分析化学实验习题及答案.docx

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分析化学实验习题及答案

分析化学实验习题及答案

实验一阳离子第一组（银组）的分析

思考题：

1.沉淀第一组阳离子为什么要在酸性溶液中进行？

若在碱性条件下进行，将会发生什么后果？

答：

在系统分析中，为了防止易水解离子的水解生成沉淀而进入第一组，所以沉淀第一组阳离子时要在酸性溶液中进行。

若在碱性条件下进行，第一组以后的大部分阳离子将生成沉淀，这样就不到分离的目的。

2.向未知溶液中加入第一组组试剂HCl时，未生成沉淀，是否表示第一组阳离子都不存在？

答：

向未知试液中加入第一组组试剂时，未生成沉淀，只能说明Ag+,Hg22+不存在，而不能说明Pb2+不存在，因为当试液中Pb2+的浓度小于1mg•ml-1,或温度较高时，Pb2+将不在第一组沉淀，而进入第二组。

3.如果以KI代替HCl作为第一组组试剂，将产生哪些后果？

答：

如果以KI代替HCl作为第一组组试剂时，酸度太小，第二组易水解的阳离子将水解进入第一组，达不到分离的目的。

另外具有氧化性阳离子将与I-发生氧化还原反应，使这些离子的浓度降低不能鉴出。

实验二阳离子第二组（铜锡组）的分析

思考题：

1.沉淀本组硫化物时，在调节酸度上发生了偏高或偏低现象，将会引起哪些后果？

答：

沉淀本组硫化物，若酸度偏低时，第三组阳离子Zn2+将生成ZnS沉淀进入第二组。

若酸度偏高时，本组的Cd2+不生成硫化物沉淀而进入第三组。

2.在本实验中为沉淀硫化物而调节酸度时，为什么先调至0.6mol·L-1HCl酸度，然后再稀释一倍，使最后的酸度为0.2mol·L-1?

答：

因As（III）的硫化物完全沉淀需在0.6mol·L-1HCl酸度下,Cd2+的硫化物完全沉淀需在0.2mol·L-1HCl酸度下。

因此为了使本组离子完全生成硫化物沉淀而与第三组阳离子分离，所以在调节酸度时,先调至0.6mol·L-1HCl酸度，然后再稀释一倍，使最后的酸度为0.2mol·L-1。

3.以TAA代替H2S作为第二组组试剂时，为什么可以不加H2O2和NH4I?

答：

以TAA代替H2S作为第二组组试剂时，因TAA在90℃及酸性溶液中，可在沉淀时间内将As（V）还原为As（III），故不需另加NH4I。

另因TAA在碱性溶液中加热时，可生成一部分多硫化物，多硫化物具有氧化性，可将Sn（II）氧化为Sn（IV），故不需要加H2O2。

4.已知某未知试液不含第三组阳离子，在沉淀第二组硫化物时是否还要调节酸度？

答：

因As（III）的硫化物完全沉淀酸度需0.6mol·L-1,在此酸度下，本组大部分离子不能完全生成硫化物沉淀，若酸度在低于0.2mol·L-1时，本组Cd2+的硫化物沉淀完全，但As（III）的硫化物不沉淀，因此未知液若不含第三组阳离子时，为了使第二组阳离子沉淀完全，还需要调节酸度。

5.设原试夜中砷、锑、锡高低价态的离子存在，试说明它们在整个体系分析过程中价态的变化。

答：

在用HCl沉淀第一组阳离子时，砷、锑、锡的高低价离子均以阴离子存在，也有少量简单阳离子。

在用TAA作沉淀剂时，As（V）被还原为As（III）,Sb（V）也被还原为Sb（III）。

而Sn（II）被溶液中的多硫化物氧化为Sn（IV）。

在鉴定时，Sb（III）被锡还原为Sb，Sn（IV）被铁还原为Sn（II），Sn（II）又被Hg2+氧化为Sn（IV）。

实验三阳离子第三组（铁组）的分析

思考题：

1.在系统分析中，沉淀本组离子时可否用Na2S代替（NH4）2S？

答：

在系统分析中不能用Na2S代替（NH4）2S，因Na2S的碱性比（NH4）2S的碱性强。

若pH=10.7时第四组的Mg2+就要沉淀进入本组沉淀中。

2.用（NH4）2S或TAA沉淀本组离子为什么要加足够的NH4Cl？

答：

用（NH4）2S或TAA沉淀本组离子时，只有在pH=9.0的酸度条件下才能生成硫化物和氢氧化物沉淀与第四组阳离子分离。

但是，由于在反应过程中随着沉淀的生成，会使pH降低，为了保持pH=9.0和防止Mg2+析出沉淀，应加入足够的NH4Cl而与NH3•H2O形成稳定的缓冲体系。

加入NH4Cl还可防止硫化物形成胶体。

3.在系统分析中，本组硫化物沉淀生成后，与母液放置过夜才离心沉降，是否可以？

答：

在系统分析中，本组硫化物沉淀生成后，若要继续鉴定第四组阳离子，就应立即离心分离，离心液（含第四组阳离子）中应加浓HAc酸化，并加热除去H2S，否则S2-在碱性溶液中易氧化为SO42-，使第四组中的Ba2+、Sr2+等生成硫酸盐沉淀而丢失。

所以本组硫化物沉淀生成后，不能与母液放置过夜。

4.以6mol·L-1HNO3溶解本组沉淀时，为什么加KNO2或KClO3晶粒少许可以加速溶解？

答：

以6mol·L-1HNO3溶解本组沉淀时，加KNO2或KClO3少许，可加速沉淀溶解，这主要是因为发生了氧化还原反应，破坏了M2++S2-==MS↓平衡，降低了S2-浓度，使反应向左进行，从而加速了沉淀的溶解。

5.已知NiS、CoS在0.3mol·L-1HCl溶液中不能被H2S沉淀，但为什么生成的NiS、CoS又难溶于1mol·L-1HCl？

答：

NiS、CoS在0.3mol·L-1HCl溶液中不被H2S沉淀，但在低酸度下生成沉淀后，又不溶于1mol·L-1HCl，这是由于NiS、CoS能以不同变体存在的缘故，初形成的沉淀是α体，放置或加热很快变为β体（Ni2S3、Co2S3）。

因而不溶于1mol·L-1HCl。

实验四阳离子第四组（钙钠组）的分析

思考题：

1.在系统分析中，引起第四组中二价离子丢失的可能原因有那些？

答：

①在沉淀第三组阳离子时，如果酸度控制不当，或分离过第三组阳离子后的溶液末及时处理，S2-被氧化为SO42-而使第四组中二价离子沉淀而丢失。

②沉淀二价离子需要足够的CO32-离子，若酸度控制不当,CO32-离子浓度降低，二价离子不在本组沉淀而丢失。

2.以K2CrO4试法鉴定Ba2+时，为什么要加HAc和NaAc？

答：

在用K2CrO4鉴定Ba2+时，为了使Ba2+生成BaCrO4黄色沉淀而Sr2+不生成SrCrO4沉淀，溶液的pH值应在4～5。

加入HAc和NaAc使其形成缓冲溶液，以控制这一酸度。

3.以镁试剂鉴定Mg2+时，在以（NH4）2S消除干扰离子的手续中，如果加得不足，将产生什么后果？

答：

以镁试剂鉴定镁时，许多重金属离子有干扰，要加入（NH4）2S以消除，若加入量不足，干扰离子除不完全，它们在碱性溶液中生成氢氧化物沉淀，这些沉淀由于本身的颜色或者由于吸附试剂而显色等而对鉴定Mg2+造成干扰。

实验五阴离子的分组和初步试验

思考题：

1.在阴离子分组试剂中，

（1）BaCl2试验得出否定结果，能否将第一组阴离子整组排除？

答：

BaCl2试验得出否定结果，不能将第一组阴离子整组排除。

因S2O32-与Ba2+生成的BaS2O3沉淀溶解度较大，只有当S2O32-浓度大于4.5mg·ml-1时，才能析出沉淀。

而且BaS2O3还容易形成过饱和溶液析出。

（2）AgNO3试验得出肯定结果，能否认为第二组阴离子中至少有一种存在？

答：

因为S2O32-的浓度较小时，它不在第一组沉淀，而可能在第二组中与Ag+生成Ag2S沉淀，所以当AgNO3试验得出肯定结果时，不能认为第二组阴离子中至少有一种存在。

2.在氧化性还原性试验中，

（1）以稀HNO3代替稀H2SO4在酸化试液是否可以？

答：

因HNO3具有氧化性，酸化时能使S2-、S2O32-、SO32-、I-氧化，所以不能用HNO3代替H2SO4酸化。

（2）以稀HCl代替稀H2SO4是否可以？

答：

因大量Cl-存在时，在酸性条件下，可使KMnO4褪色，所以不能用HCl代替H2SO4酸化。

（3）以浓H2SO4作酸化试液是否可以？

答：

因浓H2SO4具有氧化性，所以不能用来酸化试液。

3.下列各组溶液，在各项初步试验中将有怎样的表现？

组别

离子

稀H2SO4

BaCl2（中性或弱碱）

AgNO3（稀HNO3）

KI-淀粉（稀H2SO4）

KMnO4（稀H2SO4）

I2-淀粉（稀H2SO4）

第一组

SO32-

Cl-

Ac-

↑

↓

↓

+

+

第二组

SO42-

S2-

NO3-

↑

↓

↓

+

第三组

S2O32-

NO3-

Ac-

↑↓

↓

↓

+

+

第四组

PO43-

CO32-

Ac-

↑

↓

↓

定量分析实验

实验一分析天平称量练习

思考题：

1.加减砝码、圈码和称量物时，为什么必须关闭天平？

答：

天平的灵敏度在很大程度上取决于三个玛瑙刀口的质量。

若刀口不锋利或缺损，将会影响称量的灵敏度，因此，在加减砝码、取放物体时，必须关闭天平，使玛瑙刀和刀承分开，以保护玛瑙刀口。

2.分析天平的灵敏度越高，是否称量的准确度就越高？

答：

分析天平的灵敏度越高，并非称量的准确度就越高。

因为太灵敏，则达到平衡较为困难，不便于称量。

3.递减称量法称量过程中能否用小勺取样，为什么？

答：

递减称量法称量过程中不能用小勺取样，因为称量物有部分要沾在小勺上，影响称量的准确度。

4.在称量过程中，从投影屏上观察到标线已移至100分度的右边，此时说明左盘重还是右盘重？

答：

在称量过程中，从投影屏上观察到标线已移至100分度的右边，此时说明右盘重。

实验二滴定分析基本操作练习

思考题：

1.HCl和NaOH标准溶液能否用直接配制法配制？

为什么？

答：

由于NaOH固体易吸收空气中的CO2和水分，浓HCl的浓度不确定，固配制HCl和NaOH标准溶液时不能用直接法。

2.配制酸碱标准溶液时，为什么用量筒量取HCl，用台秤称取NaOH（S）、而不用吸量管和分析天平？

答：

因吸量管用于标准量取需不同体积的量器，分析天平是用于准确称取一定量的精密衡量仪器。

而HCl的浓度不定，NaOH易吸收CO2和水分，所以只需要用量筒量取，用台秤称取NaOH即可。

3.标准溶液装入滴定管之前，为什么要用该溶液润洗滴定管2～3次？

而锥形瓶是否也需用该溶液润洗或烘干，为什么？

答：

为了避免装入后的标准溶液被稀释，所以应用该标准溶液润洗滴管2～3次。

而锥形瓶中有水也不会影响被测物质量的变化，所以锥形瓶不需先用标准溶液润洗或烘干。

4.滴定至临近终点时加入半滴的操作是怎样进行的？

答：

加入半滴的操作是:

将酸式滴定管的旋塞稍稍转动或碱式滴定管的乳胶管稍微松动，使半滴溶液悬于管口，将锥形瓶内壁与管口接触，使液滴流出，并用洗瓶以纯水冲下。

实验三NaOH和HCl标准溶液的标定

思考题：

1.如何计算称取基准物邻苯二甲酸氢钾或Na2CO3的质量范围？

称得太多或太少对标定有何影响？

答：

在滴定分析中，为了减少滴定管的读数误差，一般消耗标准溶液的体积应在20—25ml之间，称取基准物的大约质量应由下式求得：

如果基准物质称得太多，所配制的标准溶液较浓，则由一滴或半滴过量所造成的误差就较大。

称取基准物质的量也不能太少，因为每一份基准物质都要经过二次称量，如果每次有±0.1mg的误差，则每份就可能有±0.2mg的误差。

因此，称取基准物质的量不应少于0.2000g，这样才能使称量的相对误差大于1‰。

2.溶解基准物质时加入20～30ml水，是用量筒量取，还是用移液管移取？

为什么？

答：

因为这时所加的水只是溶解基准物质，而不会影响基准物质的量。

因此加入的水不需要非常准确。

所以可以用量筒量取。

3.如果基准物未烘干，将使标准溶液浓度的标定结果偏高还是偏低？

答：

如果基准物质未烘干，将使标准溶液浓度的标定结果偏高。

4.用NaOH标准溶液标定HCl溶液浓度时，以酚酞作指示剂，用NaOH滴定HCl，若NaOH溶液因贮存不当吸收了CO2，问对测定结果有何影响？

答：

用NaOH标准溶液标定HCl溶液浓度时，以酚酞作为指示剂，用NaOH滴定HCl，若NaOH溶液因贮存不当吸收了CO2，而形成Na2CO3，使NaOH溶液浓度降低，在滴定过程中虽然其中的Na2CO3按一定量的关系与HCl定量反应，但终点酚酞变色时还有一部分NaHCO3末反应，所以使测定结果偏高。

实验四铵盐中氮含量的测定（甲醛法）

思考题：

1.铵盐中氮的测定为何不采用NaOH直接滴定法？

答：

因NH4+的Ka=5.6×10-10，其Cka<10-8,酸性太弱，所以不能用NaOH直接滴定。

2.为什么中和甲醛试剂中的甲酸以酚酞作指示剂；而中和铵盐试样中的游离酸则以甲基红作指示剂？

答：

甲醛试剂中的甲酸以酚酞为指示剂用NaOH可完全将甲酸中和，若以甲基红为指示剂，用NaOH滴定，指示剂变为红色时，溶液的pH值为4.4，而甲酸不能完全中和。

铵盐试样中的游离酸若以酚酞为指示剂，用NaOH溶液滴定至粉红色时，铵盐就有少部分被滴定，使测定结果偏高。

3.NH4HCO3中含氮量的测定，能否用甲醛法？

答：

NH4HCO3中含氮量的测定不能用甲醛法,因用NaOH溶液滴定时，HCO3-中的H+同时被滴定，所以不能用甲醛法测定。

实验五混合碱的分析（双指示剂法）

思考题：

1.用双指示剂法测定混合碱组成的方法原理是什么？

答：

测混合碱试液，可选用酚酞和甲基橙两种指示剂。

以HCl标准溶液连续滴定。

滴定的方法原理可图解如下：

2.采用双指示剂法测定混合碱，判断下列五种情况下，混合碱的组成？

（1）V1=0V2>0

（2）V1>0V2=0（3）V1>V2（4）V1

1V1=0V2>0时，组成为：

HCO3-

2V1>0V2=0时，组成为：

OH-

3V1>V2时，组成为：

CO32-+OH-

4V1

HCO3-+CO32-

5V1=V2时，组成为：

CO32-

实验六EDTA标准溶液的配制与标定

思考题：

1.络合滴定中为什么加入缓冲溶液？

答：

各种金属离子与滴定剂生成络合物时都应有允许最低pH值，否则就不能被准确滴。

而且还可能影响指示剂的变色点和自身的颜色，导致终点误差变大，甚至不能准确滴定。

因此酸度对络合滴定的影响是多方面的，需要加入缓冲溶液予以控制。

2.用Na2CO3为基准物。

以钙指示剂为指示剂标定EDTA浓度时，应控制溶液的酸度为多大？

为什么？

如何控制？

答：

用Na2CO3为基准物质，以钙指示剂为指示剂标定EDTA浓度时，因为钙指示剂与Ca2+在pH=12～13之间能形成酒红色络合物，而自身呈纯蓝色，当滴定到终点时溶液的颜色由红色变纯蓝色，所以用NaOH控制溶液的pH为12～13。

3.以二甲酚橙为指示剂，用Zn2+标定EDTA浓度的实验中，溶液的pH为多少？

解：

六次甲基四胺与盐酸反应为：

（CH2）6N4+HCl==（CH2）6N+H+·Cl-

反应中盐酸的物质的量：

六次甲基四胺的物质的量：

故六次甲基四胺过量。

缓冲体系中剩余六次甲基四胺的浓度为：

六次甲基四胺盐的浓度为：

根据一般缓冲溶液计算公式：

得：

（六次甲基四胺pKb=8.85）

4.络合滴定法与酸碱滴定法相比，有那些不同点？

操作中应注意那些问题？

答：

络合滴定法与酸碱滴定法相比有下面两个不同点：

1络合滴定中要求形成的配合物（或配离子）要相当稳定，否则不易得到明显的滴定终点。

2在一定条件下，配位数必须固定（即只形成一种配位数的配合物）。

实验七水的总硬度的测定

思考题：

1.什么叫水的总硬度？

怎样计算水的总硬度？

答：

水中Ca2+、Mg2+的总量称为水的总硬度。

计算水的总硬度的公式为：

（mg·L-1）

（o）

2.为什么滴定Ca2+、Mg2+总量时要控制pH≈10，而滴定Ca2+分量时要控制pH为12～13？

若pH>13时测Ca2+对结果有何影响？

答：

因为滴定Ca2+、Mg2+总量时要用铬黑T作指示剂，铬黑T在pH为8～11之间为蓝色，与金属离子形成的配合物为紫红色，终点时溶液为蓝色。

所以溶液的pH值要控制为10。

测定Ca2+时，要将溶液的pH控制至12～13，主要是让Mg2+完全生成Mg（OH）2沉淀。

以保证准确测定Ca2+的含量。

在pH为12～13间钙指示剂与Ca2+形成酒红色配合物，指示剂本身呈纯蓝色，当滴至终点时溶液为纯蓝色。

但pH>13时，指示剂本身为酒红色，而无法确定终点。

3.如果只有铬黑T指示剂，能否测定Ca2+的含量？

如何测定？

答：

如果只有铬黑T指示剂，首先用NaOH调pH>12，使Mg2+生成沉淀与Ca2+分离，分离Mg2+后的溶液用HCl调pH=10，在加入氨性缓冲溶液。

以铬黑T为指示剂，用Mg—EDTA标准溶液滴定Ca2+的含量。

实验八铅、铋混合液中铅、铋含量的连续测定

思考题：

1.按本实验操作，滴定Bi3+的起始酸度是否超过滴定Bi3+的最高酸度？

滴定至Bi3+的终点时，溶液中酸度为多少？

此时在加入10mL200g·L-1六亚四基四胺后，溶液pH约为多少？

答：

按本实验操作，滴定Bi3+的起始酸度没有超过滴定Bi3+的最高酸度。

随着滴定的进行溶液pH≈1。

加入10mL200g·L-1六亚四基四胺后，溶液的pH=5～6。

2.能否取等量混合试液凉粉，一份控制pH≈1.0滴定Bi3+，另一份控制pH为5～6滴定Bi3+、Pb2+总量？

为什么？

答：

不能在pH为5～6时滴定Bi3+、Pb2+总量，因为当溶液的pH为5～6时，Bi3+水解，不能准确滴定。

3.滴定Pb2+时要调节溶液pH为5～6，为什么加入六亚四基四胺而不加入醋酸钠？

答：

在选择缓冲溶液时，不仅要考虑它的缓冲范围或缓冲容量，还要注意可能引起的副反应。

再滴定Pb2+时，若用NaAc调酸度时，Ac-能与Pb2+形成络合物，影响Pb2+的准确滴定，所以用六亚四基四胺调酸度。