例题解析

第七章 重量分析法

第一节 沉淀法概述

1．测定铝时，称量形式可以是Al2O3（摩尔质量为101.96 g·mol－1）或8－羟基喹啉铝（摩尔质量为459.44 g·mol－1）如果两种称量形式的沉淀在操作过程中都是损失1 mg，则铝的损失量为多少？说明什么？
解：设以Al2O3为称量形式时铝的损失量为x1
M(Al2O3)：2 M (Al) = 1：x1

= 0.5 mg
设以8－羟基喹啉铝为称量形式时铝的损失量为x2

= 0.06 mg
说明称量形式的摩尔质量越大，被测组分在称量形式中所占的比例越小，则称量的损失对被测组分的影响越小，分析结果准确度越高。

2．BaSO4重量法测定Ba2+，若Ba2+与SO42－以等物质的量反应，操作时溶液为250 mL，则BaSO4的溶解损失为多少？说明什么？
解：c(Ba2+)/ cθ= c( SO42－) / cθ=
=
=1.05×10－5
即 c(Ba2+) =1.05×10－5 mol·L－1
溶解损失为：1.05×10－5 mol·L－1×0.250 L×233.4 g·mol－1 = 6×10－4 g = 0.6 mg
说明等物质的量的操作达不到重量分析的要求。

第二节 沉淀的溶解度及其影响因素

3．已知CaSO4(水)的解离常数为5.0×10－3，活度积常数为9.1×10－6。忽略离子强度的影响，计算CaSO4的固有溶解度，在纯水中的溶解度以及饱和CaSO4溶液中以非离解形式存在的Ca2+所占的比例。
解：设CaSO4的固有溶解度为s0,在纯水中的溶解度为s，非离解形式Ca2+所占的比例为x。根据题意及CaSO4的溶解平衡和离解平衡
CaSO4（固）
CaSO4(水)
Ca2++ SO42－
可知c(CaSO4(水)) = s0


= [c( Ca2+)/cθ][c (SO42－) /cθ] （不计离子强度的影响）


所以 s0 = c[CaSO4(水)] =
=
=1.8×10－3 （mol·L-1）
在纯水中，当CaSO4达到溶解平衡时，溶液中以离解形式存在的CaSO4的浓度与c(Ca2+)和c(SO42－)相同，而其溶解度为以离解和非离解形式存在的CaSO4浓度和。
故 s/ cθ= c[CaSO4(水)] / cθ+ c(Ca2+)/ cθ (或c(SO42－))
= s0/ cθ+
=1.8×10－3 +
= 4.8×10－3 mol·L-1
即 s = 4.8×10－3 mol·L-1
x =
=

=
= 0.375

4．比较CaC2O4在pH = 7.00和pH = 2.00时的溶解度。已知
= 10－8.70，H2C2O4的
= 1.22，
= 4.19。
解：CaC2O4 ====== Ca2+ + C2O42－
C2O42－ HC2O4－ H2C2O4
s = c(Ca2+) 或 s = c[(C2O42－)
] = c(C2O42－)

即 s/ cθ=
=

因为


当pH=7.00时，
=1+

=1+10(4.19－7.00 )+ 10(4.19+1.22－14.00) ≈1
即此时并未发生副反应，故
s/ cθ=
= 10－4.35 = 4.5×10－5
s = 4.5×10－5 mol·L－1
当pH=2.00时，
=1+10(4.19－2.00)+10(4.19+1.22－14.00) ≈102.26
因此 s/ cθ=
= 10－3.22 = 6.0×10－4
s = 6.0×10－4 (mol·L－1)
计算表明，CaC2O4在pH=2.00时的溶解度比在pH=7.00时增加了10倍以上。

5．计算AgBr在0.10 mol·L－1 NH3溶液中的溶解度为纯水中的多少倍？
(已知
=5.0×10－13, Ag（NH3）2+ 的β1=103.32，β2=107.23)
解：（1）在纯水中
s1/ cθ=
=
= 7.1×10－7
s1 = 7.1×10－7 (mol·L－1)

（2）在0.10 mol·L－1 NH3溶液中
s2/ cθ=
=

由于
值相当小，故忽略络合效应对NH3浓度的影响，因此


= 1 + 103.32×0.10 + 107.23 × (0.10)2 = 105.24 = 1.7×105
故


mol·L－1

= 4.1×102
上例表明，NH3的存在使AgBr的溶解度大为增加。故在进行沉淀反应时，应避免能与构晶离子形成配合物的配合剂存在。

第三节 沉淀的形成及影响沉淀纯度的因素

6．列表说明沉淀条件对沉淀纯度的影响
解：沉淀条件与沉淀纯度的关系如下

“＋”提高纯度； “－”降低纯度； “0”影响不大

第六节 重量分析法结果的计算

7．计算用AgCl形式测定Cl－的换算因数。
解：称量形式为AgCl，被测组分的表示形式为Cl－。1 mol AgCl（143.3 g）相当1 mol Cl－（35.45 g），1单位重（是否删掉）的AgCl相当于F单位的Cl－，则：
M(Cl－) : M(AgCl) = F : 1
F =

8．称取试样0.500 0 g，经一系列步骤处理后，得到纯NaCl和KCl共0.180 3 g。将此混合氯化物溶于水后，加入AgNO3沉淀剂，得AgCl 0.390 4 g，计算试样中Na2O的质量分数。
解：设NaCl的质量为x g，则KCl的质量为(0.180 3－x)g。于是


x = 0.082 8 g




= 0.878

9．测定某试样中铁的含量时，称取样品重0.250 0 g，经处理后其沉淀形式为Fe(OH)3，然后灼烧为Fe2O3，称其质量为0.124 5 g，求此试样中铁的质量分数？若用Fe3O4表示结果，其组成质量分数又为多少？
解：Fe的质量分数
=

=
= 0.348 3
Fe3O4的质量分数
=

=
= 0.481 3
用不同形式表示分析结果时，由于化学因数（换算因数）不同，所得结果也不同。

10．用称量法测定试剂Na2HPO4·12H2O的纯度，首先是将试剂中的PO43－ 转化为MgNH4PO4·6H2O沉淀，然后灼烧成Mg2P2O7。为了使灼烧后得的Mg2P2O7的称量误差小于0.1 %，问至少应称取多少克试样？（已知：

=358.14
）
解：设至少应称取x g试样。根据题意，整个分析过程的省略反应式为：
2Na2HPO4·12H2O → 2MgNH4PO4·6H2O → Mg2P2O7
即2 mol Na2HPO4·12H2O可转化为1mol Mg2P2O7，又因为所分析的试样为试剂，而一般试剂的纯度接近100 %，因此可将其视为纯品进行有关计算。这样一来，x g试样转化为Mg2P2O7后的质量为：


× x
=
× x = 0.3107x
天平称量误差为±0.1 mg，因称样时至少要称两次，因此称量误差为0.2 mg。欲使相对误差小于0.1 %，即要求

< 0.1%

> 0.2 g
即 0.310 7 x > 0.2 g x > 0.65 g