水分析化学题

(4) 用氨水溶解AgCl,而不溶解PbSO4 。 (5) 用HNO3溶解Pb(OH)2,而不溶解AgCl 。 (6) 用氨水溶解AgCl, 而不溶解Hg2SO4 。 25.根据标准电极电位数据说明:

(1) 在酸性溶液中H2O2为什么可将Sn2+氧化为Sn4+? (2) NH4I为什么可将AsO43-还原为AsO33-? 答:(1) H2O2+2H+ +2e=2H2O E0=1.77 V Sn4++2e=Sn2+ Eo=0.154 V

H2O2是比Sn4+强的氧化剂,所以H2O2可以氧化Sn2+为Sn4+ (2 ) I2(固)+2e=2I- Eo=0.5345 V AsO43-+4H++2e=AsO33-+2H2O Eo=0.559 V I-是比AsO33-强的还原剂,所以NH4I可以还原AsO43- 26.为沉淀第二组阳离子,调节酸度时:(1)以HNO3代替HCl;(2)以H2SO4代替HCl;(3)以HAc代替HCl。将各发生什么问题?

答:(1)因为HNO3是强的氧化剂会把组试剂H2S氧化成硫而沉淀。

(2)用H2SO4代替HCl,引入了SO42-,使Ba2+﹑Sr2+﹑Ca2+及Pb2+离子生成硫酸盐沉淀,将妨碍这些离子的分析。

(3)用HAc代替HCl,则由于它是弱酸,不可能调至所需要的酸度。 27.如何用一种试剂把下列每一组物质分开? (1)As2S3,HgS(2)CuS,HgS(3)Sb2S3,As2S3(4)PbSO4,BaSO4(5)Cd(OH)2,Bi(OH)3(6)Pb(OH)2,Cu(OH)2(7)SnS2,PbS(8)SnS,SnS2(9)ZnS,CuS(10)Ag2S,MnS 答:(1)加(NH4)2CO3, As2S3 溶解而HgS不溶。 (2)加稀HNO3, CuS溶解而HgS不溶。 (3)加浓HCl, Sb2S3溶解而As2S3不溶。 (4)加NH4Ac, PbSO4溶解而BaSO4不溶。 (5)加氨水,Cd(OH)2溶解而Bi(OH)3不溶。 (6)加氨水,Cu(OH)2溶解而Pb(OH)2不溶。 (7)加Na2S,SnS2溶解而PbS不溶。 (8)加Na2S,SnS2溶解而SnS不溶。 (9)加稀HCl, ZnS溶解而CuS不溶。 (10)加稀HCl, MnS溶解而Ag2S不溶。

28.已知一溶液只有第二组阳离子,将此溶液分成3份,分别得到下述实验结果,试判断哪些离子可能存在? (1) 用水稀释,得到白色沉淀,加HCl溶液则溶解; (2) 加入SnCl2无沉淀发生;

(3) 与组试剂作用,生成黄色沉淀,此沉淀一部分溶于Na2S,另一部分不溶,仍为黄色。 答: (1)容易水解的离子如:Bi3+﹑Sb(III)﹑Sn(II)﹑Sn(IV)存在。 (2)可知Hg2+不存在。

(3)生成的硫化物为黄色,则Pb2+﹑Bi3+﹑Cu2+﹑Hg2+不存在。

根据以上判断,可知,有:Cd2+﹑Sn(IV)﹑As(III)﹑As(V)﹑也可有Sb(III)﹑Sb(V)存在。 29.从试液中分离第三组阳离子时为何要采取下列措施? (1) 加NH3-NH4Cl使溶液的pH≈9;

(2) 为什么要使用新配制的(NH4)2S溶液和氨水?

答:(1)在第三组离子的沉淀中,Al(OH)3和Cr(OH)3属于两性氢氧化物,酸度高时沉淀不完全,酸度太低又容易形成偏酸盐而溶解。另一方面当pH>10时,部分的Mg2+生成Mg(OH)2沉淀。实验证明控制在pH=9.0 ,

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为沉淀第三组离子最适宜的条件,在沉淀本组离子的过程中,随着反应的进行,溶液pH降低。因此加入NH3-NH4Cl 缓冲溶液来保持pH=9.0 。

(2)(NH4)2S放置太久,部分S2-可被氧化成SO42-。氨水放置太久,会吸收空气中的CO2产生CO32-,故而使第四组的Ba2+﹑Sr2+﹑Ca2+ 部分沉淀于第三组。所以,必须使用新配制的(NH4)2S和氨水。 30.加入一种试剂将下列各组氢氧化物中的前一个溶解,使两者分离: (1)Co(OH)2-Al(OH)3(2)Zn(OH)2-Fe(OH)3(3)Zn(OH)2-Ni(OH)2(4)Cr(OH)3-Co(OH)2(5)Ni(OH)2-Al(OH)3 答:(1)加过量氨水,则Co(OH)2生成Co(NH3)62+溶解,而Al(OH)3不溶。 (2)加适当过量的NaOH,则Zn(OH)2生成ZnO22-溶解,而Fe(OH)3不溶。 (3)加适当过量的NaOH,则Zn(OH)2生成ZnO22-溶解,而Ni(OH)2不溶。 (4)加适当过量的NaOH,则Cr(OH)3生成CrO2- 溶解,而Co(OH)2不溶。 (5)加过量氨水,则Ni(OH)2生成Ni(NH3)62+溶解,而Al(OH)3不溶。 31.分析第三组阳离子未知物时,在下列各种情况下哪些离子不可能存在? (1) 固体试样是无色晶体混合物;

(2) 从试液中分出第一、二组阳离子沉淀,除去剩余的H2S并加入NH3-NH4Cl后,无沉淀产生; (3) 继(2)加热试液,并加入组试剂(NH4)2S或TAA后得白色沉淀。 解: (1)有色离子不存在,如:Fe3+﹑Fe2+﹑Cr3+﹑Mn2+﹑Co2+ 和Ni2+。 (2)表示Al3+也不可能存在。

(3)加入组试剂(NH4)2S或TAA得白色沉淀,则又一次证明了Fe3+﹑Fe2+﹑Cr3+﹑Mn2+﹑Co2+ 和Ni2+不存在。

由以上推断试样中可能有Zn2+存在。

32.一无色溶液中只含有第三组阳离子,将它分为三份,得到以下实验结果: (1) 在NH4Cl存在下加过量氨水,无沉淀;

(2) 在NH3-NH4Cl存在下加(NH4)2S,得淡黄色沉淀;

(3) 加NaOH搅拌,得到淡棕色沉淀;再加过量NaOH,有一部分沉淀溶解,不溶的部分在放置过程中颜色变深。

试判断什么离子存在,什么离子不存在,什么离子存在与否不能确定。

解:由(1)可以判断Al3+﹑Cr3+和Fe3+不存在,由(2)可知Fe3+﹑Fe2+﹑Co2+和Ni2+不存在,Mn2+可能存在,由(3)可知Mn2+和Zn2+存在。

综上所述,则存在的离子为Mn2+和Zn2+, 不可能存在的离子为Al3+﹑Cr3+﹑ Fe3+﹑Fe2+﹑Co2+和Ni2+ ;少量Al3+﹑Cr3+ 存在与否不能决定。

33.在系统分析中,分出第三组阳离子后为什么要立即处理第四组阳离子的试液?怎样处理?

答:分出第三组阳离子的试液含有大量的S2-,S2-易被空气中的氧氧化成SO42-,则使部分Ba2+﹑Sr2+生成难溶解的硫酸盐,影响的分析,所以要立即处理含有第四﹑五组阳离子的试液。处理的方法是:将试液用HAc酸化加热煮沸,以除去H2S。

24.用Na3Co(NO2)6法鉴定K+时,如果发生下列错误,其原因可能是什么? (1) 试样中无K+,却鉴定有K+;(2)试样中有K+,却鉴定无K+。

答:(1)NH4+与Na3Co(NO2)6生成橙黄色沉淀 (NH4)2NaCo(NO2)6干扰K+ 的鉴定,所以如果氨盐没有除净,则K+便出现过度检出。

(2)K+未检出的原因有三:a.酸度条件控制不当。检定K+的反应条件应在中性或弱酸性中进行。如果溶液为强酸性或强碱性,则Co(NO2)63-分解。b.试剂放置过久。试剂久置和日光照射下易发生分解。c.存在其他还原剂或氧化剂。还原剂能将试剂中的Co3+还原为Co2+;氧化剂能将试剂中的NO2-氧化为NO3-。 35.如何区别下列各对固体物质:

(1)NH4Cl与NaCl (2) (NH4)2C2O4与(NH4)2SO4 (3)BaCl2与CaCl2 (4) (NH4)2C2O4与NH4Cl 答: (1)加碱产生NH3者为NH4Cl 。

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(2)加BaCl2生成不溶于稀HCl的白色沉淀BaSO4者,为(NH4)2SO4 。 (3)加饱和(NH4)2SO4产生白色沉淀的为BaCl2 。

(4)加CaCl2生成白色沉淀CaC2O4者,为(NH4)2C2O4 。

36.有下列七种物质,以两种或更多种混合,然后做(1)~(4)项实验,试判断存在的、不存在的和存在与否不能确定的物质各是什么?

BaCl2,Ca(NO3)2,MgCl2,K2CrO4,NaCl,(NH4)2SO4,(NH4)2C2O4

(1) 加水配制成0.1mol?L-1 溶液,得白色沉淀A和无色溶液B; (2) A全溶于稀HCl溶液;

(3) B中加0.1mol?L-1Ba(NO3)2,得到的白色沉淀不溶于稀HCl溶液; (4) 灼烧除去(B)中的铵盐,加NH3后无沉淀生成。

解:(1)既然沉淀为白色,溶液为无色,则有色物质K2CrO4不存在。

(2)由(1)得白色沉淀溶于稀HCl。则BaCl2与(NH4)2SO4不可能同时存在,而溶于稀HCl的白色沉淀,必定是草酸盐。所以(NH4)2C2O4肯定存在。

(3)试验表明(NH4)2SO4存在,则BaCl2肯定不存在,既然BaCl2不存在,则试验(1)生成的白色沉淀只能是CaC2O4 。所以Ca(NO3)2肯定存在。 (4)实验(4)表明MgCl2不存在。 综上所述分析结果为:

存在的物质有:(NH4)2C2O4 ﹑(NH4)2SO4 和Ca(NO3)2 ; 不存在的物质有:K2CrO4 ﹑ BaCl2 ﹑ MgCl2 ; 存在与否不能判断的为:NaCl 。

37.有一阴离子未知溶液,经过本书所叙述的各项初步实验后,都未得到肯定结果,试判断还需要对哪些阴离子进行鉴定?

答:由分组实验肯定第一﹑二组阴离子不存在,由挥发性实验和氧化还原试验,肯定NO2-和S2O32-不存在。所以只有NO3-和Ac-不能肯定,还需进行鉴定。

38.有一阴离未知溶液,在初步试验中得到以下结果,试将应进行分别鉴定的阴离子列出。 (1) 加稀H2SO4时有气泡发生; (2) 在中性时加BaCl2有白色沉淀;

(3) 在稀HNO3存在下加AgNO3得白色沉淀; (4) 在稀H2SO4存在下加KI-淀粉溶液无变化; (5) 在稀H2SO4存在下加I2-淀粉溶液无变化; (6) 在稀H2SO4条件下加KMnO4,紫红色褪去。

答:(1)加稀H2SO4有气泡产生,则SO32-﹑S2O32-﹑CO32-﹑S2-﹑NO2-可能存在 。

(2)在中性溶液中加BaCl2溶液有白色沉淀,则SO42-﹑SO32-﹑S2O32-﹑CO32-﹑PO43-﹑SiO32-可能存在。

(3)在稀HNO3存在下加AgNO3溶液有白色沉淀,则Cl-可能存在;Br-﹑I-﹑S2-不可能存在。 (4)在稀H2SO4存在下加KI-淀粉溶液无明显变化,则NO2-不可能存在。

(5)在稀H2SO4存在下加I2-淀粉溶液无明显变化,则SO32-﹑ S2O32-﹑ S2-不可能存在。 (6)在稀H2SO4酸性条件下加KMnO4紫红色褪去,则SO32-﹑S2O32-﹑ Cl-(大量)﹑Br-﹑I-﹑S2-﹑NO2-可能存在。

从以上各初步实验结果来看,肯定不存在的阴离子有:Br-﹑I-﹑S2-﹑NO2-﹑SO32-﹑SO32-﹑S2O32- 。所以还应进行分别鉴定的阴离子为:SO42-﹑CO32-﹑PO43-﹑SiO32-﹑ Cl-﹑NO3-和Ac-七种阴离子。

39.有一能溶于水的混合物,已经在阳离子分析中鉴定出有Pb2+,问在阴离子分析中哪些离子可不必鉴定? 答:第一 ﹑二组阴离子的铅盐都难溶于水,既然混合物能溶于水。已经鉴定出有Pb2+,所以第一 ﹑二组阴离子可不鉴定。

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40.溶解试样的溶剂为什么一般不用H2SO4和HAc? 答:因为H2SO4与较多的阳离子生成难溶解的硫酸盐沉淀。HAc的酸性太弱,溶解能力差。所以一般不用H2SO4和HAc溶解试样。

41.有一固体试样,经过以下各项实验并得出相应的结果,试判断哪些阳离子和阴离子尚需鉴定? (1) 试样本身无色,易溶于水,溶液亦无色; (2) 焰色试验时火焰为黄色;

(3) 溶于稀HCl溶液,无可觉察的反应; (4) 试样与浓H2SO4不发生反应;

(5) 试样与NaOH溶液一起加热时不产生NH3,得白色胶状沉淀; (6) 进行阴离子初步试验,溶液呈中性时,加BaCl2溶液不生成沉淀。 答: (1)试样本身无色,溶于水所得溶液亦无色,则有色离子如:Cu2+﹑Fe3+﹑Fe2+﹑Cr3+﹑Mn2+﹑Co2+ 和Ni2+不可能存在。

试样易溶于水,则易水解析出的难溶化合物离子不可能存在。如:Bi3+﹑Sb(III)﹑Sb(V)﹑Sn(II)﹑和Sn(IV)﹑等离子。

(2)焰色试验时火焰为黄色,则有Na+存在,其他有明显焰色反应的离子,如:Ba2+﹑Ca2+﹑Sr2+﹑Cu2+﹑K+等离子不可能存在。

(3)溶于稀HCl无可觉察的反应,则Ag+﹑Hg22+﹑Pb2+离子不存在,另外在酸性溶液中具有挥发性的阴离子,如:SO32-﹑S2O32-﹑CO32-﹑S2-﹑NO2- 。与酸作用能生成沉淀的SiO3-都不可能存在。

(4)试样与浓H2SO4 不发生反应,则能生成难溶性硫酸盐的离子,如:Pb2+﹑Ba2+﹑Sr2+﹑Ca2+(大量)﹑Ag+﹑Hg22+ 等离子不存在。另外证明挥发性阴离子及还原性的I-不存在。

(5)与NaOH一起加热不放出 NH3 ,则表示 NH4+不存在。生成有色沉淀的阳离子亦不存在,如:Ag+﹑Hg22+ ﹑Cu2+﹑Hg2+﹑Fe3+﹑Fe2+﹑Cr3+﹑Mn2+﹑Co2+ 和Ni2+等离子。 (6)在中性溶液中与BaCl2溶液不产生沉淀,则表示第一组阳离子不存在。 总括以上分析推断,尚需要鉴定的离子有:

阳离子:Cd2+﹑As(III)﹑As(V)﹑Al3+﹑Zn2+﹑Mg2+﹑Na+等离子。 阴离子: Cl-﹑Br-﹑NO3-﹑Ac- 等离子。 42. 滴定度的表示方法TB/A和TB/A%各自的意义如何? 答: 表示每毫升标准溶液相当于被测物质的质量(g或mg)。 表示每毫升标准溶液相当于被测物质的质量分数。 43. 基准试剂(1)H2C2O4 ?2H2O因保存不当而部分分化;(2)Na2CO3因吸潮带有少量湿存水。用(1)标定NaOH[或用(2)标定HC1]溶液的浓度时,结果是偏高还是偏低?用此NaOH(HC1)溶液测定某有机酸(有机碱)的摩尔质量时结果偏高还是偏低?

答:用(1)标定NaOH溶液的浓度时,结果偏低, 用(2)标定HCl溶液的浓度时,结果偏高;用此NaOH溶液测定有机酸时结果偏低, 用此HCl溶液测定有机碱时结果偏高。

44.什么叫沉淀滴定法?沉淀滴定法所用的沉淀反应必须具备哪些条件? 答:沉淀滴定法是以沉淀反应为基础的一种滴定分析方法。 沉淀滴定法所应的沉淀反应,必须具备下列条件:

(1) 反应的完全程度高,达到平衡的速率快,不易形成过饱和溶液。,即反应能定量进行。 (2) 沉淀的组成恒定,沉淀的溶解度必须很小,在沉淀的过程中不易发生共沉淀现象。 (3) 有确定终点的简便方法。

45.写出莫尔法、佛尔哈德法和法扬斯法测定Cl-的主要反应,并指出各种方法选用的指示剂和酸度条件。 答:(1)莫尔法

主要反应:Cl-+Ag+=AgCl↓ 指示剂:铬酸钾

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