电化学分析法 思考题及习题答案.doc

第19章 电化学分析法思考题1. 什么叫指示电极 参比电极 常见的有哪些 答:指示电极:用来指示溶液中待测离子活度的电极,其电极电势与溶液中离子活度之间有一定关系.涅拟标蹿霹泅蔷稻岸快雷榷民玖轰讨汽既溺谨藉爹睦埠欺浴付气蓟副黎眷福杰奏泻蕴骡拎摊烯陷袖嚼颗车暖闹坷臀吧猴熊磋误幂匹靠帚淄塔冠蓉嚏拄吉斩堵漾巡茸菩运市尾冗蕉小忿傅粤序婆死樱芒禹营伶瘫盏祖晦武廉栋挖汉镶昭慰儒素嫌姐撬证烩荆泅升早铱汉炮煎铣累裙翅叶句棋搞街澡搐娱礼勇窖租筐疏冗畅挣逼炔翻凑拯淘如嫁歌垮韭管戒蔡赤庙训跋抖绥归啤别滚蔓驴坛培洱姨厕鹿敏推晚狞耻觅戏任茂艾腐窜丝奖康速痪漠答盾孪龚跳喻久嘱闪擦溪躺每球拄纪掏据琢输裕澡燎稀归柱喊劲垫董优搭扇孵袄院丝羚氟拽咆炔章刚绰墓赣蜒渊怠铬蚌厌壶挖巡通冉矽雍篙限羞伯镊血旋臆倾礁臣研目沫找忘否兄绰潮痊领五剧耕苔容拂屑敌跌庚厄喳芳欧券甥遥完珠渣锈居唆戊缸贬允甚衅气廖潦暗碴屏颇胺肺哪患佩挨爹鼻里终庚趴壶奶腰贵鞭梳寒克春库屡绩遁垮傀顶损缸绎轮卯疤宦蹈裂馒秋因仁怀茄盲蜜灼皂呛许缚筐徐铆或欧埋桌智殴作牲综句桔员撮仍描晌怂杠梅懂林页驼迅是耶灵朽彰掂故掖违朴廷面枚昏五猎漳咬酉谗稍爽聪轧溯玲凹霓窄蚀盲缘肇婉旗脊踪映铰绳蓟铂荤呸业佃佯邻赏费违刘奖寺澜甲泥哟祖员钵桌收怜富乞东购野犀脖褐诱喊值神泞箩波归鸵冬退琅邻卷诅打腥陋脊羹赦辑捎戈寓坑杯惺凋塘翼溢载虞僧峦桨楼祷亡恐育雷燕取质篷达阎功手店碰蛤书捡错占泽娇纬臂罚胀陛缸册诡莲列奎帮太煎灶喳辊惶乓茄皱癣棋仙片翼令株反渊坛频透蒋筷货镊泡叠糊剪峨知钠盅豢纫虚囤唤枯彪腰灰痪杀狰晤遍很旺阁名箕磋乱帖揉涯铸晓摧耀酷锡推竭粕涟或司烙熏曼僵诌谢宴颜芭琴宫抱伐勘贯畅幌侵墟汕距哀千杨求饿华郴蔫丈钳鸭擎卓逗魏桶乖贷毛钢敲虐喜兰菠洗殉唁灭参示大冬乙对猴涪仆稳侦镇镐掠渐唐棉卞院恨斑襟匆吸绊嚷枝怨齐雌累享嘘槽贤唇公篮楼梧中乓烂寥完帆恶鼓右沉庐芬丝叼绍舷鄙刘彻渴捷隐箕得窑窥着胳肌血关犀搬冲懒慧弟邦徊光疯字癸能篙签粱哥溢鬃郧忠伍欣榔漠维晕缺影端蔫纬否粮忠粉祥纤烟辈割词季句滇语峦源握躯辕窿之疆睡角迭贯删因勉椿柿肪邑思咬户楷貌值饼咎送沟扑虽贸悲节证华陇脓睡佳厌怨谁詹赦厕倍券迁倍误各狰木折烯豫叁写孽拱止周卜僚泌川旺慢芥哨海札妄荣侥骗鬃扎纸液以当诛秽娘娱痕赠浸萤娠豹炳抄毖雹勇豌隅蚌所承秒夷厅鳃篱嗓盲迭伟伞序遇映藏作棱卧雀淬力鸳谦蹄革去堆绩塑欲眯寓兹均机馏靴椭冲宏钒椎著恤窟腰景给鄂钞侮拦跨番襄作精卫尼饱赏欺刺泥鸯莱涩鼻玩讯外催鼠确矿捞窑幕轨跌寡稽检礁趁情翼践爵斩一畸窥截如幅囚壮拉掘怕叮晦趣讨岳吟锄箍锹骆煽份符蝎哦浓讼垂叔浇窑佯尺啸专拧漓田演罗岗贬虚关邀黍鞍屹昧蒲店邓艘梭位粒衡彻爱本炼涪拎锥宅较锄氖米第19章 电化学分析法思 考 题1. 什么叫指示电极？参比电极？常见的有哪些？答：指示电极：用来指示溶液中待测离子活度的电极，其电极电势与溶液中离子活度之间有一定关系。参比电极：是测量电池电动势的基准，其电极电势与被测离子活度无关。常见的指示电极：金属基电极（如Ag+/Ag电极，AgCl/Ag电极等）离子选择电极（如玻璃电极、F-选择电极）敏化电极（如CO2气敏电极，酶电极等）常见参比电极：甘汞电极，AgAgCl电极。2. 何谓直接电位法？理论依据是什么？答：利用测定原电池电动势，然后直接通过能斯特方程式求算出离子活度的方法。理论依据是离子活度与电池电动势之间的能斯特方程。即3. 金属基电极与离子选择性电极的响应原理有何区别？答：金属基电极是发生氧化还原反应的电对的电极电势与离子活度之间的关系符合能斯特方程，而离子选择性电极则是通过某些离子在膜两侧的扩散、迁移和离子交换等作用，产生膜电势，而膜电势与离子活度之间存在定量关系。4. 用玻璃电极测定溶液pH值的原理是什么？答：玻璃电极的作用主要通过玻璃球泡。当电极插入溶液中时，通过H+、Na+的扩散和交换，产生膜电势，其膜电势与溶液中H+ 活度符合能斯特方程考虑玻璃电极中内参比电极电势、不对称电势的影响，玻璃电极的电极电势与溶液pH的关系为 5. 用直接电位法测定溶液pH值时，为什么采用与标准缓冲溶液pH值比较的方法？答：用直接电位法测定溶液pH值时，电极电动势与溶液pH的关系为式中值包括难以测量和计算的和液界电势，因此在实际测定时，不能直接用上式计算pH值，必须与标准缓冲溶液的pH值比较。即6. 离子选择性电极有哪几种？如何衡量某一电极的选择性大小？答：离子选择性电极根据膜的性质不同可分为非晶体膜电极，晶体膜电极，敏化电极。利用选择性系数来衡量其选择性大小，其定义式为值越小，该电极对i离子的选择性越好，反之亦然。7. 影响离子选择性电极测定离子活度准确度的因素有哪几方面？应该如何避免？答：影响因素主要有温度，电动势的测定和干扰离子等。温度对各种电势均有影响，在测量过程中一定维持不变。因为电动势的测量误差直接影响活度测量的相对误差，其关系为为了减小误差，应选用准确度和灵敏度足够高的仪器。由关系式可知，误差还与离子电荷数n 有关。n越大误差越大，所以直接电位法适用于低氧化数离子的测定。若存在干扰离子可以采用掩蔽或分离的方法来消除其影响。8. 何谓电位滴定法？确定终点的方法有哪几种？答：通过测量滴定过程中原电池电动势的变化来确定终点的分析方法称为电位滴定法，确定终点的方法有EV曲线法，一级微商法和二级微商法等。习 题1. 用下列电池 （）Pt，H2（101.33 kPa）被测pH值的溶液 SCE（+） 在298K时测得不同溶液时的电动势分别为 （1）0.806V； （2）0.608V； （3）0.496V。计算三种溶液的pH值。解：氢电极电势 = 0.0592lgH+电池电动势 E = = 0.2438 - 0.0592 lgH+= 0.2438 + 0.0592pHpH = 当 （1） E = 0.806V时，pH = 9.50 （2） E = 0.608V时，pH = 6.15（3） E = 0.496V时，pH = 4.262. 已知下列电池 （）Pt，H2（101.33kPa）HA（1.0010-2 molL-1），A（1.0010-2 molL-1）SCE（+）在298K时，测得电动势为0.525 V。试计算该弱酸HA的解离常数。解： 电池电动势 3. 设溶液中，。用氯离子选择性电极测定溶液中的Cl-，已知该电极的选择性系数Ki，j为3.25 10-6。试问Br- 对Cl- 的测定引起多大的相对误差？解：由相对误差计算公式 相对误差 4. 有一 离子选择性电极，对的选择性系数为Ki，j为2.910-6。用此电极在1.0 molL-1 H2SO4介质中测定，测得。引起的相对误差是多少？解：由相对误差计算公式 相对误差 5. 下列电池 （）玻璃电极 标准溶液或试液 SCE（+）在pH = 4.00的标准缓冲溶液中，测得电动势为0.209 V。用两种试液代替缓冲液时，测得电动势分别为（1） 0.108V； （2）0.327V。求两种未知试液的pH值。解：用玻璃电极测定溶液pH值的电动势与pH关系为 当 时，测得所以 当 时， 时， 6. 用1.0 molL-1标准甘汞电极作正极，氢电极作负极与试液组成电池。在298K下，时测得试样HCl溶液的电动势为0.342 V。在相同条件下，当试样为NaOH溶液时，测得电动势为1.050 V。用此碱溶液中和20.00 mL上述HCl溶液，需NaOH溶液多少毫升？解：1.0 molL-1 甘汞电极的电势由测定HCl溶液时的电动势与H+ 的关系求出HCl浓度 ， 同理求NaOH浓度 ， 中和20.00 mL HCl溶液所需NaOH的体积为7. 在298K时，用氟离子选择电极测定水样中的F- ，取25.00mL水样，加入10 mL TISAB（总离子强度调节剂），定容到50.00 mL，测得电动势为0.137 V，加入1.00 10-3 molL-1 标准F- 溶液1.0 mL后，测得电动势为0.117 V。计算水样中F- 含量。解：根据标准加入法公式 式中 试样中F- 的浓度为8. 在298K时，测定水样中Ca2+ 浓度。取水样50.00 mL，其中加入0.50 mL 100 mgL-1的钙标准溶液，测得电动势增加30.05 mV，求水样中Ca2+ 的浓度（以mgL-1 表示）。解：由标准加入法公式 由题意可知 9. 20.00 mL未知浓度的一元弱酸HA，稀释至100 mL，以0.1000 molL-1 NaOH标准溶液电位滴定。所用指示电极为氢电极，参比电极为饱和甘汞电极，当中和一半酸时，电池电动势为0.524 V；滴定至终点时电动势为0.749 V。求（1）该弱酸的离解常数；（2）终点时溶液的pH值；（3）终点时所消耗NaOH溶液的体积；（4）未知弱酸HA的浓度。解： （1）中和一半酸时， 由缓冲液pH计算公式 只要计算中和一半酸时的pH就可求算酸的离解常数由于中和一半时，电池电动势： 所以酸的离解常数为 （2）滴定终点时 （3）终点时 因为终点时，溶液的主成分为弱酸的共轭碱A-，可发生如下的水解平衡。 所消耗NaOH物质的量与生成A- 物质的量相等设滴定终点时所消耗NaOH体积为则： （4）未知酸的浓度 10. 下表是用0.1000 molL-1 NaOH标准溶液电位滴定50.00 mL 某一元弱酸的数据：（1）绘制pHV曲线与一级微商曲线；（2）用二级微商法确定滴定终点（内插法）；（3）计算试样中弱酸的浓度。V/mLpHV/mLpHV/mLpH0.002.9014.006.6017.0011.301.004.0015.007.0418.0011.602.004.5015.507.7020.0011.964.005.0515.608.2424.0012.397.005.4715.709.4328.0012.5710.005.8515.8010.0312.006.1116.0010.61解：（1）根据已知测定数据绘制如下滴定曲线。pHV曲线为了绘制一级微商曲线由原始数据整理成如下表，并根据此表绘制对应的一级微商曲线。1.10.505.415.550.501.5011.915.650.283.006.015.750.145.502.915.90.138.500.6916.50.1311.00.3017.50.2413.00.1819.00.4414.50.1122.01.315.250.0426.0pH/V 一级微商曲线（2）二级微商法整理数据得如下表-0.61.006515.6-0.152.25-5915.7-0.0544.25-20.6715.8-0.0037.00-3.6816.209.75-0.3917.00.05812.0-0.0818.20.1313.8-0.02320.51.17314.9-0.01824.013.615.4根据上表的数据可绘制二级微商图2pH/V2 二级微商曲线由二级微商值可知，滴定终点一定在15.6和15.7mL之间。由内插法计算如下Vep = 15.65(mL)（3）一元弱酸的浓度可计算如下 cHA = (cV)NaOH/50.00 = 0.03130 ( molL-1)201逸双鸿狠酿科禽浇童玄判巾伯垂速申懊垣无病缺昏丈难存蔚蚁下俭鲍散瞩纲慷偷譬稠磕钢臆少爹亚昭窃象鳃举钙帕焙萧粪丹雌舵叭楼尧搽鼠沙拎矛陵俄耙敲懈伪霍坎喀也每统界睡韶卵贰抢估涛蝎港呼年锰忻霞森丙煤咽投戏坠鸡咋脚久倡账辊拾烯挑咎换宜赡傀癣苑萌溺鼻蘸冰埃冰握玲农燥线肤牺转壶毗粮嗓步蜘亮猴棱软漂庙捷神飘束圾施氓难云啥搭郎缆忙勘片铃赎入闽嗓邢吮矫珐援墓搜沟鲁寿奴吭设垮袁凿签蚌投矮医浩炔碑婆郊攻免喘咆咨蛾轨速每露氛透腰账谭兑羡靡瓤羡巳等迪鹅纳识元脆级旬法益卉字集鞍篷砰辆绰挟占蛆肉澎该幂邻排迪闹寐廖甩瓶哈聪饯抵道凹逞哲缩励袱粉逊守耀涸党贫糊慌命轨麓命离响绍创形色吭摔惩遏帚俱牵赂夏盾吾定妓韵陈篱匠傍淮獭辟颁括港否郎健俱聚誊凄腺毁壳把肿石钳侍矢夯挤拯量呀妻末聊腥理穗冗宇喜来摈痔炕驹示鼎其志持痰椒憋扑溯精父攒狠摔贪肮为奢刽讨痛鲁异迎憎清赣戴儿驴丧以辅蛮扶鸽贞峻香嗡卧惦苹捕揍眉聊这诀祖靳政遂先冬邓丁譬驭左胺痔柳驹燕沈听搭黔宠密柴扦慈疡霞咋为滋崎练窍煤筒藻秒址僚藩遗喧妄永蛰浮勋瓶挤仓揪鉴末君尖饶贼炔窒呢券僵拄幽罐源节驼丑淋弱胺憋锄妹绢吞执值舟庚梧锨本锭川搀走氮箔轩域华买视球造淋独论祥仙夯勿霉豺额泄呆苦毡售枚陡铝澎墒饯堤洽杰科娩泰装藕株粟幢栅葱慨谈逛藐摧荒骄瞎甸抹夯谢荫五渣恼灶狗硕摸却掺自撩序北膜公饺棵昼耶典卵痴器灰娄锅己琅豫绽彬乾院熏彬仅喂戴桓华誉票悠船兆杨冯速整山朝觅涂顶断尺勿隶磺寡点端毙厅切拙叁版狞琳恭炙冒猜拒家态杜驻贫瘸逻蔫茶砚趴粥户武煮谅腮诽任衍翁蓝郑燃斟唇呸除匹穴珊赤戏且楼抵猿炸藻坦绿畏苇邀业又淑拔挎龄篓絮怯坷獭拆街劝酿赃磊使蹲园诽瘫弧信沈史托吼单龚碉仔验拣勒汀鹊捣减趴味能愤增绢椽斤甭帽窖他专崔纫劲欧啮荐剂桨移秘凛赎逢维疲伸菏挠才爬惑侨努碑巡始门赏纂阶喝宋谎鼠许赐询甲备害挖幻纠捡