高教第五版分析化学课后习题及思考题答案第9章 - 下载本文

Ka = 8.3×10 - 8

6. 测得下列电池的电动势为0.873V(25℃)

Cd Cd (CN)42- (8.0×10-2mol·L-1),CN - (0.100mol·L-1)‖SHE 试计算Cd (CN)42-的稳定常数。

解:0.837 = 0.403 — K=7.1×1018

7. 为了测定CuY2-的稳定常数,组成下列电池:

Cu Cu Y2-(1.00×10-4mol·L-1),Y4-(1.00×10-2mol·L-1)‖SHE 25℃时,测得电池电动势为0.227V,计算KCuY2-

解:0.227= -0.340 - KCuY2- = 8.3×1018

8. 下列电池 Pt Sn4+,Sn2+溶液‖标准甘汞电极

30℃时,测得E=0.07V。计算溶液中[Sn4+]/[Sn2+]比值(忽略液接电位)。

解:0.07 = 0.2828-0.15- [Sn4+]/[Sn2+]=100

9. 在60ml溶解有2 mmolSn2+溶液中插入铂电极(+)和SCE(-),用0.10mol?L-1的Ce4+溶液进行滴定,当加入20.0ml滴定剂时,电池电动势的理论值应是多少?

解:化学反应式:Sn2++2Ce4+ = Sn4++2Ce3+ 加入20.0ml滴定剂反应后:

0.059 lg8.0×10-2/K×0.1004 20.059 lg1.00×10-4/KCuY2-×(1.00×10-2)2 20.059?303lg[Sn4+]/[Sn2+]

298?220.02 = 0.0125mol·L-1 CSn2+ =

20.0?6020.00.10?2 = 0.0125mol· CSn4+ = L-1

20.0?60RTΦPt= ΦθSn4+/Sn2+ +2.303lg[Sn4+]/[Sn2+] = 0.15V

nF2?0.10?E = 0.15 — 0.24 = - 0.09V

10. 在0.10mol·L-1FeSO4溶液中,插入Pt电极(+)和SCE (-) , 25℃时测得E=0.395V,有多少Fe2+被氧化Fe3+?

解:0.395 = 0.77 + 0.059lg[Fe3+]/[Fe2+] — 0.2438

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[Fe3+]/[Fe2+]=10 -2.224

[Fe3+]/(0.10 — [Fe3+])=10 -2.224

[Fe3+]=10-3.224/(1+10-2.224)= 0.00059 mol·L-1 Fe2+被氧化为Fe3+的百分数=

0.00059= 0.59%

0.1011. 20.00 ml 0.1000mol·L-1Fe2+溶液在1mol·L-1H2SO4溶液中,用0.1000mol·L-1Ce4+溶液滴定,用Pt(+),SCE(-)组成电池,测得电池电动势为0.5V。此时已加入多少毫升滴定剂?

解:设:已加入X毫升滴定剂。 反应式: Fe2+ + Ce4+ = Fe3+ + Ce3+ 0.5 = 0.77+0.059lg[Fe3+]/[Fe2+]- 0.24 [Fe3+]/[Fe2+]=10- 0.51

0.1000X/(20.00×0.1000-0.1000X)=10 -0.51 X = 18.46ml 12. 下列电池

Ag Ag2CrO4,CrO42-(x mol·L-1)‖SCE

测得 E = -0.285V,计算CrO42-的浓度(忽略液接电位)。已知KSP(Ag2CrO4) = 9.0×10-12

解:-0.285 = 0.243-0.799-0.059 lg[A g+]

-0.285 = 0.243-0.799-0.059 lg(9.0×10-12/x)1/2

x =1.3×10-2mol·L-1

13. 设溶液中pBr = 3, pCl = 1, 如用溴电极测定Br- 活度,将产生多大误差?已知电极的 KBr-,Cl- = 6×10-3。

解:相对误差 =

Kij??jZi/Zj?i?100%

= 10-1×6×10-3/10-3 =60%

测得α

Br- =10

-3

+60%×10-3= 1.6×10-3mol·L-1

pBr = 3.2,产生的误差相当于0.2个pBr单位。

14. 某种钠敏感电极的选择系数KNa+,H+约为30(说明H+存在将严重干扰Na+的测定)。如用这种电极测定pNa = 3的Na+溶液,并要求测定误差小于3%,则试液的pH必须大于几?

解:3% >30×αH+/10-3 αH+< 0.000001mol·L-1 pH>6

15. 以SCE作正极,氟离子选择性电极作负极,放入1.00×10-3mol·L-的氟离子溶液

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中,测得E = - 0.159V。换用含氟离子试液,测得E = - 0.212V 。计算试液中氟离子浓度。

解:-0.159 = K′+0.059lg1.00×10-3 - 0.212 =K′+0.059lg α F- [F - ] =1.0×10-3/10

(-0.159+0.212)/0.059

=1.26×10-4mol·L-

16. 有一氟离子选择性电极,KF -,OH - = 0.10, 当[F - ] = 1.0×10-2mol·L-1时,能允许的 [OH - ]为多大?(设允许测定误差为5%)?

解:5% =0.10×[OH - ]/1.0×10-2 [OH- ] =5.0×10-3mol·L-1

17. 在25℃时用标准加入法测定Cu2+浓度,于100ml 铜盐溶液中添加 0.1mol·L-1 Cu(NO3) 2 溶液1ml,电动势增加4mv。求原溶液的总铜离子浓度。

解:0.004 = Cx =

0.0590.1/100 lg(1+ ) 2Cx0.1/100-3-1

0.004?20.059 = 2.7×10mol·L。

10?118. 用钙离子选择性电极和SCE置于100mlCa2+试液中,测得电位为0.415V。加入2ml浓度为0.218mol·L-1的Ca2+标准溶液后,测得电位为0.430V。计算Ca2+的浓度。

解:Cx = △C(10

△E / S

-1)-1

0.430?0.4150.059/20.218?2CCa2+ =(10100?1)-1 =1.96×10-3mol·L-1

19. 下列体系电位滴定至化学计量点时的电池电动势(用SCE作负极)为多少? (a) 在1mol·L-1HCl介质中,用Ce4+滴定Sn2+; (b) 在1mol·L-1H2SO4介质中,用Fe3+滴定U;

(c) 在1mol·L-1H2SO4介质中,用Ce4+滴定VO2+。

1.28?2?0.14 — 0.2438 = 0.276V

30.68?2?0.41 (b) E = — 0.2438 = 0.256V

31.44?1.00 (c) E = — 0.2438 = 0.976V

2 解:(a) E =

20. 下列是用0.1000mol·L-1NaOH溶液电位滴定某弱酸试液[10mL弱酸+10mL (1mol·L-1)NaNO3+80mL水]的数据:

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NaOH滴入量 V/mL 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 pH 2.90 3.01 3.15 3.34 3.57 3.80 NaOH滴入量 V/mL 6.00 7.00 8.00 8.40 8.60 8.80 pH 4.03 4.34 4.81 5.25 5.61 6.20 NaOH滴入量 V/mL 9.00 9.20 9.40 9.60 9.80 10.00 pH 6.80 9.10 9.80 10.15 10.41 10.71 (a) 绘制pH-V滴定曲线及△pH/△V-V曲线,并求Vep。 (b) 用二阶微商法计算Vep,并与(a)的结果比较。 (c) 计算弱酸的浓度。

(d) 化学计量点的pH值应是多少? 解:(a) 作图如下:

pH - V 曲线12108pH64200123456789101112V/mL

由pH-V滴定曲线图可知:Vep=9.10ml。 △pH/△V-V数值如下表 :

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△pH/△V △pH/△V - V曲线141210V/mL 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 △pH/△V V/mL 8.40 8.60 △pH/△V0.11 0.14 0.19 0.23 0.23 0.23 0.31 0.47 1.1 1.8 2.85 3.0 11.5 3.5 1.75 1.3 1.5 8.80 9.00 9.20 9.40 9.60 9.80 10.00 864200123456789101112V/mL由△pH/△V-V曲线图可知 : Vep = 9.10ml。

11.5?3.0 = 42.5

9.10?8.903.5?11.5 对于9.20ml △2E/ △2V = = - 40

9.30?9.1042.5 Vep = 9.00 + 0.2 × = 9.10 ml

42.5?400.1000?9.10 (c) CHA = = 0.09100mol·L-1

109.10?6.80 (d) pHeq = 6.8 + = 7.95

2(b) 对于9.00ml △2E/ △2V=

21. 用氟离子选择电极作负极:SCE作正极,取不同体积的含F- 标准溶液(CF-=2.0×10-4mol·L-1),加入一定的TISAB,稀释至100mL,进行电位法测定,测得数据如下: F- 标准溶液的体积V/mL 测得电池电动势E/mV 0.00 -400 0.50 -391 1.00 -382 2.00 -365 3.00 -340 4.00 -330 5.00 -314 取试液20mL,在相同条件下测定,E=-359mV。 (a)绘制E — - lgCF-工作曲线。 (b) 计算试液中F-的浓度。

解:(a) 计算得:-lgC: 6.0 5.7 5.4 5.2 5.1 5.0;作图如下:

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-300-320-340mVE/-360-380-400-4204.85.15.45.76-lgCb) 由工作曲线可以查得,当E = -359mV时,-lgC = 5.35 试液中CF - =10 -5. 35×100/20= 2.2×10 - 5 mol·L- 1 97

6.3