分析化学有效数字运算规则习题及答案 《分析化学习题答案及详解》高等教育出版社(51)

薄层色谱法固定相为均匀铺展在玻璃板上的吸附剂或为某溶剂所饱和的吸附剂， 流动相也可称作 展开剂，具体操作同纸色谱法相似。其定性也采用 r f 值。因不同板间差异较大，常用标样和样品在 同一块板上同时展开来进行定性分析。 10．试举例说明 h-型强酸性阳离子交换树脂和 oh- 型强碱性阴离子交换树脂的交换作用。如果要在 较浓 hcl 溶液中分离铁离子和铝离子, 应用哪种树脂这时哪种离子交换在柱上 哪种离子进入流出 液中 答： h-型强酸性阳离子交换树脂与溶液中的其他阳离子例如 na+发生的交换反应, 可以简单地表示为： 溶液中的 na+ 进入树脂网状结构中， + 则交换进入溶液， h 树脂就转变为 na 型强酸性阳离子交换树脂。

由于交换过程是可逆过程，如果以适当浓度的酸溶液处理已经交换的树脂，反应将向反方向进行，树 脂又恢复原状，这一过程称为再生或洗脱过程。再生后的树脂经过洗涤又可以再次使用。水合后含有 季铵基 —n（ch3）3+ oh- 的树脂为强碱性阴离子交换树脂。这些树脂中的 oh- 能与其他阴离子， 例如 cl- 发生交换。交换过程和洗脱过程可以表示如下：经交换后则转变为 cl- 型阳离子交换树脂。

习题答案

1．已知 mg(oh)2 的 ksp=1.8 ×10-11，试计算 mgo 悬浊液所能控制的溶液的 ph 解：mgo 在水中具有下列平衡： mgo ＋ h2o ≒ mg(oh)2 ≒ mg2+ ＋ 2oh[ oh-] = (ksp / [mg2+])1/2 [mg2+][ oh- ]2 = ksp 设[mg2+] = 0.1 mol·l-1, 则 [ oh-] =（1.8 ×10-11/0.1）1/2 = 1.34 ×10-5（mol·l-1 ） poh ＝ 4.87, ph＝9.13 一般讲，利用 mgo 悬浊液, 当[mg2+]在 1.0~0.01 mol·l-1 时, 可控制溶液 ph 为 8.5～9.5。 2．含有 fe3+、mg2+的溶液中，若使 nh3·h2o 浓度为 0.10mol·l-1，[nh4+]=1.0 mol·l-1，能使 fe3+、mg2+ 分离完全吗 解：设 fe3+、mg2+的浓度均为 0.10mol·l-1 [oh-] =ka[nh3·h2o]/ [nh4+] =1.8 ×10-5 × 0.10/1.0 =1.8 ×10-6 当 fe3+沉淀完全时，即[fe3+] =1.0 ×10-6 时 [oh-] = (ksp/[fe3+])1/3 = (4 ×10-38/1.0 ×10-6 )1/3 = 6.4×10-9 ∵ [oh-]2 [mg2+] =（6.4 ×10-9）2 × 0.10 = 4.1×10-18＜ksp(mg(oh)2 (1.8 ×10-11) ∴ fe3+、mg2+可以分离完全。 3．25℃时，br2 在 ccl4 和水中的分配比为 29.0，水溶液中的溴用（1）等体积 ccl4 萃取； （2）1/2 体 积的 ccl4 萃取； （3）1/2 体积的 ccl4 萃取两次时，萃取效率各为多少 解： （1）e1 =d / (d＋v 水/v 有) ×100% = 29/（29＋1）×100% = 96.7% （2）e2=d/(d＋v 水/v 有) ×100% = 29 / (29＋2)×100% = 93.5%

（3）水溶液中溴的浓度 c2 = (2/（2+29）) 2 = c 0（2 / 31）2 = c0（4 / 961） ccl4 中溴的浓度 c2′ = c0— c2 = c0（1— 4 / 961）= c0（957 / 961） ∴ e3 = c2′ / c0 ×100% =（957 / 961）×100% = 99.6% 4． 某一弱酸 ha 的 ka=2×10-5， 它在某种有机溶剂和水中的分配系数为 30.0， 当水溶液的 （1） ph=1.0； （2）ph =5.0 时，分配比各为多少用等体积的有机溶剂萃取，萃取效率各为多少 解：由题知：ha 在有机相中无副反应，在水相中 ha 发生离解。 ph=1.0 时，[h+] =10-1 mol·l-1，此时 δha1= [h+]/（ka＋ [h+]）= 10-1/（2 ×10-5 ＋10-1）≈ 1 ph =5.0 时，[h+] =10-5 mol·l-1，此时 δha2 = [h+]/（ka＋ [h+]）= 10-5 /（2×10-5＋10-5）= 1/3 ∵ c（ha）水 = [ ha] 水/ δha， c（ha）有 = [ ha] 有 ∴ d= c（ha）有 / c（ha）水 = [ ha] 有 /（[ ha] 水 / δha）= kd·δha ph =1.0 时，d =30.0 ×1=30.0 e=d/(d +1) ×100% = 30.0/31.0 ×100% = 96.8% ph =5.0 时，d =30.0 ×1/3 =10.0 e=d / (d＋1) ×100% = 10 /11×100% = 90.9% 5．图 13-2 和图 13-4 中各组分的 r f 值分别为多少 解：图 13-2 中，rf1 = 0.29/2.9 = 0.1，rf2 = 0.60/2.9 = 0.21，rf3 = 1.0/2.9 = 0.34 rf4 = 1.87/2.9 = 0.64，rf5 = 2.12/2.9 = 0.73。 图 13-4 中， rf1 = 0.50/4.2 = 0.12，rf2 = 0.83/4.2 = 0.20，rf3 = 1.45/4.2 = 0.34， rf4 = 1.85/4.2 = 0.44，rf5 = 2.16/4.2 = 0.51，rf6 = 2.40/4.2 = 0.57。