分析化学问答题共15页.docx

1、分析化学问答题共15页问 答 题1根据(gnj)EDTA的酸效应(xioyng)曲线（即Ringbom曲线），可获得哪些主要(zhyo)信息？(1)由于(yuy)H+离子存在使EDTA参加主反应的能力降低的现象，称为EDTA的酸效应。(2)单独滴定某种金属离子时允许的最低PH2为什么在络合滴定中要用缓冲溶液控制溶液的pH值？M要准确滴定有一定的PH范围，EDTA的酸效应随PH变化很大，直接影响M能够准确滴定，金属指示剂的使用也有一定的PH范围3.（10分） 以2.010-2mol/L的EDTA滴定浓度均为2.010-2mol/L的Al3+和Zn2+混合溶液中的Zn2+，在pH=5.5时，欲以K

2、F掩蔽其中的Al3+，终点时游离F的浓度为1.010-2mol/L。计算说明在此条件下能否准确滴定Zn2+？（HF的pKa=3.18，lgKAlY =16.1, lgKZnY =16.5, pH=5.5时, lgY(H)=5.5, Al3+-F-络合物的lg1lg6分别为6.1，11.2，15.0，17.7，19.6，19.7）解：F-=1.010-2mol/LAl(F)=1+106.110-2.0+1011.210-4.0+1015.0106.0 +1017.710-8.0+1019.610-10.0+1019.710-12.0 =1010.0Al3+=1.010-2/1010.0=1.01

3、0-12.0 mol/L Y(Al)=1+1016.110-12.0=104.1故Y=Y(H) + Y(Al) 1Y(H） lgKZnY=16.5-5.5=11.0lgcZnKZnY = - 2.0+11.0 = 9lgcZnKZnY6所以在此条件下可以准确滴定Zn2+ 4设计铝合金（含有Zn、Mg等杂质）中铝含量的测定分析方案。用简单流程表明主要步骤、滴定剂、指示剂、滴定pH条件。Al对指示剂有掩蔽，Al与EDTA反应慢。返滴定。全部与EDTA反应再将Al-Y破坏（1）溶解于酸式金属离子（2）PH=3.5，过量EDTA，用指示剂二甲酚橙（黄色紫红色）（3）煮沸3min，冷却六亚基四胺，PH5

4、-6用Zn2+滴定（黄紫红）除掉Y（4）加NH4F，微沸破坏AlY，得到AlF+Y（与Al量相同）（5）Zn2+滴定Y，黄色变为紫红色为终点5已知某溶液是Mg2+和EDTA混合物，且二者浓度不相等，试设计实验方案（要求写出分析的思路及主要操作步骤）。（1）判断两种组份何者过量；（2）假设判断结果是EDTA过量，用络合滴定法测定Mg2+EDTA的浓度。（1）调节PH=10时，用EBT来检验。 蓝色，EDTA过量，红色，Mg2+过量（2）首先在一分钟，按（1）中条件，用EBT为指示剂，Mg标准溶液测出过量的EDTA；然后在另一份中用六亚基四胺调节PH=4，破坏MgY配合物，用二甲酚橙为指示剂，用Z

5、n标准溶液滴定。测出EDTA总量。（3）总量减去过量EDTA,求出MgY的量。6设计分别(fnbi)测定Mg2+与EDTA混合溶液中二组份含量的分析(fnx)方案。用简单流程表明主要步骤、滴定剂、指示剂、滴定pH条件(tiojin)和计算结果。（同5）1.写出质子(zhz)条件式NaOH+NaAc的质子条件 设 C(NaOH)=Cb , 那么： OH总 = OH水 + OHAc水解 + OHNaOH OH = H + HAc + Cb设C(NaOH)=Cb ,C(NaAc)=C1 物料平衡方程:Na+= Cb +C1 Ac- + HAc = C1 电荷平衡方程:Na+ H+ = OH- + A

6、c- 质子方程: OH = H + HAc + Cb 注意： 强酸(或强碱)溶液 ；强碱 + 弱酸强碱盐 ； 强酸 + 弱碱强酸盐 ；弱酸 +弱酸强碱盐7氧化还原滴定法中常用的指示剂有哪几类，并举例说明。氧化还原指示剂：二苯胺磺酸钠; 自身指示剂： KMnO4 ;显色指示剂(专属指示剂)：淀粉与I28解释下列现象：间接碘量法测定铜时，若试液中有Fe3+和AsO43-，它们都可将I-氧化成I2，加入NH4HF2可消除两者的干扰。 它能提供配位剂F与 Fe3+配位，又构成 NH4FHF缓冲溶液（pH3-4），使得AsO43-有较强的酸效应。此时E As()/As()及EFe()/Fe()均小于EI

7、2/I- , 因此As（）及Fe3+都不再氧化I-，从而消除它们对铜测定的干扰。pH小于4，Cu2+不发生水解，这就保证了Cu2+与I-反应定量进行。9.简述碘量法测定铜的原理，加入过量KI的作用。为什么在临近终点还需加入KSCN？答：碘量法测定铜是基于弱酸性介质中，Cu2+与过量KI作用，定量析出I2，然后用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，从而求出铜的含量。反应式为： 2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2 (1) I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62- (2)在反应式（1）中，加入过量的KI，使反应迅速完成，起着还原剂、沉淀剂、配位剂的作用。在反应式（2）中，

8、由于CuI表面会吸附一些I2，使得测定的结果偏低。为此在接近终点时，加入KSCN，使 CuI转化为溶解度更小的CuSCN，CuSCN吸附I2的倾向较小，可提高测定结果的准确度。但KSCN不能加入过早，因为它会还原I2，使结果偏低。SCN- + 4I2 + 4H2O = SO42- + 7I- + ICN + 8H+ 10.K2Cr2O7法测定铁，以二苯胺磺酸钠为指示剂。加入 H3PO4的作用是什么？答：PO43-能与 Fe3+配位，从而降低了Fe3+/Fe2+电对的电位，增大滴定突跃范围，使指示剂变色点的电位落在滴定的电位突跃范围内，从而减小误差。PO43-能与 Fe3+配位生成(shn ch

9、n)无色的 Fe(HPO4)2-,消除(xioch)Fe3+的黄色干扰，有利于观察终点(zhngdin)的颜色。11.试拟定用基准(jzhn)物质As2O3标定I2溶液的分析方案(反应原理、简要步骤、反应条件及计算公式)。解:As2O3难溶于水易溶于碱溶液生成亚砷酸盐。酸化溶液至中性，加入NaHCO3控制溶液pH89，用I2快速定量地氧化HAsO2 As2O3 + 2OH- = 2AsO2- + H2O HAsO2+I2+2H2O = HAsO42- + 4H+ +2I- 准确称取基准物质As2O3 0.100.12g置于250mL锥形瓶中，加入l0mLlmolL-1 NaOH使As2O3溶解

10、后，加1滴酚酞指示剂，用lmolL-1 HCl小心中和溶液至微酸性，然后加入50mL 2NaHCO3溶液和2mL 0.5淀粉指示剂，再用I2标准溶液滴定至溶液恰呈蓝色为终点，记下VI2。平行测定三份 12.重铬酸钾法测定铁时，为何要趁热滴加SnCl2，而且不能过量太多？而加HgCl2时须待溶液冷至室温时一次加入？答：SnCl2还原Fe3+时速度较慢，因此趁热滴加以加快反应速度且可防止过量太多。若SnCl2过量太多，会发生下述反应HgCl2 + SnCl2 = SnCl4 + Hg 此时黑或灰色的细粉状汞会与滴定剂K2Cr2O7作用，导致实验失败。 而加HgCl2以除去多余的SnCl2应待溶液冷

11、却后加入，否则Hg2+会氧化Fe2+使测定结果偏低，而且HgCl2应一次加入，否则会造成Sn2+局部过浓(特别是SnCl2用量过多时)，致使HgCl2被还原为Hg，而Hg会与滴定剂作用，使实验失败。13提高分析结果准确度的方法。答：a.选择合适的分析方法 b.减小测量的误差 c.减小随机误差 d.消除系统误差（对照实验、空白实验、校准仪器、分析结果的校正）14系统误差的特点及产生的原因。 原因(1)方法不完善造成的方法误差。 (2)试剂或蒸馏水纯度不够，带入微量的待测组分，干扰测定等。(3)测量仪器本身缺陷造成仪器误差。(4)操作人员操作不当或不正确的操作习惯造成的人员误差。特点：重复性，单向

12、性，误差大小基本不变，对实验结果影响恒定。15分析化学少量数据统计处理中，F检验，t检验及可疑值（或异常值）取舍检验的顺序是什么，并简述理由。先t后F。只有保证了准确度的前提下，才能考虑精密度。（1）F检验用于考察精密度有无显著性差异（2）t检验用于检验使用方法是否存在系统误差，准确度有无显著性差异。16为什么CaF2在pH=3.0的溶液中的溶解度比在pH=5.0的溶液中的溶解度大？答：由于HF的pKa=3.18，所以pH=3时，溶液中的F-的浓度小于pH=5时溶液中F-的浓度，因此pH=3时CaF2的溶解度大于pH=5时的溶解度, 即 pH越小F(H)越大，pH越大F(H)越小。17利用共沉

13、淀法分离，对于(duy)微量组分的测定有何意义？与无机共沉淀剂相比较，有机共沉淀剂有何优点？ 共沉淀现象在重量分析中是不利的，得设法消除，但是(dnsh)在微量或痕量组分的分离与分析中，却可以利用共沉淀现象分离和富集痕量组分有机共沉淀剂一般(ybn)是大分子物质，它的离子半径大,表面(biomin)电荷密度小，吸附离子能力弱，选择性差18.莫尔法和佛尔哈德法的指示剂分别是什么？并分别试述其指示终点的原理。莫尔法：铬酸钾 佛尔哈德法：铁铵矾由于AgCl的溶解度比Ag2CrO4小，在用AgNO3的溶液滴定过程中，首先生成AgCl沉淀，待AgCl定量沉淀后，过量的一滴AgNO3溶液才与K2CrO4反

14、应，并立即生成砖红色的Ag2CrO4沉淀，指示终点的到达。在含Ag+的酸性溶液中加入铁铵矾指示剂，滴定过程首先生成白色的AgSCN沉淀，滴定到化学计量点附近Ag+浓度迅速降低，SCN-浓度迅速增加，待过量SCN-与铁铵矾中Fe2+反应生成红色FeSCN配合物，即指示终点的到达。19.电位测定法的根据是什么?对于一个氧化还原体系:Ox + ne- = Red根据能斯特方程式:E = E0Ox/Red + TR/nF log (aOx/aRed)对于纯金属,活度为1,故上式变为:可见,测定了电极电位,即可测定离子的活度(或浓度),这就是电位测定法的理论依据.20.何谓指示电极及参比电极?试各举例说

15、明其作用.解:指示电极:用来指示溶液中离子活度变化的电极,其电极电位值随溶液中离子活度的变化而变化,在一定的测量条件下,当溶液中离子活度一定时,指示电极的电极电位为常数.例如测定溶液pH时,可以使用玻璃电极作为指示电极,玻璃电极的膜电位与溶液pH成线性关系,可以指示溶液酸度的变化.参比电极:在进行电位测定时,是通过测定原电池电动势来进行的,电动势的变化要体现指示电极电位的变化,因此需要采用一个电极电位恒定,不随溶液中待测离子活度或浓度变化而变化的电极作为基准,这样的电极就称为参比电极.例如,测定溶液pH时,通常用饱和甘汞电极作为参比电极.21.为什么离子选择性电极对欲测离子具有选择性?如何估量

16、这种选择性?解:离子选择性电极是以电位法测量溶液中某些特定离子活度的指示电极.各种离子选择性电极一般均由敏感膜及其支持体,内参比溶液,内参比电极组成,其电极电位产生的机制都是基于内部溶液与外部溶液活度不同而产生电位差.其核心部分为敏感膜,它主要对欲测离子有响应,而对其它离子则无响应或响应很小,因此每一种离子选择性电极都具有一定的选择性.可用离子选择性电极的选择性系数来估量其选择性.22.直接电位法的主要误差来源有哪些?应如何减免之?解:误差来源主要有:(1)温度,主要影响能斯特响应的斜率,所以必须在测定过程中保持温度恒定.(2)电动势测量(cling)的准确性.一般(ybn), 相对误差(xi

17、n du w ch)%=4nDE,因此(ync)必须要求测量电位的仪器要有足够高的灵敏度和准确度.(3)干扰离子,凡是能与欲测离子起反应的物质, 能与敏感膜中相关组分起反应的物质,以及影响敏感膜对欲测离子响应的物质均可能干扰测定,引起测量误差,因此通常需要加入掩蔽剂,必要时还须分离干扰离子.(4)另外溶液的pH,欲测离子的浓度,电极的响应时间以及迟滞效应等都可能影响测定结果的准确度.23.为什么一般来说,电位滴定法的误差比电位测定法小?解:直接电位法是通过测量零电流条件下原电池的电动势,根据能斯特方程式来确定待测物质含量的分析方法.而电位滴定法是以测量电位的变化为基础的,因此,在电位滴定法中溶

18、液组成的变化,温度的微小波动,电位测量的准确度等对测量影响较小.24.简述离子选择性电极的类型及一般作用原理解:主要包括晶体膜电极;非晶体膜电极和敏化电极等.晶体膜电极又包括均相膜电极和非均相膜电极两类 ,而非晶体膜电极包括刚性基质电极和活动载体电极,敏化电极包括气敏电极和酶电极等.晶体膜电极以晶体构成敏感膜,其典型代表为氟电极.其电极的机制是:由于晶格缺陷(空穴)引起离子的传导作用,接近空穴的可移动离子运动至空穴中,一定的电极膜按其空穴大小、形状、电荷分布，只能容纳一定的可移动离子，而其它离子则不能进入，从而显示了其选择性。活动载体电极则是由浸有某种液体离子交换剂的惰性多孔膜作电极膜制成的。

19、通过液膜中的敏感离子与溶液中的敏感离子交换而被识别和检测。敏化电极是指气敏电极、酶电极、细菌电极及生物电极等。这类电极的结构特点是在原电极上覆盖一层膜或物质，使得电极的选择性提高。典型电极为氨电极。以氨电极为例，气敏电极是基于界面化学反应的敏化电极，事实上是一种化学电池，由一对离子选择性电极和参比电极组成。试液中欲测组分的气体扩散进透气膜，进入电池内部，从而引起电池内部某种离子活度的变化。而电池电动势的变化可以反映试液中欲测离子浓度的变化。25.列表说明各类反应的电位滴定中所用的指示电极及参比电极,并讨论选择指示电极的原则.反应类型指示电极参比电极酸碱滴定玻璃电极甘汞电极氧化还原滴定铂电极甘汞

20、电极沉淀滴定离子选择性电极或其它电极玻璃电极或双盐桥甘汞电极络合滴定铂电极或相关的离子选择性电极甘汞电极选择指示电极的原则为指示电极的电位响应值应能准确反映出离子浓度或活度的变化.26什么叫选择吸收？它与物质(wzh)的分子结构有什么关系？物质对不同波长的光吸收程度(chngd)不同，往往对某一波长(或波段)的光表现出强烈的吸收。这时称该物质对此波长(或波段)的光有选择性的吸收。由于各种( zhn)物质分子结构(fn z ji u)不同，从而对不同能量的光子有选择性吸收，吸收光子后产生的吸收光谱不同，利用物质的光谱可作为物质分析的依据。27电子跃迁有哪几种类型？跃迁所需的能量大小顺序如何？具有

21、什么样结构的化合物产生紫外吸收光谱？紫外吸收光谱有何特征？电子跃迁类型有以下几种类型：*跃迁，跃迁所需能量最大； n *跃迁，跃迁所需能量较大，*跃迁，跃迁所需能量较小；n *跃迁，所需能量最低。而电荷转移跃迁吸收峰可延伸至可见光区内，配位场跃迁的吸收峰也多在可见光区内。分子结构中能产生电子能级跃迁的化合物可以产生紫外吸收光谱。紫外吸收光谱又称紫外吸收曲线，是以波长或波数为横坐标，以吸光度为纵坐标所描绘的图线。在吸收光谱上，一般都有一些特征值，如最大吸收波长(吸收峰),最小吸收波长(吸收谷)、肩峰、末端吸收等。28Lambert-Beer定律的物理意义是什么？为什么说Beer定律只适用于单色光

22、？浓度C与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素有哪些？ 朗伯比耳定律的物理意义：当一束平行单色光垂直通过某溶液时，溶液的吸光度A与吸光物质的浓度c及液层厚度l成正比。Beer定律的一个重要前提是单色光。也就是说物质对单色光吸收强弱与吸收光物质的浓度和厚度有一定的关系。非单色光其吸收强弱与物质的浓度关系不确定，不能提供准确的定性定量信息。浓度C与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素（1）定律本身的局限性：定律适用于浓度小于0.01 mol/L的稀溶液，减免：将测定液稀释至小于0.01 mol/L测定（2）化学因素：溶液中发生电离、酸碱反应、配位及缔合反应而改变吸光物质的浓度等导致偏离Beer定律。减

23、免：选择合适的测定条件和测定波长（3）光学因素：非单色光的影响。减免：选用较纯的单色光；选 max的光作为入射光杂散光的影响。减免：选择远离末端吸收的波长测定散射光和反射光：减免：空白溶液对比校正。非平行光的影响：减免：双波长法（4）透光率测量误差：减免：当 0.002T 0.01时，使0.2A0.7 当T 0.0001时，使0.2A 主成分吸收与纯品比E，光谱变形32为什么最好在max处测定化合物的含量？根据Beer定律，物质在一定波长处的吸光度与浓度之间有线性关系。因此，只要选择一定的波长测定溶液的吸光度，即可求出浓度。选被测物质吸收光谱中的吸收峰处，以提高灵敏度并减少测定误差。被测物如有

24、几个吸收峰，可选不易有其它物质干扰的，较高的吸收峰，最好是在max处。33.说明导数光谱的特点。(1)导数光谱的零阶光谱极小和极大交替出现，有助于对吸收曲线峰值的精确测定。(2)零阶光谱上的拐点，在奇数阶导数中产生极值，在偶数阶导数中通过零。这对肩峰的鉴别和分离很有帮助。(3)随着导数阶数增加，极值数目增加(极值导数阶数十1)，谱带宽度变小，分辨能力增高，可分离和检测两个或者以上重叠的谱带。 (4)分子光谱中。往往由于相邻吸收带的重叠使吸收曲线产生峰位移动，峰形不对称。出现肩峰等现象、可因相邻吸收带的强弱差别不同，相隔距离远近以及相重叠的部分多少而变化，这冲变化，有时在吸收光谱曲线上的表现可以

25、是很微弱而不易辨别的。而在导数图上则有明显的表现。34以有机化合物的官能团说明各种类型的吸收带，并指出各吸收带在紫外可见吸收光谱中的大概(dgi)位置和各吸收带的特征。（1）R带：由含杂原子(yunz)的不饱和基团的n *跃迁(yuqin)产生，如CO；CN；NN ，其200400nm，强度(qingd)较弱200nm，104。（3）B带：苯环本身振动及闭合环状共轭双键-*跃迁而产生的吸收带，是芳香族化合物的主要特征吸收带，其256nm，宽带，具有精细结构；200。（4）E带：由苯环环形共轭系统的 *跃迁产生，也是芳香族化合物的特征吸收带其中E1带180nm，max104 （常观察不到），E2

26、带200nm，max=7000。 （5）电荷转移吸收带：有电子给予体和电子接受体的有机或无机化合物电荷转移跃迁。 其范围宽，104。（6）配位体场吸收带：配合物中心离子d-d或f-f跃迁产生。可延伸至可见光区， 102。35配制某弱酸的HCl 0.5mol/L、NaOH 0.5mol/L和邻苯二甲酸氢钾缓冲液（pH=4.00）的三种溶液，其浓度均为含该弱酸0.001g/100ml。在max=590nm处分别测出其吸光度如表。求该弱酸pKa 。(pKa=4.14)pHA（max590nm）主要存在形式40.430HIn与In-碱1.024In-酸0.002HIn36. 荧光和磷光的发生机制有何不

27、同？什么条件下可观察到磷光？荧光是当电子从第一激发单重态S1的最低振动能级回到基态S0各振动能级所产生的光辐射。磷光是当受激电子降到S1的最低振动能级后，未发射荧光，而是经过系间窜跃到T1振动能级，经振动驰豫到 T1最低振动能级，从T1最低振动能级回到基态的各个振动能级所发射的光辐射。室温条件下很少呈现荧光，只有通过冷冻(lngdng)或固定化而减少外转换才能检测到磷光。37如何区别(qbi)荧光、磷光、瑞利光和拉曼光？如何减少散射光对荧光测定的干扰？荧光：是某些物质吸收一定的紫外光或可见光后，基态分子跃迁到激发单线态的各个不同能级，然后(rnhu)经过振动弛豫回到第一激发态的最低振动能级，在发射光子后，分子跃迁回基态的各个不同振动能级。这时分子发射的光称为荧光。荧光的波长比原来照射的紫外光的波长更长。磷光：是有些物质的激发分子通过振动弛豫下降到第一激发态的最低振动能层后，经过体系(tx)间跨越至激发三重态的高振动能层上，再通过振动弛豫降至三重态的最低振动能层，然后发出光辐射跃迁至基态的各个振动能层这种光辐射称为磷光。磷光的波长比荧光更长。瑞利光：光子和物质分子发生弹性碰撞时不发生能量的交换，仅是光子运动的方向发生改变，这种散射光叫做瑞利光，其波长和入射光相同。拉曼光：光子和物质分子发生非弹性碰撞时，在光子运动方向