分析化学课后知识题目解析第七章Word格式.docx
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若沉淀剂易挥发,则可过量多些,甚至过量100%。
但沉淀剂不能过量太多,否则可能发生盐效应、配位效应等,反而使沉淀的溶解度增大。
3.影响沉淀溶解度的因素有哪些?
它们是怎样发生影响的?
在分析工作中,对于复杂的情况,应如何考虑主要影响因素?
影响沉淀溶解度的因素有:
共同离子效应,盐效应,酸效应,配位效应,温度,溶剂,沉淀颗粒大小和结构等。
共同离子效应能够降低沉淀的溶解度;
盐效应通过改变溶液的离子强度使沉淀的溶解度增加;
酸效应是由于溶液中H+浓度的大小对弱酸、多元酸或难溶酸离解平衡的影响来影响沉淀的溶解度。
若沉淀是强酸盐,如BaSO4,AgCl等,其溶解度受酸度影响不大,若沉淀是弱酸或多元酸盐[如CaC2O4、Ca3(PO4)2]或难溶酸(如硅酸、钨酸)以及与有机沉淀剂形成的沉淀,则酸效应就很显著。
除沉淀是难溶酸外,其他沉淀的溶解度往往随着溶液酸度的增加而增加;
配位效应是配位剂与生成沉淀的离子形成配合物,是沉淀的溶解度增大的现象。
因为溶解是一吸热过程,所以绝大多数沉淀的溶解度岁温度的升高而增大。
同一沉淀,在相同质量时,颗粒越小,沉淀结构越不稳定,其溶解度越大,反之亦反。
综上所述,在进行沉淀反应时,对无配位反应的强酸盐沉淀,应主要考虑共同离子效应和盐效应;
对弱酸盐或难溶酸盐,多数情况应主要考虑酸效应,在有配位反应,尤其在能形成较稳定的配合物,而沉淀的溶解度又不太大时,则应主要考虑配位效应。
4.共沉淀和后沉淀区别何在?
它们是怎样发生的?
对重量分析有什么不良影响?
在分析化学中什么情况下需要利用共沉淀?
当一种难溶物质从溶液中沉淀析出时,溶液中的某些可溶性杂质会被沉淀带下来而混杂于沉淀中,这种现象为共沉淀,其产生的原因是表面吸附、形成混晶、吸留和包藏等。
后沉淀是由于沉淀速度的差异,而在已形成的沉淀上形成第二种不溶性物质,这种情况大多数发生在特定组分形成稳定的过饱和溶液中。
无论是共沉淀还是后沉淀,它们都会在沉淀中引入杂质,对重量分析产生误差。
但有时候利用共沉淀可以富集分离溶液中的某些微量成分。
5.在测定Ba2+时,如果BaSO4中有少量BaCl2共沉淀,测定结果将偏高还是偏低?
如有Na2S04、Fe2(SO4)3、BaCrO4共沉淀,它们对测定结果有何影响?
如果测定S042-时,BaSO4中带有少量BaCl2、Na2S04、BaCrO4、Fe2(S04)3,对测定结果又分别有何影响?
如果BaSO4中有少量BaCl2共沉淀,测定结果将偏低,因为MBaO<MBaSO4。
如有Na2S04、Fe2(SO4)3、BaCrO4共沉淀,测定结果偏高。
如果测定S042-时,BaSO4中带有少量BaCl2、Na2S04、BaCrO4、Fe2(S04)3,对测定结果的影响是BaCl2偏高、Na2S04偏低、BaCrO4偏高、Fe2(S04)3偏低。
6.沉淀是怎样形成的?
形成沉淀的性状主要与哪些因素有关?
其中哪些因素主要由沉淀本质决定?
哪些因素与沉淀条件有关?
沉淀的形成一般要经过晶核形成和晶核长大两个过程。
将沉淀剂加入试液中,当形成沉淀离子浓度的乘积超过该条件下沉淀的溶度积时,离子通过相互碰撞聚集成微小的晶核,溶液中的构晶离子向晶核表面扩散,并沉淀在晶核上,晶核就逐渐长大成沉淀颗粒。
离子形成晶核,再进一步聚集成沉淀颗粒的速度为聚集速率。
在聚集的同时,构晶离子在一定晶格中定向排列的速率为定向速率。
如果聚集速率大,定向速率小,即离子很快地聚集生成沉淀颗粒,却来不及进行晶格排列,则得到非晶形沉淀。
反之,如果定向速率大,聚集速率小,即离子较缓慢地聚集成沉淀颗粒,有足够时间进行晶格排列,则得到晶形沉淀。
其中定向速率主要由沉淀物质本性决定,而聚集速率主要与沉淀条件有关。
7.要获得纯净而易于分离和洗涤的晶形沉淀,需采取些什么措施?
为什么?
欲得到晶形沉淀应采取以下措施:
(1)在适当稀的溶液中进行沉淀,以降低相对过饱和度。
(2)在不断搅拌下慢慢地加入稀的沉淀剂,以免局部相对过饱和度太大。
(3)在热溶液中进行沉淀,使溶解度略有增加,相对过饱和度降低。
同时,温度升高,可减少杂质的吸附。
(4)陈化。
陈化就是在沉淀完全后将沉淀和母液一起放置一段时间。
在陈化过程中,小晶体逐渐溶解,大晶体不断长大,最后获得粗大的晶体。
同时,陈化还可以使不完整的晶粒转化为较完整的晶粒,亚稳定的沉淀转化为稳定态的沉淀。
也能使沉淀变得更纯净。
8.什么是均相沉淀法?
与一般沉淀法相比,它有何优点?
均相沉淀法就是通过溶液中发生的化学反应,缓慢而均匀地在溶液中产生沉淀剂,从而使沉淀在整个溶液中均匀地、缓慢地析出。
均匀沉淀法可以获得颗粒较粗,结构紧密,纯净而又易规律的沉淀。
9.某溶液中含SO42-、Mg2+二种离子,欲用重量法测定,试拟定简要方案。
在溶液中加入Ba2+生成BaSO4沉淀,过滤,沉淀烘干、灼烧,称重后利用化学因数计算SO42-含量。
滤液中加入(NH4)2HPO4,将Mg沉淀为MgNH4PO4·
6H2O,过滤,沉淀经烘干、灼烧,得到称量形式Mg2P2O7。
称重后利用化学因数计算镁含量。
10.重量分析的一般误差来源是什么?
怎样减少这些误差?
一般误差来源有两个,一是沉淀不完全,二是沉淀不纯净。
通常采取同离子效应、盐效应、酸效应、配位效应以及控制体系的温度、溶剂、沉淀颗粒大小和结构等因素来降低沉淀的溶解度,以保证沉淀完全。
同时采用适当的分析程序和沉淀方法、降低易被吸附离子的浓度、选用适当的沉淀条件和沉淀剂、或再沉淀等措施,以获得纯净沉淀。
11.什么是换算因数(或化学因数)?
运用化学因数时,应注意什么问题?
待测组分的摩尔质量与称量形式的摩尔质量之比值。
在运用化学因数时,必须给待测组分的摩尔质量和(或)称量形式的摩尔质量乘以适当系数,使分子分母中待测元素的原子数目相等。
12.试述银量法指示剂的作用原理,并与酸碱滴定法比较之。
银量法指示剂有三种:
用铬酸钾作指示剂称为摩尔法,其作用原理是在含有Cl-的溶液中,以K2CrO4作为指示剂,用硝酸银标准溶液滴定,当定量沉淀后,过量的Ag+即与K2CrO4反应,形成砖红色的Ag2CrO4沉淀,指示终点的到达。
用铁铵矾作指示剂称为佛尔哈德法,其作用原理是在含有Ag+的溶液中,以铁铵矾作指示剂,用NH4SCN标准溶液滴定,定量反应后,过量的SCN-与铁铵矾中的Fe3+反应生成红色FeSCN2+配合物,指示终点的到达。
用吸附指示剂指示终点的方法称为法扬司法,其作用原理是吸附指示剂是一种有色的有机化合物,它被吸附在带不同电荷的胶体微粒表面后,发生分子结构的变化,从而引起颜色的变化,指示终点的到达。
13.用银量法测定下列试样中Cl-含量时,选用哪种指示剂指示终点较为合适?
(l)BaCl2;
(2)NaCl+Na3P04;
(3)FeCl2;
(4)NaCl+Na2S04。
(1)铬酸钾;
(2)铁铵矾;
(3)吸附指示剂;
(4)铬酸钾;
铁铵矾;
吸附指示剂
14.说明用下述方法进行测定是否会引人误差,如有误差则指出偏高还是偏低?
(1)吸取NaCl+H2S04试液后,马上以摩尔法测Cl-;
(2)中性溶液中用摩尔法测定Br-;
(3)用摩尔法测定pH~8的KI溶液中的I-;
(4)用摩尔法测定Cl-,但配制的K2CrO4指示剂溶液浓度过稀;
(5)用佛尔哈德法测定Cl-,但没有加硝基苯。
(1)偏高.因为在酸性溶液中CrO42-浓度降低,影响Ag2CrO4沉淀形成,终点过迟。
(2)无影响
(3)偏低,因为AgI沉淀强烈地吸附I-,致使终点过早到达。
(4)偏高,因为K2CrO4指示剂溶液浓度过稀,致使终点过迟到达。
(5)偏低,因为没有加入硝基苯,致使AgCl沉淀部分转化为AgSCN沉淀,返滴剂SCN-用量过多。
15.试讨论摩尔法的局限性。
摩尔法只能在中性或弱减性(pH6.5~10.5)溶液中进行,因为在酸性溶液中CrO42-浓度降低,影响Ag2CrO4沉淀形成,终点过迟。
在强碱性溶液中,AgNO3会生成Ag2O沉淀。
此外,摩尔法只能用来测定Cl-、Br-等,却不能用NaCl直接滴定Ag+.
16.为什么用佛尔哈德法测定Cl-时,引入误差的概率比测定Br-或I-时大?
因为AgCl的溶解度大于AgSCN,而AgBr和AgI的溶解度较小,所以用佛尔哈德法测定Cl-时,引入误差的概率比测定Br-或I-时大。
17.为了使终点颜色变化明显,使用吸附指示剂应注意哪些问题?
(1)由于吸附指示剂的颜色变化发生在沉淀微粒表面上,因此应尽可能使卤化银沉淀呈胶体状态,具有较大的表面积。
(2)常用的吸附指示剂大多是有机弱酸,而起指示作用的是他们的阴离子,因此在使用吸附指示剂时,要注意调节溶液pH值。
(3)卤化银沉淀对光敏感,遇光易分解析出金属银,使沉淀很快转变为灰黑色,影响终点观察,因此在滴定过程中应避免强光照射。
(4)胶体微粒对指示剂离子的吸附能力,应略小于对待测离子的吸附能力,否则指示剂将在化学计量点前变色,但如果吸附能力太差,终点时变色也不敏锐。
(5)溶液中被滴定离子的浓度不能太低,因为浓度太低时沉淀很少,观察终点比较困难。
18.试简要讨论重量分析和滴定分析两类化学分析方法的优缺点。
重量分析法和滴定分析法都适用于常量分析(被测组分含量大于1%)。
重量分析法优点:
(1)无需与标准样品或基准物质进行比较,因为该法直接用天平称量而获得分析结果。
(2)对于高含量组分的测定,准确度较高。
缺点:
(1)操作较繁,费时较多,不适于生产中的控制分析。
(2)对低含量组分的测定误差较大。
滴定分析法优点:
操作简便,省时快速,准确度也较高,所用仪器简单,应用范围较广。
需要指示剂和基准物质。
习题
1.下列情况,有无沉淀生成?
(1)0.00lmol·
L-lCa(NO3)2溶液与0.01mol·
L-lNH4HF2溶液以等体积相混合;
(2)0.00lmol·
L-lMgCl2溶液与0.lmol·
L-lNH3-lmol·
L-lNH4Cl溶液以等体积相混合。
解:
(1)两溶液等体积混合后,[Ca2+]=0.0005mol·
L-l,[F-]=0.01mol·
L-l,
[Ca2+][F-]2=5×
10-8>Ksp,CaF2有沉淀生成。
(2)0.lmol·
L-lNH3--lmol·
L-lNH4Cl溶液中,
mol·
L-l,两溶液等体积混合后,[Mg2+]=0.0005mol·
L-l,[OH-]=9.1×
10-7mol·
[Mg2+][OH-]2=4.14×
10-16<Ksp,Mg(OH)2无沉淀生成。
2.求氟化钙的溶解度:
(1)在纯水中(忽略水解);
(2)在0.0lmol·
L-1CaCl2溶液中;
(3)在0.0lmol·
L-1HCl溶液中。
已知Ksp,CaF2=3.4×
10-11,CaF2=C