分析化學(第三版)（簡體書）

付云紅，教授級高講，1988年8月至今一直從事工業分析與檢驗專業的課程的理論與實踐教學工作，主要進行分析化學、工業分析等專業課教學工作。從2006年開始，作為主要指導教師，連續五年參與指導本專業學生參加了全國職業院校學生分析工職業技能大賽，並連續五年獲得該項賽事的團體一等獎。自2006年以來，連續被國家職業技能鑒定中心聘為化學檢驗工高 級考評員，並多次擔任全國職業院校技能大賽專業裁判， 2010年獲全國技能大賽優 秀裁判員，20 17年被聘為全國職業院校技能大賽高職組化學分析項目裁判長。2008年獲得化學檢驗工高 級技師資格。主編、參編了國家規劃教材、創新教材多本。作為主要參與人員參與研究了多項國家和省級科研課題，並獲得獎獎項。

1.分析化學第三版每章開篇的“學習指南”點明各章內容特點和應用,在學習要求中滲透學法的指導;“學習要求”旨在使學生明確學習目標,發揮學生學習的主動性和積極性。每章中編排的“知識窗”介紹一些正在發展中的新知識、新技術,以激發學生的學習興趣,拓展學生的知識視野。每章後的“小結”總結本章的重點、難點及規律性結論,幫助學生提綱挈領,理清知識脈絡;每章後的“思考與實踐”分為填空、選擇、判斷、問答、計算題等多種形式,便於學生鞏固和檢驗所學知識,提高分析問題和解決問題的能力。2.分析化學第三版加強信息化技術的教學應用，結合實際需要在教材中配套視頻、動畫、圖片等數字化信息資源，以二維碼的方式鏈接查看。拓展了學習內容和學習方式。

第三版前言
分析化學是化工、輕工、材料、冶金、醫藥、環保及相關專業的一門主幹專業基礎課程。本書根據頒布的中等職業教育分析化學課程教學大綱編寫而成，內容由理論和實驗操作兩部分構成。前者以分析化學基本原理為主，各章由學習指南、學習要求、基本理論、計算示例、本章小結、思考與實踐等六項內容組成;後者以實驗基本操作技術及實驗方法為主，分為實驗基本操作技術和定量分析實驗兩部分，定量分析實驗部分又分為基本實驗和拓展實驗，並與理論部分相配套。
根據中等職業學校的培養目標，貫徹“以學生為主體，以能力為根本”的指導思想，編者在課程內容、體系和方法方面做了有益的探索。每章開篇的“學習指南”點明各章內容特點和應用，在學習要求中滲透學法的指導;“學習要求”旨在使學生明確學習目標，發揮學生學習的主動性和積極性。每章中編排的“知識窗”介紹一些新知識、新技術，以激發學生的學習興趣，拓展學生的知識視野。每章後的“本章小結”總結本章的重點、難點及規律性，幫助學生提綱挈領，理清知識脈絡;每章後的“思考與實踐”分為填空、選擇、判斷、問答、計算題等多種形式，便於學生鞏固和檢驗所學知識，提高分析問題和解決問題的能力。帶*號的內容可選學選做。
本書第一版於2002年出版，第二版於2008年出版。自出版發行以來，受到眾多學校師生和廣大讀者的關注和好評。隨著教學改革、知識更新以及新的標準和規範的發布，分析檢測技術也在不斷發展更新，為更好地適應中等職業教育培養高素質的勞動者和分析檢測中、初級專門人才的需要，編者對本書第二版進行了修訂。本次修訂保留了原教材的基本框架，完善了部分內容。本書第三版與第二版相比，具有以下特點：
1.課後習題注重對基礎知識和基本技能進行考核，刪去了思考與實踐中難度偏深的內容，替換調整與分析檢驗教學內容不相匹配的內容，增設、調整了習題類型，對本書的思考與實踐給出了參考答案。
2.實驗操作部分依據最新的國家標準對內容進行相應的完善、補充、調整。
3.加強信息化技術的教學應用，結合實際需要在教材中配套視頻、動畫、圖片等數字化信息資源，以二維碼鏈接的方式掃描查看，拓展了學習內容和學習方式。
本書由本溪市化學工業學校付云紅、孫巍擔任主編，張春艷、張雪擔任副主編。在本次教材的修訂中，付云紅負責組織、統稿和整理工作，孫巍做了大量的具體工作，並負責第2、5、8章以及第10章的10個實驗，張春艷負責第4、6、7章以及第10章的8個實驗，張雪負責第1、3、9章以及第10章的8個實驗。感謝周玉敏、張文英、孫喜平、王政軍對本書所做的工作。化學工業出版社對本書的第二版修訂給予了熱情的支持和指導。在此，向為本書的第二版修訂做出貢獻的所有人員表示衷心的感謝!
由於編者水平有限，對於書中的不妥之處，懇請讀者批評指正。

編者
2022年3月




第一版前言
本書是根據2002年頒布的中等職業學校分析化學教學大綱編寫的。
分析化學是環境類專業的一門主幹專業基礎課程，本書內容由理論部分和實驗操作部分構成。前者以分析化學基本原理為主，各章均由學習指南、學習要求、基本理論、計算示例、小結、思考與實踐等六項內容組成；後者以實驗基本操作技術及實驗方法為主，分為實驗基本操作技術和定量分析實驗兩部分，定量分析實驗部分又分為基本實驗和選做實驗，並與理論部分相配套。
根據中等職業學校的培養目標，貫徹“以學生為主體，以能力為根本”的指導思想，編者在課程內容、體系和方法方面做了有益的探索。每章開篇的“學習指南”點明各章內容特點和應用，在學習要求中滲透學法的指導；“學習要求”旨在使學生明確學習目標，發揮學生學習的主動性和積極性。每章中編排的“知識窗”介紹一些正在發展中的新知識、新技術，以激發學生的學習興趣，拓展學生的知識視野。每章後的“小結”總結本章的重點、難點及規律性結論，幫助學生提綱挈領，理清知識脈絡；每章後的“思考與實踐”分為填空、選擇、問答、計算題等多種形式，便於學生鞏固和檢驗所學知識，提高分析問題和解決問題的能力。理論部分中帶*號的內容可選學。實驗操作部分中基本實驗的選題大多比較成熟，貼近實際工作，側重應用，突出了結論對分析應用的指導作用。對於選做實驗部分，各校可結合具體情況靈活安排。
全書由本溪市化工學校周玉敏任主編，長沙環境保護學校王紅云為主審。第1、2章和實驗第一部分的第1、2章由周玉敏編寫，第3、4章由本溪市化工學校付云紅編寫，第5、7章和實驗第一部分的第3章由揚州化工學校張文英編寫，第6、8章由內蒙古化工學校孫喜平編寫，實驗第二部分由黑龍江省化工學校王政軍編寫，最後由周玉敏統一修改定稿。胡大鈳、付新華、姜淑敏、鄢景森、郭強等參加了本書的校對、審稿工作，賀業鳳、張梟為本書的出版做了大量的工作，在此一並致謝。
職業教育與成人教育司教材處、參編人員所在學校的有關領導對本教材的編寫給予了大力支持，化學工業出版社對該書的編寫工作給予了熱情的指導和幫助，編者在此致以深切的謝意。
由於編者水平有限，加之時間倉促，錯誤之處在所難免，懇請同行及讀者提出寶貴意見。本書在編寫過程中，參考了大量的專著和資料（見參考文獻），特在此向各位作者致以誠摯的敬意和感謝。

編者
2002年2月

1.緒論1
學習指南1
學習要求1
1.1分析化學概述1
1.1.1分析化學的任務和作用1
1.1.2分析方法的分類2
1.1.3分析化學的發展趨勢3
1.2定量分析中的誤差4
1.2.1誤差的分類及產生的原因4
1.2.2誤差和偏差的表示方法5
1.2.3提高分析結果準確度的方法8
1.3分析結果的數據處理和報告9
1.3.1有效數字及其運算規則9
1.3.2可疑數值的取舍11
1.3.3置信區間和置信度12
1.3.4分析結果的報告13
知識窗環境污染對人體的危害14
本章小結14
思考與實踐15

2.滴定分析概論18
學習指南18
學習要求18
2.1滴定分析簡介18
2.1.1基本概念18
2.1.2滴定分析對化學反應的要求19
2.1.3滴定分析方法的分類19
2.1.4滴定分析的方式19
2.2標準溶液20
2.2.1化學試劑一般知識20
2.2.2標準溶液濃度的表示方法23
2.2.3標準溶液的配制24
2.2.4分析用水要求及檢驗 25
2.3滴定分析計算26
2.3.1計算原則——等物質的量反應規則26
2.3.2計算示例27
知識窗分析人員的環境安全意識31
本章小結31
思考與實踐32

3.酸堿滴定法35
學習指南35
學習要求35
3.1水溶液中的酸堿電離平衡36
3.1.1酸堿水溶液的電離平衡36
3.1.2分析濃度和平衡濃度36
3.1.3酸的濃度和酸度36
3.2酸堿平衡中溶液pH的計算37
3.2.1強酸(堿)溶液37
3.2.2一元弱酸(堿)溶液38
3.2.3多元弱酸(堿)溶液39
3.2.4水解鹽溶液40
3.2.5兩性物質的溶液43
知識窗pH的應用43
3.3緩衝溶液43
3.3.1緩衝溶液的作用原理43
3.3.2緩衝溶液pH的計算44
3.3.3緩衝溶液的選擇與配制45
知識窗人體血液中的緩衝溶液46
3.4酸堿指示劑47
3.4.1酸堿指示劑的作用原理47
3.4.2酸堿指示劑的變色範圍47
3.4.3影響指示劑變色範圍的因素47
3.4.4常見指示劑48
知識窗自制指示劑植物指示劑49
3.5滴定曲線及指示劑的選擇49
3.5.1滴定曲線49
3.5.2指示劑的選擇51
3.5.3多元酸滴定條件和指示劑的選擇52
3.5.4水解鹽的滴定條件和指示劑的選擇52
3.6酸堿標準溶液的配制和標定53
3.6.1堿標準溶液的配制和標定53
3.6.2酸標準溶液的配制和標定54
3.6.3注意事項55
知識窗酸、堿、無機鹽類與水體污染56
3.7酸堿滴定的應用56
3.7.1直接滴定法56
3.7.2返滴定法58
3.7.3置換滴定法59
3.7.4間接滴定法60
知識窗甲醛與人體健康60
3.8計算示例61
本章小結62
思考與實踐64

4.配位滴定法68
學習指南68
學習要求68
4.1配位滴定法概述68
4.1.1配合物知識簡介68
4.1.2用於配位滴定的配位反應應具備的條件69
4.1.3氨羧配位劑69
4.2EDTA及其配合物69
4.2.1EDTA的結構及性質69
4.2.2EDTA與金屬離子的配位特點70
4.3配合物的穩定常數和條件穩定常數71
4.3.1配合物的穩定常數71
4.3.2酸效應及酸效應系數72
4.3.3條件穩定常數73
4.3.4配位滴定的最高允許酸度和酸效應曲線74
4.4金屬指示劑75
4.4.1金屬指示劑的作用原理75
4.4.2金屬指示劑應具備的條件76
4.4.3指示劑的封閉、僵化現象及消除76
4.5提高配位滴定選擇性的方法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利用化學分離80
4.6EDTA標準溶液的配制和標定80
4.6.1EDTA標準溶液的配制80
4.6.2EDTA標準溶液的標定80
4.7配位滴定方式及應用80
4.7.1直接滴定法80
知識窗水的硬度與人體健康82
4.7.2返滴定法82
4.7.3置換滴定法82
知識窗鋁制餐具對健康的潛在危害83
4.7.4間接滴定法83
4.8計算示例84
本章小結86
思考與實踐87

5.氧化還原滴定法90
學習指南90
學習要求90
5.1概述90
5.1.1氧化還原反應及其特點90
5.1.2電極電位90
5.1.3條件電極電位92
5.2氧化還原反應的平衡和速率92
5.2.1氧化還原反應的方向92
5.2.2氧化還原反應的次序93
5.2.3氧化還原反應的程度94
5.2.4氧化還原反應的速率94
5.3氧化還原滴定指示劑95
5.3.1氧化還原指示劑95
5.3.2自身指示劑96
5.3.3專屬指示劑96
5.4高錳酸鉀法96
5.4.1概述96
5.4.2KMnO4標準溶液的配制97
5.4.3應用實例98
5.5重鉻酸鉀法100
5.5.1概述100
5.5.2K2Cr2O7標準溶液的配制100
5.5.3應用實例101
知識窗鉻對人體的危害103
5.6碘量法104
5.6.1概述104
5.6.2標準溶液的制備105
5.6.3應用實例106
5.7其他氧化還原滴定法108
5.7.1溴酸鉀法108
5.7.2鈰量法109
5.8計算示例110
5.8.1高錳酸鉀法計算110
5.8.2重鉻酸鉀法計算111
5.8.3碘量法計算113
知識窗分析檢驗在食品安全保障中的重要性114
本章小結114
思考與實踐115

6.沉澱滴定法119
學習指南119
學習要求119
6.1莫爾法119
6.1.1原理119
6.1.2滴定條件120
6.1.3應用範圍及實例121
6.1.4硝酸銀標準溶液的配制和標定121
6.2福爾哈德法121
6.2.1原理121
6.2.2滴定條件121
6.2.3應用範圍及實例122
6.2.4硫氰化鉀標準溶液的配制和標定123
6.3法揚司法123
6.3.1原理123
6.3.2滴定條件123
6.3.3應用範圍及實例124
*6.4電位滴定法124
6.5計算示例125
知識窗LCA在環境評估中的應用126
本章小結127
思考與實踐127

7.重量分析法130
學習指南130
學習要求130
7.1概述130
7.1.1重量分析法的分類和特點130
7.1.2重量分析法的主要操作過程130
7.1.3試樣稱取量的估算131
7.2重量分析對沉澱的要求131
7.2.1沉澱式和稱量式131
7.2.2影響沉澱溶解度的因素132
7.2.3影響沉澱純凈度的因素133
知識窗納米材料及技術在水污染治理中的應用134
7.3沉澱的條件134
7.3.1沉澱的形成過程134
7.3.2晶形沉澱的沉澱條件135
7.3.3無定形沉澱的沉澱條件135
7.4重量分析計算及應用實例135
7.4.1換算因數135
7.4.2應用實例——水質中硫酸鹽的測定137
知識窗廢水的化學沉澱處理法137
本章小結138
思考與實踐139

8.物質的定量分析過程141
學習指南141
學習要求141
8.1試樣的采取與制備141
8.1.1組成比較均勻的試樣的采取和制備142
8.1.2組成很不均勻的試樣的采取和制備143
8.2試樣的分解144
8.2.1溶解法144
8.2.2熔融法146
8.2.3燒結法148
8.2.4試樣分解方法的選擇148
*8.3干擾組分的分離149
8.3.1沉澱分離法149
8.3.2萃取分離法152
8.3.3色譜分離法154
8.3.4離子交換分離法155
知識窗日常生活中的分離156
8.4分析結果準確度的保證和評價157
8.4.1概述157
8.4.2示例157
知識窗分離技術的發展趨勢158
本章小結158
思考與實踐159

9.化學分析實驗的基本操作技術161
實驗指南161
實驗要求161
9.1電子天平和稱量方法162
9.1.1電子天平的構造162
9.1.2電子天平的優點163
9.1.3電子天平的使用方法163
9.1.4稱量試樣的方法164
9.2滴定分析儀器及操作技術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容量儀器的校正170
9.3重量分析操作171
9.3.1沉澱171
9.3.2過濾和洗滌172
9.3.3烘幹和灼燒175
本章小結177
思考與實踐178

10.定量分析實驗180
實驗一電子天平稱量練習180
實驗二滴定分析儀器操作練習181
實驗三NaOH標準溶液的配制和標定182
實驗四HCl標準溶液的配制和標定183
實驗五混合堿中NaOH和Na2CO3含量的測定185
實驗六EDTA標準溶液的配制和標定186
實驗七水的總硬度的測定188
實驗八鉛鉍混合物中Pb2 、Bi3 含量的連續滴定189
實驗九高錳酸鉀標準溶液的配制和標定190
實驗十水樣中化學需氧量（COD）的測定（KMnO4法）192
實驗十一硫代硫酸鈉標準溶液的配制和標定193
實驗十二水中溶解氧（DO）的測定195
實驗十三碘標準溶液的配制和標定197
實驗十四果脯中二氧化硫的測定198
實驗十五硝酸銀標準溶液的制備和水中可溶性氯化物的測定199
實驗十六廢水中懸浮物的測定201
實驗十七水中SO2-4的測定202
實驗十八污水中油的測定203
*實驗十九食品添加劑冰乙酸中乙酸含量的測定204
*實驗二十水中CO2-3含量的測定205
*實驗二十一尿素中氮含量的測定206
*實驗二十二雙氧水含量的測定207
*實驗二十三鋁鹽中鋁含量的測定208
*實驗二十四氯化鋇中結晶水的測定209
*實驗二十五水中溶解性總固體（礦化度）的測定210
*實驗二十六水中化學需氧量（COD）的測定（重鉻酸鉀法）211

附錄213
附錄1弱酸、弱堿在水中的電離常數（２５℃）213
附錄2常用的緩衝溶液215
附錄3常用酸堿溶液的密度和濃度216
附錄4常用標準溶液的保存期限216
附錄5金屬離子與氨羧配位劑配合物的形成常數（18～25℃，I=0.1）216
附錄6氧化還原電對的標準電極電位及條件電極電位217
附錄7難溶化合物的溶度積（18～25℃，I＝0）219
附錄8常見化合物的摩爾質量M（g/mol）220
附錄9元素的原子量222
附錄10思考與實踐參考答案222

參考文獻223