分析化学第三版答案(2)

2019-08-29 19:59

(6) 读取滴定体积时最后一位数字估计不准; (7) 滴定时不慎从锥形瓶中溅出一滴溶液;

(8) 标定HCl溶液用的NaOH标准溶液中吸收了CO2。

答:(1)系统误差中的仪器误差。减免的方法:校准仪器或更换仪器。 (2)系统误差中的仪器误差。减免的方法:校准仪器或更换仪器。 (3)系统误差中的仪器误差。减免的方法:校准仪器或更换仪器。 (4)系统误差中的试剂误差。减免的方法:做空白实验。 (5)随机误差。

(6)系统误差中的操作误差。减免的方法:多读几次取平均值。 (7)过失误差。

(8)系统误差中的试剂误差。减免的方法:做空白实验。

2.如果分析天平的称量误差为±0.2mg,拟分别称取试样0.1g和1g左右,称量的相对误差各为多少?这些结果说明了什么问题?

解:因分析天平的称量误差为?0.2mg。故读数的绝对误差?a??0.0002g

根据?r??a?100%可得 ??r0.1g??0.0002g?100%??0.2%

0.1000g?0.0002g?100%??0.02%

1.0000g ?r1g? 这说明,两物体称量的绝对误差相等,但他们的相对误差并不相同。也就是说,当被测定的量较大时,相对误差就比较小,测定的准确程度也就比较高。 3.滴定管的读数误差为±0.02mL。如果滴定中用去标准溶液的体积分别为2mL和20mL左右,读数的相对误差各是多少?从相对误差的大小说明了什么问题?

解:因滴定管的读数误差为?0.02mL,故读数的绝对误差?a??0.02mL 根据?r??a?100%可得 ??r2mL? ?r20mL?0.02mL?100%??1%

2mL?0.02mL??100%??0.1%

20mL 这说明,量取两溶液的绝对误差相等,但他们的相对误差并不相同。也就是说,当被测定的量较大时,测量的相对误差较小,测定的准确程度也就较高。 4.下列数据各包括了几位有效数字?

(1)0.0330 (2) 10.030 (3) 0.01020 (4) 8.7×10-5 (5) pKa=4.74 (6) pH=10.00 答:(1)三位有效数字 (2)五位有效数字 (3)四位有效数字

(4) 两位有效数字 (5) 两位有效数字 (6)两位有效数字 5.将0.089g Mg2P2O7沉淀换算为MgO的质量,问计算时在下列换算因数(2MgO/Mg2P2O7)中取哪个数值较为合适:0.3623,0.362,0.36?计算结果应以几位有效

数字报出。

答::0.36 应以两位有效数字报出。

6.用返滴定法测定软锰矿中MnO2的质量分数,其结果按下式进行计算:

?MnO20.80005?8.00?0.1000?10?3?)?86.942?126.07?100%

0.5000(问测定结果应以几位有效数字报出? 答::应以四位有效数字报出。

7.用加热挥发法测定BaCl2·2H2O中结晶水的质量分数时,使用万分之一的分析天平称样0.5000g,问测定结果应以几位有效数字报出? 答::应以四位有效数字报出。

8.两位分析者同时测定某一试样中硫的质量分数,称取试样均为3.5g,分别报告结果如下:

甲:0.042%,0.041%;乙:0.04099%,0.04201%。问哪一份报告是合理的,为什么? 答::甲的报告合理。因为在称样时取了两位有效数字,所以计算结果应和称样时相同,都取两位有效数字。

9.标定浓度约为0.1mol·L-1的NaOH,欲消耗NaOH溶液20mL左右,应称取基准物质H2C2O4·2H2O多少克?其称量的相对误差能否达到0. 1%?若不能,可以用什么方法予以改善?若改用邻苯二甲酸氢钾为基准物,结果又如何? 解:根据方程2NaOH+H2C2O4·H2O==Na2C2O4+3H2O可知,

需H2C2O4·H2O的质量m1为: m1? 相对误差为 ?r1?0.1?0.020?126.07?0.13g 20.0002g?100%?0.15%

0.13g 则相对误差大于0.1% ,不能用H2C2O4·H2O标定0.1mol·L-1的NaOH ,可以选用相对分子质量大的作为基准物来标定。 若改用KHC8H4O4为基准物时,则有:

KHC8H4O4+ NaOH== KNaC8H4O4+H2O 需KHC8H4O4的质量为m2 ,则 m2? ?r2?0.1?0.020?204.22?0.41g 20.0002g?100%?0.049%

0.41g 相对误差小于0.1% ,可以用于标定NaOH。

10.有两位学生使用相同的分析仪器标定某溶液的浓度(mol·L-1),结果如下: 甲:0.12,0.12,0.12(相对平均偏差0.00%);

乙:0.1243,0.1237,0.1240(相对平均偏差0.16%)。 你如何评价他们的实验结果的准确度和精密度?

答:乙的准确度和精密度都高。因为从两人的数据可知,他们是用分析天平取样。所以有效数字应取四位,而甲只取了两位。因此从表面上看甲的精密度高,但从分析结果的精密度考虑,应该是乙的实验结果的准确度和精密度都高。 11.当置信度为0.95时,测得Al2O3的μ置信区间为(35.21±0.10)%,其意义是( )

A. 在所测定的数据中有95%在此区间内;

B. 若再进行测定,将有95%的数据落入此区间内; C. 总体平均值μ落入此区间的概率为0.95; D. 在此区间内包含μ值的概率为0.95; 答:D

12. 衡量样本平均值的离散程度时,应采用( )

A. 标准偏差 B. 相对标准偏差 C. 极差

D. 平均值的标准偏差 答:D

13. 某人测定一个试样结果应为30.68%,相对标准偏差为0.5%。后来发现计算公式的

分子误乘以2,因此正确的结果应为15.34%,问正确的相对标准偏差应为多少? 解:根据

Sr1?Sx??100%

得 0.5%?S?100% 则S=0.1534%

30.68%Sx? 当正确结果为15.34%时, Sr2??100%?0.1534%?100%?1.0%

15.34% 14. 测定某铜矿试样,其中铜的质量分数为24.87%。24.93%和24.69%。真值为25.06%,

计算:(1)测定结果的平均值;(2)中位值;(3)绝对误差;(4)相对误差。 解:(1)x??24.87%?24.93%?24.69%?24.83%

3?(2)24.87%

(3)?a?x?T?24.83%?25.06%??0.23% (4)Er?Ea?100%??0.92% T 15. 测定铁矿石中铁的质量分数(以WFe2O3表示),5次结果分别为:67.48%,67.37%,

67.47%,67.43%和67.40%。 计算:(1)平均偏差(2)相对平均偏差 (3)标准

偏差;(4)相对标准偏差;(5)极差。 解:(1)x?67.48%?67.37%?67.47%?67.43%?67.40%?67.43%

5?10.05%?0.06%?0.04%?0.03% d??|di|??0.04%

n5?(2)dr??d0.04%?100%??100%?0.06% x67.43%?

S?(3)

(4)Sr??dSx?2in?1?(0.05%)2?(0.06%)2?(0.04%)2?(0.03%)2?0.05%

5?1?100%?0.05%?100%?0.07%

67.43%(5)Xm=X大-X小=67.48%-67.37%=0.11%

16. 某铁矿石中铁的质量分数为39.19%,若甲的测定结果(%)是:39.12,39.15,39.18;

乙的测定结果(%)为:39.19,39.24,39.28。试比较甲乙两人测定结果的准确度和精密度(精密度以标准偏差和相对标准偏差表示之)。 解:甲:x1??x39.12%?39.15%?39.18%?39.15% ?n?3? ?a1?x?T?39.15%?39.19%??0.04% S1??dS1x?2in?1?(0.03%)2?(0.03%)2?0.03%

3?1 Sr1???100%?0.03%?100%?0.08%

39.15% 乙:x2?39.19%?39.24%?39.28%?39.24%

3? ?a2?x?39.24%?39.19%?0.05% S2? Sr2??dS2x2?2in?1?(0.05%)2?(0.04%)2?0.05%

3?1?100%?0.05%?100%?0.13%

39.24% 由上面|Ea1|<|Ea2|可知甲的准确度比乙高。 S1

2

17. 现有一组平行测定值,符合正态分布(μ=20.40,σ=0.042)。计算:(1)x=20.30

和x=20.46时的u值;(2)测定值在20.30 -20.46区间出现的概率。 解:(1)根据u? u1=

x???得

20.30?20.4020.46?20.40??2.5 u2??1.5

0.040.04(2)u1=-2.5 u2=1.5 . 由表3—1查得相应的概率为0.4938,0.4332

则 P(20.30≤x≤20.46)=0.4938+0.4332=0.9270

18. 已知某金矿中金含量的标准值为12.2g?t-1(克·吨-1),δ=0.2,求测定结果大于

11.6的概率。 解: u?

x??11.6?12.2=??3 ?0.2 查表3-1,P=0.4987 故,测定结果大于11.6g·t-1的概率为: 0.4987+0.5000=0.9987

19. 对某标样中铜的质量分数(%)进行了150次测定,已知测定结果符合正态分布N

(43.15,0.232)。求测定结果大于43.59%时可能出现的次数。 解: u?x???=

43.59?43.15?1.9

0.23 查表3-1,P=0.4713 故在150次测定中大于43.59%出现的概率为: 0.5000-0.4713=0.0287

因此可能出现的次数为 150?0.0287?(次) 4 20. 测定钢中铬的质量分数,5次测定结果的平均值为1.13%,标准偏差为0.022%。

计算:(1)平均值的标准偏差;(2)μ的置信区间;(3)如使μ的置信区间为1.13% ±0.01%,问至少应平行测定多少次?置信度均为0.95。 解:(1) ???x?n?0.022%5?0.01%

(2)已知P=0.95时,u??1.96,根据 ??x?u?

x?? 得??1.13%?1.96?0.01%?1.13%?0.02% 钢中铬的质量分数的置信区间为1.13%?0.02% (3)根据??x?tp,fs??x?tp,fx???sn

得x????tp,fsn??0.01%

tn0.01%?0.5

0.022%2.0921?0.5

已知s?0.022% , 故 ? 查表3-2得知,当f?n?1?20 时,t0.95,20?2.09 此时

即至少应平行测定21次,才能满足题中的要求。

21. 测定试样中蛋白质的质量分数(%),5次测定结果的平均值为:34.92,35.11,35.01,

35.19和34.98。(1)经统计处理后的测定结果应如何表示(报告n,x和s)?(2)计算P=0.95时μ的置信区间。 解:(1)n=5

x??s?

?x34.92%?35.11%?35.01%?35.19%?34.98%??35.04% n52i?d0.122?0.072?0.032?0.152?0.062??0.11% n?15?1


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