仪器分析电位分析篇试题及答案.pdf

电位分析法 一、计算题 1.在 -0.96V(vs SCE)时，硝基苯在汞阴极上发生如下反应： C6H5NO2 + 4H+ 4e- C6H5NHOH + H2O 把 210mg含有硝基苯的有机试样溶解在 100mL甲醇中，电解 30min后反 应完成。从电子库仑计上测得电量为 26.7C，计算试样中硝基苯的质量 分数为多少？ 2.将氯离子选择性电极和饱和甘汞电极接成如下电池： SCE|Cl-(X mol/L) ISE 试推导标准加入法测定氯离子的计算公式。 3.氟离子选择电极的内参比电极为AgAgCl，E A g/AgCl=0.2223V。内 参比溶液为 0.10mol/LNaCl和1.0103mol/LNaF，计算它在1.0 5mol/LF，pH7的试液 中，25oC时测量的电位值。 4.由Cl-浓度为 1mol/L的甘汞电极和氢电极组成一电对，浸入 100mL HCl试液中。已知摩尔甘汞电极作阴极，电极电位为 0.28V，Eq (H+/ H2)= 0.00V，氢气分压为 101325Pa。Ar(H) = 1.008，Ar(Cl) = 35.4 该电池电动势为0.40V。 (1)用电池组成符号表示电池的组成形式 (2)计算试液含有多少克 HCl 5.Ca2选择电极为负极与另一参比电极组成电池，测得0.010mol/L的 Ca2溶液的电动势为0.250V，同样情况下，测得未知钙离子溶液电动势 为0.271V。两种溶液的离子强度相同，计算求未知Ca2溶液的浓度。 6.流动载体钾电极与饱和甘汞电极组成测量电池，以醋酸锂为盐桥，在 1.0102mol/L氯化钠溶液中测得电池 电动势为60.0mV（钾电极为负 极），在1.0102 mol/L氯化钾溶液中测得电池电动势为90.8mV（钾 电极为正极），钾电极的响应斜率为 55.0mV/pK。计算 值。 7.在干净的烧杯中准确加入试液50.0mL，用铜离子选择电极（为正极） 和另一个参比电极组成测量电池，测得其电动势 Ex-0.0225V。然后 向试液中加入0.10mol/LCu2的标准溶液0.50mL（搅拌均匀），测得电 动势E-0.0145V。计算原试液中Cu2的浓度。（25oC） 8.某钠离子选择电极，其 ，如用它来测定pNa3的溶液，要求误差小于5，试液的pH值应如 何控制？ 二、填空题 9.需要消耗外电源的电能才能产生电流而促使化学反应进行的装置 _。凡 发生还原反应的电极称为_极,按照习 惯的写法,电池符号的左边发生 _反应,电池的电动势等 于_。 10.电位法测量常以_作为电池的电解质溶液,浸入 两个电极,一个是 指示电极,另一个是参比电极,在零电流条件下,测 量所组成的原电池_。 三、选择题 11.在直接电位法分析中，指示电极的电极电位与被测离子活度的关系 为 A与其对数成正比； B与其成正比；C.与其对数成反比； D.符合能 斯特方程式； 12.氟化镧单晶氟离子选择电极膜电位的产生是由于： A 氟离子在膜表面的氧化层传递电子； B 氟离子进入晶体膜表 面的晶格缺陷而形成双电层结构； C 氟离子穿越膜而使膜内外溶液产生浓度差而形成双电层结构； D 氟离子在膜表面进行离子交换和扩散而形成双电层结构。 13.产生pH玻璃电极不对称电位的主要原因是： A玻璃膜内外表面的结构与特性差异；B玻璃膜内外溶液中H+浓度不 同； C.玻璃膜内外参比电极不同；D.玻璃膜内外溶液中H+活度不同； 14.单点定位法测定溶液pH值时，用标准pH缓冲溶液校正pH玻璃电极的 主要目的是： A为了校正电极的不对称电位和液接电位； B为了校正电极的不 对称电位； C为了校正液接电位；D.为了校正温度的影响。 15.当pH玻璃电极测量超出企使用的pH范围的溶液时，测量值将发生“酸 差“和“碱差“。 “酸差“和“碱差“使得测量pH值值将是： A.偏高和偏高； B.偏低和偏低 C.偏高和偏低； D.偏低和偏高 16.在含有 的 溶液中，用银离子选择电极直接电位法测得的离子活度为: A. 的总浓度； B游离 的活度； C.游离 的活度； D.游离 的活度。 17. K选择电极对Mg2的选择系数 。当用该电极测定浓度为 和 的溶液时，由于 引起的 测定误差为： A B. 134% C. 1.8 D. 3.6% 18.玻璃膜 选择电极对 的电位选择系数 ，该电极用于测定 的 时，要满足测定的现对误差小于1%，则应控制溶液的pH：A.大于7 B.大于8 C.大于9 D.大于10 19.电池： ，测得电动势为0.367V。用一未知 溶液代替上述的已知 溶液，测得电动势为0.425V。若电极的响应斜率为0.058/z。则未知 溶液的pMg值为： A5.50 B. 5.00 C. 4.50 D. 4.00 20. 电池组成为 ，移取未知 试液25.00ml，加入TISAB25.00mL，测得电动势为316.2mV。向上述测量 溶液中加入2.50mL， 的 标准溶液。得到电动势为374.7mV，若电极的响应斜率为58.5mV/pCl-则 未知试液中的 的浓度应为： A. ； B. ； C. ； D. 电位分析法答案 一、计算题 1.答 (1)求出含硝基苯的有机试样中硝基苯的量 m = QM/nF = 26.7123.0/496487 = 8.52110-3 g (2) W(C6H5NO2) =( 8.521/210 ) = 0.0405 2. 答设待测试液体积为 Vx ，浓度为 cx，测得电位为 E1；加入浓度 cs 体积为 Vs 的标准溶液，又测得电位为 E2。 由题可知: E 1 = b - Slgfcx (1) Vscs + Vxcx E 2 = b - Slgf (2) Vs + Vx f(Vscs + Vxcx) 式 (1) - (2)得 E1 - E 2 = Slg f ( Vs + Vx)cx 假定 f = f，则 Vscs cx = ( Vs + Vx)10 - Vx 当 Vx Vs 时 3. 答 4. 答 1. PtH2 ( 101325Pa ) , HCl (x mol/L) KCl ( 1 mol/L ) , Hg2Cl2Hg 2. E = E (右) - E (左) = E (NCE) - E (H+/H2) (H+/H2) = E(NCE) - E = - 0.12 = E (H+/H2) + 0.0592lg(H+/pH2) = 0.0592lgH+ lgH+ = - 0.12/0.0592 = - 2.0 , H+ = 1.010-2 mol/L 含 HCl的质量 m= 3.7 g 3. 答 6. 答 7. 答 8. pH应控制在大于6。 二、填空题 9. 电解池； 阴； 氧化； E阴E阳。 10. 待测试液； 电动势 。 三、选择题 11：(D)、12：(B)、13：(A)、14：(A)、15：（C）16：(B)、17： (C)、18：(C)、19：(B)、20：（D 电位分析 一、填空题 1.正负离子都可以由扩散通过界面的电位称为_, 它没有_ 性和_性, 而渗透膜, 只能让某种离子通过, 造成相界面上电荷分 布不均, 产生双电层，形成_电位。 2. 用氟离子选择电极的标准曲线法测定试液中F-浓度时, 对较复杂的 试液需要加入_试剂, 其目的有第一_;第二 _;第三_。 3. 用直读法测定试液的pH值, 其操作定义可用式 _来表示。用pH玻璃电极测定酸度时, 测定强酸 溶液时, 测得的pH比实际数值_, 这种现象称为 _。测定 强碱时, 测得的pH值比实际数值_, 这种现象称为_。 4. 由LaF3单晶片制成的氟离子选择电极, 晶体中_是电荷的传 递者, _是固定在膜相中不参与电荷的传递, 内参比电极是 _, 内参比电极由_组成。 5. 在电化学分析方法中, 由于测量电池的参数不同而分成各种方法:测 量电动势为_;测量电流随电压变化的是_,其中若使用_ 电极的则称为_; 测量电阻的方法称为_;测量电量的方 法称为_。 6. 电位法测量常以_作为电池的电解质溶液, 浸 入两个电极, 一个是指示电极, 另一个是参比电极, 在零电流条件下, 测量所组成的原电池_。 7. 离子选择电极的选择性系数KA,B表明_离子选择电极抗 _离子干扰的能力。系数越小表明 _。 8. 离子选择电极用标准加入法进行定量分析时, 对加入的标准溶液要 求体积要_，浓度要_，目的是_。 二、选择题 1. 用银离子选择电极作指示电极，电位滴定测定牛奶中氯离子含量 时，如以饱和甘汞电极作为参比电极，双盐桥应选用的溶液为（ ） A KNO3 B KCl C KBr D KI 2. pH 玻璃电极产生的不对称电位来源于 ( ) A内外玻璃膜表面特性不同 B 内外溶液中 H+ 浓度不同 C 内外溶液的 H+ 活度系数不同 D 内外参比电极不一样 3. M1| M1n+| M2m+ | M2在上述电池的图解表示式中，规定左边的电极 为( ) A正极 B 参比电极 C 阴极 D 阳极 4. 用离子选择电极标准加入法进行定量分析时，对加入标准溶液的要 求为 ( ) A体积要大，其浓度要高 B 体积要小，其浓度要低 C 体积要 大，其浓度要低 D 体积要小，其浓度要高 5.离子选择电极的电位选择性系数可用于 ( ) A估计电极的检测限 B 估计共存离子的干扰程度C 校正方法误 差 D 计算电极的响应斜率 6. 用氯化银晶体膜离子选择电极测定氯离子时，如以饱和甘汞电极作 为参比电极，应选用的盐桥为： ( )A KNO3 B KCl C KBr D KI 7. 中性载体电极与带电荷流动载体电极在形式及构造上完全相同。它 们的液态载体都是可以自由移动的。它与被测离子结合以后，形成 （ ） A带电荷的化合物，能自由移动 B形成中性的化合物，故称中性载体 C带电荷的化合物，在有机相中不能自由移动 D形成中性化合物，溶于 有机相，能自由移动 8. pH玻璃电极产生酸误差的原因是 （ ） A玻璃电极在强酸溶液中被腐蚀 B H+度高，它占据了大量交换点位， pH值偏低 C H+与H2O形成H3O+，结果H+降低， pH增高 D在强酸溶液中水分子活度 减小，使H+传递困难，pH增高 9. 玻璃膜钠离子选择电极对氢离子的电位选择性系数为 100，当钠电 极用于测定110-5mol/L Na+时，要满足测定的相对误差小于 1%，则试 液的 pH 应当控制在大于( )A 3 B 5 C 7 D 9 10. 玻璃膜钠离子选择电极对钾离子的电位选择性系数为 0.002，这意 味着电极对钠离子的敏感为钾离子的倍数是 ( )A 0.002 倍 B 500 倍 C 2000 倍 D 5000 倍 11. 钾离子选择电极的选择性系数为 ，当用该电极测浓度为1.010-5mol/L K+，浓度为 1.010-2mol/L Mg 溶液时，由 Mg引起的 K+测定误差为( ) A 0.00018% B 134% C 1.8% D 3.6% 12. 碘化银晶体膜电极在测定氰离子时，其电极电位（ ） A随试液中银离子浓度的增高向负方向变化 B随试液中碘离子浓度的增高向正方向变化 C随试液中氰离子浓度的增高向负方向变化 D与试液中银离子浓度无关 13. 在电位滴定中，以 DE/DVV（j为电位，V 为滴定剂体积）作图绘 制滴定曲线, 滴定终点为： ( ) A曲线的最大斜率（最正值）点B 曲线的最小斜率（最负值）点 C 曲线的斜率为零时的点 D DE /DV 为零时的点 14. pH玻璃电极在使用前一定要在水中浸泡几小时, 目的在于 ( ) A清洗电极 B 活化电极 C 校正电极 D 除去沾污的杂质 15. 离子选择电极的电位选择性系数可用于 ( ) A估计电极的检测限 B 估计共存离子的干扰程度 C 校正方法误差 D 计算电极的响应斜率 三、简答题 1. 请画图说明氟离子选择性电极的结构，并说明这种电极薄膜的化学 组成是什么?写出测定时氟离子选择电极与参比电极构成电池的表达式 及其电池电动势的表达式。 2. 简单说明电位法中标准加入法的特点和适用范围？ 3. 简述玻璃膜电极产生不对称电位的因素？ 四、计算题 1.用氟离子选择电极测定某一含F的试样溶液50.0mL，测得其电位为 86.5mV。加入5.00102mol/L氟标准溶液0.50mL后测得其电位为 68.0mV。已知该电极的实际斜率为 59.0mV/pF，试求试样溶液中F的 含量为多少（mol/L）？ 2. 氟离子选择电极的内参比电极为AgAgCl，E A g/AgCl=0.2223V。 内参比溶液为0.10mol/LNaCl和1.0103mol/LNaF，计算它在1.0 5mol/LF，pH7的试液中，25oC时测量的电位值。 3. 用 pH 玻璃电极测定 pH = 5.0 的溶液，其电极电位为+0.0435V； 测定另一未知试液时电极电位则为+0.0145V，电极的响应斜率每 pH 改 变为 58.0mV，求此未知液的 pH值。 4. 某钠离子选择性电极其选择性系数约为30，如用该电极测 pNa = 3 的钠离子溶液，并要求浓度测定误差小于3%，则试液的pH 值必须大于 多少？ 电位分析法习题参考答案 一、填空题 1. 扩散电位； 强制； 选择； Donnan。 2. 总离子强度调节剂（TISAB）； 维持试样与标准试液有恒定的离子活度； 使试液在离子选择电极适合的pH范围内，避免H或OH干扰； 使被测离子释放成为可检测的游离离子。 3. ； 偏高； 酸差； 偏低； 碱差或钠差。 4. F； La3； Ag|AgCl； 0.1mol/LNaCl和0.1mol/LNaF溶 液。 5. 电位分析法； 伏安法；滴汞；极谱法； 电导分析法；库仑分 析法。 6待测试液；电动势 。 7. A；B；抗干扰的能力越强。 8. 小；高；减小稀释效应。 二、选择题 1.A 2. A 3. D 4. D 5. B 6.A 7. A 8. D 9. D 10 B11. C 12. C 13. C 14. B 15.B 三、简答题 1. 氟离子选择电极示意于图。 电极薄膜是 LaF3单晶掺杂 0.5 % EuF2，以增加导电性。 测定时组成的电池为： AgAgCl,Cl-,F-(恒定)LaF3F-(试液)| SCE E = - E (Ag/AgCl) + -（RT/F）ln a ) = 常数 + （RT/F）ln aF- 2. 标准加入法是通过测量已知体积的试液和加入量较少但定量的标准 溶液后的试液。它们具有相近的总离子强度和活度系数，将测量值根据 电位与浓度的基本公式计算，求得含量。它适用于组成较为复杂，份数 不多的试样分析。 3. 不对称电位是玻璃模内外物理化学性质不同引起的，如： 半径不同，内外表面应力不同； 内外表面化学腐蚀与沾污不同； 内外膜浸泡水的时间不等，吸水量不同也会造成差异。 四、计算题 1. 根据标准加入法公式： 2 3. E = E - 0.058 pH + 0.0435 = E - 0.0585 (1) + 0.0145 = E - 0.058 pH (2) 解 (1) 和 (2) 式 则 pH = 5.5 4. pNa = 3 则 Na+ = 10-3 mol/L 这一浓度的 3% 为： Na+ = 10-33% = 310-5 mol/L Na+, H+ 同为一价离子，故 则 H+ = 10-6 molL-1 即 pH = 6 为使测量误差小于 3%， 试液之 pH 值必须大于 6。 电位分析法习题 一、判断题： 1.参比电极的电极电位是随着待测离子的活度的变化而变化的。( ) 2.玻璃电极的优点之一是电极不易与杂质作用而中毒。( ) 3.pH玻璃电极的膜电位是由于离子的交换和扩散而产生的，与电子得失无关。( ) 4.电极电位随被测离子活度的变化而变化的电极称为参比电极。( ) 5.强碱性溶液(pH9)中使用pH玻璃电极测定pH值，则测得pH值偏低。( ) 6.pH玻璃电极可应用于具有氧化性或还原性的溶液中测定pH值。( ) 7.指示电极的电极电位是恒定不变的。( ) 8.原电池的电动势与溶液pH的关系为E =K+0.0592pH，但实际上用pH计测定溶液的pH值时并 不用计算K值。( ) 9.普通玻璃电极不宜测定pH1的溶液的pH值，主要原因是玻璃电极的内阻太大。( ) 10.AgAgCl电极常用作玻璃电极的内参比电极。( ) 11.用玻璃电极测定溶液的pH值须用电子放大器。( ) 12.在直接电位法中，可测得一个电极的绝对电位。( ) 13.酸度计是专门为应用玻璃电极测定pH值而设计的一种电子仪器。( ) 14.普通玻璃电极应用在pH11的溶液中测定pH值，结果偏高。( ) 15.用玻璃电极测定pH1的酸性溶液的pH值时，结果往往偏高。( ) 16.pH玻璃电极的膜电位的产生是由于电子的得失与转移的结果。( ) 17.指示电极的电极电位随溶液中有关离子的浓度变化而变化，且响应快。( ) 18.25C时，甘汞电极的电极电位为 = (Hg2Cl2Hg)0.059lga(Cl-)。( ) 二、选择题： 19.膜电位产生的原因是( )。 A、电子得失 B、离子的交换和扩散 C、吸附作用 D、电离作用 20.为使pH玻璃电极对H+响应灵敏，pH玻璃电极在使用前应在( )浸泡24小时以上。 A、自来水中 B、稀碱中 C、纯水中 D、标准缓冲溶液中 21.将pH玻璃电极(负极)与饱和甘汞电极组成电池，当标准溶液pH=4.0时，测得电池的电动势 为0.14V；将标准溶液换作未知溶液时，测得电动势为0.02V，则未知液的pH值为( )。 A、7.6 B、6.7 C、5.3 D、3.5 22.用玻璃电极测定pH10的碱液的pH值时，结果( )。 A、偏高 B、偏低 C、误差最小 D、不能确定 23.用普通玻璃电极测定pH10的溶液时，结果pH值( )。 A、正常 B、有较大的正误差或负误差 C、偏高 D、偏低 27.25时，以玻璃电极为正极测定pH=4.00的溶液电动势为0.209V，若测定试液，电动势增 加0.103V，则试液的pH值为( )。 A、2.25 B、3.75 C、6.25 D、5.75 28.下列关于玻璃电极的叙述中，不正确的是( )。 A、未经充分浸泡的电极对H+不敏感 B、经充分浸泡的电极，不对称电位值趋向稳定 C、膜电位是通过H+在膜表面发生电子转移产生的 D、玻璃电极不易中毒 29.下列关于玻璃电极的叙述