药学《分析化学》习题测验.docx
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药学《分析化学》习题测验
《分析化学》
第一章绪论
第二章误差与分析数据的处理
第三章重量分析法
第四章滴定分析法概论
第五章酸碱滴定法
第六章沉淀滴定法
第七章配位滴定法
第八章氧化还原滴定法
模拟试题一
模拟试题二
参考答案
第二章误差与分析数据的处理
本章要点:
1.误差;
2.测量值的准确度和精密度;
3.有效数字及其运算规则;
4.分析数据的统计处理与分析结果的表示方法;
5.相关与回归。
本章目标:
1.掌握误差的产生、种类、表示方法及相互关系;
2.掌握有效数字的意义、表示方法及运算规则;
3.熟悉偶然误差的正态分布和t分布、置信区间的含义及表示方法、显著性检验的目的和方法、可疑值的取舍方法;
4.了解相关与回归。
本章重点:
1.误差的种类:
系统误差、偶然误差和过失误差;
2.测量值的准确度和精密度:
准确度和误差、精密度和偏差、准确度与精密度的关系、提高分析结果准确度的方法;
3.有效数字及其运算规则:
有效数字定义、有效数字修约规则、运算规则以及在分析化学中的应用;
4.显著性检验方法和应用:
t检验法、F检验法。
本章难点
1.偶然误差的正态分布:
标准正态分布、置信概率、置信区间;
2.t分布和平均值的置信区间:
t分布定义、真值、平均值的置信区间。
一、单项选择题:
1.两位分析人员对同一含SO42-的试样用重量法进行分析,得到两组数据,要判断两人的分析的精密度有无显著性差异,应用哪一种方法:
B
A.Q检验法B.F检验法C.4d法D.t检验法
2.可用于减少测量过程中的偶然误差的方法:
D
A.进行对照实验B.进行空白实验C.进行仪器校准D.增加平行试验的次数
3.指出下列各种误差中属于系统误差的是:
C
A.滴定时不慎从锥形瓶中溅出一滴溶液B.使用天平时,天平零点稍有变动
C.砝码受腐蚀D.滴定时,不同的人对指示剂顏色判断稍有不同
4.下列有关偶然误差的叙述中不正确的是:
C
A.偶然误差在分析中是不可避免的B.偶然误差正负误差出现的机会相等
C.偶然误差具有单向性D.偶然误差由一些不确定的偶然因素造成
5.准确度与精密度的关系是:
B
A.准确度高,精密度不一定高B.精密度是保证准确度的条件
C.精密度高,准确度一定高D.准确度是保证精密度的条件
6.下列变换正确的是:
B
A.10.00mL=0.0100LB.10.5L=1.05×104mL
C.10.5L=10500mLD.10.5L=1.050×104mL
7.欲使滴定时的相对误差≤±0.1%,所取被测物质的量应使滴定时消耗的标准溶液的体积为:
D
A.0~10mLB.10~15mLC.10~20mLD.20mL以上
8.今以酸度计测定某溶液的pH=9.25,该数字的有效数字位数是:
C
A.4位B.3位C.2位D.1位
9.对某试样进行三次平行测定,得CaO的平均含量为30.6%,而真含量为30.3%,则30.6%-30.3%=0.3%为:
C
A.相对误差B.相对偏差C.绝对误差D.绝对偏差
10.滴定分析要求相对误差为±0.1%,若称取试样的绝对误差为0.0002g,则一般至少称取试样:
B
A.0.1gB.0.2gC.0.3gD.0.4g
11.对某试样进行多次平行测定,获得其中硫的平均含量为3.25%,则其中某个测定值(如3.15%)与此平均值之差为该次测定的D
A.绝对误差B.相对误差C.相对偏差D.绝对偏差
12.用25mL移液管移出的溶液体积应记录为:
C
A.25mLB.25.0mLC.25.00mLD.25.000mL
13.测得某种新合成的有机酸pKa=12.35,其Ka值应为:
C
A.4.467⨯10-13B.4.47⨯10-13C.4.5⨯10-13D.4⨯10-13
14.不能消除或减免系统误差的方法是(D)。
A.对照实验B.空白实验C.仪器校准D.增加平行试验的次数
15.两位分析人员对同一试样用相同方法进行分析,得到两组分析数据,若欲判断两分析人员的分析结果之间是否存在显著性差异,应该用下列哪一种方法:
B
A.Q检验法B.F检验法加t检验法C.F检验法D.t检验法
二、填空题:
1.测定结果与真实值之差叫误差,它是分析结果准确度的量度;测定结果与平均值之差叫偏差,它是分析结果精密度的量度。
2.按照有效数字的运算规则,下列计算式的结果应包括几位有效数字四位。
3.滴定管的读数常有±0.01mL的误差,则在一次滴定中的绝对误差最少为0.02mL。
常量滴定分析的相对误差一般要求应≤0.1%,为此,滴定时消耗的标准溶液的体积必须控制在20mL以上。
4.测量值越接近真实值,准确度越高,反之,准确度低。
准确度的高低,用表示。
误差又分为绝对误差和相对误差。
5.两质量不同的物体称量的绝对误差相等,它们的相对误差肯定不同。
6.测定中的偶然误差是由偶然的原因引起的,可采取控制测量次数方式来减小偶然误差。
7.在弃去多余数字的修约过程中,所使用的法则为四舍六入五成双。
三、简答题:
1.下列情况各引起什么误差?
如果是系统误差,应如何消除?
答:
(1)偶然误差
(2)偶然误差
(3)系统误差中的试剂误差。
减免的方法:
通过空白实验测定出空白值进行校正。
(4)系统误差中的试剂误差。
减免的方法:
烘干试样再称量。
(5)系统误差中的试剂误差。
减免的方法:
使用基准CaCO3。
(6)过失误差
(7)系统误差中的仪器误差。
减免的方法:
校正天平使两臂等长或更换合格天平。
(8)系统误差中的仪器误差。
减免的方法:
校正天平,更换合格砝码。
2.说明误差与偏差、准确度与精密度的区别。
答:
误差的大小是衡量一个测量值的准确度的尺度,反映测量准确度的高低。
误差越小,测量的准确度越高。
精密度用偏差、相对平均偏差、标准偏差和相对标准偏差来表示。
数值越小,说明测定结果的精密度越高。
精密度是指在相同条件下多次测量结果相互接近的程度。
它说明测定数据的再现性。
精密度是保证准确度的先决条件。
精密度差,所测结果不可靠,就失去了衡量准确度的前提。
精密度好,不一定准确度高。
只有在消除了系统误差的前提下,精密度好,准确度才会高。
3.如果分析天平的称量误差为±0.2mg,拟分别称取试样0.1g和1g左右,称量的相对误差各为多少?
这些结果说明了什么问题?
答:
因分析天平(万分之一天平)称量的绝对误差为±0.2mg。
故称量的相对误差分别为:
表明:
对给定测定准确度的分析天平(绝对误差恒定),当称取的样品质量较大时,其称量的相对误差就较小,测定的准确程度就较高;反之,称取的样品质量较小时,其相对误差就较大,测定的准确程度也就较低。
4.滴定管的读数误差为±0.02mL。
如果滴定中用去标准溶液的体积分别为2mL和20mL左右,读数的相对误差各是多少?
从相对误差的大小说明了什么问题?
答:
因滴定管的读数的绝对误差为±0.02mL,因此体积读数的相对误差分别为:
5.下列数据各包括了几位有效数字?
(1)0.0330;
(2)10.030;(3)0.01020;(4)8.7×10-5;(5)pKa=4.74;(6)pH=10.00;
答
(1)3位;
(2)5位;(3)4位;(4)2位;(5)2位;(6)2位
6.用返滴定法测定软锰矿中MnO2质量分数,其结果按下式进行计算,问测定结果应以几位有效数字报出?
答:
按有效数字运算法则:
\
答:
应以4位有效数字报出
7.用加热挥发法测定BaCl2·2H2O中结晶水的质量分数,使用万分之一的分析天平称样0.5000g,问测定结果应以几位有效数字报出?
答:
按有效数字运算法则:
8.两位分析者同时测定某一试样中硫的质量分数,称取试样均为3.5g,分别报告结果如下:
甲:
0.042%,0.041%;乙:
0.04099%,0.04201%。
问哪一份报告是合理的,为什么?
答:
甲的报告合理。
因为在称样时取了两位有效数字,在结果计算公式中涉及乘除运算,按照有效数字的运算法则,应该取两位有效数字。
9.有两位学生使用相同的分析仪器标定某溶液的浓度(mol/L),结果如下:
甲:
0.12,0.12,0.12(相对平均偏差0.00%);乙:
0.1243,0.1237,0.1240(相对平均偏差0.00%);你如何评价他们的实验结果的准确度和精密度?
答:
乙的准确度和精密度都高。
因为从数据上看,甲的精密度(相对平均偏差0.00%)高于乙的精密度(相对平均偏差0.16%);然而,甲的测定准确度(测定的绝对误差:
±0.01)远低于乙的测定准确度(测定的绝对误差:
±0.0001);我们知道,精密度高只是准确度高的前提和保障,精密度高并不代表准确度高。
因此,从这个意义上讲,乙的实验结果的准确度和精密度都高。
四、计算题:
1.标定浓度约为0.1mol/L的NaOH,欲消耗NaOH溶液20mL左右,应称取基准物质H2C2O4·2H2O多少克?
其称量的相对误差能否达到0.1%?
若不能,可以用什么方法予以改善?
解:
2NaOH+H2C2O4==Na2C2O4+2H2O(a/b)=(1/2)
根据计算公式:
称量的相对误差为:
因此,相对误差大于0.1%,即不能通过精密称量0.13g左右的H2C2O4·2H2O作为基准试剂来标定0.1mol/L/的NaOH。
但可以通过增大称样量的方法予以改善,即通过精密称量质量为1.3g左右的H2C2O4·2H2O,在250mL容量瓶中定溶后用25mL的移液管移取25.00mL进行滴定;或标准溶液采用相对分子质量大的基准物来标定。
如改用KHC8H4O4为基准物。
2.测定某铜矿试样,其中铜的质量分数为24.87%。
24.93%和24.69%。
真值为25.06%,计算:
(1)测得结果的平均值;
(2)中位值;(3)绝对误差;(4)相对误差。
3.测定铁矿石中铁的质量分数(以WFe2O3表示),5次结果分别为:
67.48%,67.37%,67.47%,67.43%和67.40%。
计算:
(1)平均偏差;
(2)相对平均偏差;(3)标准偏差;(4)相对标准偏差;(5)极差。
4.解:
对甲:
准确度:
精密度:
对乙:
准确度:
精密度:
显然,甲的准确度比乙高,甲的精密度也比乙高;即甲测定结果的准确度和精密度均比乙高。
5.某铁矿石中铁的质量分数为39.19%,若甲的测定结果(%)是:
39.12,39.15,39.18;乙的测定结果(%)为:
39.19,39.24,39.28。
试比较甲乙两人测定结果的准确度和精密度(精密度以标准偏差和相对标准偏差表示之)。
解:
(1)根据公式:
得:
x=20.3时:
x=20.46时:
(2)u1=-2.5,u2=1.5,由表查得相应的概率分别为:
0.4938,0.4332
则:
P(20.30≤x≤20.46)=0.4938+0.4332=0.9270
6.现有一组平行测定值,符合正态分布(μ=20.40,σ2=0.042)。
计算:
(1)x=20.30和x=20.46时的u值;
(2)测定值在20.30-20.46区间出现的概率。
7.已知某金矿中金含量的标准值为12.2(克/吨),σ=0.2,求测定结果>11.6克/吨的概率。
8.对某试样中铜的质量分数(%)进行了150次测定,已知测定结果符合正态分布N(43.15,0.23²)。
求测定结果大于43.59%时可能出现的次数。
8.测定钢中铬的质量分数,5次测定结果的平均值为1.13%,标准偏差为0.022%。
计算:
(1)平均值的标准偏差;
(2)μ的置信区间。
9.测定试样中蛋白质的质量分数(%),5次测定结果的平均值为:
34.92,35.11,35.01,35.19和34.98。
(1)经统计处理后的测定结果应如何表示(报告n,
和s)?
(2)计算P=0.95时μ的置信区间。
10.6次测定某钛矿中TiO2的质量分数,平均值为58.60%,S=0.70%,计算:
(1)μ的置信区间;
(2)若上述数据均为3次测定的结果,μ的置信区间又为多少?
比较两次计算结果可得出什么结论(P均为0.95)?
11.测定石灰中铁的质量分数(%),4次测定结果为:
1.59,1.53,1.54和1.83。
(1)用Q检验法判断第四个结果应否弃去?
(2)如第5次测定结果为1.65,此时情况有如何(P均为0.90)?
12.已知某清洁剂有效成分的质量分数标准值为54.46%,测定4次所得的平均值为54.26%,标准偏差为0.05%。
问置信度为0.95时,平均值与标准值之间是否存在显著性差异?
13.某药厂生产铁剂,要求每克药剂中含铁48.00mg.对一批药品测定5次,结果为(mg/g):
47.44,48.15,47.90,47.93和48.03。
问这批产品含铁量是否合格(P=0.95)?
14.分别用硼砂和碳酸钠两种基准物标定某HC1溶液的浓度(mol/L),结果如下:
用硼砂标定:
1=0.1017,s1=3.9×10-4,n1=4;用碳酸钠标定:
2=0.1020,s2=2.4×10-4,n2=5;当置信度为0.90时,这两种物质标定的HC1溶液浓度是否存在显著性差异?
15.根据有效数字的运算规则进行计算:
(1)7.9936÷0.9967-5.02=?
(2)0.0325×5.0103×60.06÷139.8=?
(3)(1.276×4.17)+1.7×10-4–(0.0021764×0.0121)=?
(4)pH=1.05,[H+]=?
第三章重量分析法
本章要点:
1.重量分析法的分类和特点;
2.沉淀重量法;
3.重量分析的计算。
本章目标:
1.掌握气化法的原理、电解法的原理、沉淀重量法溶解度及影响因素;
2.熟悉沉淀重量法的计算;
3.了解沉淀重量法中沉淀纯度的影响因素、沉淀类型与沉淀条件。
本章重点:
沉淀重量法原理:
沉淀的溶解度及影响因素、沉淀的纯度及影响因素。
本章难点
1.溶度积的概念及相关计算;
2.沉淀的形成与沉淀条件。
一、单项选择题:
1.使用均匀沉淀法的主要目的是:
D
A.防止混晶生成B.减少继沉淀C.使沉淀更加完全D.得到大颗粒沉淀
2.根据重量分析对沉淀溶解度的要求,对于灼烧时不易挥发除去的沉淀剂,沉淀剂一般过量为:
A
A.20%~30%B.10%~20%C.20%~50%D.50%~100%
二、填空题:
1.沉淀重量法是利用沉淀反应将待测组分以难溶化合物形式沉淀下来,沉淀经过滤、洗涤、烘干、灼烧后,转化成具有确定组成的称量形式,称量并计算被测组分含量的分析方法。
2.电解重量法是利用点解原理,使待测金属离子在电极上还原析出,然后称重,电极增加的重量即为金属重。
3.沉淀的类型有晶形沉淀、凝乳状沉淀、无定形沉淀。
4.影响沉淀溶解度的主要因素有同离子效应、盐效应、酸效应、配位效应。
5.影响沉淀纯度的主要因素有共沉淀现象、后沉淀现象。
6.换算因数是指:
在将沉淀称量形式的质量换算成被测组分的质量时,所要乘的系数称为换算因数F,亦称“化学因数”。
其值等于被测组分的摩尔质量与沉淀形式摩尔质量之比,若分子、分母中待测主体元素的原子数不相等,还应乘以适当的系数使其相等。
7.称量形式为Mg2P2O7,测定组分为MgSO4·7H2O的换算因素表达式是2MgSO4•7H2O/Mg2P2O7。
8.称量形式为(C9H6NO)3Al,测定组分为Al2O3的换算因素表达式是Al2O3/2(C9H6NO)3Al。
三、名词与术语:
1.沉淀形式2.称量形式3.固有溶解度4.同离子效应5.盐效应6.酸效应7.配位效应8.共沉淀现象9.后沉淀现象10.均匀沉淀法
答:
1.沉淀形式:
往试液中加入沉淀剂,使被测组分沉淀出来,所得沉淀称为沉淀形式。
2.称量形式:
沉淀经过过滤、洗涤、烘干或灼烧之后所得沉淀。
3.固有溶解度:
难溶化合物在水溶液中以分子状态或离子对状态存在的活度。
4.同离子效应:
盐效应:
由于强电解质盐类的存在,引起沉淀溶解度增加的现象。
当沉淀反应达到平衡后,加入与沉淀组分相同的离子,以增大构晶离度,使沉淀溶解度减小的效应。
5.盐效应:
由于强电解质盐类的存在,引起沉淀溶解度增加的现象。
酸效应:
溶液的酸度对沉淀溶解度的影响。
6.共沉淀现象:
在进行沉淀时某些可溶性杂质同时沉淀下来的现象。
7.配位效应:
溶液中存在能与沉淀构晶离子形成配位化合物的配位剂时,使沉淀的溶解度增大的现象。
8.共沉淀现象:
在进行沉淀时某些可溶性杂质同时沉淀下来的现象。
9.后沉淀现象:
当沉淀析出后,在放置过程中,溶液中的杂质离子漫漫在沉淀表面上析出的现象。
10.均匀沉淀法:
在一定条件下,使加入沉淀剂不能立刻与被测离子生成沉淀,然后通过一种化学反应使沉淀剂从溶液中慢慢地均匀的产生出来,从而使沉淀在整个溶液中缓慢地、均匀地析出。
这种方法称为均匀沉淀法。
四、简答题:
1.重量分析对沉淀形式和称量形式的要求是什么?
试液中加入适当的沉淀剂,使被测组分沉淀出来所得的沉淀称为“沉淀形式”;将其过滤、洗涤、烘干、灼烧至恒重之后,得到“称量形式”。
沉淀形式与称量形式可以相同,也可以不同,在重量分析中对二者各有其要求:
对“沉淀形式”的要求:
(1)沉淀的溶解度要小;
(2)沉淀应易于过滤和洗涤;(3)沉淀必须纯净;(4)应易于转变为称量形式。
对“称量形式”的要求:
(1)沉淀的组成必须固定(符合一定的化学式);
(2)沉淀应有足够的化学稳定性;(3)沉淀应具有尽可能大的分子量。
2.简述沉淀的形成过程,形成沉淀的类型与哪些因素有关?
答:
在难溶化合物的过饱和溶液中,构晶离子互相碰撞而形成晶核,其它构晶离子向晶核扩散并吸附于晶核(异相成核则为外来杂质微粒)之上,便逐渐成长为晶体。
形成沉淀的类型大体可分为三类:
晶型沉淀(0.1~1μm)、凝乳状沉淀(0.1~0.02μm)和无定形沉淀(<0.02μm)。
形成沉淀的类型与沉淀自身的性质(临界均相过饱和比(Q核/S))有关,也与沉淀制备条件有关。
对能形成晶型沉淀的难溶化合物,若沉淀中控制较小的相对过饱和度、沉淀速度就较慢,异相成核将是主要的成核过程,如果体系中杂质含量极微,可获得较大的沉淀颗粒(即晶型沉淀)。
若沉淀中控制较大的相对过饱和度、沉淀速度就快,沉淀中异相成核与均相成核同时发生,所得到的沉淀颗粒就较小,即凝乳状沉淀或无定形沉淀。
3.简述提高沉淀纯度的措施?
答:
提高沉淀纯度的措施有:
(1)选择适当的分析程序;
(2)降低易被沉淀吸附的杂质离子浓度;(3)选择适当的洗涤剂进行洗涤;(4)及时进行过滤分离,以减少后沉淀;(5)进行再沉淀;(6)根据沉淀的性质选择适宜的沉淀条件;(7)选择合适的沉淀剂(如有机↓剂可改善↓的性质、使↓选择性提高,从而其纯度增大)。
4.简要说明晶形沉淀和无定形沉淀的沉淀条件。
答:
晶形沉淀的沉淀条件:
(1)在适当稀的溶液中进行,并加入沉淀剂的稀溶液;
(2)沉淀作用应在热溶液中进行;(3)在不断搅拌下逐滴加入沉淀剂;(4)沉淀后对沉淀进行陈化。
无定形沉淀的沉淀条件:
(1)沉淀作用应在比较浓的溶液中进行,加沉淀剂的速度也可以适当快一些;
(2)沉淀作用应在热溶液中进行;(3)在溶液中加入适当的电解质;(4)沉淀完毕立刻用大量热水稀释(使大部分杂质离子进入溶液以降低容易被吸附离子的浓度);(5)沉淀完毕后,稀释并趁热过虑和洗涤,不进行陈化处理以防止后沉淀的发生;(6)必要时进行再沉淀(以提高沉淀纯度)。
5.均匀沉淀法有何优点?
答:
均匀沉淀法制备沉淀,是通过一种化学反应使沉淀剂从溶液中缓慢、均匀地产生出来,从而使沉淀在整个溶液中缓慢、均匀析出。
因而避免了局部过浓现象,沉淀在较低的相对过饱度下生成,产生的晶核较少,获得的沉淀常是颗粒较大、吸附杂质少、易于过滤和洗涤的晶形沉淀。
五、计算题:
1.下列情况有无沉淀生成?
(1)0.01mol/LCa(NO3)2溶液与0.01mol/LNH4HF2溶液以等体积混合;
(2)在0.01mol/LMgCl2溶液与0.1mol/LNH3-1mol/LNH4Cl溶液以等体积混合。
解:
(1)因为混合后
所以0.01mol/LCa(NO3)2溶液与0.01mol/LNH4HF2溶液以等体积混合后有沉淀生成。
(2)0.1mol/LNH3-1mol/LNH4Cl溶液的pH值为
所以,在0.01mol/LMgCl2溶液与0.1mol/LNH3-1mol/LNH4Cl溶液以等体积混合后无沉淀生成。
2.用BaSO4重量法测定SO42-含量时,以BaCl2为沉淀剂,计算等量和过量0.01mol/L加入Ba2+时,在200mL溶液中BaSO4沉淀的溶解损失。
3.计算下列各组的换算因数。
称量形式测定组分
(1)Mg2P2O7P2O5;MgSO4·7H2O
(2)Fe2O3(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O
(3)BaSO4SO3;S
4.称取过磷酸钙肥料试样0.4891g,经处理后得到0.1136g的Mg2P2O4,试计算试样中P2O5和P的质量分数。
解:
因为:
5.今有纯CaO和BaO的混合物2.212g,转化为混合硫酸盐后其质量为5.023g,计算混合物中CaO和BaO的质量分数。
6.黄铁矿中硫的质量分数约为36%,用重量法测定硫,欲得0.50g左右的BaSO4沉淀,问应称取质量为若干克?
7.称取试样0.5000g,经一系列步骤处理后,得到纯NaCl和KCl共0.1803g。
将此混合氯化物溶于水后,加入AgNO3沉淀剂,得AgCl0.3904g,计算试样中NaCl的质量分数。
解:
设NaCl的质量为xg,则KCl的质量为(0.1803–x)g。
于是
解得:
x=0.0828g
8.测定硅酸盐中SiO2的质量,称取试样0.5000g,得到不纯的SiO20.2835g。
将不纯的SiO2用HF和H2SO4处理,使SiO2以SiF4的形式逸出,残渣经灼烧后为0.0015g,计算试样中SiO2的质量分数。
若不用HF及H2SO4处理,测定结果的相对误差为多大?
第四章滴定分析法概论
本章要点:
1.滴定分析法简介;
2.标准溶液浓度的表示方法;
3.标准溶