分析化学 第3版

第三版前言 
分析化学是化工、轻工、材料、冶金、医药、环保及相关专业的一门主干专业基础课程。本书根据颁布的中等职业教育分析化学课程教学大纲编写而成，内容由理论和实验操作两部分构成。前者以分析化学基本原理为主，各章由学习指南、学习要求、基本理论、计算示例、本章小结、思考与实践等六项内容组成;后者以实验基本操作技术及实验方法为主，分为实验基本操作技术和定量分析实验两部分，定量分析实验部分又分为基本实验和拓展实验，并与理论部分相配套。 
根据中等职业学校的培养目标，贯彻“以学生为主体，以能力为根本”的指导思想，编者在课程内容、体系和方法方面做了有益的探索。每章开篇的“学习指南”点明各章内容特点和应用，在学习要求中渗透学法的指导;“学习要求”旨在使学生明确学习目标，发挥学生学习的主动性和积极性。每章中编排的“知识窗”介绍一些新知识、新技术，以激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识视野。每章后的“本章小结”总结本章的重点、难点及规律性，帮助学生提纲挈领，理清知识脉络;每章后的“思考与实践”分为填空、选择、判断、问答、计算题等多种形式，便于学生巩固和检验所学知识，提高分析问题和解决问题的能力。带*号的内容可选学选做。 
本书版于2002年出版，第二版于2008年出版。自出版发行以来，受到众多学校师生和广大读者的关注和好评。随着教学改革、知识更新以及新的标准和规范的发布，分析检测技术也在不断发展更新，为更好地适应中等职业教育培养高素质的劳动者和分析检测中、初级专门人才的需要，编者对本书第二版进行了修订。本次修订保留了原教材的基本框架，完善了部分内容。本书第三版与第二版相比，具有以下特点： 
1.课后习题注重对基础知识和基本技能进行考核，删去了思考与实践中难度偏深的内容，替换调整与分析检验教学内容不相匹配的内容，增设、调整了习题类型，对本书的思考与实践给出了参考答案。 
2.实验操作部分依据的国家标准对内容进行相应的完善、补充、调整。 
3.加强信息化技术的教学应用，结合实际需要在教材中配套视频、动画、图片等数字化信息资源，以二维码链接的方式扫描查看，拓展了学习内容和学习方式。 
本书由本溪市化学工业学校付云红、孙巍担任主编，张春艳、张雪担任副主编。在本次教材的修订中，付云红负责组织、统稿和整理工作，孙巍做了大量的具体工作，并负责第2、5、8章以及第10章的10个实验，张春艳负责第4、6、7章以及第10章的8个实验，张雪负责第1、3、9章以及第10章的8个实验。感谢周玉敏、张文英、孙喜平、王政军对本书所做的工作。化学工业出版社对本书的第二版修订给予了热情的支持和指导。在此，向为本书的第二版修订做出贡献的所有人员表示衷心的感谢! 
由于编者水平有限，对于书中的不妥之处，恳请读者批评指正。 

编者 
2022年3月 

版前言 
本书是根据2002年颁布的中等职业学校分析化学教学大纲编写的。 
分析化学是环境类专业的一门主干专业基础课程，本书内容由理论部分和实验操作部分构成。前者以分析化学基本原理为主，各章均由学习指南、学习要求、基本理论、计算示例、小结、思考与实践等六项内容组成；后者以实验基本操作技术及实验方法为主，分为实验基本操作技术和定量分析实验两部分，定量分析实验部分又分为基本实验和选做实验，并与理论部分相配套。 
根据中等职业学校的培养目标，贯彻“以学生为主体，以能力为根本”的指导思想，编者在课程内容、体系和方法方面做了有益的探索。每章开篇的“学习指南”点明各章内容特点和应用，在学习要求中渗透学法的指导；“学习要求”旨在使学生明确学习目标，发挥学生学习的主动性和积极性。每章中编排的“知识窗”介绍一些正在发展中的新知识、新技术，以激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识视野。每章后的“小结”总结本章的重点、难点及规律性结论，帮助学生提纲挈领，理清知识脉络；每章后的“思考与实践”分为填空、选择、问答、计算题等多种形式，便于学生巩固和检验所学知识，提高分析问题和解决问题的能力。理论部分中带*号的内容可选学。实验操作部分中基本实验的选题大多比较成熟，贴近实际工作，侧重应用，突出了结论对分析应用的指导作用。对于选做实验部分，各校可结合具体情况灵活安排。 
全书由本溪市化工学校周玉敏任主编，长沙环境保护学校王红云为主审。第1、2章和实验部分的第1、2章由周玉敏编写，第3、4章由本溪市化工学校付云红编写，第5、7章和实验部分的第3章由扬州化工学校张文英编写，第6、8章由内蒙古化工学校孙喜平编写，实验第二部分由黑龙江省化工学校王政军编写，后由周玉敏统一修改定稿。胡大钶、付新华、姜淑敏、鄢景森、郭强等参加了本书的校对、审稿工作，贺业凤、张枭为本书的出版做了大量的工作，在此一并致谢。 
职业教育与成人教育司教材处、参编人员所在学校的有关领导对本教材的编写给予了大力支持，化学工业出版社对该书的编写工作给予了热情的指导和帮助，编者在此致以深切的谢意。 
由于编者水平有限，加之时间仓促，错误之处在所难免，恳请同行及读者提出宝贵意见。本书在编写过程中，参考了大量的专著和资料（见参考文献），特在此向各位作者致以诚挚的敬意和感谢。 

编者 
2002年2月

《分析化学》由理论和实验两部分组成。理论部分以分析化学的基本原理为主，主要介绍了误差及其处理方法、酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法、重量分析法和物质的定量分析过程。实验部分与理论部分相配套，侧重实验基本技能及实验方法的训练。为便于学生巩固和检验所学知识，每章后还安排了思考与实践。本书内容简明实用，符合中等职业教育的教学要求，适合作为中等职业学校化工、轻工、材料、冶金、医药、环保及相关专业的教材，也可作为化验分析人员的参考书。

《分析化学》由理论和实验两部分组成。理论部分以分析化学的基本原理为主，主要介绍了误差及其处理方法、酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法、重量分析法和物质的定量分析过程。实验部分与理论部分相配套，侧重实验基本技能及实验方法的训练。为便于学生巩固和检验所学知识，每章后还安排了思考与实践。本书内容简明实用，符合中等职业教育的教学要求，适合作为中等职业学校化工、轻工、材料、冶金、医药、环保及相关专业的教材，也可作为化验分析人员的参考书。

付云红，教授级高讲，1988年8月至今一直从事工业分析与检验专业的课程的理论与实践教学工作，主要进行分析化学、工业分析等专业课教学工作。从2006年开始，作为主要指导教师，连续五年参与指导本专业学生参加了全国职业院校学生分析工职业技能大赛，并连续五年获得该项赛事的团体一等奖。自2006年以来，连续被国家职业技能鉴定中心聘为化学检验工高 级考评员，并多次担任全国职业院校技能大赛专业裁判， 2010年获全国技能大赛优 秀裁判员，20 17年被聘为全国职业院校技能大赛高职组化学分析项目裁判长。2008年获得化学检验工高 级技师资格。主编、参编了国家规划教材、创新教材多本。作为主要参与人员参与研究了多项国家和省级科研课题，并获得奖奖项。

1.绪论1 
学习指南1 
学习要求1 
1.1分析化学概述1 
1.1.1分析化学的任务和作用1 
1.1.2分析方法的分类2 
1.1.3分析化学的发展趋势3 
1.2定量分析中的误差4 
1.2.1误差的分类及产生的原因4 
1.2.2误差和偏差的表示方法5 
1.2.3提高分析结果准确度的方法8 
1.3分析结果的数据处理和报告9 
1.3.1有效数字及其运算规则9 
1.3.2可疑数值的取舍11 
1.3.3置信区间和置信度12 
1.3.4分析结果的报告13 
知识窗环境污染对人体的危害14 
本章小结14 
思考与实践15 

2.滴定分析概论18 
学习指南18 
学习要求18 
2.1滴定分析简介18 
2.1.1基本概念18 
2.1.2滴定分析对化学反应的要求19 
2.1.3滴定分析方法的分类19 
2.1.4滴定分析的方式19 
2.2标准溶液20 
2.2.1化学试剂一般知识20 
2.2.2标准溶液浓度的表示方法23 
2.2.3标准溶液的配制24 
2.2.4分析用水要求及检验 25 
2.3滴定分析计算26 
2.3.1计算原则——等物质的量反应规则26 
2.3.2计算示例27 
知识窗分析人员的环境安全意识31 
本章小结31 
思考与实践32 

3.酸碱滴定法35 
学习指南35 
学习要求35 
3.1水溶液中的酸碱电离平衡36 
3.1.1酸碱水溶液的电离平衡36 
3.1.2分析浓度和平衡浓度36 
3.1.3酸的浓度和酸度36 
3.2酸碱平衡中溶液pH的计算37 
3.2.1强酸(碱)溶液37 
3.2.2一元弱酸(碱)溶液38 
3.2.3多元弱酸(碱)溶液39 
3.2.4水解盐溶液40 
3.2.5两性物质的溶液43 
知识窗pH的应用43 
3.3缓冲溶液43 
3.3.1缓冲溶液的作用原理43 
3.3.2缓冲溶液pH的计算44 
3.3.3缓冲溶液的选择与配制45 
知识窗人体血液中的缓冲溶液46 
3.4酸碱指示剂47 
3.4.1酸碱指示剂的作用原理47 
3.4.2酸碱指示剂的变色范围47 
3.4.3影响指示剂变色范围的因素47 
3.4.4常见指示剂48 
知识窗自制指示剂植物指示剂49 
3.5滴定曲线及指示剂的选择49 
3.5.1滴定曲线49 
3.5.2指示剂的选择51 
3.5.3多元酸滴定条件和指示剂的选择52 
3.5.4水解盐的滴定条件和指示剂的选择52 
3.6酸碱标准溶液的配制和标定53 
3.6.1碱标准溶液的配制和标定53 
3.6.2酸标准溶液的配制和标定54 
3.6.3注意事项55 
知识窗酸、碱、无机盐类与水体污染56 
3.7酸碱滴定的应用56 
3.7.1直接滴定法56 
3.7.2返滴定法58 
3.7.3置换滴定法59 
3.7.4间接滴定法60 
知识窗甲醛与人体健康60 
3.8计算示例61 
本章小结62 
思考与实践64 

4.配位滴定法68 
学习指南68 
学习要求68 
4.1配位滴定法概述68 
4.1.1配合物知识简介68 
4.1.2用于配位滴定的配位反应应具备的条件69 
4.1.3氨羧配位剂69 
4.2EDTA及其配合物69 
4.2.1EDTA的结构及性质69 
4.2.2EDTA与金属离子的配位特点70 
4.3配合物的稳定常数和条件稳定常数71 
4.3.1配合物的稳定常数71 
4.3.2酸效应及酸效应系数72 
4.3.3条件稳定常数73 
4.3.4配位滴定的允许酸度和酸效应曲线74 
4.4金属指示剂75 
4.4.1金属指示剂的作用原理75 
4.4.2金属指示剂应具备的条件76 
4.4.3指示剂的封闭、僵化现象及消除76 
4.5提高配位滴定选择性的方法77 
4.5.1控制溶液的酸度78 
4.5.2利用掩蔽方法78 
4.5.3利用化学分离80 
4.6EDTA标准溶液的配制和标定80 
4.6.1EDTA标准溶液的配制80 
4.6.2EDTA标准溶液的标定80 
4.7配位滴定方式及应用80 
4.7.1直接滴定法80 
知识窗水的硬度与人体健康82 
4.7.2返滴定法82 
4.7.3置换滴定法82 
知识窗铝制餐具对健康的潜在危害83 
4.7.4间接滴定法83 
4.8计算示例84 
本章小结86 
思考与实践87 

5.氧化还原滴定法90 
学习指南90 
学习要求90 
5.1概述90 
5.1.1氧化还原反应及其特点90 
5.1.2电极电位90 
5.1.3条件电极电位92 
5.2氧化还原反应的平衡和速率92 
5.2.1氧化还原反应的方向92 
5.2.2氧化还原反应的次序93 
5.2.3氧化还原反应的程度94 
5.2.4氧化还原反应的速率94 
5.3氧化还原滴定指示剂95 
5.3.1氧化还原指示剂95 
5.3.2自身指示剂96 
5.3.3专属指示剂96 
5.4高锰酸钾法96 
5.4.1概述96 
5.4.2KMnO4标准溶液的配制97 
5.4.3应用实例98 
5.5重铬酸钾法100 
5.5.1概述100 
5.5.2K2Cr2O7标准溶液的配制100 
5.5.3应用实例101 
知识窗铬对人体的危害103 
5.6碘量法104 
5.6.1概述104 
5.6.2标准溶液的制备105 
5.6.3应用实例106 
5.7其他氧化还原滴定法108 
5.7.1溴酸钾法108 
5.7.2铈量法109 
5.8计算示例110 
5.8.1高锰酸钾法计算110 
5.8.2重铬酸钾法计算111 
5.8.3碘量法计算113 
知识窗分析检验在食品安全保障中的重要性114 
本章小结114 
思考与实践115 

6.沉淀滴定法119 
学习指南119 
学习要求119 
6.1莫尔法119 
6.1.1原理119 
6.1.2滴定条件120 
6.1.3应用范围及实例121 
6.1.4硝酸银标准溶液的配制和标定121 
6.2福尔哈德法121 
6.2.1原理121 
6.2.2滴定条件121 
6.2.3应用范围及实例122 
6.2.4硫氰化钾标准溶液的配制和标定123 
6.3法扬司法123 
6.3.1原理123 
6.3.2滴定条件123 
6.3.3应用范围及实例124 
*6.4电位滴定法124 
6.5计算示例125 
知识窗LCA在环境评估中的应用126 
本章小结127 
思考与实践127 

7.重量分析法130 
学习指南130 
学习要求130 
7.1概述130 
7.1.1重量分析法的分类和特点130 
7.1.2重量分析法的主要操作过程130 
7.1.3试样称取量的估算131 
7.2重量分析对沉淀的要求131 
7.2.1沉淀式和称量式131 
7.2.2影响沉淀溶解度的因素132 
7.2.3影响沉淀纯净度的因素133 
知识窗纳米材料及技术在水污染治理中的应用134 
7.3沉淀的条件134 
7.3.1沉淀的形成过程134 
7.3.2晶形沉淀的沉淀条件135 
7.3.3无定形沉淀的沉淀条件135 
7.4重量分析计算及应用实例135 
7.4.1换算因数135 
7.4.2应用实例——水质中硫酸盐的测定137 
知识窗废水的化学沉淀处理法137 
本章小结138 
思考与实践139 

8.物质的定量分析过程141 
学习指南141 
学习要求141 
8.1试样的采取与制备141 
8.1.1组成比较均匀的试样的采取和制备142 
8.1.2组成很不均匀的试样的采取和制备143 
8.2试样的分解144 
8.2.1溶解法144 
8.2.2熔融法146 
8.2.3烧结法148 
8.2.4试样分解方法的选择148 
*8.3干扰组分的分离149 
8.3.1沉淀分离法149 
8.3.2萃取分离法152 
8.3.3色谱分离法154 
8.3.4离子交换分离法155 
知识窗日常生活中的分离156 
8.4分析结果准确度的保证和评价157 
8.4.1概述157 
8.4.2示例157 
知识窗分离技术的发展趋势158 
本章小结158 
思考与实践159 

9.化学分析实验的基本操作技术161 
实验指南161 
实验要求161 
9.1电子天平和称量方法162 
9.1.1电子天平的构造162 
9.1.2电子天平的优点163 
9.1.3电子天平的使用方法163 
9.1.4称量试样的方法164 
9.2滴定分析仪器及操作技术164 
9.2.1滴定管164 
9.2.2容量瓶167 
9.2.3移液管和吸量管169 
9.2.4容量仪器的校正170 
9.3重量分析操作171 
9.3.1沉淀171 
9.3.2过滤和洗涤172 
9.3.3烘干和灼烧175 
本章小结177 
思考与实践178 

10.定量分析实验180 
实验一电子天平称量练习180 
实验二滴定分析仪器操作练习181 
实验三NaOH标准溶液的配制和标定182 
实验四HCl标准溶液的配制和标定183 
实验五混合碱中NaOH和Na2CO3含量的测定185 
实验六EDTA标准溶液的配制和标定186 
实验七水的总硬度的测定188 
实验八铅铋混合物中Pb2 、Bi3 含量的连续滴定189 
实验九高锰酸钾标准溶液的配制和标定190 
实验十水样中化学需氧量（COD）的测定（KMnO4法）192 
实验十一硫代硫酸钠标准溶液的配制和标定193 
实验十二水中溶解氧（DO）的测定195 
实验十三碘标准溶液的配制和标定197 
实验十四果脯中二氧化硫的测定198 
实验十五硝酸银标准溶液的制备和水中可溶性氯化物的测定199 
实验十六废水中悬浮物的测定201 
实验十七水中SO2-4的测定202 
实验十八污水中油的测定203 
*实验十九食品添加剂冰乙酸中乙酸含量的测定204 
*实验二十水中CO2-3含量的测定205 
*实验二十一尿素中氮含量的测定206 
*实验二十二双氧水含量的测定207 
*实验二十三铝盐中铝含量的测定208 
*实验二十四氯化钡中结晶水的测定209 
*实验二十五水中溶解性总固体（矿化度）的测定210 
*实验二十六水中化学需氧量（COD）的测定（重铬酸钾法）211 

附录213 
附录1弱酸、弱碱在水中的电离常数（２５℃）213 
附录2常用的缓冲溶液215 
附录3常用酸碱溶液的密度和浓度216 
附录4常用标准溶液的保存期限216 
附录5金属离子与氨羧配位剂配合物的形成常数（18～25℃，I=0.1）216 
附录6氧化还原电对的标准电极电位及条件电极电位217 
附录7难溶化合物的溶度积（18～25℃，I＝0）219 
附录8常见化合物的摩尔质量M（g/mol）220 
附录9元素的原子量222 
附录10思考与实践参考答案222 

参考文献223 

《分析化学》由理论和实验两部分组成。理论部分以分析化学的基本原理为主，主要介绍了误差及其处理方法、酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法、重量分析法和物质的定量分析过程。实验部分与理论部分相配套，侧重实验基本技能及实验方法的训练。为便于学生巩固和检验所学知识，每章后还安排了思考与实践。本书内容简明实用，符合中等职业教育的教学要求，适合作为中等职业学校化工、轻工、材料、冶金、医药、环保及相关专业的教材，也可作为化验分析人员的参考书。

付云红，教授级高讲，1988年8月至今一直从事工业分析与检验专业的课程的理论与实践教学工作，主要进行分析化学、工业分析等专业课教学工作。从2006年开始，作为主要指导教师，连续五年参与指导本专业学生参加了全国职业院校学生分析工职业技能大赛，并连续五年获得该项赛事的团体一等奖。自2006年以来，连续被国家职业技能鉴定中心聘为化学检验工高 级考评员，并多次担任全国职业院校技能大赛专业裁判， 2010年获全国技能大赛优 秀裁判员，20 17年被聘为全国职业院校技能大赛高职组化学分析项目裁判长。2008年获得化学检验工高 级技师资格。主编、参编了国家规划教材、创新教材多本。作为主要参与人员参与研究了多项国家和省级科研课题，并获得奖奖项。