实验一 分析天平称量练习

实验一 分析天平称量练习

思考题:

1.加减砝码、圈码和称量物时,为什么必须关闭天平?

答:天平的灵敏度在很大程度上取决于三个玛瑙刀口的质量。若刀口不锋利或缺损,将会影响称量的灵敏度,因此,在加减砝码、取放物体时,必须关闭天平,使玛瑙刀和刀承分开,以保护玛瑙刀口。

2.分析天平的灵敏度越高,是否称量的准确度就越高?

答:分析天平的灵敏度越高,并非称量的准确度就越高。因为太灵敏,则达到平衡较为困难,不便于称量。

3.递减称量法称量过程中能否用小勺取样,为什么?

答:递减称量法称量过程中不能用小勺取样,因为称量物有部分要沾在小勺上,影响称量的准确度。

4.在称量过程中,从投影屏上观察到标线已移至100分度的右边,此时说明左盘重还是右盘重?

答:在称量过程中,从投影屏上观察到标线已移至100分度的右边,此时说明右盘重。

实验二 滴定分析基本操作练习

思考题:

1.HCl和NaOH标准溶液能否用直接配制法配制?为什么?

答:由于NaOH固体易吸收空气中的CO2和水分,浓HCl的浓度不确定,固配制HCl和NaOH标准溶液时不能用直接法。

2.配制酸碱标准溶液时,为什么用量筒量取HCl,用台秤称取NaOH(S)、而不用吸量管和分析天平?

答:因吸量管用于标准量取需不同体积的量器,分析天平是用于准确称取一定量的精密衡量仪器。而HCl的浓度不定, NaOH易吸收CO2和水分,所以只需要用量筒量取 ,用台秤称取NaOH即可。

3.标准溶液装入滴定管之前,为什么要用该溶液润洗滴定管2~3次?而锥形瓶是否也需用该溶液润洗或烘干,为什么?

答:为了避免装入后的标准溶液被稀释,所以应用该标准溶液润洗滴管2~3次。而锥形瓶中有水也不会影响被测物质量的变化,所以锥形瓶不需先用标准溶液润洗或烘干。

4.滴定至临近终点时加入半滴的操作是怎样进行的?

答:加入半滴的操作是:将酸式滴定管的旋塞稍稍转动或碱式滴定管的乳胶管稍微松动,使半滴溶液悬于管口,将锥形瓶内壁与管口接触,使液滴流出,并用洗瓶以纯水冲下。

实验三 NaOH和HCl标准溶液的标定

思考题:

1.如何计算称取基准物邻苯二甲酸氢钾或Na2CO3的质量范围?称得太多或太少对标定有何影响?

答:在滴定分析中,为了减少滴定管的读数误差,一般消耗标准溶液的体积应在20—25ml之间,称取基准物的大约质量应由下式求得:

如果基准物质称得太多,所配制的标准溶液较浓,则由一滴或半滴过量所造成的误差就较大。称取基准物质的量也不能太少,因为每一份基准物质都要经过二次称量,如果每次有±0.1mg的误差,则每份就可能有±0.2mg的误差。因此,称取基准物质的量不应少于0.2000g,这样才能使称量的相对误差大于1‰ 。

2.溶解基准物质时加入20~30ml水,是用量筒量取,还是用移液管移取?为什么?

答:因为这时所加的水只是溶解基准物质,而不会影响基准物质的量。因此加入的水不需要非常准确。所以可以用量筒量取。

3.如果基准物未烘干,将使标准溶液浓度的标定结果偏高还是偏低?

答:如果基准物质未烘干,将使标准溶液浓度的标定结果偏高。

4.用NaOH标准溶液标定HCl溶液浓度时,以酚酞作指示剂,用NaOH滴定HCl,若NaOH溶液因贮存不当吸收了CO2,问对测定结果有何影响?

答:用NaOH标准溶液标定HCl溶液浓度时,以酚酞作为指示剂,用NaOH滴定HCl,若NaOH溶液因贮存不当吸收了CO2,而形成Na2CO3,使NaOH溶液浓度降低,在滴定过程中虽然其中的Na2CO3按一定量的关系与HCl定量反应,但终点酚酞变色时还有一部分NaHCO3末反应,所以使测定结果偏高。

实验四 铵盐中氮含量的测定(甲醛法)

思考题:

1.铵盐中氮的测定为何不采用NaOH直接滴定法?

答:因NH4+的Ka=5.6×10-10,其Cka<10-8,酸性太弱,所以不能用NaOH直接滴定。

2. 为什么中和甲醛试剂中的甲酸以酚酞作指示剂;而中和铵盐试样中的游离酸则以甲基红作指示剂?

答:甲醛试剂中的甲酸以酚酞为指示剂用NaOH可完全将甲酸中和,若以甲基红为指示剂,用NaOH滴定,指示剂变为红色时,溶液的pH值为4.4,而甲酸不能完全中和。铵盐试样中的游离酸若以酚酞为指示剂,用NaOH溶液滴定至粉红色时,铵盐就有少部分被滴定,使测定结果偏高。

3.NH4HCO3中含氮量的测定,能否用甲醛法?

答:NH4HCO3中含氮量的测定不能用甲醛法,因用NaOH溶液滴定时,HCO3-中的H+同时被滴定,所以不能用甲醛法测定。

实验五 混合碱的分析(双指示剂法)

思考题:

1.用双指示剂法测定混合碱组成的方法原理是什么?

答:测混合碱试液,可选用酚酞和甲基橙两种指示剂。以HCl标准溶液连续滴定。滴定的方法原理可图解如下:

2.采用双指示剂法测定混合碱,判断下列五种情况下,混合碱的组成?

(1) V1=0 V2>0(2)V1>0 V2=0(3)V1>V2(4)V1<V2(5)V1=V2

① V1=0 V2>0时,组成为:HCO3-

② V1>0 V2=0时,组成为:OH-

③ V1>V2时,组成为:CO32-+ OH-

④ V1<V2时,组成为:HCO3- +CO32-

⑤ V1=V2时,组成为: CO32-

实验六 EDTA标准溶液的配制与标定

思考题:

1.络合滴定中为什么加入缓冲溶液?

答:各种金属离子与滴定剂生成络合物时都应有允许最低pH值,否则就不能被准确滴。而且还可能影响指示剂的变色点和自身的颜色,导致终点误差变大,甚至不能准确滴定。因此酸度对络合滴定的影响是多方面的,需要加入缓冲溶液予以控制。

2. 用Na2CO3为基准物。以钙指示剂为指示剂标定EDTA浓度时,应控制溶液的酸度为多大?为什么?如何控制?

答:用Na2CO3为基准物质,以钙指示剂为指示剂标定EDTA浓度时,因为钙指示剂与Ca2+在pH=12~13之间能形成酒红色络合物,而自身呈纯蓝色,当滴定到终点时溶液的颜色由红色变纯蓝色,所以用NaOH控制溶液的pH为12~13。

3.以二甲酚橙为指示剂,用Zn2+标定EDTA浓度的实验中,溶液的pH为多少?

解: 六次甲基四胺与盐酸反应为:

(CH2)6N4+HCl==(CH2)6N+H+·Cl-

反应中盐酸的物质的量:

六次甲基四胺的物质的量:

故六次甲基四胺过量。

缓冲体系中剩余六次甲基四胺的浓度为:

六次甲基四胺盐的浓度为:

根据一般缓冲溶液计算公式:

得:

(六次甲基四胺pKb=8.85)

4.络合滴定法与酸碱滴定法相比,有那些不同点?操作中应注意那些问题?

答:络合滴定法与酸碱滴定法相比有下面两个不同点:

① 络合滴定中要求形成的配合物(或配离子)要相当稳定,否则不易得到明显的滴定终点。

② 在一定条件下,配位数必须固定(即只形成一种配位数的配合物)。

实验七 水的总硬度的测定

思考题:

1.什么叫水的总硬度?怎样计算水的总硬度?

答:水中Ca2+、Mg2+的总量称为水的总硬度。

计算水的总硬度的公式为:

(mg·L-1)

( o )

2.为什么滴定Ca2+、Mg2+总量时要控制pH≈10,而滴定Ca2+分量时要控制pH为12~13?若pH>13时测Ca2+对结果有何影响?

答:因为滴定Ca2+、Mg2+总量时要用铬黑T作指示剂,铬黑T在pH为8~11之间为蓝色,与金属离子形成的配合物为紫红色,终点时溶液为蓝色。所以溶液的pH值要控制为10。测定Ca2+时,要将溶液的pH控制至12~13,主要是让Mg2+完全生成Mg(OH)2沉淀。以保证准确测定Ca2+的含量。在pH为12~13间钙指示剂与Ca2+形成酒红色配合物,指示剂本身呈纯蓝色,当滴至终点时溶液为纯蓝色。但pH>13时,指示剂本身为酒红色,而无法确定终点。

3.如果只有铬黑T指示剂,能否测定Ca2+的含量?如何测定?

答:如果只有铬黑T指示剂,首先用NaOH调pH>12,使Mg2+生成沉淀与Ca2+分离,分离Mg2+后的溶液用HCl调pH=10,在加入氨性缓冲溶液。以铬黑T为指示剂,用Mg—EDTA标准溶液滴定Ca2+的含量。

实验八 铅、铋混合液中铅、铋含量的连续测定

思考题:

1.按本实验操作,滴定Bi3+的起始酸度是否超过滴定Bi3+的最高酸度?滴定至Bi3+的终点时,溶液中酸度为多少?此时在加入

10mL200g·L-1六亚四基四胺后,溶液pH约为多少?

答:按本实验操作,滴定Bi3+的起始酸度没有超过滴定Bi3+的最高酸度。随着滴定的进行溶液pH≈1。加入10mL200g·L-1六亚四基四胺后,溶液的pH=5~6。

2.能否取等量混合试液凉粉,一份控制pH≈1.0滴定Bi3+,另一份控制pH为5~6滴定Bi3+、Pb2+总量?为什么?

答:不能在pH为5~6时滴定Bi3+、Pb2+总量,因为当溶液的pH为5~6时,Bi3+水解,不能准确滴定。

3.滴定Pb2+时要调节溶液pH为5~6,为什么加入六亚四基四胺而不加入醋酸钠?

答:在选择缓冲溶液时,不仅要考虑它的缓冲范围或缓冲容量,还要注意可能引起的副反应。再滴定Pb2+时,若用NaAc调酸度时,Ac-能与Pb2+形成络合物,影响Pb2+的准确滴定,所以用六亚四基四胺调酸度。

实验九 铝合金中铝含量的测定

思考题:

1.为什么测定简单试样中的Al3+用返滴定法即可,而测定复杂试样中的Al3+则须采用置换滴定法。

答:因试样简单,金属离子种类很少,控制一定的条件,加入一定过量的EDTA时只有Al3+形成络离子,而过量的EDTA才能准确被滴定。因复杂试样中金属离子的种类较多,条件不易控制,加入的EDTA不只是和Al3+反应,还要和其它离子反应,所以就不能用剩余的EDTA直接计算Al3+的含量,还需要再置换出与Al3+络合的EDTA,因此测定复杂试样中的Al3+ ,则须采用置换滴定法。

2.用返滴定法测定简单试样中的Al3+时,所加入过量EDTA溶液的浓度是否必须准确?为什么?

答:加入的EDTA溶液的浓度必须准确,如果浓度不准确就无法计算出与Al3+反应的量。

3.本实验中使用的EDTA溶液要不要标定?

答:本实验中采用置换滴定法测定Al3+的含量,最后是用Zn2+标准溶液的体积和浓度计算试样中Al3+的含量,所以使用的EDTA溶液不要标定。

4.为什么加入过量的EDTA,第一次用Zn2+标准溶液滴定时,可以不计所消耗的体积?但此时是否须准确滴定溶液由黄色变为紫红色?为什么?

答:因第一次是滴定过量的EDTA后,也即未与Al3+反应的EDTA,所以可以不计体积。但必须准确滴定溶液由黄色变为紫红色,否则溶液中还有剩余EDTA,使结果偏高。

实验十 高锰酸钾标准溶液的配制和标定

思考题:

1.配制KMnO4标准溶液时,为什么要将KMnO4溶液煮沸一定时间并放置数天?配好的KMnO4溶液为什么要过滤后才能保存?过滤时是否可以用滤纸?

答:因KMnO4试剂中常含有少量MnO2和其它杂质,蒸馏水中常含有微量还原性物质它们能慢慢地使KMnO4还原为MnO(OH)2沉淀。另外因MnO2或MnO(OH)2又能进一步促进KMnO4溶液分解。因此,配制KMnO4标准溶液时,要将KMnO4溶液煮沸一定时间并放置数天,让还原性物质完全反应后并用微孔玻璃漏斗过滤,滤取MnO2和MnO(OH)2沉淀后保存棕色瓶中。

2.配制好的KMnO4溶液为什么要盛放在棕色瓶中保护?如果没有棕色瓶怎么办?

答:因Mn2+和MnO2的存在能使KMnO4分解,见光分解更快。所以.配制好的KMnO4溶液要盛放在棕色瓶中保存。如果没有棕色瓶,应放在避光处保存。

3.在滴定时,KMnO4溶液为什么要放在酸式滴定管中?

答:因KMnO4溶液具有氧化性,能使碱式滴定管下端橡皮管氧化,所以滴定时,KMnO4溶液要放在酸式滴定管中。

4.用Na2C2O4标定KMnO4时候,为什么必须在H2SO4介质中进行?酸度过高或过低有何影响?可以用HNO3或HCl调节酸度吗?为什么要加热到70~80℃?溶液温度过高或过低有何影响?

答:因若用HCl调酸度时,Cl-具有还原性,能与KMnO4作用。若用HNO3调酸度时,HNO3具有氧化性。所以只能在H2SO4介质中进行。滴定必须在强酸性溶液中进行,若酸度过低KMnO4与被滴定物作用生成褐色的MnO(OH)2沉淀,反应不能按一定的计量关系进行。在室温下,KMnO4与Na2C2O4之间的反应速度慢,故须将溶液加热到70~80℃,但温度不能超过90℃,否则Na2C2O4分解。

5.标定KMnO4溶液时,为什么第一滴KMnO4加入后溶液的红色褪去很慢,而以后红色褪去越来越快?

答:因与KMnO4Na2C2O4的反应速度较慢,第一滴KMnO4加入,由于溶液中没有Mn2+,反应速度慢,红色褪去很慢,随着滴定的进行,溶液中Mn2+的浓度不断增大,由于Mn2+的催化作用,反应速度越来越快,红色褪去也就越来越快。

6.盛放KMnO4溶液的烧杯或锥形瓶等容器放置较久后,其壁上常有棕色沉淀物,是什么?此棕色沉淀物用通常方法不容易洗净,应怎样洗涤才能除去此沉淀?

答:棕色沉淀物为MnO2和MnO(OH)2,此沉淀物可以用酸性草酸和盐酸羟胺洗涤液洗涤。

实验十一 高锰酸钾法测定过氧化氢的含量

思考题:

1.用高锰酸钾法测定H2O2时,能否用HNO3或HCl来控制酸度?

答:用高锰酸钾法测定H2O2时,不能用HCl或HNO3来控制酸度,因HCl具有还原性,HNO3具有氧化性。

2.用高锰酸钾法测定H2O2时,为何不能通过加热来加速反应?

答:因H2O2在加热时易分解,所以用高锰酸钾法测定H2O2时,不能通过加热来加速反应。

实验十二 软锰矿中MnO2含量的测定

思考题:

1.为什么MnO2不能用KMnO4标准溶液直接滴定?

答:因MnO2是一种较强的氧化剂,所以不能用KMnO4标准溶液直接滴定。

2.用高锰酸钾法测定软锰矿中的MnO2的含量时,应注意控制哪些实验条件?如控制不好,将会引起什么后果?

答:应以H2SO4控制溶液酸度,酸度不能过低,否则KMnO4生成MnO(OH)2沉淀。溶液的温度应控制在70~80℃,若超过90℃易引起Na2C2O4分解。

实验十三 SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7法测定铁矿石中

铁的含量(有汞法)

思考题:

1.在预处理时为什么SnCl2溶液要趁热逐滴加入,而HgCl2溶液却要冷却后一次加入?

答:用SnCl2还原Fe3+时,溶液的温度不能太低,否则反应速度慢,黄色褪去不易观察,使SnCl2过量太多不易除去。在热溶液中,Hg2+可能氧化Fe2+引起误差,故在加入HgCl2前溶液应冷却至室温。

2.在滴加前加入H3PO4的作用是什么?加入H3PO4后为什么要立即滴定?

答:因随着滴定的进行,Fe(Ⅲ)的浓度越来越大,FeCl-4的黄色不利于终点的观察,加入H3PO4可使Fe3+生成无色的Fe(HPO4)-2络离子而消除。同时由于Fe(HPO4)-2的生成,降低了Fe3+/Fe2+电对的电位,使化学计量点附近的电位突跃增大,指示剂二苯胺磺酸钠的变色点落入突跃范围之内,提高了滴定的准确度。在H3PO4溶液中铁电对的电极电位降低,Fe2+更易被氧化,故不应放置而应立即滴定。

实验二十二 纯铜中铋的共沉淀分离及含量的测定

思考题:

1.利用共沉淀现象对微量组分进行分离和富集的优点有哪些?本实验中无机共沉淀剂MnO(OH)2的作用机理是什么?

答:用有机沉淀剂或共沉淀剂对微量组分进行分离和富集的优点是:1.具有较高的选择性;2.生成的沉淀溶解度小;3.不易污染。

本实验室中给试液中加入MnSO4和KMnO4溶液煮沸后生成MnO(OH)2,同时试液中的Bi3+被MnO(OH)2所吸附,与铜分离。

2.结合本实验说明提高沉淀分离选择性的途径有哪些?

答:利用共沉淀分离和富集微量组分时,在操作中应根据具体要求 选择适宜的共沉淀剂和沉淀条件,来达到分离和富集的目的。

3.萃取分离铋的操作应注意哪些事项?

答:1.将含铋的试液完全洗入分液漏斗;2.每加一种试剂均需摇匀;3.加入的CHCl3体积要准确;4.充分震荡使铋的配合物完全被CHCl3萃取;5.一定要除去萃取液中的水分。

实验二十三 合金钢中微量铜的萃取光度测定

思考题:

1.能否用量筒加入CHCl3,为什么?

答:不能用量筒加入CHCl3。因实验要求加入的量要准确,否则会影响萃取相的浓度。

2.能否在用浓氨水调节溶液pH8~9后,加EDTA以消除Fe3+、Co2+、Ni2+的干扰,为什么?

答:不能在用浓氨水调节溶液pH8~9后,再加EDTA以消除Fe3+、Co2+、Ni2+的干扰。因为这时Fe3+会生成沉淀,起不到掩蔽的效果。 实验二十四 离子交换树脂交换容量的测定

思考题:

1.什么是离子交换树脂的交换容量?两种交换容量的测定原理是什么?

答:交换容量是指每克干树脂所能交换的相当于一价离子的物质的量。

交换容量的测定原理:如阳离子交换容量的测定,首先准确称取一定量干燥的阳离子交换树脂,置于锥形瓶中。然后加入一定量且过量NaOH的标准溶液,充分振荡后放置24h,使树脂活性基团中的H+全部被Na+交换。再用HCl标准溶液返滴定剩余的NaOH,测

阳离子交换容量=

阴离子交换容量与此相反。

2.为什么树脂层不能存留有气泡?若有气泡如何处理?

答:如果树脂层中存留有气泡时,试液与树脂无法充分接触,这样就达不到交换的结果。若有气泡应轻轻振荡交换柱即可。

3.怎样处理树脂?怎样装柱?应分别注意什么问题?

答:阳离子交换树脂和阴离子交换树脂处理时,通常用4mol/LHCl溶液侵泡1~2天,以溶解各种杂质,然后用蒸馏水洗涤至中性,浸于水中备用。

装柱时,先在柱下端铺一层玻璃纤维,加入蒸馏水,再倒入带水的树脂,使树脂自动下沉而形成交换层。树脂的高度一般约为柱高的90%,为防止加试剂时树脂冲起,在柱的上端应铺一层玻璃纤维,并保持蒸馏的液面略高于树脂,以防止树脂干裂而混入气泡。

实验二十五 硼镁矿中硼的离子交换分离和含量的测定

思考题:

1.简述离子交换分离硼镁矿试液中硼的原理。

答:硼镁矿用NaOH熔融法将其分解,再用HCl溶解熔块。硼以硼酸形式存在与硅酸盐不溶残渣分离。然后以阳离子交换柱交换除去铁、铬等各种阳离子,硼以硼酸形式进入流出液中,在一定的条件下测定。

2.离子交换前,为什么要将强酸性的含硼试液调节至pH=2~3?怎样调节pH?

答:交换不完全,将使结果偏高。所以流经阳离子交换柱的试液应调至pH=2~3为宜。先用NaOH溶液中和至碱性,再以稀HCl酸化至溶液的pH=2~3。

3.为什么将离子交换后的流出液的pH调节至5~6?如何调节pH?

答:因在交换过程中H+离子浓度越来越大,使流出液的酸度增大,这样就要一定量的NaOH使结果偏高。所以在滴定前,于流出液中加入甲基红指示剂,用NaOH中和至溶液呈黄色,然后滴加HCl至红色,再用NaOH标准溶液滴定至红色褪去而呈稳定的橙黄色,此时溶液pH约为5~6。

4.硼酸是极弱酸,本实验为什么可用NaOH标准溶液滴定经离子交换分离后的硼?

答:硼酸是极弱酸,不能用碱直接滴定,但在硼酸溶液中加入甘露醇等多羟基化合物于之形成一种较强的络和酸,其Ka为1×10-6~3×10-5。这样就可用碱标准溶液滴定硼。

实验二十六 纸色普法分离和鉴定氨基酸

思考题:

1.实验时,用手指直接那取滤纸条中部,对实验结果有何影响?

答:纸色谱法对滤纸有一定的质量要求。如薄厚必须均匀,边缘整齐,平整物无折痕,无物污渍等。实验中,如果用手指直接那取滤纸条中部将对滤纸的质量影响或粘有污渍。从而影响展开剂在滤纸上的移动速度,也影响了各组分的彼此分离目的。

2.将点好样的滤纸条挂在层析筒内,若原点也侵入到展开剂中,实验结果会怎样?

答:如果将原点也侵入到展开剂中,而沿着展开剂上升的试样量很少,这样就会影响显色。

实验二十七 偶氮苯和对硝基苯胺的薄层色谱分离

思考题:

1.展开时,若层析筒盖不严密,对薄层分离有无影响?为什么?

答:将试样点在薄层板上,在流动相中展开时,应在饱和的溶剂蒸汽中进行,否则将会影响各组分的展开分离,使比移值不够一致,而无法进行定性鉴别。

2.如果展开时间过长或过短,对混合物的分离有何影响?

答:因玻璃层析板有一定的长度,当展开时间过长时,其斑点将会移出层析板。如果时间过短,各组分彼此分不开,无法定性鉴定

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