分析化学答案第二章.docx

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分析化学答案第二章

第二章思考题与习题

1．已知用生成AsH3气体的方法鉴定砷时，检出限量为1μg，每次取试液0.05mL。

求此鉴定方法的最低浓度（分别以ρB和1：

G表示）。

解：

最底浓度

1:

G=1:

5×104

2．取一滴（0.05mL）含Hg2+试液滴在铜片上，立即生成白色斑点（铜汞齐）。

经过实验发现，出现斑点的必要条件是汞的含量应不低于100μg·mL-1。

求此鉴定方法的检出限量。

解：

检出限量

3．洗涤银组氯化物沉淀宜用下列哪种洗液？

为什么？

（1）蒸馏水

（2）1mol·L-1HCl（3）1mol·L-1HNO3（4）1mol·L-1NaCl

答：

应选用

（2）1mol·L-1HCl作洗液，因为HCl含有与氯化物沉淀的共同离子，可以减少洗涤时的溶解损失，又保持一定的酸度条件，避免某些水解盐的沉淀析出，另外HCl为强电解质避免因洗涤剂而引起胶体现象。

如果用蒸馏水洗涤，则不具备上述条件，使沉淀的溶解损失太大，特别是PbCl2﹑HNO3不含共同离子，反而引起盐效应而使沉淀溶解度大，NaCl则虽具有共同离子，但不具备酸性条件，所以亦不宜采用。

4.如何将下列各沉淀分离？

（1）Hg2SO4-PbSO4

（2）Ag2CrO4-Hg2CrO4（3）Hg2CrO4-PbCrO4

（4）AgCl-PbSO4（5）Pb（OH）2-AgCl（6）Hg2CrO4-AgCl

解：

（1）用NH4Ac溶解PbSO4，而不溶解Hg2SO4。

（2）用氨水溶解Ag2CrO4，而不溶解Hg2CrO4。

（3）用NaOH溶解PbCrO4，而不溶解Hg2CrO4。

（4）用氨水溶解AgCl，而不溶解PbSO4。

（5）用HNO3溶解Pb（OH）2，而不溶解AgCl。

（6）用氨水溶解AgCl,而不溶解Hg2SO4。

5．根据标准电极电位数据说明：

（1）在酸性溶液中H2O2为什么可将Sn2+氧化为Sn4+?

（2）NH4I为什么可将AsO43-还原为AsO33-？

答:

（1）H2O2+2H++2e=2H2OE0=1.77V

Sn4++2e=Sn2+Eo=0.154V

H2O2是比Sn4+强的氧化剂，所以H2O2可以氧化Sn2+为Sn4+

（2）I2（固）+2e=2I-Eo=0.5345V

AsO43-+4H++2e=AsO33-+2H2OEo=0.559V

I-是比AsO33-强的还原剂，所以NH4I可以还原AsO43-

6．为沉淀第二组阳离子，调节酸度时：

（1）以HNO3代替HCl；

（2）以H2SO4代替HCl；（3）以HAc代替HCl。

将各发生什么问题?

答:

（1）因为HNO3是强的氧化剂会把组试剂H2S氧化成硫而沉淀。

（2）用H2SO4代替HCl，引入了SO42-，使Ba2+﹑Sr2+﹑Ca2+及Pb2+离子生成硫酸盐沉淀，将妨碍这些离子的分析。

（3）用HAc代替HCl，则由于它是弱酸，不可能调至所需要的酸度。

7．如何用一种试剂把下列每一组物质分开？

（1）As2S3,HgS

（2）CuS,HgS（3）Sb2S3,As2S3（4）PbSO4,BaSO4（5）Cd（OH）2,Bi（OH）3（6）Pb（OH）2,Cu（OH）2（7）SnS2,PbS（8）SnS,SnS2（9）ZnS,CuS（10）Ag2S,MnS

答:

（1）加（NH4）2CO3,As2S3溶解而HgS不溶。

（2）加稀HNO3,CuS溶解而HgS不溶。

（3）加浓HCl,Sb2S3溶解而As2S3不溶。

（4）加NH4Ac,PbSO4溶解而BaSO4不溶。

（5）加氨水，Cd（OH）2溶解而Bi（OH）3不溶。

（6）加氨水，Cu（OH）2溶解而Pb（OH）2不溶。

（7）加Na2S，SnS2溶解而PbS不溶。

（8）加Na2S，SnS2溶解而SnS不溶。

（9）加稀HCl,ZnS溶解而CuS不溶。

（10）加稀HCl,MnS溶解而Ag2S不溶。

8．已知一溶液只有第二组阳离子，将此溶液分成3份，分别得到下述实验结果，试判断哪些离子可能存在？

（1）用水稀释，得到白色沉淀，加HCl溶液则溶解；

（2）加入SnCl2无沉淀发生；

（3）与组试剂作用，生成黄色沉淀，此沉淀一部分溶于Na2S，另一部分不溶，仍为黄色。

答:

（1）容易水解的离子如：

Bi3+﹑Sb（III）﹑Sn（II）﹑Sn（IV）存在。

（2）可知Hg2+不存在。

（3）生成的硫化物为黄色，则Pb2+﹑Bi3+﹑Cu2+﹑Hg2+不存在。

根据以上判断，可知，有：

Cd2+﹑Sn（IV）﹑As（III）﹑As（V）﹑也可有Sb（III）﹑Sb（V）存在。

9．从试液中分离第三组阳离子时为何要采取下列措施？

（1）加NH3-NH4Cl使溶液的pH≈9；

（2）为什么要使用新配制的（NH4）2S溶液和氨水？

答:

（1）在第三组离子的沉淀中，Al（OH）3和Cr（OH）3属于两性氢氧化物，酸度高时沉淀不完全，酸度太低又容易形成偏酸盐而溶解。

另一方面当pH>10时，部分的Mg2+生成Mg（OH）2沉淀。

实验证明控制在pH=9.0,为沉淀第三组离子最适宜的条件，在沉淀本组离子的过程中，随着反应的进行，溶液pH降低。

因此加入NH3-NH4Cl缓冲溶液来保持pH=9.0。

（2）（NH4）2S放置太久，部分S2-可被氧化成SO42-。

氨水放置太久，会吸收空气中的CO2产生CO32-，故而使第四组的Ba2+﹑Sr2+﹑Ca2+部分沉淀于第三组。

所以，必须使用新配制的（NH4）2S和氨水。

10．加入一种试剂将下列各组氢氧化物中的前一个溶解，使两者分离：

（1）Co（OH）2-Al（OH）3

（2）Zn（OH）2-Fe（OH）3（3）Zn（OH）2-Ni（OH）2（4）Cr（OH）3-Co（OH）2（5）Ni（OH）2-Al（OH）3

答:

（1）加过量氨水，则Co（OH）2生成Co（NH3）62+溶解，而Al（OH）3不溶。

（2）加适当过量的NaOH，则Zn（OH）2生成ZnO22-溶解，而Fe（OH）3不溶。

（3）加适当过量的NaOH，则Zn（OH）2生成ZnO22-溶解，而Ni（OH）2不溶。

（4）加适当过量的NaOH，则Cr（OH）3生成CrO2-溶解，而Co（OH）2不溶。

（5）加过量氨水，则Ni（OH）2生成Ni（NH3）62+溶解，而Al（OH）3不溶。

11．分析第三组阳离子未知物时，在下列各种情况下哪些离子不可能存在？

（1）固体试样是无色晶体混合物；

（2）从试液中分出第一、二组阳离子沉淀，除去剩余的H2S并加入NH3-NH4Cl后，无沉淀产生；

（3）继

（2）加热试液，并加入组试剂（NH4）2S或TAA后得白色沉淀。

解:

（1）有色离子不存在，如：

Fe3+﹑Fe2+﹑Cr3+﹑Mn2+﹑Co2+和Ni2+。

（2）表示Al3+也不可能存在。

（3）加入组试剂（NH4）2S或TAA得白色沉淀，则又一次证明了Fe3+﹑Fe2+﹑Cr3+﹑Mn2+﹑Co2+和Ni2+不存在。

由以上推断试样中可能有Zn2+存在。

12．一无色溶液中只含有第三组阳离子，将它分为三份，得到以下实验结果：

（1）在NH4Cl存在下加过量氨水，无沉淀；

（2）在NH3-NH4Cl存在下加（NH4）2S，得淡黄色沉淀；

（3）加NaOH搅拌，得到淡棕色沉淀；再加过量NaOH，有一部分沉淀溶解，不溶的部分在放置过程中颜色变深。

试判断什么离子存在，什么离子不存在，什么离子存在与否不能确定。

解:

由

（1）可以判断Al3+﹑Cr3+和Fe3+不存在，由

（2）可知Fe3+﹑Fe2+﹑Co2+和Ni2+不存在，Mn2+可能存在，由（3）可知Mn2+和Zn2+存在。

综上所述，则存在的离子为Mn2+和Zn2+,不可能存在的离子为Al3+﹑Cr3+﹑Fe3+﹑Fe2+﹑Co2+和Ni2+；少量Al3+﹑Cr3+存在与否不能决定。

13．在系统分析中，分出第三组阳离子后为什么要立即处理第四组阳离子的试液？

怎样处理？

答:

分出第三组阳离子的试液含有大量的S2-，S2-易被空气中的氧氧化成SO42-，则使部分Ba2+﹑Sr2+生成难溶解的硫酸盐，影响的分析，所以要立即处理含有第四﹑五组阳离子的试液。

处理的方法是：

将试液用HAc酸化加热煮沸，以除去H2S。

14．用Na3Co（NO2）6法鉴定K+时，如果发生下列错误，其原因可能是什么？

（1）试样中无K+，却鉴定有K+；

（2）试样中有K+，却鉴定无K+。

答:

（1）NH4+与Na3Co（NO2）6生成橙黄色沉淀（NH4）2NaCo（NO2）6干扰K+的鉴定，所以如果氨盐没有除净，则K+便出现过度检出。

（2）K+未检出的原因有三：

a.酸度条件控制不当。

检定K+的反应条件应在中性或弱酸性中进行。

如果溶液为强酸性或强碱性，则Co（NO2）63-分解。

b.试剂放置过久。

试剂久置和日光照射下易发生分解。

c.存在其他还原剂或氧化剂。

还原剂能将试剂中的Co3+还原为Co2+；氧化剂能将试剂中的NO2-氧化为NO3-。

15．如何区别下列各对固体物质：

（1）NH4Cl与NaCl

（2）（NH4）2C2O4与（NH4）2SO4（3）BaCl2与CaCl2（4）（NH4）2C2O4与NH4Cl

答:

（1）加碱产生NH3者为NH4Cl。

（2）加BaCl2生成不溶于稀HCl的白色沉淀BaSO4者，为（NH4）2SO4。

（3）加饱和（NH4）2SO4产生白色沉淀的为BaCl2。

（4）加CaCl2生成白色沉淀CaC2O4者，为（NH4）2C2O4。

16．有下列七种物质，以两种或更多种混合，然后做

（1）～（4）项实验，试判断存在的、不存在的和存在与否不能确定的物质各是什么？

BaCl2,Ca（NO3）2,MgCl2,K2CrO4,NaCl,（NH4）2SO4,（NH4）2C2O4

（1）加水配制成0.1mol•L-1溶液，得白色沉淀A和无色溶液B；

（2）A全溶于稀HCl溶液；

（3）B中加0.1mol•L-1Ba（NO3）2，得到的白色沉淀不溶于稀HCl溶液；

（4）灼烧除去（B）中的铵盐，加NH3后无沉淀生成。

解:

（1）既然沉淀为白色，溶液为无色，则有色物质K2CrO4不存在。

（2）由

（1）得白色沉淀溶于稀HCl。

则BaCl2与（NH4）2SO4不可能同时存在，而溶于稀HCl的白色沉淀，必定是草酸盐。

所以（NH4）2C2O4肯定存在。

（3）试验表明（NH4）2SO4存在，则BaCl2肯定不存在，既然BaCl2不存在，则试验

（1）生成的白色沉淀只能是CaC2O4。

所以Ca（NO3）2肯定存在。

（4）实验（4）表明MgCl2不存在。

综上所述分析结果为：

存在的物质有：

（NH4）2C2O4﹑（NH4）2SO4和Ca（NO3）2；

不存在的物质有：

K2CrO4﹑BaCl2﹑MgCl2；

存在与否不能判断的为：

NaCl。

17．有一阴离子未知溶液，经过本书所叙述的各项初步实验后，都未得到肯定结果，试判断还需要对哪些阴离子进行鉴定？

答:

由分组实验肯定第一﹑二组阴离子不存在，由挥发性实验和氧化还原试验，肯定NO2-和S2O32-不存在。

所以只有NO3-和Ac-不能肯定，还需进行鉴定。

18．有一阴离未知溶液，在初步试验中得到以下结果，试将应进行分别鉴定的阴离子列出。

（1）加稀H2SO4时有气泡发生；

（2）在中性时加BaCl2有白色沉淀；

（3）在稀HNO3存在下加AgNO3得白色沉淀；

（4）在稀H2SO4存在下加KI-淀粉溶液无变化；

（5）在稀H2SO4存在下加I2-淀粉溶液无变化；

（6）在稀H2SO4条件下加KMnO4，紫红色褪去。

答:

（1）加稀H2SO4有气泡产生，则SO32-﹑S2O32-﹑CO32-﹑S2-﹑NO2-可能存在。

（2）在中性溶液中加BaCl2溶液有白色沉淀，则SO42-﹑SO32-﹑S2O32-﹑CO32-﹑PO43-﹑SiO32-可能存在。

（3）在稀HNO3存在下加AgNO3溶液有白色沉淀，则Cl-可能存在；Br-﹑I-﹑S2-不可能存在。

（4）在稀H2SO4存在下加KI-淀粉溶液无明显变化，则NO2-不可能存在。

（5）在稀H2SO4存在下加I2-淀粉溶液无明显变化，则SO32-﹑S2O32-﹑S2-不可能存在。

（6）在稀H2SO4酸性条件下加KMnO4紫红色褪去，则SO32-﹑S2O32-﹑Cl-（大量）﹑Br-﹑I-﹑S2-﹑NO2-可能存在。

从以上各初步实验结果来看，肯定不存在的阴离子有：

Br-﹑I-﹑S2-﹑NO2-﹑SO32-﹑SO32-﹑S2O32-。

所以还应进行分别鉴定的阴离子为：

SO42-﹑CO32-﹑PO43-﹑SiO32-﹑Cl-﹑NO3-和Ac-七种阴离子。

19．有一能溶于水的混合物，已经在阳离子分析中鉴定出有Pb2+，问在阴离子分析中哪些离子可不必鉴定？

答:

第一﹑二组阴离子的铅盐都难溶于水，既然混合物能溶于水。

已经鉴定出有Pb2+，所以第一﹑二组阴离子可不鉴定。

20．溶解试样的溶剂为什么一般不用H2SO4和HAc？

答:

因为H2SO4与较多的阳离子生成难溶解的硫酸盐沉淀。

HAc的酸性太弱，溶解能力差。

所以一般不用H2SO4和HAc溶解试样。

21．有一固体试样，经过以下各项实验并得出相应的结果，试判断哪些阳离子和阴离子尚需鉴定？

（1）试样本身无色，易溶于水，溶液亦无色；

（2）焰色试验时火焰为黄色；

（3）溶于稀HCl溶液，无可觉察的反应；

（4）试样与浓H2SO4不发生反应；

（5）试样与NaOH溶液一起加热时不产生NH3，得白色胶状沉淀；

（6）进行阴离子初步试验，溶液呈中性时，加BaCl2溶液不生成沉淀。

答:

（1）试样本身无色，溶于水所得溶液亦无色，则有色离子如：

Cu2+﹑Fe3+﹑Fe2+﹑Cr3+﹑Mn2+﹑Co2+和Ni2+不可能存在。

试样易溶于水，则易水解析出的难溶化合物离子不可能存在。

如：

Bi3+﹑Sb（III）﹑Sb（V）﹑Sn（II）﹑和Sn（IV）﹑等离子。

（2）焰色试验时火焰为黄色，则有Na+存在，其他有明显焰色反应的离子，如：

Ba2+﹑Ca2+﹑Sr2+﹑Cu2+﹑K+等离子不可能存在。

（3）溶于稀HCl无可觉察的反应，则Ag+﹑Hg22+﹑Pb2+离子不存在，另外在酸性溶液中具有挥发性的阴离子，如：

SO32-﹑S2O32-﹑CO32-﹑S2-﹑NO2-。

与酸作用能生成沉淀的SiO3-都不可能存在。

（4）试样与浓H2SO4不发生反应，则能生成难溶性硫酸盐的离子，如：

Pb2+﹑Ba2+﹑Sr2+﹑Ca2+（大量）﹑Ag+﹑Hg22+等离子不存在。

另外证明挥发性阴离子及还原性的I-不存在。

（5）与NaOH一起加热不放出NH3，则表示NH4+不存在。

生成有色沉淀的阳离子亦不存在，如：

Ag+﹑Hg22+﹑Cu2+﹑Hg2+﹑Fe3+﹑Fe2+﹑Cr3+﹑Mn2+﹑Co2+和Ni2+等离子。

（6）在中性溶液中与BaCl2溶液不产生沉淀，则表示第一组阳离子不存在。

总括以上分析推断，尚需要鉴定的离子有：

阳离子：

Cd2+﹑As（III）﹑As（V）﹑Al3+﹑Zn2+﹑Mg2+﹑Na+等离子。

阴离子：

Cl-﹑Br-﹑NO3-﹑Ac-等离子。