1、水分析化學(xué)平時(shí)作業(yè)整理第一章1 .簡(jiǎn)述水分析化學(xué)課程的性質(zhì)及任務(wù)。性質(zhì)：水分析化學(xué)是研究水及其雜質(zhì)、污染物的組成、性質(zhì)、含量和它們的分析方法的一門(mén)學(xué)科。任務(wù)：通過(guò)水分析化學(xué)學(xué)習(xí)，掌握水分析化學(xué)的四大滴定方法（酸堿滴定法、絡(luò)和滴定法、沉淀滴定法和氧化還原滴定法） 和主要儀器分析法（如吸收光譜法、色譜法和原子光譜法等） 的基本原理、基本理論、基本知識(shí)、基本概念和基本技能，掌握水質(zhì)分析的基本操作，注重 培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，培養(yǎng)獨(dú)立分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。2 .介紹水質(zhì)指標(biāo)分幾類，具體包括哪些指標(biāo)？（1）物理指標(biāo)1）水溫 2）臭味和臭閾值3）顏色和色度4）濁度 5）殘?jiān)?6）電導(dǎo)率7）紫外吸

2、光度值8）氧化還原電位（2）微生物指標(biāo) 1）細(xì)菌總數(shù)2）總大腸菌群3）游離性余氯4）二氧化氯（3）化學(xué)指標(biāo)1） pH值2）酸度和堿度3）硬度 4）總含鹽量5）有機(jī)污染物綜合指標(biāo)6）放射性指標(biāo)第二章1 .簡(jiǎn)述水樣分析前保存的要點(diǎn)是什么？水樣保存希望做到：減慢化學(xué)反應(yīng)速度，防止組分的分解和沉淀產(chǎn)生；減慢化合物或絡(luò)合物的水解和氧化還原作用；減少組分的揮發(fā)溶解和物理吸附；減慢生物化學(xué)作用。水樣的保存方法主要有加入保存試劑，抑制氧化還原反應(yīng)和生化作用；控制pH值和冷藏冷凍等方法，降低化學(xué)反應(yīng)速度和細(xì)菌活性。2 .測(cè)定某廢水中的COD,十次測(cè)定結(jié)果分另1J為50.0,49.2,51.2,48.9,50.5

3、,49.7,51.2,48.8,49.7和3 9.5 mgO2/L,問(wèn)測(cè)量結(jié)果的相對(duì)平均偏差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（以 CV表示）各多少？1 ndi=X i- XX = - xi =49.87n i 1n di,i 10.13 0.67 1.33 0.97 0.63 0.17 1.33 1.07 0.17 0.3710d = =0.684 d0.684c,d(%)= =x 100= x 100=1.37%X 49.8790.132 0.672 1.332 0.972 0.632 0.172 1.332 1.072 0.172 0.3722227 30002227第三章比較它們的相對(duì)強(qiáng)弱,計(jì)算它們的Kb

4、或Ka,并寫(xiě)出它們的(1)HCN4.93X 10 10 (Ka)NH4+5.6X 10 10 (Ka)H2C2O45.9X 10 2 (Ka)6.4 X 10 5 (Ka2)(2)NH20H9.1 X 10 9 ( Kb)CH3NH24.2X 10 4 (Kb)AC5.90X 10 10 (Kb)CV(%尸 Sr、翳=1.73%1 .已知下列各物質(zhì)的 Ka或Kb, 共軻酸（或堿）的化學(xué)式。解：（1）酸性強(qiáng)弱：H2c2O4 > NH 4+ >HCNHCN :KbKw141.0 10一一一 52.03 10共軻堿為CNKa4.9310 1014,Kw 1.0 105NH4+ ： Kb

5、101.79 10共軻堿為 NH3Ka 5.6 10 1014H2C2O4： Kb1w 5- 1.56 10 10 共軻堿為 HC2O4Ka26.4 10514Kw1.0 10 1413Kb2 L c c 21.69 10共軻堿為 C2O42Ka15.9 10(2)堿性強(qiáng)度：CH 3NH2 > NH2OH > AC14Kw1.0 1011” , 八NH2OH： Ka - r 2.38 10共軻酸為 NH 20H 2Kb4.2 10Kw 1.0 10 146CH3NH2 : Ka 9- 1.1 10共軻酸為 CH3NH3Kb 9.1 10 933Kw 1.0 10 145AC ： K

6、a 行 1.69 10共軻酸為 HAcKb 5.90 102 .簡(jiǎn)述酸堿滴定中指示劑的選用原則。但，實(shí)際上凡在pH=4.309.70范圍內(nèi)變色的指最理想的指示劑應(yīng)恰好在計(jì)量點(diǎn)時(shí)變化。示劑，均可保證有足夠的準(zhǔn)確度。在滿足滴定準(zhǔn)確度要求的前提下，其變色點(diǎn)越接近計(jì)量點(diǎn)越好。注意：強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿的滴定曲線與強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸類同，只是位置相反。滴定突躍大小與滴定液和被滴定液的濃度有關(guān)。如果是等濃度的強(qiáng)酸強(qiáng)堿相互滴定，其滴定起始濃度減少一個(gè)數(shù)量級(jí)，則滴定突躍縮小兩個(gè)pH單位。(P87)指示劑選擇的原則，各類酸堿滴定選用指示劑的原則都是一樣的。所選擇的指示劑變色范圍，必須處于或部分處于計(jì)量點(diǎn)附近的pH突躍范圍內(nèi)。

7、3 .某一弱酸型指示劑在 pH=4.5的溶液中呈現(xiàn)藍(lán)色，在pH=6.5的溶液中呈現(xiàn)黃色， 該指示劑弱酸一共物酸或弱酸一共輾堿組成的緩沖溶液能控制的pH范圍為pK 1的解離常數(shù)KHIn為多少？解：由題意知該指示劑pK=5.5KHIn = 10 5.5=3.2X 10 64 .水中堿度主要有哪些？簡(jiǎn)述堿度測(cè)定的基本原理。一般水中堿度主要有重碳酸鹽(HCO3一)堿度、碳酸鹽(CO32一)堿度和氫氧化物(OH 一)堿度。水中堿度的測(cè)定采用酸堿指示劑滴定法，即以酚酬:和甲基橙作指示劑，用HCl或H2SO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定水樣中堿度至終點(diǎn)，根據(jù)所消耗酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的量，計(jì)算水樣中的堿度。5 .取水樣100.0mL

8、,用0.1000mol/L HCl溶液滴定至酚酗:終點(diǎn)，消耗 13.00mL;再加甲基橙 指示劑，繼續(xù)用 HCl溶液滴定至橙紅色出現(xiàn)，消耗 20.00mL,問(wèn)水樣中有何種堿度？其含 量為多少(mg/L表示)？解：P=13.00mL, M=20.00mL P<M水中有 CO32 和 HCO3 堿度，CO32 =2P, HCO3 =M-P 一 一C 2P 30 CO32 堿度(CO32 , mg/L) = 1000=780.0mg/L100C M - P 61 HCO3 堿度(HCO3 , mg/L) = 1000 =427.0mg/L1006 .一水樣中可能含有 CO32 > OH

9、> HCO3 ,或者是混合水樣。用 20.00mL0.100mol/L HCl 溶液，以酚血:為指示劑可滴定至終點(diǎn)。問(wèn)：(1)若水樣含有OH-和CO32一的量(過(guò)去稱摩爾數(shù))相同，再以甲基橙為指示劑，還需 加入多少毫升HCl溶液才可滴定至橙紅色終點(diǎn)？(2)若水樣含有CO32和HCO3一的量相同，接著以甲基橙為指示劑，還需滴入多少毫升HCl溶液才可達(dá)到橙紅色終點(diǎn)？(3)若加入甲基橙指示劑時(shí)，不需滴入 HCl溶液就已呈終點(diǎn)顏色，該水樣中含何種物 質(zhì)？解：(1) P=20.00mLP包才OH-和1CO32堿度2水樣含有 OH和CO32的量相同OH = - CO32 = - P2212-CO3

10、=P=20.00mL2水樣含有 CO32和HCO3-的量相同1 _ _ 2-CO3 =HCO3 =P=20.00mL2、1 -八 2- -還需滴入 M= CO3 +HCO3 =40.00mL 2(3) P=20.00mL, M=0水樣中只有OH第四章1絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)和條件穩(wěn)定常數(shù)有什么區(qū)別和聯(lián)系？當(dāng)絡(luò)合反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，其反應(yīng)平衡常數(shù)為絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)，用K穩(wěn)表示。絡(luò)合平衡時(shí)的穩(wěn)定常數(shù)K穩(wěn)是Y總=丫4-,即“ y（h）=1時(shí)的穩(wěn)定常數(shù)。這樣，EDTA不能在pH<12時(shí)應(yīng)用。 在實(shí)際應(yīng)用中，溶液的pH<12時(shí)，必須考慮酸效應(yīng)對(duì)金屬離子絡(luò)合物穩(wěn)定性的影響，引進(jìn)條件穩(wěn)定常數(shù)，用 K

11、9;穩(wěn)表不。絡(luò)合物的K穩(wěn)越大，則絡(luò)合物越穩(wěn)定。由于 pH值越大，a y（h）越小，則條件穩(wěn)定常數(shù) K'穩(wěn)越大，形成絡(luò)合物越穩(wěn)定，對(duì)絡(luò)合滴定就越有利。K 穩(wěn)MYn4K穩(wěn)rMn irY|Y （H）為酸效應(yīng)系數(shù)Y （H） M 丫總2 .用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定水樣中的Ca2+、Mg2+、Zn2+時(shí)的最小pH值是多少？實(shí)際分析中 pH值應(yīng)控制在多大？lgK ZnY=16.50利用lg cy（h）=lgK穩(wěn)一 8公式，可以找到滴 定各種金屬離子（Mn+）時(shí)所允許的最 小pH值。解：lgKCaY=10.69lgKMgY=8.69滴定 Ca2+時(shí)，lg oy（h）=10.69 8=2.69 查表，得

12、pH=7.57.6 滴定 Mg2+時(shí)，lgs（H）=8.69 8=0.69 查表，得 pH=9.69.7 滴定 Zn2+時(shí)，lg oy（h）=16.50 8=8.50 查表，得 pH=4.04.1 滴定Ca2+、Mg2+、Zn2+時(shí)的最小pH值分另是7.5, 9.6, 4.0。 在實(shí)際分析中，控制溶液的pH范圍要比滴定金屬離子允許的最小pH范圍大一些，因?yàn)镋DTA是一有機(jī)弱酸，在水溶液中或多或少的解離產(chǎn)生一定量的H + ,降低了溶液的pH值，所以控制的pH值稍高一些，可抵消這種影響。3 .計(jì)算 pH=10 時(shí),以 10.0mmol/L EDTA 溶液滴定 20.00mL10.0mmol/L M

13、g 2+溶液，在計(jì)量點(diǎn) 時(shí)的Mg2+的量濃度和pMg值。解：pH=10 時(shí)，lgKmqyIgKMqY lg Y(H) 8.69 0.45 8.24g g2Mg spC Mg ,spK MgYCMg2-,K MgY0.010025.36 10 6mo1/L8.24102pMgsp 1g Mg sp 5.274 .簡(jiǎn)述金屬指示劑的作用原理，解釋什么是金屬指示劑的封閉現(xiàn)象和僵化現(xiàn)象。金屬指示劑是一些有機(jī)絡(luò)合劑，可與金屬離子形成有色絡(luò)合物，其顏色與游離金屬指示劑 本身的顏色不同，因此，可以指示被滴定金屬離子在計(jì)量點(diǎn)附近pM值的變化。當(dāng)金屬指示劑與金屬離子形成的絡(luò)合物不能被EDTA置換，加入大量 EDT

14、A也得不到終點(diǎn)，這種現(xiàn)象叫做指示劑的封閉現(xiàn)象。如果金屬指示劑與金屬離子生成的顯色絡(luò)合物為膠體或沉淀，使滴定時(shí)與EDTA的置換作用緩慢，而使終點(diǎn)延長(zhǎng)，這種現(xiàn)象叫做指示劑的僵化現(xiàn)象。CedtaVedta 總硬度（mmol / L）5 .取水樣100mL,調(diào)節(jié)pH=10.0,用EBT為指示劑，以10.0mmol/L EDTA 溶液滴定至終點(diǎn), 消耗25.00mL ,求水樣中的總硬度（以 mmol/L和CaCOsmg/L）.、10.0 25.00解：總硬度（mmol/L） = 2.50mmol/L100乂10.0 25.00 100.10總硬度（CaCO3 mg/L） = 250.25mg/L1006

15、 .取一份水樣100mL,調(diào)節(jié)pH=10,以EBT為指示劑，用10.0mmol/L EDTA 溶液滴定至終 點(diǎn)，消耗24.20mL ;另取一份水樣100mL，調(diào)節(jié)pH=12 ,加鈣指示劑（NN）,然后以10.0mmol/LEDTA溶液滴定至終點(diǎn)，消耗13.15mL。求該水樣中總硬度 （以mmol/L表示）和Ca2+、Mg2+ 的含量（以mg/L表示）？“、，一10.0 24.20解：總硬度（mmol/L） = 2.42mmol/L1002+10.0 13.15 40.08Ca2 （mg/L尸 52.70mg/L2+10.0 24.20 13.15 24.31Mg （mg/L） = 26.86m

16、g / L第五章1 .在含有等濃度的 C和I 的溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，哪一種離子先沉淀？第二種離 子開(kāi)始沉淀時(shí)，CP與的濃度比為多少？解：Ksp,AgCl=1.8X 10 10, Ksp,AgI=8.3X 10 17AgCl與AgI是同類型沉淀，而且 心刖Ksp, AgClI先沉淀當(dāng)C開(kāi)始沉淀時(shí)，AgK sp' AgCClKsp, AglKsp, AglAgK sp AgCl-CiCliK sp, AgClK sp, Agl1.8 10 108.3 10 172.17 1062 .取水樣 100mL,加入 20.00mL 0.1120mol/L AgNO 3溶液,然后用 0.

17、1160mol/L NH 4SCN 溶 液滴定過(guò)量的 AgNO 3溶液，用去10.00mL,求該水樣中 C的含量（mg/L表示）。第六章1 .何謂標(biāo)準(zhǔn)電極電位和條件電極電位？當(dāng)電對(duì)處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（即物質(zhì)皆為純凈物，組成電對(duì)的有關(guān)物質(zhì)濃度（活度）為1.0mol Pm-3,涉及氣體的分壓為 1.0X 105Pa時(shí)，該電對(duì)的電極電勢(shì)為 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)，用符號(hào) 巾 表不。通常溫度為 298.15K。條件電極電位 與絡(luò)合反應(yīng)中的條件穩(wěn)定常數(shù)K'穩(wěn)和穩(wěn)定常數(shù) K穩(wěn)關(guān)系相似，是考慮了外界因素（如離子強(qiáng)度）影響時(shí)的電極電位。2 .舉例說(shuō)明三種氧化還原指示劑的顯色原理。利用滴定劑或被滴定液本身的顏色變化來(lái)指

18、示滴定終點(diǎn)到達(dá)，這種滴定劑或被滴定物質(zhì)起著指示劑的作用，因此叫自身指示劑。例如：在KMnO4法中，用MnO 1r在酸性溶液中滴定無(wú)色或淺色的還原性物質(zhì)時(shí)，計(jì)量點(diǎn)之前，滴入的MnO 4全部被還原為無(wú)色的 Mn2+,整個(gè)溶液仍保持無(wú)色或淺色。達(dá)到計(jì)量點(diǎn)時(shí)，水中還原性物質(zhì)已全部被氧化，再過(guò)量 1滴MnO （2X 10 6mol/L的MnO；）,溶液立即由無(wú)色或淺色變?yōu)榉€(wěn)定的淺紅色，指示已達(dá)滴定終點(diǎn)，KMnO；就是自身指示劑。專屬指示劑本身并沒(méi)有氧化還原性質(zhì)，但它能與滴定體系中的氧化態(tài)或還原態(tài)物質(zhì)結(jié)合產(chǎn)生特殊顏色，而指示滴定終點(diǎn)。例如：在酸性溶液中用Fe3+滴定Sn2+時(shí)，可用KSCN作專屬指示劑。計(jì)

19、量點(diǎn)前，滴入的Fe3+ 被Sn2+還原為Fe2+,溶液無(wú)色；計(jì)量點(diǎn)時(shí)，稍過(guò)量的 Fe3+便與SCN反應(yīng)生成Fe （SCN） 2+ 紅色絡(luò)合物，指示已達(dá)滴定終點(diǎn)。本身具有氧化還原性質(zhì)的有機(jī)化合物。在氧化還原滴定中，這種指示劑也發(fā)生氧化還原反應(yīng)，且氧化態(tài)和還原態(tài)的顏色不同，利用指示劑由氧化態(tài)變?yōu)檫€原態(tài)或還原態(tài)變?yōu)檠趸瘧B(tài)的顏色突變，來(lái)指示滴定終點(diǎn)。3 .取水樣100mL,用H2SO4酸化后，加入10.00mL 0.0100mol/L高鎰酸鉀溶液(1/5KMnO 4=0.0100mol/L ),在沸水浴中力口熱 30min ,趁熱加入 10.00mL 0.0100mol/L 草酸鈉溶液（1/2Na2c

20、2O4=0.0100mol/L ）,搖勻，立即用同濃度高鎰酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至顯微紅 色，消耗2.15mL,求該水樣中高鎰酸鹽指數(shù)是多少（mg O2/L） ?解：高鎰酸鹽指數(shù)（mgO2/L）V1c1 V2C2 V1c18 1000V水10,00 0.0100 10,00 0.0100 2.15 0.01008 10001001.72 mgO2/LV 1開(kāi)始加入 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的量（mL）;V 1最后滴定消耗 KMnO 4標(biāo)準(zhǔn)溶液的量（mL）;V 2加入 Na2c2。4標(biāo)準(zhǔn)溶液的量（mL）;C1KMnO 4標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（1/5KMnO 4, mol/L ）;C2Na2c2。4 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（1

21、/2Na2c2。4, mol/L ）;8氧的摩爾質(zhì)量（1/2 O, g/mol）;V水水樣的量（mL）。4,用回流法測(cè)定某廢水中的cOD。取水樣20.00mL （同時(shí)取無(wú)有機(jī)物蒸儲(chǔ)水20.00mL作空白試驗(yàn)）放入回流錐形瓶中，加入 10.00mL 0.2500mol/L重銘酸鉀溶液（1/6K2cr2O7=0.2500mol/L ）和30mL硫酸一硫酸銀溶液，加熱回流 2h;冷卻后加蒸儲(chǔ)水稀 釋至140mL,加試亞鐵靈指示劑， 用0.1000mol/L硫酸亞鐵溶液（NH4） 2Fe （SO4）2） 6件O =0.1000mol/L ）返滴至紅褐色，水樣和空白分別消耗 11.20mL和21.20mL。求該水樣中的 cOD 是