基础化学实验Ⅰ(下)

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榴席
6 years ago
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1 基础化学实验 Ⅰ( 下 ) 实验一分析天平的称量练习. 用分析天平称量的方法有哪几种? 指定质量称样法和递减称样法各有何优缺点? 在什么情况下选用这两种方法? 答 : 称量有三种方法 : 直接称量法, 指定质量称量法, 递减称量法指定质量称量法 : 此方法称量操作的速度很慢, 适于称量不易吸潮, 在空气中能稳定存在的粉末状或小颗粒 ( 最小颗粒应小于 0.mg) 样品, 以便容易调节其质量在直接配制标准溶液和试样分析时经常使用指定质量称样法递减称量法 : 此称量操作比较繁琐主要用于称量过程中样品易吸水易氧化或易与空气中的 CO 发生反应的试样. 使用称量瓶时, 如何操作才能保证试样不致损失? 答 : 将称量瓶取出, 在接收器的上方, 倾斜瓶身, 用称量瓶盖轻敲瓶口上部使试样慢慢落入容器中当顷出的试样接近所需量时, 一边继续用瓶盖轻敲瓶口, 一边逐渐将瓶身竖直, 使粘附在瓶口上的试样全部进入称量瓶中, 然后再盖好瓶盖, 称量实验二滴定分析基本操作练习. 溶液与 NaOH 溶液定量反应完全后, 生成 NaCl 和水, 为什么用滴定 NaOH 时采用甲基橙作为指示剂, 而用 NaOH 滴定溶液时却使用酚酞作为指示剂? 答 : 溶液与 NaOH 溶液, 相互滴定两种指示剂均可采用, 但是考虑到终点颜色的观察敏锐性一般黄色到橙色, 无色到红色容易观察, 因此采用上述方法. 滴定读数的起点为什么每次最好调到 0.00 刻度处? 答 : 因为滴定管在制作过程中会出现管内刻度不完全均匀的现象, 每次滴定都从 0.00 刻度开始, 能消除系统误差实验三混碱分析. 双指示剂法的测定原理是什么? 答 : 用溶液滴定 Na CO 3 为例 H CO 3 为二元酸, 离解常数分别为 pk a =6.38; pk a =0.5, 用溶液滴定 Na CO 3 溶液时 ck b >0 9,c K b =0 8.6 > 0 9, 且 K b /K b = /0 7.6 = , 能分步进行 : 第一步反应 :Na CO 3 +=NaHCO 3 +NaCl, 第一化学计量点 : ph = (pka p ) ( ) Ka = + = 第二步的反应产物为 CO, 其饱和溶液的浓度为 0.04 mol NaHCO3 + = NaCl + HCO3... a CO + HO 第二化学计量点 : ph = (pka + pc) = ( ) = 3.9 用溶液滴定 Na CO 3 有个滴定突跃 : 第一个突跃在化学计量点 ph=8.3 的附近, 可用酚酞作指示剂 ; 第二个突跃在化学计量点 ph=3.9 的附近, 可用甲基橙作指示剂. 采用 Na CO 3 作基准物质标定 0.l mol 溶液时, 基准物质称取量如何计算?

2 答 : 标定反应 Na CO 3 +=NaCl++H O c V m = M V =0 40m 时, 则 Na CO3 000m Na CO3 mna CO = 0. mol 3 = g 0.g m M Na CO3 Na CO = cv 3 000m g/mol 0m 000m 若配制 50m, 分取 5.00m 用于标定溶液浓度则应称量.g.g; 通常 V =0 30m, 若配制 50m, 分取 5.00m 用于标定溶液浓度则应称量.g.6 g 3. 总碱量的测定应选用何种指示剂? 终点如何控制? 为什么? 答 : 指示剂选用 : 总碱量的测定应选用甲基橙作指示剂溶液由黄色变为橙色时即为终点因为用和溶液滴定 Na CO 3 时, 其反应包括以下两步 : NaCO3 + NaHCO3 +NaCl NaHCO3 + NaCl + HCO3 HO+CO 当中和成 NaHCO 3 时,pH 值为 8.3; 在全部中和后, 其 ph 值为 3.7 由于滴定的第一等当点 (ph8.3) 的突跃范围比较小, 终点不敏锐因此采用第二等当点, 以甲基橙为指示剂, 溶液由黄色到橙色时即为终点终点控制 : 滴定快到终点时应慢滴快摇, 要充分摇动锥形瓶, 以防形成 CO 的过饱和溶液使终点提前到达当颜色由黄变橙, 且颜色稳定, 即为终点实验四含氮量测定.NH 4 NO 3 NH 4 C 或 NH 4 HCO 3 中的含氮量能否用甲醛法分别测定? 答 :NH 4 NO 3 中铵态 N 可以直接用甲醛法测定, 但是其中 NO 3 里面的 N 无法直接用甲醛法测定 ; NH 4 C 中的含氮量可以直接用甲醛法测定 ;NH 4 HCO 3 中的含氮量不能直接用甲醛法测定, 因为 NH 4 HCO 3 中的 HCO 3 干扰测定 NH 4 HCO 3 + HCHO (CH ) 6 N 4 H + + H CO 3 产物 H CO 3 易分解且酸性太弱, 不能被 NaOH 准确滴定. 为什么中和甲醛中的游离酸使用酚酞指示剂, 而中和 (NH 4 ) SO 4 试样中的游离酸却使用甲基红指示剂? 答 : 若试样中含有游离酸, 加甲醛之前应事先用甲基红为指示剂, 用碱预中和至甲基红变为黄色因为(NH 4 ) SO 4 试样溶液的 ph 4.63, 若用酚酞作指示剂 NH 4+ 将部分被 NaOH 滴定, 影响结果的准确度, 故中和试样中游离酸时应选择甲基红 (4.4~6.) 做指示剂 ; 二甲醛溶液中常含有微量酸, 但不存在 NH 4+ 会被部分滴定的情况, 因此用酚酞作指示剂会和测定方法统一起来, 做到标测一致, 减少误差, 提高分析结果的准确度 3.(NH 4 ) SO 4 试液中含有 PO 3 4 Fe 3+ Al 3+ 等离子, 对测定结果有何影响? 3 答 :PO 4 产生酸效应使测的结果偏低 ;Fe 3+ Al 3+ 离子在中和残余酸时, 容易产生水解现象导致测定结果偏高实验五水的硬度分析. 在中和碳酸钙基准溶液中的时, 能否用酚酞取代甲基红? 为什么?

3 答 : 不能, 主要是因为酚酞在终点时呈现红色, 该颜色影响终点时 EBT 蓝色的观察, 从而影响对滴定终点的判断, 导致结果准确性降低. 阐述 Mg + EDTA 能够提高终点敏锐度的原理答 : 由于指示剂 EBT 对 Mg + 变色灵敏, 而对 Ca + 不敏锐, 所以当测定水硬时, 试液的 Mg + 浓度较低或没有 Mg + 时, 需要加入 Mg + EDTA 提高指示剂 EBT 变色的敏锐性提高终点敏锐度的原理 : Ca + 与 EDTA 的络合常数为 0.69, 比 Mg + 与 EDTA 的络合常数 8.7 大, 溶液中开始时存在大量的 Ca +, 溶液中加入 Mg + EDTA 后,Ca + 置换 Mg +, 形成 Ca + EDTA, 游离出的 Mg + 与指示剂络合形成酒红色化合物, 到滴定终点时, 过量的半滴 EDTA 与 Mg + 结合从而释放出游离指示剂 ( 蓝色 ), 可以敏锐的指示滴定终点 3. 滴定为什么要在缓冲溶液中进行? 如果没有缓冲溶液存在, 将会导致什么现象发生? 答 :EDTA 滴定分析中采用的标准滴定溶液是 Na H Y, 在滴定过程中随着滴定的进行, 溶液 Y(H) K, 的酸度逐渐增加,EDTA 的酸效应逐渐增强即副反应系数增大, 导致 CaY K MgY 逐渐减小, 致使 lg ck < 8 MY 须严格控制溶液的酸度, 故需要加入缓冲溶液 α,, 滴定反应不完全, 不能准确滴定为此要达到准确滴定的目的必实验六混合溶液中铅铋含量的测定滴定 Bi 3+ Pb + 离子时溶液酸度各控制在什么范围? 怎样调节? 为什么? 答 : 因 PbY: lgkpby=8.04,(ph)min=3.3;biy: lgkbiy=7.94,(ph)min=0.7 故 : 可通过控制酸度分别滴定测定条件 :ph= 时测定 Bi 3+, 指示剂二甲酚橙 (XO), 终点 BiXO( 紫红 ) XO( 亮黄 ); 在滴定 Bi 3+ 后的溶液中, 调节溶液的 ph=5~6 时测定 Pb +, 终点 PbXO( 紫红 ) XO( 亮黄 ). 为什么不用 NaOH NaAc 或者 NH 3 H O, 而用六亚甲基四胺调节 ph 到 5~6? 答 : 测定金属离子 Pb + 的适宜的滴定酸度 ph=5~6, 按照缓冲溶液的选择原则选择 : 所需要控制的溶液的酸度应该在 pka ± 范围内,NaOH NH 3 H O 不符合要求, 单从 pka 分析可以 NaAc 和六亚甲基四胺缓冲液体系, 但是 NaAc 与 Pb + 生成 Pb(Ac), 3, α Pb(Ac) 增大, 减少, 影响反应的完全程度, 故用六亚甲基四胺调节 ph 到 5~6 K PbY 实验七重铬酸钾滴定法测定铁. SnCl 还原 Fe 3+ 的条件是什么? 怎样控制 SnCl 不过量? 答 : 在还原 Fe 3+ 时溶液浓度应控制在 4 mol/, 若大于 6 mol/,sn + 会先将甲基橙还原为无色, 无法指示 Fe 3+ 的还原反应溶液浓度低于 mol/, 则甲基橙褪色缓慢控制 SnCl 不过量的措施是采用甲基橙指示 SnCl 还原 Fe 3+, 原理是 :Sn + 将 Fe 3+ 还原完后, 过量的 Sn + 可将甲基橙还原为氢化甲基橙而褪色, 不仅指示了还原的终点,Sn + 还能继续使氢化甲基橙还原成 N,N 二甲基对苯二胺和对氨基苯磺酸, 过量的 Sn + 则可以消除在溶液中加入一滴甲基橙, 再滴加 SnCl 溶液, 当溶液由橙变红, 再慢慢滴加 SnCl 至溶液变为淡粉色, 再摇几下直至粉色褪去如刚加入 SnCl 红色立即褪去, 说明 SnCl 已经过量, 可补加滴甲基橙, 以除去稍过量的 SnCl, 此时溶液若呈现粉红色, 表明 SnCl 已不过量. 以 K Cr O 7 基准溶液滴定 Fe + 时, 加入 H 3 PO 4 的作用是什么? 3

4 答 : 滴定反应为 :6 Fe + +Cr O 7 +4H + 6 Fe 3+ + Cr 3+ +7H O; 滴定突跃范围为 0.93 ~.34V, 使用二苯胺磺酸钠为指示剂时, 由于变色点电位为 0.85V, 终点提前到达, 引入较大误差因而需加入 H 3 PO 4 加入 H 3 PO 4 可使滴定生成的 Fe 3+ 生成无色的 Fe(HPO 4 ) 而降低 Fe 3+ / Fe + 电对的电位, 使突跃范围变成 0.7~.34V, 指示剂可以在此范围内变色, 同时也消除了 FeCl 4 黄色对终点观察的干扰实验八碘量法测定铜盐中铜的含量. 碘量法测定铜合金中的铜时, 为什么常要加入 NH 4 HF? 为什么临近终点时加入 NH 4 SCN 或 KSCN? 答 : 因为铜合金中会含有 Fe 3+, 能氧化 I, 对测定有干扰, 加入 NH 4 HF 可掩蔽同时 NH 4 HF 是一种很好的缓冲溶液, 因 HF 的 K a = , 故能使溶液的 ph 值控制在 3.0~4.0 之间近终点时加入硫氰酸盐, 将 CuI 转化为溶解度更小的 CuSCN 沉淀, 把吸附的碘释放出来, 使反应更为完全硫氰酸盐应在接近终点时加入, 否则 SCN 会还原大量存在的 I, 致使测定结果偏低. 碘量法测定铜为什么要在弱酸性介质中进行? 而用 K Cr O 7 标定 Na S O 3 溶液时却要先加入 5m 6 mol 溶液, 而用 Na S O 3 溶液滴定时却要加入 00m 水稀释, 为什么? 答 : 碘量法测定铜溶液的 ph 值一般应控制在 3.0~4.0 之间, 酸度过低,Cu + 易水解, 使反应不完全, 结果偏低, 而且反应速率慢, 终点拖长 ; 酸度过高, 则 I 被空气中的氧氧化为 I (Cu + 催化此反应 ), 使结果偏高 K Cr O 7 标定 Na S O 3 溶液时, 由于 K Cr O 7 与 I 的反应在强酸性溶液中反应, 所以先加入 5m 6 mol 溶液, 有利于反应速度加快, 但酸度过大,I 离子容易被空气氧化所以酸度一般要控制在 0.4 mol 较为合适定量析出 I 后, I 与 S O 3 的滴定反应在中性或弱酸性介质中进行, 滴定前要进行稀释, 这样既可以降低酸度, 使 I 离子被空气氧化的速度减慢, 避免析出过多的 I, 又可使 Na S O 3 分解作用减小 ; 而且稀释后 Cr 3+ 的绿色减弱, 便于终点观察 3. 实验中加入的碘化钾及硫氰酸盐的作用是什么? 答 : 碘化钾三个作用 :KI 既是 Cu + 的还原剂 (Cu + Cu + ), 又是 Cu + 是沉淀剂 (Cu + CuI), 还是 I 的配位剂 (I I 3 ) KI 增加可以促进 KI 与 Cu + 反应加快进行, 与 I 生成 I 3 离子防止 I 挥发损失硫氰酸盐的作用 : CuI 沉淀强烈吸附 I 3, 又会使结果偏低通常的办法是近终点时加入硫氰酸盐, 将 CuI 转化为溶解度更小的 CuSCN 沉淀, 把吸附的碘释放出来, 使反应更为完全硫氰酸盐应在接近终点时加入, 否则 SCN 会还原大量存在的 I, 致使测定结果偏低实验九氯化物中氯含量的测定. 莫尔法测氯时, 为什么溶液的 ph 须控制在 6.5~0.5? 答 : 莫尔法测氯时滴定必须在中性或弱碱性溶液中进行在酸性介质中, 铬酸根将转化为重铬酸根, 溶液中铬酸根的浓度将减小, 指示终点的铬酸银沉淀过迟出现, 甚至难以出现若碱性太强, 则有氧化银沉淀析出. 以 K CrO 4 为指示剂时, 指示剂浓度过大或过小对测定有何影响? 答 : 指示剂的用量对滴定有影响, 一般以 mol 为宜若太大将会引起终点提前, 且本身的黄色会影响终点的观察 ; 若太小又会使终点滞后, 都会影响滴定的准确度 4

5 . 综述硫酸钡晶形沉淀的沉淀条件? 实验十水泥中 SO 3 含量的测定答 : 晶体沉淀的条件为 : 稀慢搅热陈冷过滤稀 : 沉淀必须在稀溶液中进行, 沉淀剂也要为稀溶液, 这样可以降低沉淀物的相对饱和度, 降低聚集速度, 以获得较大粒度的沉淀 ; 慢 : 沉淀剂必须缓慢加入以使溶液的相对过饱和度小, 同时又能保持适当的过饱和度 ; 搅 : 在不断搅拌下加入沉淀剂, 防止局部的过饱和度过大 ; 热 : 沉淀必须在热溶液中进行, 这样使沉淀的溶解度大一些相对过饱和度低些减少沉淀对杂质的吸收, 防止形成胶体净陈 : 沉淀完毕后必须进行陈化以使小晶体转为大晶体, 同时可使晶体变的更完整和纯即在稀溶液中, 在搅拌下慢慢地加入热溶液, 沉淀后需要陈化过夜或者数小时, 最后冷过滤. 硫酸钡重量法测定水泥中三氧化硫含量时, 洗涤至无 Cl 离子的目的和检查 Cl 离子的方法如何? 答 : 其目的是为了获得纯净的硫酸钡沉淀为了使硫酸钡沉淀完全, 利用同离子效应在溶液中加入了过量的 BaCl,BaSO 4 沉淀表面首先吸附构晶离子 Ba +, 其次吸附溶液中带相反电荷的 Cl, 于是形成了沉淀表面的双电层通常采用温水洗涤沉淀, 将沉淀表面的 Cl 离子洗涤干净, 从而保证沉淀洗涤干净使用硝酸银检验 Cl 离子, 取几滴滤液, 滴入硝酸银, 若无白色沉淀生成, 则证明无 Cl 离子存在 3. 为什么要控制在一定酸度的盐酸介质中进行沉淀? 答 : 控制酸度在 mol/, 因为酸度是影响沉淀纯度的主要因素之一, 必须严格控制, 包含四个方面的作用 : () 防止生成 BaCO 3 Ba 3 (PO 4 ) ( 或 Ba 3 HPO 4 ) Ba(OH) 等共沉淀 () 在此酸度下, 可以不分离铁铝等离子而直接进行沉淀 (3) 加入适量的盐酸, 由于酸效应可使溶液中的 SO 4 浓度略微降低, 稍稍增大了硫酸钡的溶解度, 相应地降低了溶液的过饱和度, 有利于生成大颗粒沉淀 (4) 同时克服了因大量 Ca + 存在而产生的共沉淀现象实验十一邻二氮菲分光光度法测定微量铁. 怎样用吸光光度法测定水样中的全铁 ( 总铁 ) 和亚铁的含量? 试拟出一简单步骤答 : 水样中全铁 ( 总铁 ): 采用邻二氮菲吸光光度法测定铁, 使用处理好的水样进行试验, 测定时加入盐酸羟胺溶液, 将其中的三价铁均还原为二价铁, 即可测定其中总铁的含量水样中亚铁 : 直接采用邻二氮菲吸光光度法测定铁, 测定时不加入盐酸羟胺溶液, 即只能测定水样中的亚铁含量. 制作工作曲线和进行其它条件试验时, 加入试剂的顺序能否任意改变? 为什么? 答 : 不能随意改变本方法的试剂顺序是铁标准溶液, 盐酸羟胺, 邻二氮菲和醋酸钠溶液被测定的试液加入后, 加入盐酸羟胺的目的是为了将三价铁还原为二价铁, 故必须先加入 ; 然后加入邻二氮菲和醋酸钠溶液 5

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