=166.0,Mr（KBr）=119.0]

解：

（1）1KI

 1IO3-

 3I2

 6S2O32-（5分）

     1

          ──×0.1000×30.00×166.0

           6

   w（KI）=───────────────×100%=33.20%

                     50.00

            1.000×───×1000

                     200.0

（2）2KI

 1I2

 2Na2S2O3

      2KBr

 1Br2

 1I2

 2Na2S2O3

   n（KBr）=0.1000×15.00-1/6×0.1000×30.00=1.000（mmol）

             1.000×119.0

   w（KBr）=────────────×100%=47.60%

                     50.00

           1.000×────×1000

                     200.0

2.在pH=10.00的氨性溶液中，以铬黑T（EBT）为指示剂，用0.020mol·L-1EDTA滴定0.20mol·L-1Ca2+溶液，若事先向Ca2+溶液中加入了0.010mol·L-1Mg2+-EDTA（即为含0.20mol·L-1Ca2+和0.010mol·L-1Mg2+-EDTA的混合溶液），则终点误差为多少？

（已知pH=10.00时

，

；

，

，

，

）

解：

根据题意：

lgK’CaY=10.7-0.45=10.25,     lgK’MgY=8.7-0.45=8.25,

 lgK’CaIn=5.4-1.6=3.8,         lgK’MgIn=7.0-1.6=5.4, 

pMgep=lgK’MgIn=5.4,         [Mg2+]=10-5.4,  

[Y]=[MgY]/K’MgY[Mg2+]=0.010/（2×108.25×10-5.4）=5×10-5.85;

 [Ca2+]ep=[CaY]/K’CaY[Y]=0.020/（2×1010.25×5×10-5.85）=2×10-7.4.

Et=（[Y’]-[Ca2+]-[Mg2+]）/cCasp×100%

=（5×10-5.85-2×10-7.4-10-5.4）/0.010×100%=0.03%  

3.25ml溶液中含有2.5μgPb2+，用5.0ml二苯硫腙三氯甲烷溶液萃取，萃取率约为100%，然后在波长520nm，1cm比色皿，进行测量，测得透光率为0.445，求摩尔吸光系数和桑德尔灵敏度。

（MPb=207.2）

解：

根据A=-lgT,求A=-lg0.445=0.352

根据题意2.5μgPb进入5.0ml氯仿中,其浓度为:

该萃取法的摩尔吸光系数为

=1.46×105（L·mol-1·cm-1）

桑德尔灵敏度

S=M/ε=207.2/（1.46×105）=0.0014μg•cm-2

4.某矿石含铜约0.12％，用双环己酮草酰二腙显色光度法测定。

试样溶解后转入100ml容量瓶中，在适宜条件下显色，定容.用1cm比色皿，在波长600nm测定吸光度，要求测量误差最小，应该称取试样多少克？

ε＝1.68×104（L·mol-1·cm-1），MCu=63.5）

解：

根据光度测量误差公式可知：

当吸光度A＝0.434时，误差最小，

已知b=1,ε＝1.68×104，根据A=εbc

 c=A/εb＝0.434/（1.68×104×1）

   ＝2.58×10-5（mol/L）（5分）

100ml有色溶液中Cu的含量为

   m=cVM＝2.58×10-5×100×10-3×63.5

      ＝1.64×10-4（g）

已知某矿含铜约0.12％，则应称取试样质量为：

（1.64×10-4/ms）×100=0.12ms=0.14g

试卷二

一. 填空

1.定量分析过程包括   取样              ,      试样分解             ,

        分离测定    和     分析结果计算及评价 四个步骤。

2.根据有效数字计算规则计算：

1.683+37.427.33÷21.40.056= 14.4 。

3.某酸H2A的水溶液中，若δH2A为0.28，δHA-=5δA2-，那么δA2-为0.12      。

4.含有Zn2+和Al3+的酸性缓冲溶液，欲在pH=5～5.5的条件下，用EDTA标准溶液滴定其中的Zn2+，加入一定量六亚甲基四胺的作用是 控制酸度；加入NH4F的作用是 消除Al3+干扰，起掩蔽作用  。

5.NaOH滴定HCl时,浓度增大10倍,则滴定曲线突跃围增大2  个pH单位;若为滴定H3PO4,则突跃围增大0  个pH单位.

6.对于实验数据中的异常值的取舍，通常可根据  4d法 、 Q检验法和 Grubbs法        方法来判断。

7.莫尔法与佛尔哈德法的指示剂分别为铬酸钾（K2CrO4）、铁铵钒（NH4Fe（SO4）2）。

8.紫外可见分光光度计由 光源,单色器,  样品池（比色皿）和 检测及读出装置       四部分组成.

9.检验两组结果是否存在显著性差异采用 t  检验法，检验两组数据的精密度是否存在显著性差异采用 F  检验法。

10.吸光物质的摩尔吸光系数与溶液的pH无 关，与波长有 关。

11.以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，测量某物质对不同波长光的吸收程度，所获得的曲线称谓吸收光谱曲线；光吸收最大处的波长叫做最大吸收波长，可用符号max表示。

12.光度法测定某物质，若有干扰，应根据   吸收最大   和干扰最小   原则选择波长。

二. 简答和名词解释（每题2分，共16分，答在试卷纸上）

1.什么是准确度？

什么是精密度？

   答：

准确度指分析结果与真值的接近程度。

精密度指平行测定分析结果间的靠近程度。

2.用K2Cr2O7溶液滴定Fe2+试液时,常向溶液中加入H3PO4，为什么？

答：

降低Fe3+/Fe2+电对的电极电位，减少终点误差；消除Fe3+的黄色。

3.已知滴定管的读数标准偏差为0.01mL,若滴定时耗去30.00mL溶液,则该溶液体积的相对标准偏差为多少？

答：

0.046%或0.067% 

4写出浓度为cmol/L（NH4）2CO3溶液的质子条件式。

   答：

 [NH3]+[OH-]=[H+]+[HCO3-]+2[H2CO3]

5.摩尔吸光系数

答：

A=kbc中浓度c用mol/L时，k即为摩尔吸光系数，表示浓度为1mol/L，溶液厚度为1cm的溶液的吸光度。

6.下图是薄层色谱分离物质的色谱图，根据图写出Rf值计算式。

答：

Rf=a/b

7.光度分析中，当浓度较高时，工作曲线逐渐偏离直线，这是什么原因？

      答：

单色光不纯，介质不均匀

8.在螯合物萃取体系中，影响液-液萃取分离的因素有哪些？

     答：

pH值，萃取平衡常数，萃取剂浓度

三. 回答问题（每题4分，共24分，答在试卷纸上）

1.为满足重量分析的要求，晶型沉淀的沉淀条件是什么，并简述其原因。

  答：

稀（降低CQ，降低相对过饱和度）、热溶液（提高s，降低相对过饱和度）、搅拌下缓慢加入沉淀剂（防止局部过浓）、化（大及完整晶粒）；利用Vonweimarn公式解释。

2已知lgKCuY=18.8,lgKCaY=10.7,lgKCu-PAN=16,试说明为何可以CuY-PAN为指示剂,指示Ca的滴定?

   答：

  CuY+PAN+Ca→CuPAN+CaY

 CuPAN+Y→CuY＋PAN

到化学计量点时发生置换反应，CuPAN变为PAN显色指示终点。

3.质子化氨基乙酸的pKa1和pKa2分别为2.3和9.6，能否用NaOH滴定氨基乙酸，为什么？

  答：

不行，氨基乙酸的pKa＝9.6小于7。

4.利用显色剂显色络合反应分光光度法测定无机离子时,影响显色反应的因素有哪些?

  答：

溶液酸度，显色剂用量，显色时间，温度，溶剂。

5.在721型吸光光度计上读数刻度示意图如下：

问：

（1）图中的字母T、A分别代表什么？

（2）图中上面的刻度代表什么？

下面的刻度代表什么？

（3）下面的刻度为什么不均匀？

  答：

（1）T透过率，A吸光度；

（2）上面代表T透过率，下面代表，A吸光度；（3）由于A与T间为A＝－logT

6.分析化学中常用的分离和富集方法有哪些?

（回答不能少于8种方法）

 答：

沉淀，蒸馏，萃取，纸层析，薄层色谱，气相色谱，液相色谱，气浮分选法，离子交换等

四. 计算题（每题8分，共32分，答在试卷纸上） 

1.    计算pH=4.0，含有0.1000mol/L的草酸溶液和0.0100mol/LEDTA的溶液中CaC2O4的溶解度（KspCaC2O4=2.010-9,lgKCaY=10.69,草酸的解离常数为pKa1=1.23,pKa2=4.19,pH=4.0时lgY（H）=8.44）

  答案：

Ca＝1＋KcaY[Y]=1+KCaYcY/Y（H）=2.78

              草酸＝1＋β1[H+]＋β2[H+]2=2.55

              Ksp’=KspCa草酸=1.42×10-8

                      S=Ksp’/C草酸＝1.42×10-7mol/L

2.    称取0.2357gSb2S3试样,让其燃烧,产生的SO2用FeCl3溶液吸收.然后用0.002000mol.L-1KMnO4溶液滴定溶液中生成的Fe2+,消耗KMnO430.20mL,求试样中Sb的质量分数.（已知Mr（Sb）=121.7g.mol-1）

  答案：

1Sb2S3—2Sb—3S—6Fe2+—6/5KMnO4

          nSb=2×5/6×0.002000×30.20=0.1007mmol

          Sb%=（0.1007/1000）×121.7/0.2357×100％＝5.20%

3.    在pH=5.0的缓冲溶液中，以二甲酚橙（XO）为指示剂，用0.020mol/LEDTA滴定浓度均为0.020mol/L的Cd2+和Zn2+混合溶液中的Zn2+，加入过量的KI，使其终点时的[I]=1.0mol/L。

试通过计算判断Cd2+是否产生干扰？

能否用XO作指示剂准确滴定Zn2+？

（已知pH=5.0时，lgKCdIn=4.5，lgKZnIn=4.8；CdI42的lg1lg4为2.10，3.43，4.49，5.41；lgKZnY=16.5，lgKCdY=16.64。

要求TE0.3%，pM=0.2。

）

答案：

（1）Cd（I）=1+102.1+103.43+104.49+105.41=105.46

[Cd2+]sp=0.010/105.46 =10–7.46mol/L pCdsp=7.46,

因为此时， [Cd2+]sp<<[Cd2+]ep，故Cd2+被掩蔽，不与XO显色，因而不产生干扰，可以滴定Zn2+.

（2）Y（Cd） =1+1016.6410–7.46=109.18，

Y =Y（Cd） +Y（H）–1= 109.18，

lgKZnY=16.5–9.18=7.32

pZnsp=1/2（7.32+2.0）=4.66,pZn=4.8–4.66=0.14

           可以用XO作指示剂准确滴定Zn2+

4.    某矿石含铜约0.12％，用双环己酮草酰二腙显色光度法测定。

试样溶解后转入100ml容量瓶中，在适宜条件下显色，定容.用1cm比色皿，在波长600nm测定吸光度，要求测量误差最小，应该称取试样多少克？

ε＝1.68×104（L·mol-1·cm-1），Mr（Cu）=63.5g.mol-1）

答案：

根据光度测量误差公式可知：

当吸光度A＝0.434时，误差最小，

已知b=1,ε＝1.68×104，根据A=εbc

 c=A/εb＝0.434/（1.68×104×1）

   ＝2.58×10-5（mol/L）

100ml有色溶液中Cu的含量为

   m=cVM＝2.58×10-5×100×10-3×63.5

      ＝1.64×10-4（g）

已知某矿含铜约0.12％，则应称取试样质量为：

（1.64×10-4/ms）×100=0.12

  ms=0.14g

试卷三

一、选择题

   以下说法错误的是----------------------------------------------（   A）

   （A）摩尔吸光系数e随浓度增大而增大

   （B）吸光度A随浓度增大而增大

   （C）透射比T随浓度增大而减小

   （D）透射比T随比色皿加厚而减小

2. 某一NaOH和Na2CO3混合液,用HCl溶液滴定,以酚酞为指示剂,耗去HClV1（mL）,继以甲基橙为指示剂继续滴定,又耗去HClV2（mL）,则V1与V2的关系是（  D ）

    （A）V1=V2      （B）V1=2V2     （C）2V2=V2     （D）V1>V2

3. 当两电对的电子转移数均为1时，为使反应完全度达到99.9%，两电对的条件电位至少相差---------------------------（   D）

   （A）0.09V       （B）0.18V       （C）0.27V       （D）0.36V

4. 用NaOH标准溶液测定FeCl3溶液中的游离HCl时,Fe3+将产生沉淀而引起干扰,可消除其干扰的物质是---------------------------------（  B ）

   （A）Na2H2Y   （B）CaY2-   （C）柠檬酸三钠