试题解答3(电解分析与库仑分析).doc

第三章 电解分析与库仑分析思考与习题 1计算0.1mol.L-1硝酸银在pH=1的溶液中的分解电压。Ag=0, O2= +0.40V。解答：2在电解中，如阴极析出电位为+0.281V，阳极析出电位为+1.513V，电解池的电 阻为1.5。欲使 500mA的电流通过电解池，应施加多大的外加电压？ 解答：3电解硝酸铜时，溶液中其起始浓度为0.5mol.L-1，电解结束时降低到10-6 molL-1。 试计算在电解过程中阴极电位的变化值。 解答：如果不考虑则：Cu2+开始析出时：4在1mol.L-1硝酸介质中，电解 0.1mol.L-1Pb2以PbO2析出时，如以电解至尚留 下0.01%视为已电解完全，此时工作电极电位的变化值为多大？ 解答：阳极反应：Pb2+ + 2H2O = PbO2 + 4H+ + 2e阴极反应：2H+ + 2e = H2 开始析出时阳极电位：5用电重量法测定铜合金（含Cu约80%, 含Pb约5%）中的铜和铅。取试样1g， 用硝酸溶解后，稀释至100mL，调整硝酸浓度为1.0mol.L-1。电解时，Cu2+在阴 极上以金属Cu形式析出，Pb2+在阳极上以PbO2形式析出，试计算此溶液的分 解电压。解答：MPb=207. 2 MCu=63. 5阳极反应：Pb2+ + 2 H2O = PbO2 + 4H+ + 4e阴极可能反应：Cu2+ +2e = Cu6电解0.01mol.L-1硫酸锌溶液。试问：在1mol.L-1硫酸溶液中，金属Zn是否能在 铂阴极上析出？如溶液的pH为6，能否析出？（在锌电极上，H2=0.7V。） 解答：7用镀铜的铂网电极作阴极，电解0.01mol.L-1Zn2+溶液，试计算金属锌析出的最 低pH值，在铜电极上H2=-0.4V。 解答：8用汞阴极恒电流电解pH为1的Zn2+溶液，在汞电极上，H2=-1.0V。试计算在 氢析出前，试液中残留的Zn2+浓度。 解答：9在1mol.L-1硫酸介质中，电解1mol.L-1硫酸锌与1mol.L-1硫酸镉混合溶液，试问： （1）电解时，锌与镉何者先析出？ （2）能不能用电解法完全分离锌和镉？电解时，应采用什么电极？ H2(铂电极上)=0.2V,H2(汞电极上)=1.0V Cd0, Zn=0 解答： （1）（2）锌析出时，Cd2+为由下式算出。此时应用汞电极，否则H2将析出。10用控制电位电解法电解0.1mol.L-1硫酸铜溶液，如控制电解时的阴极电位为 0.10V（对SCE），使电解完成，试计算铜离子被电解析出的百分数。 解答： 11在100mL试液中，使用表面积为10cm2的电极进行控制电位电解，被测物质的扩散系数为510-5cm2/s，扩散层厚度为210-3cm。如以电流降至起始值的0.1%时视作电解完全，需要多长时间？ 解答：D=510-5cm2/s A=10cm2 S=210-3cm V=100ml=100cm3K= -3=-kt t=46.51min.12用控制电位法电解某物质，初始电流为2.20A，电解8min后，电流降至0.29A，估计该物质析出99.9%时所需的时间为多少？解答：io=2.20A t=8min it=0.29Ait=0.29=io10-kt -0.88=k8k=0.11 10-kt=1-0.999=0.001 -kt=-3 t=27.3minm=3.88105114.82103=4.46mg13用控制电位库仑法测定In3+，在汞阴极上还原成金属铟析出，初始电流为150 mA，以k=0.0058min-1的指数方程衰减，20min后降到接近于零。试计算试液中铟的含量。 解答：（MIn=114.82） m=3.88105114.82103=4.46mg14用控制电位库仑法测定Br-。在100.0mL酸性试液中进行电解，Br-在铂阳极上 氧化为Br2，当电解电流降至接近于零时，测得所消耗的电量为105.5C。试计算试液中Br-的浓度。 解答：15在库仑滴定中，1mAs-1相当于多少OH-的量？k解答 Q=1 mAs 110-3As110-3 库仑n1，F=96500，M=1716某含氯试样2.000g，溶解后在酸性溶液中进行电解。用银作阳极并控制其电位为 +0.25V（对SCE），Cl-在银阳极上进行反应，生成AgCl。当电解完合后，与电解池串联的氢氧库仑计中产生48.5mL混合气体（25，101325Pa）。试计算该试样中氯的百分含量。k解答17 某含砷试样5.000g经处理溶解后，将试液中的砷用肼还原为三价砷，除去过量还原剂，加碳酸氢钠缓冲液置电解池中，在120mA的恒定电流下，用电解产生的I2来进行库仑滴定HAsO，经9 min20s到达滴定终点，试计算试样中As2O3的百分含量。k解答碘摩尔数As2O3摩尔数=1.7410-5molAs2O3%=18用库仑滴定法测定水中的酚。取100mL水样经微酸化后加入溴化钾电解，氧 化产生的溴与酚反应：C6H5OH+3Br2=Br3C6H2OH+3HBr通过的恒定电流为15.0mA，经8min20s到达终点，计算水中的酚含量（以mg/L表示）为多少？k解答 Q=15.0mA10-3500s=296500（为Br2的摩尔数） = =1.2910-5mol 补充习题1 电解分析中，工作电极有什么特殊要求？电解液中为什么还要加入惰性电解质、缓冲液和络合剂？2电解法分离金属离子时，控制阴极电位的作用是什么？3库仑分析法的基本依据是什么？如何在库仑分析中保证电流效率为100%？4电解分析与库仑分析在原理、仪器装置上各有什么特点？5试简述库仑滴定的基本原理