电位分析试题.doc

一、选择题 使 pH 玻璃电极产生钠差现象是由于 ( 2 ) (1) 玻璃膜在强碱性溶液中被腐蚀 (2) 强碱溶液中 Na+ 浓度太高 (3) 强碱溶液中 OH- 中和了玻璃膜上的 H+ (4) 大量的 OH- 占据了膜上的交换点位 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（ 1 ） （1）KNO3 （2）KCl （3）KBr （4）KI 碘化银晶体膜电极在测定氰离子时，其电极电位（ 3 ） （1）随试液中银离子浓度的增高向负方向变化 （2）随试液中碘离子浓度的增高向正方向变化 （3）随试液中氰离子浓度的增高向负方向变化 （4）与试液中银离子浓度无关 下列说法中正确的是:晶体膜碘离子选择电极的电位 ( 1 ) (1) 随试液中银离子浓度的增高向正方向变化 (2) 随试液中碘离子浓度的增高向正方向变化 (3) 与试液中银离子的浓度无关 (4) 与试液中氰离子的浓度无关 晶体膜：AgI 在含有 Ag+、Ag(NH3)+ 和 Ag(NH3)2+ 的溶液中，用银离子选择电极，采用直接电位法测得的活度是 ( 1 ) (1) Ag+ (2) Ag(NH3)+ (3) Ag(NH3) (4) Ag + Ag(NH3)+ + Ag(NH3) pH 玻璃电极产生的不对称电位来源于 ( 1 ) (1) 内外玻璃膜表面特性不同 (2) 内外溶液中 H+ 浓度不同 (3) 内外溶液的 H+ 活度系数不同 (4) 内外参比电极不一样 pH玻璃电极在使用前一定要在水中浸泡几小时, 目的在于 ( 2 ) (1) 清洗电极 (2) 活化电极 (3) 校正电极 (4) 除去沾污的杂质 离子选择电极的电位选择性系数可用于 ( 2 ) (1) 估计电极的检测限 (2) 估计共存离子的干扰程度 (3) 校正方法误差 (4) 计算电极的响应斜率 pH玻璃电极产生酸误差的原因是（ 4 ） （1）玻璃电极在强酸溶液中被腐蚀 （2）H+度高，它占据了大量交换点位， pH值偏低 （3）H+与H2O形成H3O+，结果H+降低， pH增高 （4）在强酸溶液中水分子活度减小，使H+ 传递困难，pH增高 在实际测定溶液 pH 时, 都用标准缓冲溶液来校正电极, 目的是消除 ( 3 ) (1) 不对称电位 (2) 液接电位 (3) 不对称电位和液接电位 (4) 温度影响 Ag2S的AgX（XCl，Br，I）混合粉末压成片，构成的离子选择电极能响应的离子有（ 3 ） （1）卤素 和S2 （2）Ag （3）卤素，S2， Ag （4）S2 氟化镧单晶膜氟离子选择电极的膜电位的产生是由于 ( 2 ) (1) 氟离子在晶体膜表面氧化而传递电子 (2) 氟离子进入晶体膜表面的晶格缺陷而形成双电层结构 (3) 氟离子穿透晶体膜而使膜内外氟离子产生浓度差而形成双电层结构 (4) 氟离子在晶体膜表面进行离子交换和扩散而形成双电层结构 离子选择电极产生膜电位，是由于（ 3 ） （1）扩散电位的形成 （2）Donan电位的形成 （3）扩散电位和Donan电位的形成 （4）氧化还原反应Donnan电位，是指离子的扩散带有选择性，只有某些离子能通过界面，其结果造成电荷的分离，而形成的电位。库仑力的作用能改变离子通过界面的速度，形成稳定的电位差值 。 M1| M1n+| M2m+ | M2在上述电池的图解表示式中，规定左边的电极为( 4 ) (1) 正极 (2) 参比电极 (3) 阴极 (4) 阳极 玻璃电极的活化是为了（ 3 ） （1）清洗电极表面 （2）降低不对称电位 （3）更好地形成水化层 （4）降低液接电位 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( 4 ) (1) 3 (2) 5 (3) 7 (4) 9 电位法测定时，溶液搅拌的目的（ 1 ） （1）缩短电极建立电位平衡的时间 （2）加速离子的扩散，减小浓差极化 （3）让更多的离子到电极上进行氧化还原反应 （4）破坏双电层结构的建立 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 ( 2 ) (1) 0.002 倍 (2) 500 倍 (3) 2000 倍 (4) 5000 倍 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（ 1 ） （1）带电荷的化合物，能自由移动 （2）形成中性的化合物，故称中性载体 （3）带电荷的化合物，在有机相中不能自由移动 （4）形成中性化合物，溶于有机相，能自由移动 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： ( 3 ) (1) 曲线的最大斜率（最正值）点 (2) 曲线的最小斜率（最负值）点 (3) 曲线的斜率为零时的点 (4) DE /DV 为零时的点 卤化银粉末压片膜制成的电极对卤素离子能产生膜电位是由于（ 3 ） （1）卤素离子进入压片膜的晶格缺陷而形成双电层 （2）卤素离子在压片膜表面进行离子交换和扩散而形成双电层 （3）Ag+进入压片膜中晶格缺陷而形成双电层 （4）Ag+的还原而传递电子形成双电层 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 ( 4 ) (1) 体积要大，其浓度要高 (2) 体积要小，其浓度要低 (3) 体积要大，其浓度要低 (4) 体积要小，其浓度要高 离子选择电极内参比溶液的组成要考虑到（ 3 ） （1）有敏感膜响应的离子 （2）有能与内参比电极形成稳定电位的离子 （3）（1）和（2）都要考虑 （4）能导电的电解质溶液 关于氟电极的电位的下列说法中，正确的是 ( 4 ) (1) 随试液中氟离子浓度的增高向正方向变化 (2) 随试液中氟离子活度的增高向正方向变化 (3) 与试液中氢氧根离子的浓度无关 (4) 上述三种说法都不对 在直接电位法中的指示电极，其电位与被测离子的活度的关系为 ( 4 ) (1) 无关 (2) 成正比 (3) 与其对数成正比 (4) 符合能斯特公式二、填空题 离子选择电极电位测量的误差与浓度间关系可作式_相对误差Dc/ c100%4ZDE _表示, 电位滴定法测定浓度的误差比标准曲线法_小_。 在电位滴定中, 几种确定滴定终点的方法之间的关系是, 在EV图上的_拐点_就是其一次微商的_最高点_也是其二次微商_为零的点_。 离子选择电极的电位选择系数其数值与A,B离子的浓度和实验条件以及测定方法 有关, 因此, 不能直接用它的值作分析测定时的干扰_校正；_, 但可用它判断 离子选择电极在已知干扰离子存在时的_干扰程度。_。 在流动载体电极中, 响应离子的_迁移数_大, 电极的选择性好, 电活性物质在有机相和水相的_分配系数_决定电极的检出限, _分配系数_大, 检出限低。 用离子选择电极测定F-浓度时, 加入离子强度调节缓冲剂的目的是_恒定试液pH _、_恒定离子强度_和_排除Fe3+的干扰_。 在测定溶液的pH值时, 使用标准缓冲溶液来校准pH计, 其目的是校准_不对称_和_液接_电位对测定结果的影响。 气敏电极是一种气体传感器, 能用于测定溶液中_被测气体_的含量, 在电极构造上与一般电极不同, 它实际上是一个_电池_。 pH玻璃电极的膜电位的产生是由于 _氢离子在膜上的交换作用_ 作用. pH玻璃电极对某种离子有响应，可用 _离子交换的膜电位_ 理论来解释。液膜电极可分为_阳性、阴性和中性载体_ 等种。 氟化镧单晶膜氟离子选择电极的膜电位产生是由于_氟离子进入晶体表面的晶格缺陷面形成双电层结构_。 电位法测量常以_待测试液_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_电动势_。由pH玻璃电极和饱和甘汞电极组成的电池测量溶液的pH时, 电池的电动势由_氢离子对膜的响应_形成的膜电位, _玻璃内外膜的不对称_形成的不对称电位, _测量溶液和甘汞电极的饱和KCl溶液之间的_的液接电位以及饱和甘汞电极的电位组成。 液接电位的产生是由于_不同离子_经过两个溶液的界面时, 具有_不同的迁移数_而产生的电位。 pH玻璃电极测量溶液pH时, 碱差(或钠差)现象是指 pH值大于10的碱性溶液或（钠离子）浓度较高的溶液中，测得的pH值比实际数值偏低 的现象；酸差是指_测定强酸溶液，测得的pH值比实际数值偏高_的现象。 氟离子选择电极测定水中氟时, 使用了TISAB溶液, 它的各组分作用为: KNO3_离子强度调节液_HAc-NaAc_ pH缓冲液控制pH _, K3Cit(柠檬酸钾）_消除干扰_。 用NaOH滴定H2C2O4的滴定体系中,应选用 _玻璃电极_ 指示电极. 玻璃电极的膜电位与试液中 pH的关系的数学表达式为 _ Em = k + 0.0592 lg a = k - 0.0592 pH (25)_ 。 pH玻璃电极的钠差是由于 _溶液的pH大于10, 强碱溶液中Na+浓度太高_ 引起的误差. 氧化还原电位滴定法中常用的指示电极为_铂_ 电极. 用氟离子滴定铝离子时,应选用 _氟离子电极_ 指示电极. 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_小_, 浓度要_高_目的是_减小稀释效应_。 测定电位时，溶液搅拌速度应恒定，因为速度快慢会影响 电极的平衡时间 。 流动载体电极又称液膜电极, 它的载体是可流动的, 但不能离开膜, 而抗衡离子可以自由穿过膜,由带正电荷的载体制成_阴离子_流动载体电极, 带负电荷的制成_阳离子_流动载体电极, 不带电荷的制成_中性载体_流动载体电极。 电位分析中, 指示电极电位将随_随待测离子浓度的变化_而变化, 参比电极的电位不受_试液组成变化_的影响。 离子选择电极的电位选择性系数表示该电极对各种不同离子的_响应能力_, 因此, 它可以用来估计共存离子的_干扰程度_。 离子选择电极中, 晶体膜电极, 其膜电位的产生是由于溶液中待测离子_能扩散进入膜相的缺陷空穴_而膜相中的晶格缺陷上的离子_也能进入溶液相_, 因而在两相界面上建立双电层结构。 盐桥的作用是_降低液接电位_, 选择盐桥中电解质的条件_正负离子的迁移数比较接近_和_电解质浓度比较大_。三、计算题 将一玻璃膜钠离子选择电极和一饱和甘汞电极与一台 pH 计相联。当将电极浸在活度 a = 0.100mol/L 的 NaCl 溶液中时，测得电动势为 67.0 mV; 当将电极浸在相同活度的 KCl 溶液时，测得的电动势为 113.0mV，(饱和甘汞电极的电位为0.246V) (1) 试求选择性系数 (2) 若将电极浸在含 NaCl (a = 1.0010-3 mol/L) 和 KCl (a = 1.0010-2 mol/L) 的溶液中，测得的电动势将为何值。 答 (1) 67.010-3 = k- 0.05915 lg0.100 .(1) .(2) 由 (2) - (1) 得 得= 0.167 (2) E = 7.910-3 - 0.05915 lg(1.0010-3 + 1.0010-20.167) = 7.910-3 + 0.152 = 0.160 V 硫化银膜电极以银丝为内参比电极1.0103mol/L硝酸银为内参比溶液，计算它在 1.0104mol/LNa2S强碱性溶液中的电极电位，硫化银的Ksp61050， E A g/Ag0.7994 V，测量在25进行。 答： 0.059lg(2.44910-23)= -1.334 如果用溴离子选择电极测定pBr=3.0溴离子活度，其中pCl2.0，已知 试计算它将产生多大误差？答： 误差为6.0% 用pH=5.21的标准缓冲溶液，测得的电池 的电动势为0.209V。若用一未知液代替标准缓冲溶液，测得电动势为0.329V。试计算 未知液的pH值。答： 根据： 一电池可由以下几种物质组成：银电极，未知Ag+溶液，盐桥，饱和KCl溶液，Hg2Cl2，Hg。 （1）把上列材料排成电池。 （2）哪一电极是参比电极？哪一电极是指示电极？盐桥的作用是什么？盐桥内应充什么电解质？ （3）若银电极的电位比Hg的正，在25C测得该电池的电动势为0.300V，试求未知 溶液中Ag的浓度为多少？（E Ag+,Ag=0.7994）答： （1）电池： wz=未知。 （2）饱和甘汞电极是参比电极，Ag电极是指示电极。盐桥的作用是消去液接电位并构成通路，盐桥内可充KNO3、KCl等电解质，在这里应为前者。 （3） 当下列电池中的溶液是pH=3.54的缓冲溶液，在 25oC测得的电池电动势为0.203V。当缓冲溶液用未知液代替时，测得电动势为 0.312V。试计算未知液的pH值。答： 在100mLCa2溶液中添加0.100mol/LCa2标准溶液1.0mL后，电动势有4mV增加， 求原来溶液中的Ca2的浓度。（25oC）答： 用氟离子选择电极测定牙膏中的F含量，称取0.205g牙膏，并加入50mLTISAB试剂， 搅拌微沸冷却后移入100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，移取25.0mL于烧杯中测 其电位值为-0.155V，加入0.10mL，0.50mg/mL F标准溶液，测得电位值为-0.176V。 该离子选择电极的斜率为59.0mV/pF，氟的相对原子质量为19.00，计算牙膏中氟的 质量分数。答： 某钠离子选择电极其 = 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？ 答 pNa = 3 则 Na+ = 10-3 mol/L（因题目条件没有指明离子强度缓冲调节剂，故可以理解为浓度）这一浓度的 3% 为： Na+ = 10-33% = 310-5 mol/LNa+, H+ 同为一价离子，故 则 H+ = 10-6 molL-1 即 pH = 6 答 为使测量误差小于 3%， 试液之 pH 值必须大于 6。直接用公式H+/10-33% 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1.05mol/LF，pH7的试液 中，25oC时测量的电位值。答： 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。答： 把c看作常数k 玻璃电极的膜电阻为108，电极响应斜率为58mV/pH，测量时通过电池的回路电流 为11012A，试计算因电压降所产生的测量误差相当于多少pH单位？答： 四、问答题 请设计一个方法，用氟离子选择电极，电位法测定某试样的游离氟和氟含量？答： 氟含量可采用加入TISAB溶液的校准曲线法求得。 游离氟也可以用校准曲线法，但加入TISAB 时，不加入柠檬酸钾这类配合剂、释放剂，pH也维持原来的情况。 若用pH玻离电极与饱和甘汞电极组成电池, 其电池电动势E与溶液pH间的关系可表示成 E = b+0.059pH，试回答： (1) 写出该测量电池的表达式 (2) 用直读法测定时，要预先进行哪些调节？其目的何在？ 答 1. pH 玻璃电极 待测溶液 ( c = x ) 饱和甘汞电极。 2. 测量前必须进行“温度补偿”和“定位校准”。“温度补偿”调节的目的是校 准 Nernst 方程中的系数。 2.303 RT/ZF，使仪器读数的每一 pH 值相当于 59.2 mV。“定位校准”调节的目的是校准 Nernst 方程中的常数项 b(E ), 使仪器读数直接指示待测溶液中的 pH 值。 根据1976年IUPUC推荐，离子选择性电极可分为几类，并举例说明。4664 根据1976年IUPAC推荐，通常离子选择电极可以分为两大类：（1）原电极（2）敏化离子选择电极，它们又可分为若干种。例如用单晶膜的氟离子选择电极属原电极。 原电极：如Ag电极 为什么测量一电池的电动势不能用一般的电压表？应用什么方法测量之？ 答 电池的电动势是指电池没有电流通过时两端的端电压，当用一般的电压表来测量时，由于电池中有电流通过，而电池有内阻，这就产生电压降 (E - iR = U ) 此时用电压表测得的仅仅是端电压 U 。另外，由于电流通过电池，在电池两电极上发生电化学反应，产生极化现象，也将影响电动势的准确测量。 所以不能用一般的电压表来测量电池的电动势，而应用电位差计，利用补偿法原理 (使 i = 0 ) 来测之。 试总结在各种方式的电位滴定中各用到哪些指示电极？为什么？答 (1) 酸碱中和 玻璃电极 因为达计量点时, 氢离子浓度发生大幅度变化, 而玻璃电极能响应氢离子浓度的变化. (2) 氧化还原 t 电极 t 是一种性质稳定的惰性金属，本身并不参与反应，但它作为一个导体，是物质氧化态和还原态交换电子的场所，通过它可显示溶液中氧化还原体系的平衡电势。 (3) 配合滴定 根据不同的配合反应来选择电极，例如用 Hg(NO3)2滴定氰化物，生成 Hg(CN) 配离子，滴定过程中 Hg 的浓度发生变化，所以可用 Hg 电极作指示电极，此外也可用 pM 电极为指示电极。 (4) 沉淀滴定 - 根据不同的沉淀反应来选择，如用 AgNO3滴定 Cl-、Br-、I-时，可用银作指示电极。 现用氟离子选择电极法测定某试样中氟含量,在一般情况下，下列各离子 Cl-、Br-、I-、OH-、SO42-、HCO3-、Al3+ 、NO2-、Fe3+中哪些有干扰？若有干扰，简单说明产生干扰的原因。加入总离子强度调节剂 (TISAB) 的作用是什么？4115 答 OH-有干扰，因为 OH-与 F-的离子半径相近，所带电荷相同，因此能进入LaF3晶格参与 F-的响应。Al(III)、Fe(III) 也产生阳离子干扰，它们均能与 F-配合,降低了 F-的有效浓度。 TISAB 的作用是：1. 控制溶液的离子强度，维持活度系数恒定。 2. 掩蔽干扰离子。 3. 控制溶的 pH 值。 什么是扩散电位，它有没有稳定的值？4672 正、负离子由于扩散，自由通过界面的速度不同，引起电荷的分离，而产生的界面电位差，称为扩散电位。电荷的分离，库仑力的作用能改变离子通过界面的速度，形成稳定的电位差值 。 试举出两种常用的参比电极。写出半电池及电极电位表达式.4113 答 1. 甘汞电极 HgHg2Cl2, Cl-（饱和，1mol/L 或 0.1 mol/L