4月工業(yè)分析與檢驗練習(xí)題庫與答案一、選擇題1.下列哪種方法不屬于工業(yè)分析中的化學(xué)分析法（）A.重量分析法B.比色分析法C.電位滴定法D.氣相色譜法答案：D。化學(xué)分析法是以物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法，包括重量分析法、容量分析法（如電位滴定法）等；比色分析法也屬于化學(xué)分析中的光度分析。而氣相色譜法是一種儀器分析方法，利用物質(zhì)在固定相和流動相之間的分配系數(shù)差異進行分離和分析。2.用酸堿滴定法測定工業(yè)純堿中碳酸鈉的含量，應(yīng)選用的指示劑是（）A.酚酞B.甲基橙C.鉻黑TD.淀粉答案：B。用酸堿滴定法測定工業(yè)純堿中碳酸鈉含量時，通常用鹽酸滴定，反應(yīng)分兩步進行，第一步生成碳酸氫鈉，第二步碳酸氫鈉繼續(xù)與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳和水。用甲基橙作指示劑，變色范圍在pH3.14.4，能指示第二步反應(yīng)的終點。酚酞變色范圍在pH8.210.0，只能指示第一步反應(yīng)終點。鉻黑T是絡(luò)合滴定中用于測定金屬離子的指示劑，淀粉是碘量法中的指示劑。3.下列關(guān)于重量分析中沉淀洗滌的說法，錯誤的是（）A.洗滌的目的是除去沉淀表面吸附的雜質(zhì)和母液B.洗滌液的選擇應(yīng)根據(jù)沉淀的性質(zhì)而定C.為了減少沉淀的溶解損失，洗滌液的用量越多越好D.洗滌時應(yīng)遵循“少量多次”的原則答案：C。重量分析中沉淀洗滌的目的是除去沉淀表面吸附的雜質(zhì)和母液，A正確；洗滌液的選擇要考慮沉淀的性質(zhì)，如對于溶解度較小的晶形沉淀，可用稀的沉淀劑作洗滌液，B正確；洗滌時遵循“少量多次”原則可以提高洗滌效率，D正確。但洗滌液用量過多會增加沉淀的溶解損失，C錯誤。4.在分光光度法中，下列哪種因素會影響吸光度的測量結(jié)果（）A.溶液的溫度B.比色皿的厚度C.入射光的波長D.以上都是答案：D。溶液的溫度會影響物質(zhì)的吸光系數(shù)和分子的熱運動等，從而影響吸光度；比色皿的厚度改變了光程，根據(jù)朗伯比爾定律A=εbc（A為吸光度，ε為吸光系數(shù)，b為光程，c為溶液濃度），光程變化會使吸光度改變；入射光的波長不同，物質(zhì)的吸光系數(shù)也不同，吸光度會隨之變化。所以以上因素都會影響吸光度的測量結(jié)果。5.用EDTA滴定金屬離子M時，若要求相對誤差小于0.1%，則滴定的酸度條件必須滿足（）A.lg（cMK'MY）≥6B.lg（cMKMY）≥6C.lg（cMK'MY）≥8D.lg（cMKMY）≥8答案：A。在絡(luò)合滴定中，用EDTA滴定金屬離子M時，若要求相對誤差小于0.1%，需滿足lg（cMK'MY）≥6，其中cM為金屬離子的初始濃度，K'MY為條件穩(wěn)定常數(shù)。二、填空題1.工業(yè)分析的任務(wù)是研究各種工業(yè)物料的______、______和______。答案：化學(xué)組成、含量、分析方法。工業(yè)分析主要就是對工業(yè)物料進行全面的分析，確定其化學(xué)組成成分，各成分的含量以及選擇合適的分析方法來完成這些分析工作。2.酸堿滴定法中，根據(jù)滴定劑和被測物質(zhì)的不同，可分為______滴定法、______滴定法、______滴定法和______滴定法。答案：強酸強堿、強酸弱堿、強堿弱酸、多元酸（堿）。這是根據(jù)酸堿的強弱以及是否為多元酸堿等情況對酸堿滴定法進行的分類。例如用鹽酸滴定氫氧化鈉是強酸強堿滴定；用鹽酸滴定氨水是強酸弱堿滴定；用氫氧化鈉滴定醋酸是強堿弱酸滴定；用氫氧化鈉滴定磷酸是多元酸滴定。3.重量分析中，沉淀按其物理性質(zhì)可分為______沉淀和______沉淀，其中______沉淀的顆粒較大。答案：晶形、無定形、晶形。晶形沉淀的內(nèi)部離子或分子排列規(guī)則，顆粒較大，結(jié)構(gòu)緊密；無定形沉淀的顆粒較小，結(jié)構(gòu)疏松。4.分光光度法中，朗伯比爾定律的數(shù)學(xué)表達式為______，其中A表示______，ε表示______，b表示______，c表示______。答案：A=εbc、吸光度、吸光系數(shù)、光程、溶液濃度。朗伯比爾定律描述了物質(zhì)對光的吸收程度與溶液濃度和光程之間的關(guān)系，是分光光度法的理論基礎(chǔ)。5.絡(luò)合滴定中，金屬指示劑必須具備的條件之一是指示劑與金屬離子形成的絡(luò)合物的穩(wěn)定性要______EDTA與金屬離子形成的絡(luò)合物的穩(wěn)定性。答案：小于。只有當(dāng)指示劑與金屬離子形成的絡(luò)合物的穩(wěn)定性小于EDTA與金屬離子形成的絡(luò)合物的穩(wěn)定性時，在滴定過程中，EDTA才能奪取與指示劑絡(luò)合的金屬離子，使指示劑游離出來，從而發(fā)生顏色變化，指示滴定終點。三、簡答題1.簡述工業(yè)分析的特點。工業(yè)分析具有以下特點：分析對象的復(fù)雜性：工業(yè)物料種類繁多，成分復(fù)雜，可能包含多種元素、化合物以及不同的相態(tài)和結(jié)構(gòu)。例如礦石中可能含有多種金屬元素和非金屬元素，且其存在形式多樣。分析方法的多樣性：為了滿足不同分析對象和分析要求，需要采用多種分析方法。包括化學(xué)分析法（如重量分析、容量分析）和儀器分析法（如光譜分析、色譜分析等）。不同方法各有優(yōu)缺點和適用范圍，需要根據(jù)具體情況選擇合適的方法。分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性要求高：工業(yè)分析的結(jié)果直接關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量控制、產(chǎn)品性能評估以及資源利用等方面。不準(zhǔn)確的分析結(jié)果可能導(dǎo)致生產(chǎn)過程出現(xiàn)問題，產(chǎn)品質(zhì)量不合格，造成經(jīng)濟損失。因此，對分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性有較高要求。分析速度的要求：在工業(yè)生產(chǎn)中，為了及時指導(dǎo)生產(chǎn)過程，需要快速得到分析結(jié)果。例如在鋼鐵生產(chǎn)中，需要快速分析鋼水中各種元素的含量，以便及時調(diào)整生產(chǎn)工藝。因此，一些快速分析方法在工業(yè)分析中得到廣泛應(yīng)用。大量樣品的分析：工業(yè)生產(chǎn)通常是大規(guī)模的，需要對大量的樣品進行分析。這就要求分析方法具有較高的效率，能夠在較短時間內(nèi)完成大量樣品的分析。2.簡述酸堿滴定中指示劑的選擇原則。酸堿滴定中指示劑的選擇原則如下：指示劑的變色范圍應(yīng)部分或全部落在滴定突躍范圍內(nèi)：滴定突躍是指在滴定過程中，化學(xué)計量點前后溶液pH值的急劇變化范圍。只有指示劑的變色范圍落在滴定突躍范圍內(nèi)，才能準(zhǔn)確指示滴定終點。例如用0.1000mol/LNaOH滴定0.1000mol/LHCl，滴定突躍范圍是pH4.309.70，甲基橙變色范圍是pH3.14.4，部分落在滴定突躍范圍內(nèi)，可以選用；酚酞變色范圍是pH8.210.0，也部分落在滴定突躍范圍內(nèi)，同樣可以選用。指示劑的變色要明顯、靈敏：指示劑在變色時顏色變化要明顯，易于觀察和判斷。這樣可以減少滴定誤差，提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。例如酚酞由無色變?yōu)榧t色或由紅色變?yōu)闊o色的變化比較明顯，容易觀察。指示劑的化學(xué)穩(wěn)定性要好：指示劑在滴定過程中應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，不與滴定劑、被測物質(zhì)或其他共存物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以免影響指示劑的變色性能和滴定結(jié)果。3.簡述重量分析中沉淀的形成過程。重量分析中沉淀的形成過程主要包括以下兩個階段：晶核的形成：當(dāng)溶液中構(gòu)晶離子的濃度乘積超過該條件下沉淀的溶度積時，離子會相互碰撞形成微小的聚集體，稱為晶核。晶核的形成有兩種方式：均相成核：溶液中構(gòu)晶離子通過離子間的靜電引力和化學(xué)鍵作用，自發(fā)地形成晶核。例如在沉淀BaSO?時，當(dāng)溶液中Ba2?和SO?2?濃度足夠大時，它們會相互結(jié)合形成BaSO?的微小晶核。異相成核：溶液中的雜質(zhì)、塵埃等外來顆粒提供了晶核形成的表面，構(gòu)晶離子在這些表面上吸附、聚集形成晶核。異相成核在沉淀形成過程中往往起著重要作用。沉淀顆粒的成長：晶核形成后，溶液中的構(gòu)晶離子會繼續(xù)向晶核表面擴散并沉積，使晶核逐漸長大形成沉淀顆粒。沉淀顆粒的成長方式有兩種：定向成長：構(gòu)晶離子按照一定的晶體結(jié)構(gòu)規(guī)律在晶核表面定向排列，使沉淀顆粒逐漸長大形成晶形沉淀。例如生成的BaSO?沉淀，如果條件合適，會以定向成長的方式形成顆粒較大的晶形沉淀。聚集成長：晶核之間相互碰撞、聚集形成較大的聚集體，這種成長方式形成的沉淀顆粒通常較小，結(jié)構(gòu)疏松，為無定形沉淀。例如Fe(OH)?沉淀，往往以聚集成長的方式形成無定形沉淀。4.簡述分光光度法的基本原理。分光光度法的基本原理基于物質(zhì)對光的吸收特性。當(dāng)一束平行的單色光通過含有吸光物質(zhì)的溶液時，一部分光被溶液吸收，一部分光透過溶液。根據(jù)朗伯比爾定律，溶液對光的吸收程度與溶液濃度和光程成正比，其數(shù)學(xué)表達式為A=εbc。其中A為吸光度，表示溶液對光的吸收程度；ε為吸光系數(shù)，它是物質(zhì)的特性常數(shù)，與物質(zhì)的性質(zhì)、入射光的波長等因素有關(guān)；b為光程，即光在溶液中通過的距離，通常為比色皿的厚度；c為溶液中吸光物質(zhì)的濃度。在分光光度法中，首先選擇合適的波長的單色光作為入射光，然后測量溶液的吸光度。通過測量一系列已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，繪制吸光度濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線。再測量未知溶液的吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線就可以確定未知溶液中吸光物質(zhì)的濃度。5.簡述絡(luò)合滴定中提高選擇性的方法。絡(luò)合滴定中提高選擇性的方法主要有以下幾種：控制溶液的酸度：不同金屬離子與EDTA形成絡(luò)合物的穩(wěn)定性受溶液酸度的影響不同。通過控制溶液的酸度，可以使某些金屬離子能夠被準(zhǔn)確滴定，而其他金屬離子不與EDTA發(fā)生反應(yīng)或反應(yīng)不完全。例如在滴定Bi3?和Pb2?的混合溶液時，在pH=1的條件下，Bi3?能與EDTA定量絡(luò)合，而Pb2?基本不反應(yīng)，可先滴定Bi3?；然后調(diào)節(jié)pH=56，再滴定Pb2?。使用掩蔽劑：掩蔽劑可以與干擾離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，使其不與EDTA反應(yīng)，從而消除干擾。常用的掩蔽方法有絡(luò)合掩蔽法、沉淀掩蔽法和氧化還原掩蔽法。絡(luò)合掩蔽法：例如在測定Ca2?、Mg2?時，F(xiàn)e3?、Al3?等會干擾測定，可加入三乙醇胺作為絡(luò)合掩蔽劑，使其與Fe3?、Al3?形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，消除干擾。沉淀掩蔽法：通過加入沉淀劑，使干擾離子形成沉淀而被掩蔽。例如在測定Ca2?時，Mg2?會干擾，可加入NaOH使Mg2?形成Mg(OH)?沉淀，從而消除Mg2?的干擾。氧化還原掩蔽法：利用氧化還原反應(yīng)改變干擾離子的價態(tài)，使其不與EDTA絡(luò)合或形成的絡(luò)合物穩(wěn)定性降低。例如在滴定Bi3?、Fe3?混合溶液時，可加入抗壞血酸將Fe3?還原為Fe2?，由于Fe2?與EDTA形成的絡(luò)合物穩(wěn)定性比Fe3?與EDTA形成的絡(luò)合物穩(wěn)定性低很多，從而消除Fe3?的干擾。分離干擾離子：當(dāng)以上方法無法有效消除干擾時，可以采用分離的方法將干擾離子與被測離子分離。常用的分離方法有沉淀分離、萃取分離、離子交換分離等。例如在分析復(fù)雜樣品時，可先通過沉淀分離將某些干擾離子沉淀除去，然后再對被測離子進行滴定。四、計算題1.稱取工業(yè)純堿樣品0.5000g，溶于水后，以甲基橙為指示劑，用0.2000mol/LHCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗HCl溶液22.50mL。計算該純堿樣品中Na?CO?的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（Na?CO?的摩爾質(zhì)量為106.0g/mol）解：寫出化學(xué)反應(yīng)方程式：Na?CO?+2HCl=2NaCl+H?O+CO?↑根據(jù)化學(xué)計量關(guān)系可知，n(Na?CO?)=1/2n(HCl)計算n(HCl)：n(HCl)=c(HCl)×V(HCl)=0.2000mol/L×0.02250L=0.004500mol計算n(Na?CO?)：n(Na?CO?)=1/2×0.004500mol=0.002250mol計算m(Na?CO?)：m(Na?CO?)=n(Na?CO?)×M(Na?CO?)=0.002250mol×106.0g/mol=0.2385g計算Na?CO?的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：w(Na?CO?)=m(Na?CO?)/m(樣品)×100%=0.2385g/0.5000g×100%=47.70%2.用分光光度法測定某鐵樣品中鐵的含量。稱取0.5000g樣品，經(jīng)處理后配制成100mL溶液。吸取10.00mL該溶液于50mL容量瓶中，加入顯色劑后定容。用1cm比色皿在510nm波長處測得吸光度為0.400。已知鐵的吸光系數(shù)ε=1.1×10?L/(mol·cm)，計算該樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（Fe的摩爾質(zhì)量為55.85g/mol）解：根據(jù)朗伯比爾定律A=εbc，計算50mL容量瓶中溶液的鐵離子濃度c：c=A/(εb)=0.400/(1.1×10?L/(mol·cm)×1cm)=3.64×10??mol/L計算100mL溶液中鐵的物質(zhì)的量n：50mL溶液中n?=c×V?=3.64×10??mol/L×0.050L=1.82×10??mol100mL溶液中n=n?×100mL/10.00mL=1.82×10??mol計算鐵的質(zhì)量m：m=n×M(Fe)=1.82×10??mol×55.85g/mol=1.02×10?3g計算樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w：w=m/m(樣品)×100%=1.02×10?3g/0.5000g×100%=0.204%3.用EDTA滴定法測定水樣中Ca2?和Mg2?的含量。取100.0mL水樣，調(diào)節(jié)pH=10，以鉻黑T為指示劑，用0.01000mol/LEDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗25.00mL。另取100.0mL水樣，加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH=12，使Mg2?形成Mg(OH)?沉淀，以鈣指示劑為指示劑，用0.01000mol/LEDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗15.00mL。計算水樣中Ca2?和Mg2?的含量（以mg/L表示）。（Ca的摩爾質(zhì)量為40.08g/mol，Mg的摩爾質(zhì)量為24.31g/mol）解：計算Ca2?的含量：