武汉大学2005

武汉大学2005-2006学年度第一学期《分析化学》期末考试试卷（A） 学号 姓名 院（系） 分数 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) NH4 H2PO4 (2) c1(mol/L)NaAc+ c2(mol/L)H3BO3 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 ，透射比 。 3. 检验两组结果是否存在显著性差异采用 检验法，检验两组数据的精密度是否存在显著性差异采用 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＝ ，pKa2＝ 。 5.已知jF(Fe3+/Fe2+)=0.68V，jF(Ce4+/Ce3+)=1.44V，则在1mol/L H2SO4溶液中用0.1000 mol/L Ce4+滴定0.1000 mol/L Fe2+，当滴定分数为0.5时的电位为 ，化学计量点电位为 ，电位突跃范围是 。 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_________变为__________。 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= 。 8.容量分析法中滴定方式有 , , 和 。 9.I2与Na2S2O3的反应式为 。 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 ；光吸收最大处的波长叫做 ，可用符号 表示。 11.紫外可见分光光度计主要由 , , , 四部分组成. 12.桑德尔灵敏度以符号 表示,等于 ；桑德尔灵敏度与溶液浓度 关，与波长 关。 13.在纸色谱分离中， 是固定相。 14..定量分析过程包括 , , , 和 。 　 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. 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? 4. 吸光光度法中测量条件的选择应注意哪几点？ 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) 三、分析方法（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。用简单表明主要步骤、滴定剂、指示剂、结果计算公式。（7分） 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）。（8分） 四.计算（共40分，写在答题纸上） 1.称取含 KBr 和 KI 的混合试样 1.000 g, 溶解并定容至 200 mL后, 作如下测定: (1) 移取 50.00 mL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 0.1000 mol/L Na2S2O3 溶液滴定至终点时, 消耗 30.00 mL。 （5分） (2) 另取 50.00 mL 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 0.1000 mol/L Na2S2O3溶液滴定其中的 I2至终点时, 消耗 15.00 mL。 计算混合试样中 KI 和 KBr 的质量分数。 [Mr(KI)= 166.0, Mr(KBr)= 119.0] （5分） 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0.20 mol·L-1Ca2+溶液，若事先向Ca2+溶液中加入了0.010mol·L-1Mg2+-EDTA（即为含0.20 mol·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 ，；， ，，）（10分） 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）（10分） 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）（10分） 　 武汉大学2005-2006学年度第一学期《分析化学》期末考试试卷答案（A） 学号 姓名 院（系） 分数 有效数字不对总共扣0.5分 一、填空（每空1分，共35分） 1.（1）[H+]+[H3PO4]= [OH-]+[NH3] +[HPO42-]+2[PO43-] （2）[H+]+[HAc]=[H2BO3-]+[OH-] 2.不变，减小 4.t检验法；F检验法 5.1.92；6.22 6.0.68V；1.06V；0.86-1.26V 7.黄；红 8.99：1 9.直接滴定；反滴定；置换滴定；间接滴定 8.I2 + 2S2O32-=2I- + S4O62- 10.吸收光谱曲线；最大吸收波长；λmax 11.光源；单色器；吸收池；检测部分 12.S；M/ε；无关；有关 13.水或H2O 14.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（无称样，答4个也算全对） 二、简答题 1. 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. 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. 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；也会使指示剂变色范围改变，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. 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范围，最好接近0.4343；选择适当参比溶液。 5. 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 （答8个得满分，少一个扣0.5分） 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） Na2CO3 + Na3PO4 │ 甲基橙为指示剂 │ │ 用标准HCl滴定,消耗V1(mL) ↓ （3分） 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 （2分） c(NaOH)V2M(Na3PO4) w(Na3PO4) = ──────────── ×100% （1分） m样 (c(HCl)V1- 2c(NaOH)V2)M(Na2CO3) w(Na2CO3) = ───────────────────── ×100% （1分） 2 m样 2. 某矿样溶液含有Fe3+, ,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）。（8分） 评分标准：除去标准答案外，下列情况回答也得分 1.用草酸沉淀钙，重量法，得2分 2.用8-羟基喹啉沉淀分离，重量法测定铝，得2分 3.铜试剂萃取光度测定铜，2分 4.氧化Mn2+为MnO42-分 答：（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。（3分） ↓ （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+。（2分，不说用SnCl2还原Fe3+为Fe2+也给2分） ↓ 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+。（1分） ↓ 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+。。（1分） ↓ 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。（1分） ↓ 计算结果 四.计算（共40分，写在答题纸上） 评分：1.选3个得分最多的题目计入总分 2. 公式列对，得题目全分的一半 3. 单位错1-3个，扣0.5分 4.最后结果不对，其它全对，扣总分的五分之一 1.(1) 1 KI 1 IO3- 3 I2 6 S2O32- （5分） 1 ──×0.1000×30.00×166.0 6 w(KI)= ───────────────×100% = 33.20% 50.00 1.000× ───×1000 200.0 (2) 2 KI 1 I2 2 Na2S2O3 （5分） 2 KBr 1 Br2 1 I2 2 Na2S2O3 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.解： 根据题意： lgK’CaY=10.7-0.45=10.25, lgK’MgY=8.7-0.45=8.25, (2分) lgK’CaIn=5.4-1.6=3.8, lgK’MgIn=7.0-1.6=5.4, （2分） pMgep=lgK’MgIn=5.4, [Mg2+]=10-5.4, （1分） [Y]=[MgY]/K’MgY[Mg2+]=0.010/(2×108.25×10-5.4)=5×10-5.85; （1分） [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% （4分） 3. 解:根据A=-lgT,求A= - lg 0.445 = 0.352 根据题意2.5μg Pb进入5.0ml氯仿中,其浓度为: （2分） 该萃取法的摩尔吸光系数为 =1.46×105（L·mol-1·cm-1）（3分） 桑德尔灵敏度 S=M/ε=207.2/（1.46×105）=0.0014μg•cm-2（5分） 4. 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=0.12 ms=0.14g（5分）