水分析化学题

A. 3.0×104 mol/L B. 1.8×104 mol/L C. 6.0×104 mol/L D. 9.0×104 mol/L

237.Fe和Cd的摩尔质量分别为55.85g/mol和112.4g/mol,分别显色反应后,用吸收光谱法测定。同样质量的两元素被显色成相同体积的溶液,前者用2cm比色皿,后者用1cm比色皿,测定吸光度相同。则两种显色反应产物的摩尔吸收系数为A

A. Cd的约为Fe的4倍 B. Fe的约为Cd的4倍 C. Cd的约为Fe的2倍 D. Fe的约为Cd的2倍 238.分光光度法与普通比色法的不同点是C

A. 测量范围不同 B. 检测器不同 C. 获得单色光方法不同 D. 光源不同 239.欲测定水中的Cl-和I-,需采用的方法有D

A. 酸碱滴定法 B. 配位滴定法 C. 沉淀滴定法 D. 电位滴定法 240.在气相色谱仪中,色谱柱的主要作用是C

A. 组分溶解 B. 组分挥发 C. 组分分离 D. 组分分解 241.测定Cl-含量时,要求介质的pH在6.5~10.0范围内,若酸度过高,则( )。

A.沉淀不完全 B. AgCl沉淀易胶溶 C. AgCl沉淀吸附Cl增强 D.沉淀不易形成 四、简答

1. 以钙指示剂NN为例,说明金属指示剂的必备条件。

答:⑴金属指示剂In本身的颜色与显色络合物MIn颜色应显著不同。如钙指示剂NN为蓝色,而MIn为红色,这样滴定终点时有敏锐的颜色变化,即由MIn的红色变为游离指示剂NN的蓝色。

⑵金属指示剂In与金属离子M形成的显色络合物的稳定性要适当。指示剂与金属离子络合物即显色络合物的稳定性必须小于EDTA与金属离子络合物MY的稳定性。要求:至少相差两个数量级,但必须适当。如显色络合物稳定性太低,则在计量点之前指示剂就开始游离出来,提前出现终点,使变色不敏锐而引入误差;如果稳定性太高,则使滴定终点拖后或者得不到终点。

2.对比高锰酸盐指数和化学需氧量测定过程中掩蔽和催化作用的异同。

答:⑴催化作用:高锰酸盐指数测定过程中起催化作用的为Mn2+,而化学需氧量测定过程中起催化作用的为Ag2SO4;

⑵掩蔽作用:高锰酸盐指数测定过程中为防止的干扰,可加Ag2SO4生成沉淀,除去后再进行测定;而化学需氧量测定过程中为防止的干扰,可加入HgSO4,使Hg2+与生成可溶性络合物,可消除干扰;

相同之处是高锰酸盐指数和化学需氧量的过程中都用到了Ag2SO4,不同的是在高锰酸盐指数测定过程中,Ag2SO4的作用是与生成沉淀去除的干扰,而在化学需氧量的测定过程中,Ag2SO4是作为催化剂,加快反应速度。

3. 什么是吸收光谱(曲线)?什么是标准曲线?它们有何实际意义?

答:吸收光谱曲线:以不同波长的光依次射入被测溶液,并测出不同波长时溶液的透光率或吸光度,然后以波长为横坐标,以透光率或者吸光度为纵坐标作图,所得的曲线为吸收光谱曲线。吸收光谱曲线上有起伏的峰谷时,可作为定性的依据;测定物质的吸收光谱曲线,可以找出最大吸收峰对应的波长λmax,通常选用λmax作为测定水样中某组分的工作波长。

标准曲线:以吸光度A为纵坐标,以浓度C为横坐标作图,便得到一条通过原点的直线,这条直线成为标准曲线。标准曲线可用来定量,据郎伯-比尔定律A=εCL,在与绘制标准曲线相同的条件下,测定水样中被测组分的吸光度值,便可由标准曲线上查出对应的组分的含量来。 4. 简述气相色谱法的定量方法。

答:⑴标准曲线法:绘制标准曲线,然后在同样条件下进相同体积的被分析水样,同样测出峰高或者峰面积,在标准曲线上查出水样中被测组分的浓度或含量。

⑵归一化法:若水样中有几个组分,进样量为w,则i组分的百分含量Pi按下式计算:

⑶内标法:选择一内标物质,以Ai/As比值为纵坐标,以标准溶液含量或浓度为横坐标绘制内标准曲线。然后以相同浓度的同一内标物质加入被测样品溶液中,测出A样/As的比值,并在内标准曲线上查出样品溶液

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中被测组分的含量或浓度。

5. 以钙指示剂NN为例,说明金属指示剂的作用原理。

答:金属指示剂是一些有机络合剂,可与金属离子形成有色络合物,其颜色与游离金属指示剂本身的颜色不同,因此,可以指示被滴定金属离子在计量点附近PM值的变化。如用EDTA溶液滴定水中的Ca2+,加入钙指示剂NN(蓝色),则Ca2+与NN生成红色络合物。同时,用EDTA溶液滴定水中的Ca2+生成络合物为无色。当达到计量点时,由于,所以再滴入稍过量的EDTA便置换中的Ca2+,而又释放出游离的NN,溶液变为蓝色,指示终点到达。其主要反应如下: 计量点之前:

(蓝色) (红色) 计量点时:与EDTA络合完全 (蓝色)

6. 什么是分步沉淀,对水质分析有何意义?举例说明之。

答:利用溶度积KSP大小不同进行先后沉淀的作用,称为分步沉淀。凡是先达到溶度积KSP的先沉淀;后达到溶度积的后沉淀。分步沉淀可以解决多种被沉淀离子共存下,假如沉淀剂时沉淀反应进行的次序问题。如莫尔法测定水中时,由于的溶解度小于的溶解度,根据分步沉淀原理,先析出沉淀,到达化学计量点后,稍过量的与生成砖红色沉淀,指示滴定终点到达。

7. 什么是吸收光谱中特征吸收曲线与最大吸收峰λmax,它们在水质分析中有何意义?

答:特征吸收曲线:吸收光谱曲线上有起伏的峰谷时,称为特征吸收曲线,它常作为定性的依据;

最大吸收峰:吸收曲线上最大吸收峰所对应的波长,用表示。在处测定吸光度灵敏度最高,是定量分析的依据。通常选用作为测定水样中某组分的工作波长。 8.氯离子测定中空白实验和加入碳酸钙的作用。

答:由于滴定终点时,AgNO3的实际用量比理论用量稍多点,因此需要以蒸馏水作空白扣除; 加入CaCO3可起到陪衬的作用,更容易识别淡桔红色的滴定终点。 9. 设计一个测定铝盐混凝剂中三氧化二铝含量的方案。 答:采用反络合滴定法:

⑴准确称取铝盐混凝剂m样,并使其溶解;

⑵在溶解的样品中加入过量的浓度为CEDTA的EDTA标准溶液VEDTA,调节pH=3.5,加热煮沸; ⑶冷却后,调节pH=5-6,以二甲酚橙XO为指示剂,用浓度为的Zn2+标准溶液返滴定过量的EDTA,颜色由红色变为黄色即为终点,消耗的体积为; ⑷计算:

10. pH计的使用及注意事项。

⑴按照仪器说明书规定的使用要求安装、操作仪器。

⑵使用维护玻璃电极的注意事项:①玻璃电极初次使用或久放后重新使用时,应在蒸馏水或0.1mol/L的盐酸中浸泡24h以上。②玻璃电极不宜在较强的酸性、碱性溶液中长时间测量,不宜在高温下使用,否则会使电极老化,缩短使用寿命。也不宜同无水乙醇等脱水介质接触,以免其表面失水影响其性能。③使用前检查电极的玻璃薄膜有无裂痕、气泡或斑点,辅助电极应浸入内液而无气泡隔断,安装时应使其下端略高于参比电极。④测量粘度较大的溶液时,应尽量缩短测量时间,以免污染电极,使用后应立即仔细清洗电极。

⑶使用维护甘汞电极的注意事项: ①应经常向电极内添加饱和氯化钾溶液,但切勿添加过量的氯化钾晶体,以免堵塞盐桥。添加的氯化钾应是分析纯的,使用前应拔去其加液口的橡胶塞子,使液接界电位保持稳定。②如甘汞电极内氯化钾溶液出现混浊和发黄现象,应停止使用并更换同型号电极。③使用时应使电极内的氯化钾液面高于被测溶液液面1cm以上,防止被测溶液回扩散到电极内,污染电极。④如被测溶液中含有能与氯离子生成沉淀物的,应在甘汞电极的盐桥和被测溶液之间加第二盐桥,如采用硝酸钠、硝酸铵等其他电解质过渡盐桥与被测试液相接触。

⑷注意pH计上的温度补偿器的温度值,是指被测溶液的温度而不是指室内温度。

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⑸要注意防止被测溶液受外界因素的影响,特别是碱性被测溶液易受空气中二氧化碳的影响,使碱性值下降。

⑹配制标准溶液和被测溶液的蒸馏水纯度应符合要求。 实验设计题(5×3=15分)

11. 写出溶解氧测定中所需化学反应的方程式,并指明每一个化合物或生成物的名称。 答:主要反应如下:

硫酸锰 氢氧化钠 (氢氧化锰白色) (水合氧化锰 棕色)

碘化钾 硫代硫酸钠 12. 设计一个测定水中总铁、二价铁和三价铁离子的实验方案。 答:采用邻二氮菲吸收光谱法测定: ⑴用纯硫酸亚铁铵配制铁标准溶液; ⑵绘制标准曲线:

①用吸量管准确移取0.00(空白)、0.50、1.00、2.50、3.50、5.00和7.00mL铁标准溶液,分别放入50mL比色管中。各加入1mL10%NH2OH.HCL溶液,混匀,静置10min,再各加入2.0mL邻二氮菲溶液和5.0mL缓冲溶液,用水洗实至刻度,混匀,放置10min;

②在721分光光度计上,508nm处,用1cm比色皿,以―空白试验‖调零,测定各溶液的吸光度值,做记录;

③以铁含量为横坐标,对应的吸光度值为纵坐标,绘制标准曲线。 ⑶水样中铁的测定: ①总铁的测定:

用移液管吸取25mL水样,放入50mL比色管中,接着按绘制标准曲线的程序测定吸光度值,在标准曲线上找出水样中总铁含量(共做3份平行样); ②二价铁的测定:

用移液管吸取25mL水样,放入50mL比色管中,不加NH2OH.HCL溶液,以下按标准曲线步骤进行,测定吸光度值,在标准曲线上查出的铁含量即为二价铁的含量。 ③计算:

13. 怎样测一个pH<7的水样的pH值。 答:用玻璃电极法测定:

⑴将塑料杯与电极用蒸馏水冲洗干净后,用标准缓冲溶液冲洗1-2次,用滤纸吸干; ⑵用0.05mol/L的邻苯二甲酸氢钾和0.05mol/L二草酸三氢钾两种缓冲溶液校正仪器;

⑶用蒸馏水冲洗电极3-5次,再用被测水样冲洗3-5次,然后将电极放入水样中,记录测得的pH值,测定三次;

⑷测定完毕,清洗干净电极和塑料杯。

14.―四大滴定‖指的是什么?测定对象是什么?举例说明

―四大滴定‖指酸碱滴定、配位滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定。在水分析中酸碱滴定主要用于酸度、碱度测定;配位滴定主要用于硬度的测定;沉淀滴定主要用于卤离子的测定;氧化还原滴定主要用于DO、COD、高锰酸钾指数的测定。

15. 以碱滴定酸为例,试述酸碱指示剂指示终点的原理 HIn === H+ + In-

指示剂一般是很弱的有机酸,以碱滴定酸为例,终点前,酸过量,指示剂以HIn的形式存在;终点后,碱过量,指示剂以In-的形式存在,终点前后溶液中的指示剂以HIn形式为主转变为In-形式为主。而HIn和In-又是不同的颜色从而达到了以颜色的变化来指示终点的到达。

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16. 什么叫高锰酸钾指数?如何测定高锰酸钾指数?

高锰酸钾指数是指在一定条件下,以高锰酸钾为氧化剂,处理水样时所消耗的量,以氧的mg/l表示。

高锰酸钾指数测定时,水样在酸性条件下,加入过量高锰酸钾标准溶液,在沸水溶中加热反应一定时间,然后加入过量的草酸钠标准溶液还原剩余的高锰酸钾,最后再用高锰酸钾标准溶液回滴剩余草酸钠,滴定至粉红色一分钟内不消失为终点。

17.为什么用pH计测量水样pH值时,须先用标准缓冲溶液进行定位?

用pH计测量时,溶液PH值与电池电动势的关系为:Φ电池=K + 0.059pH,因为不同pH计不同玻璃电极的K值不同。通常用标准缓冲溶液进行定位,使仪表读数和实际pH值一致,定位好的pH计可以准确测定被测溶液的pH值。

18. 水样若需保存,通常的保留方法是什么?

水样保存时通常加入保存试剂,控制pH值和冷藏冷冻的方法。这些方法可以抑制氧化还原作用和生化作用,抑制化学反应速度和细菌活性。

19. 配位滴定中金属指示剂如何指示终点?

配位滴定中的金属指示剂是一种配位剂,它的配位能力比EDTA稍弱,终点前,金属指示剂与金属离子配位,溶液呈现MIn色,滴入的EDTA与金属离子配位,接近终点时,溶液中游离金属离子极少,滴入的EDTA与金属指示剂竞争,即发生:MIn + Y MY+In,配位化合物MIn生成MY指示剂,In被游离出来,终点时溶液呈In色。

20. 莫尔法为什么不能用氯离子滴定银离子?

莫尔法是用硝酸银作滴定剂、铬酸钾作指指示剂,终点时略过量的硝酸银与铬酸钾生成砖红色指示终点。如用氯离子滴定硝酸银,加入铬酸钾就会生成铬酸银沉淀,就不能指示终点了。 21. 简述邻二氮菲比色法测定水中总铁的原理和步骤。 邻二氮菲与Fe2+生成橙红色配合物。水中的高铁用盐酸羟胺还原成Fe2+,通过显色,在508nm进行比色测定,可以测定总铁。

22.简述气相色谱法-质谱水样预处理的方法。

答:给水样品中有机物含量低,需用固体吸附方式富集水中痕量有机物,使待分析的有机物提取出来,浓缩。步骤如下:

⑴选择吸附树脂XAD-2大孔树脂;

⑵树脂的纯化:使用索氏提取器,用甲醇乙睛丙酮等三种溶剂各淋洗2h,放在甲醇中与空气隔绝; ⑶吸附柱装填树脂 高度h≈10cm;

⑷取样(注意:在工艺中恰当位置) 取样量根据浓缩倍数来进行确定,常规取50L; ⑸洗脱(用乙醚等)将树脂上的有机物洗下来,收集;

⑹浓缩:用K-D蒸发器,氮气吹扫,浓缩至1ml,备注样用。 23.洗涤银组氯化物沉淀宜用下列哪种洗液?为什么?

(1)蒸馏水 (2)1mol?L-1 HCl (3) 1mol?L-1 HNO3 (4) 1mol?L-1 NaCl

答:应选用(2)1mol?L-1HCl作洗液,因为HCl含有与氯化物沉淀的共同离子,可以减少洗涤时的溶解损失,又保持一定的酸度条件,避免某些水解盐的沉淀析出,另外HCl为强电解质避免因洗涤剂而引起胶体现象。 如果用蒸馏水洗涤,则不具备上述条件,使沉淀的溶解损失太大,特别是PbCl2﹑HNO3不含共同离子,反而引起盐效应而使沉淀溶解度大,NaCl则虽具有共同离子,但不具备酸性条件,所以亦不宜采用。 24.如何将下列各沉淀分离?

(1)Hg2SO4-PbSO4 (2)Ag2CrO4-Hg2CrO4 (3) Hg2CrO4-PbCrO4 (4)AgCl-PbSO4 (5)Pb(OH)2-AgCl (6) Hg2CrO4-AgCl 解:(1)用NH4Ac溶解PbSO4,而不溶解Hg2SO4 。 (2)用氨水溶解Ag2CrO4,而不溶解Hg2CrO4 。 (3) 用NaOH溶解PbCrO4,而不溶解Hg2CrO4 。

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