第15练 EDTA 水硬度的测试《化学分析技术》（化学工业出版社）一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了《化学分析技术》（化学化工出版社）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的进一步提升奠定坚实基础。 本卷是《化学分析技术》（化学化工出版社）一课一练的第15练，内容涵盖项目七 标准溶液的配制与标定及水硬度的测定的任务二 水硬度的测试。 《化学分析技术》（化学化工出版社）第15练 项目七 标准溶液的配制与标定及水硬度的测定 任务二.水硬度的测试 一、单选题 1.水的总硬度主要是指水中（ ）的总浓度。 A. 所有阳离子 B. 钙离子（Ca²⁺）和镁离子（Mg²⁺） C. 碳酸根和碳酸氢根 D. 钠离子（Na⁺）和钾离子（K⁺） 2. 测定水样总硬度时，如果水样中含有微量Cu²⁺、Zn²⁺等干扰离子，通常加入（ ）来消除干扰。 A. 三乙醇胺 B. 盐酸羟胺 C. 硫化钠或氰化钠 D. 以上均可 3. 在水硬度的测试中，加入5mL氨-氯化铵缓冲溶液的主要作用是（ ）。 A. 加速水样中钙、镁离子的溶解 B. 掩蔽水样中可能存在的重金属干扰离子 C. 维持溶液呈稳定的碱性环境，确保滴定反应完全且指示剂变色敏锐 D. 作为指示剂的一部分，参与颜色变化 4. 在我国，最常用的水硬度单位是（ ）。 A. mmol/L (以CaCO₃计) B. mg/L (以CaO计) C. 德国度（°d） D. 法国度 2、 判断题 5. 测定钙硬度时，需在pH≥12的强碱性条件下进行，此时Mg²⁺会生成Mg(OH)₂沉淀而被掩蔽。（ ） 6. 测定总硬度时，滴定终点溶液颜色由蓝色变为酒红色。（ ） 7. 如果水样酸性或碱性过高，应在滴定前用NaOH或HCl溶液中和。（ ） 3、 计算题 8. 小明按照标准方法测定水样的总硬度。他准确移取 100.00 mL 的透明水样于 250 mL 锥形瓶中，加入 5 mL 氨-氯化铵缓冲溶液（pH=10）和 3滴 铬黑T指示剂。用 0.01008 mol/L 的EDTA标准滴定溶液滴定，平行测定三次，消耗的EDTA体积分别为 12.05 mL, 12.10 mL, 12.07 mL。同时进行空白实验，消耗EDTA体积为 0.05 mL。请计算该水样的总硬度： （1） 以 mmol/L 表示。（2）以 mg/L（以CaCO₃计）表示。（计算过程请列出公式，结果保留两位小数。已知：M(CaCO₃) = 100.09 g/mol） 4、 简答题 9. 在测定总硬度时，为什么要加入NH₃-NH₄Cl缓冲溶液？如果该缓冲溶液加得不足，对测定结果有何影响？ 10.标定好的EDTA标准溶液应如何保存？为什么？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了《化学分析技术》（化学化工出版社）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的进一步提升奠定坚实基础。 本卷是《化学分析技术》（化学化工出版社）一课一练的第15练，内容涵盖项目七 标准溶液的配制与标定及水硬度的测定的任务二 水硬度的测试。 《化学分析技术》（化学化工出版社）第15练 项目七 标准溶液的配制与标定及水硬度的测定 任务二.水硬度的测试 一、单选题 1.水的总硬度主要是指水中（ ）的总浓度。 A. 所有阳离子 B. 钙离子（Ca²⁺）和镁离子（Mg²⁺） C. 碳酸根和碳酸氢根 D. 钠离子（Na⁺）和钾离子（K⁺） 【答案】B 【解析】水的硬度特指由钙、镁离子构成的浓度。 2. 测定水样总硬度时，如果水样中含有微量Cu²⁺、Zn²⁺等干扰离子，通常加入（ ）来消除干扰。 A. 三乙醇胺 B. 盐酸羟胺 C. 硫化钠或氰化钠 D. 以上均可 【答案】D 【解析】三乙醇胺可掩蔽Fe³⁺、Al³⁺；盐酸羟胺可还原Fe³⁺；Na₂S或KCN可掩蔽Cu²⁺、Zn²⁺等重金属离子，根据干扰离子的种类选择使用。 3. 在水硬度的测试中，加入5mL氨-氯化铵缓冲溶液的主要作用是（ ）。 A. 加速水样中钙、镁离子的溶解 B. 掩蔽水样中可能存在的重金属干扰离子 C. 维持溶液呈稳定的碱性环境，确保滴定反应完全且指示剂变色敏锐 D. 作为指示剂的一部分，参与颜色变化 【答案】C 【解析】氨-氯化铵缓冲溶液在此处的核心作用是提供并稳定pH≈10的碱性环境。这个pH条件既是EDTA与Ca²⁺、Mg²⁺定量络合所必需的，也是铬黑T指示剂能够正常显色（游离态为蓝色，络合态为酒红色）的前提。其他选项并非该缓冲溶液在此实验中的主要功能。 4. 在我国，最常用的水硬度单位是（ ）。 A. mmol/L (以CaCO₃计) B. mg/L (以CaO计) C. 德国度（°d） D. 法国度 【答案】A 【解析】我国的国家标准及相关行业规范中，均以mmol/L（基本单位）或以CaCO₃计的mg/L作为硬度的法定计量单位。 2、 判断题 5. 测定钙硬度时，需在pH≥12的强碱性条件下进行，此时Mg²⁺会生成Mg(OH)₂沉淀而被掩蔽。（ ） 【答案】√ 【解析】此为测定钙硬度的关键步骤。加入NaOH使Mg²⁺生成Mg(OH)₂沉淀，不再与EDTA和钙指示剂反应，从而实现对Ca²⁺的选择性测定。 6. 测定总硬度时，滴定终点溶液颜色由蓝色变为酒红色。（ ） 【答案】× 【解析】终点颜色变化应是酒红色变为纯蓝色。滴定前，Ca²⁺、Mg²⁺与铬黑T生成酒红色络合物；终点时，EDTA夺取金属离子，释放出呈纯蓝色的指示剂。 7. 如果水样酸性或碱性过高，应在滴定前用NaOH或HCl溶液中和。（ ） 【答案】√ 【解析】过高的酸度或碱度会破坏缓冲体系，影响滴定反应的完全程度和指示剂的显色，因此需要预先中和。 3、 计算题 8. 小明按照标准方法测定水样的总硬度。他准确移取 100.00 mL 的透明水样于 250 mL 锥形瓶中，加入 5 mL 氨-氯化铵缓冲溶液（pH=10）和 3滴 铬黑T指示剂。用 0.01008 mol/L 的EDTA标准滴定溶液滴定，平行测定三次，消耗的EDTA体积分别为 12.05 mL, 12.10 mL, 12.07 mL。同时进行空白实验，消耗EDTA体积为 0.05 mL。请计算该水样的总硬度： （1）以 mmol/L 表示。（2）以 mg/L（以CaCO₃计）表示。（计算过程请列出公式，结果保留两位小数。已知：M(CaCO₃) = 100.09 g/mol） 【答案】(1)首先计算滴定水样消耗EDTA体积的平均值： V平均=（12.05+12.10+12.07）/3=12.07 mL 扣除空白值，得到实际用于滴定水样中钙镁离子的EDTA体积： V实际=V平均−V空白=12.07 mL−0.05 mL=12.02 mL 总硬度（mmol/L）的计算公式为：总硬度= V水样c(EDTA)×V实际×1000 代入公式计算： 总硬度=0.01008×12.02100.00×1000=0.12116100.00×1000=1.2116≈1.21 mmol/L 以CaCO₃计的总硬度（mg/L）计算公式为： (2)总硬度= V 水样c(EDTA)×V 实际×M(CaCO3)×1000 代入已知数据：总硬度=0.01008×12.02×100.09/100.00×1000=121.28 mg/L 4、 简答题 9. 在测定总硬度时，为什么要加入NH₃-NH₄Cl缓冲溶液？如果该缓冲溶液加得不足，对测定结果有何影响？ 【答案】原因： ① 维持恒定的pH≈10环境，确保EDTA与Ca²⁺、Mg²⁺的络合反应进行完全。② 确保铬黑T指示剂在其最佳显色pH范围内工作（蓝色）。 影响： 如果缓冲溶液加入不足，溶液的pH值可能偏低。这会导致：EDTA与金属离子的络合能力下降，反应不完全；铬黑T终点变色不敏锐，甚至显红色，无法准确判断终点。最终导致消耗的EDTA体积偏小，使测定的总硬度结果偏低。 10.标定好的EDTA标准溶液应如何保存？为什么？ 【答案】保存方法： 应贮存于聚乙烯塑料瓶或硬质玻璃瓶中。 原因： 若长期贮存于软质玻璃瓶中，玻璃中的钙、镁等金属离子会缓慢溶出，与EDTA发生反应，导致溶液浓度逐渐降低。聚乙烯塑料瓶几乎不溶出金属离子，是更理想的贮存容器。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $