电解与库仑习题解答

1、. 2+ .16-9用汞阴极恒电流电解pH为1的Zn溶液，在汞电极上，n也=,试计算在氢析出前，试液中残留的Zn2+浓度。解：Eh,h （析出）E；,比h20.059lgH 1.01.059V0.05922111.0590.763lgZ n2 Zn2 9.26 10 （mol/L）216-10在1mol/L硫酸介质中，电解1mol/L硫酸锌与1mol/L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n H2（铂电极上）=,n h2（汞电极上）=,n cd=0, n zn=0解：（1 ）若以铂为阴极：0.059Ez 2Zn,ZnE

2、z 2 ZZn ,Zn2lg10.763V©0.059ECd2,CdE 2Cd2 ,Cd2lg10.403V显然,镉先析出。当2Cd2105mol/L0.0595ECd2Cd0.403lg100.551V2但氢先析出，干扰析出，当H+=10-5mol/L时，Eh ,h （析出）0.059lg10 5 0.20.495V显然，伴随镉的析出，还有氢离子的干扰。（2）若以汞作阴极。因H21.0VEh ,h2 (析出)h21.0V小于Cd2析出完全时的电位。,Zn0.763 0059 lg 1020 910V 大于氢离子的析出电位。故氢离子不干扰镉、锌的析出。E ECd2,CdEZn2 ,Z

3、n0.403 ( 0.763) 0.36V0.15V说明能分离完全。16-11用控制电位电解 算铜离子的析出的百分数。L硫酸铜溶液，如控制电解时的阴极电位为（对SCE,使电解完成，试计解：阴极电位为：e0.1 0.2440.144VlgCu2 lgCu2 ;0.1440.3400592 2得: x 2.27 10 7 mol/L故铜的析出量为L残留量为：2 27 10 7100%2.27 10 4%0.1析出量为：0.1 0.000227% 99.9998%依 i i010 kt得：i02.20A; i0.29A;t8 60480s0.29220 10k 480 得：k0.006s 1t kt

4、Qi010 dtt2.2 100.006tdt2.2002.303 0.006依法拉第电解定律:qm M;m0.999m016-13用控制电位法电解某物质，初始电流为，电解 为多少22当其电解完全后:解:F n(1 100006t)“亠 0.006t108min后，电流降至。估计该物质析出寸间2.303 0.006则/22则 m°(2.303 0.0062.2M)/96487 n(1)0.999m00.006t、2.303 0.006()96487(1) /(2)得 t 666.66s 11.1min16-14用控制电位库仑法测定Br-。在酸性试液中进行电解，在铂阳极氧化为至接近为零

5、时，测得所消耗的电量为。试计算试液中的浓度。B2,当电解电流降解：阳极：2Br 2eBq;Q105.5C已电解的溴质量为:mBr進归 0.08737g964872则试液中原Br mBrMBr100.0 10 30.0873779.9040.11.09 10 2 (mol/L)16-15某含砷试样，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120的恒定电流下，用电解产生的来进行库仑滴定，经920到达滴定终点。试计算试样中的质量分数。解：H2Ohaso：1 2HAsO：2I2HQ it 12010 3(9 6020)67.2(C)mQ 167.2

6、13.48 104(mol)As2O3的物质物质的 3.48 10MF n9648722其质量分数为1.7410 4M AS2O3100%=%.( M as2O3197.84)5.0001.计算L硝酸银在=1的溶液中的分解电压。nAg=0V, n 02=。解：阳极:2H2Q4e O2 4HEq 2/h 2 QEq2/h2q0.059-r-ig PQ2 h4Po21.032 106pa;H 0.1mol L 1Eq2/H2Q1.23VEq2/h2q1.23igH41.23 0.059 1.17VEAg ,AgEAg ,Ag0.059lgAg 0.7990.059lg0.10.858VU分EAg

7、,Ag(Eq2/h2QQ2 )0.8581.17 0.40.712V500mA的电流通过2.在电解中，如阴极析出电位为，阳极析出电位为，电解池的电阻为Q,欲使 电解池，应施加多大的外加电压解：U 1.514 0.281 0.5 1.5 1.98V3.电解硝酸铜时，溶液中其起始浓度为L,电解结束时降低到10 6 mol/L。试计算在电解过程中阴极电位的变化值。解：阴极：2Pb2e H2Q PbO2 4H始：0.059 H 4, “ 0.0591 14EPbO Pb2EPbO Pb2lg l :1.46ig1.49VPbQ2,PbpbQ2,2匕pb2 2014终：ePbO2 ,Pb21.460.0

8、591|g 52101.61V解：起始：0.059Ecu2 ,cuEcu2 ,cu2 lg(0.5)0.34 ( 0.0089) 0.33V终：Ecu2 ,cu0.34 0；5% 10 60.163VE 0.163 0.3310.168V4.在1mol/L硝酸介质中，电解 LPb2+以PbO析出时，如以电解至尚留下视为已电解完全，此时工作电极电位的变化值为多大0.313VE 1.49 1.610.12V5用电重量法测定铜合金（含铜约80%,含铅约为5%中的铜和铅。取试样 1g，用硝酸溶解后，稀释至100mL，同时调整硝酸浓度为L。电解时，Cu2+在阴极上以金属形式析出，在阳极上PbQ以形式析出

9、，试计算此溶液的分解电压。解：阴极:ECu2 ,CuECu2 ,Cu0.0592lgCu2 0.3420.1 63.546阳极：Pb22e 2H2Q PbO2 4HH 40.059一 Epb6,Pb2Epbgpb2Ig1.4550.0771.532V20.05/(0.1 207.2)E 阳 E 阴 1.5320.3131.219V10cm2的电极进行控制电位电解。被测物质的扩散系数为6.电解L硫酸锌溶液。试问：在1mol/L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，nh2=o解：pH 6 时时，H 10 6 mol/L2H 2e H2Eh /h2O.

10、6;59肆rPH20.059, “丁1g00.177V析出电位为:Eh,H20.177 0.70.877VEZn2 ,Zn EZn2 ,Zn0.0592/gZn 0.763°0%0.010.822V说明可以析出。在1mol/L硫酸溶液中,+H =2mol/L.Eh /h220.0592PH20.0178VEH/H2(析出)0.01780.70.682V 而 EZn2 ,Zn0.822VL溶液，试计算金属锌析出的最低pH值。在铜电极上,nH2= o显然，氢析出在先。7用镀铜的铂网电极作阴极，电解解：设H x(mol/L)Eh ,h20.059 lgH 2Eh ,h(析出)EZn2 ,Z

11、nEZn2,Zn0.0592lgZn2 0.7630.0592lg x 0.420 059059lg0.010.822VEZn2 .ZnEH ,H20.8220.059 lg x220.40.422pH 7.150.059 ,T"pH11.在100mL试液中，使用表面积为525 10 cms1，扩散层的厚度为2 10 3cm，如以电流降到起始值的 时视作电解完全,解:K26.1 DA/V ; D 5多长时间52123310 cm .s , A 10cm ,2 10 cm,V 100cm3而 ii°10Kt;iin 3+，在汞阴极上还原成金属铟析出, 方程衰减，20min后降

12、到接近为零。试计算试液中铟的质量。13.用控制电位库仑法测定初始电流为150mA以k=的指数故 K 26.1 5 10 510/(100 2 10 3)6.25 10 2s 120.1%i0时,O.OO1i0i0 10 6.25 10 t,得t 4.8s12.2ng/L解：当i0时，说明电解完全。0 15QQ 七 157.66n FMg3673.7896487因M in 114.82 代入上式可得m =15.在库仑滴定中，1mA- s-1相当于多少 OH的质量解：阳极： 40H4e 02 2H2O卫 170.177 卩 g96487+ (对250C,scb, ci在100kpa)。试16.某含

13、氯试样，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 银阳极上进行反应，生成 AgCl。当电解池串联的氢氧库仑计中产生混合气体 计算该试样中氯的质量分数。解：标准状态下混合气体的体积为：p。V pvT。TPVTTcP02H2O O2 2H 2得失电子数为43 X 4 X 96487=Vo/Q电解氧化产生的溴与酚反8min20s到达终点，计算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， 应：C6H5OH 3Br2 Br3C6H2OH 3HBr通过的恒定电流为，经水中的酚的质量浓度（以 mg L-1表示）为多少解：Q i t 15 10 3(8 6020)7.5

14、(C)则溴的物质的量为:苯酚的物质的量为:m7.5153.89 10 (mol)M9648723.8910 51.30510 (mol)31.30 10 5 94.12苯酚的质量浓度为:0.119.取某含酸试样，用电解产生的进行库仑滴定，经 一个100 Q的电阻降为。试计算试样中川的浓度。246s后到达终点。在滴定过程中，电流通过解:0.84910038049 10 (A)Q i t 8.49 10 324.62.09(C)2H2O 2e H2 2OH产生OH-物质的量为:Q2.092.16 10 5(mol)F96487n oh“OHH 310 102.16 10 3(mol L 1)20 用库仑滴定法测定某有机酸的相对分子量/z。溶解纯净试样于乙醇-水混合溶剂中，以电解产生的0H进行滴定，通过的恒定电流，经402s到达终点。计算此有机酸的相对分子量/z。解：产生的n°H为：nQnOHF则有机酸的物质的量也为一 0.0231M z41.78 1021. 丁二酮肟即铜试剂，它在 半波电位为（对于 SCE）,女口0.0427 402/964871.78 10 4(mol)-41 78X