电位分析法课后习题及答案

1、第九章电位分析法8.1测得下列电池的电动势为0.972V(25C )：Cd|CdX,.X (0. 0200 mol * L ') | SCE已知fid- Wd= 0403 '，忽略液接电位，计算 CdX2的Ksp。解由题意知.电池电动势的计算式为乜=平.甲= 役卜：件疽+,&e , 0, 0591厂m+T=?sce %后七5 + 2g ca |而"=亍乍liliili 0* ()q L'叩则E =反卜：舵户心H也x "V *即 0. 972 = 0. 24 38 + 0. 403 一里羿底门号搭故得Kip = 3,82 X 10 15在25

2、C测得电池的电动势为8.2当下列电池中的溶液是pH=4.00的缓冲溶液时, 0.209V:玻璃电极H (以一j?) | SCE当缓冲溶液用未知溶液代替时，测得电池电动势如下：0.312V;0.088V;0.017V。试计算每一种溶液的pH值。解根据公式pH=pl L +Et 一 A；2 303RT/F当& = 0. 312 V时pl 1 = 4. 00 +0. 312 0. 209 厂一5. 7,2. 3O3RT衔当8 =0. 088 V时pl I = 4. 00 +088 0.2092. 303/<77当& =0. 017 V 时浏",。+十跖窘=。.38.3

3、用标准甘汞电极作正极，氢电极作负极与待测的HCl溶液组成电池。在25C 时，测得E = 0.342V。当待测液为NaOH溶液时，测得E= 1.050V。取此NaOH 溶液20.0mL,用上述HCl溶液中和完全，需用HCl溶液多少毫升？解 查表知卞=0. 2828 V 0根据题怠,测HCI时E=处一9 = * 一 | 昭=+小.+ 也了)=fcE 0. 059 lg 11 |即0.342 = 0.2828 0. 059 lgIP得 H = 0, 10 mol * L ,即 HC1 浓度 cHCl = ()t 10 mol L 又山测NaOH时E =仁一?=斜E痛顷+坞%*了|匕I=?ce

4、76; 059 lgH即1 .。50 = 0, 2828 0. 059 lg ecOH得 OH = 0* 10 mol L、即 NaOl 1 浓度c,AlH = 0. 10 mol L 1,则VHCl = VNaOH = 20. 0 UlL故需用HCl溶液2 0.0 mJ8.4 25C时，下列电池的电动势为 0.518V (忽略液接电位)：Pl H(1 ()0 kPa ) A (0. 0 mo【* 1). A (<h 01 mol * L 1 ) | SCE 计算弱酸HA的Ka值。解根据缓冲溶液H 计律公式,有 H" = K4ct/ch = X 0. 01/0- 01 = K电

5、池电动势0 059 ru . 1,2 Igl H-厂| e匕=队一甲-=&卜：_供"十 1=知e 0. 059 lgH I=保o： - 0. 059 IgK.即0. 518 = 0. 2438 一 0. 059 1g虬故得K“ = 2. 25 X ICT，8.5已知电池P(|H2(100 kPa).HA(0. 200 mol - L-l),NaA(0+ 300 mol * L") | SCE 测得E = 0.672V。计算HA的离解常数(忽略液接电位)。解根据缓冲溶液II 计算公式.有H - = K_i X 0. 02/0. 03 =电池电动势i«I 0i

6、0r)i nil毕一 * =平心一狗h+出，5)=仁卜：0 059 lgH I=孜沱0. 059I占I即0. 672 = 0. 2438 一 0.059 lg| 三K,弓 I故得K. = 8. 29 X 10 88.6测得下列电池电动势为0.873(25C )：Cd|Cd(CN)r(8. OX 10-2mol <100 mol * L-J) | SHE试计算Cd(CN)24-的稳定常数。解根据反应式Cd2' +4CN =Cd(CN)J2_ Cd(C、),广_ 林心广_眼有 Ku=cdXCNT = CdX(g、+4CdX)由丁-游离态的CM大量存在,抑制了 Cd(CNhT的离解，丁

7、 是有CN p cIA1- =0. 100 mol * L 1CdfCN).：=8.0 X 10 2 mol * LCdCd，*Cd«CN)(K豪 rJ.N-电池电动势=?SHE -J-'' Cd点+心+坪l£Cd"Rd Ci0.059 f-lg0, 873 = 0 -0. 403 +0.0598-0 X 10a jK 粗 X 0. 10IX 10*解方程.得8.7为了测定CuY2-的稳定常数，组成下列电池:Cu |CuY2-(kOOX lO-mol L-1), Y,_ ( L OCX 10-?mol L-1) | SHE25C时，测得电池电动势为

8、0.277V,计算Kcuy2-值。解根据反应Ci?+ + Y"=CuYiCuY?由于Cu Y 电池电动势?l'u2+/CuQ . 0. 059i 厂厂小 q I作+心+二-也顷少Cu0. O59i + 'g K W cv即 0. 277 = 0 0. 3400. 059 LjOO X 10 12 一 只 Kz- X I. (W 又 10解方程得=8. 23 X IOIX8.8有下列电池Pt|S" ,Sn溶液|标准甘汞电极30C时，测得E= 0.07V。计算溶液中Sn4+/Sn2+比值(忽略液接电位)解 25 C时r* = 0.2828V根据标准甘汞电极(NC

9、E)的温度校正公式计算30 C时的电位值，即0. 2828 2, 75 X 10 ' X(F 25) V=0. 2814 V电池电动势e , 2. 303XRX(273. 15 + f) 氏 n"W+ +2XE0, 07 = 0. 281 I0*1502,303X8 314X(273. 15十30) Sn1 2X 96500lg S俨8.9在60mL溶解有2 mmolSn2+溶液中插入钳电极(+)和SCE (-),用0.10 mol L-1 的Ce4+溶液进行滴定，当加入20.0mL滴定剂时，电池电动势的理论值应是多少？解滴定反应式为Sr?* 十+2Cc3滴定前后各物质最及浓

10、度的变化情况如下：Snl +滴定前物质的量/mo】滴定后物质的 ft/mol0, 002成0020. 0010. 0010. 002滴定后各物质的浓度/(mol - L-1)则电池电动势E=平一乎=氏/+驾斤-牲旺0.059. Snt+g Sn0.2438八 we i O,O59| 0. 00I/O. 0800. 150 + -lg o, ooi/o. 080=-0.0938 V8.10在0.01mol L-1FeSO溶液中，插入钳电极(+)和SCE (-), 25 C时测得E=0.395V，有多少Fe2+被氧化为Fe3+?解电池电动势E=平卜一=怜十fclK=潟W+ + 0059也卷广-%即

11、 0. 395 = 0. 77 + 0. 059 lg R- 0< 2438 cF/+得笔混=5. 97 X 10"又由Fe'+ + Ft?* 0, 10 mol * L0. 10 mol L 1 Fc'»=5.97 X10 ' mol解方程,得Ft?* = 5. 93 X 10 mol * L 1故有 0 |X100%=0. 59%的Fe"被氧化成Fe3七8.11 20.00mL0.1000mol L-1Fe2+ 溶液在 1mol L-1H2SO4 溶 液中， 用 0.1000mol L-1Ce4+溶液滴定，用钳电极(+)和SCE

12、(-)组成电池，测得电池电动势 为0.50V。此时已加入多少毫升滴定剂？解反应式为FS+C/=Ce' - +FS设加入滴定剂的体积为V,(L),滴定前后作物质的鼠的变化情况如下,滴定前物质的魅F mol0. 1000X0. 0200. 1000 v 0滴定后物质的量/ mol0. 1000X0. 0200. 1000 Vr 0。0。K 0. 1000 V,则电池电动势0. 1000 vjv&即 0. 50=0- 68+0. 059 lg解方程，得'b 6 (0, 1000X0, 020 0* 1000 Vr)/V 匕=0* 01846 L- 18. 46 mL故此时12

13、加入18. 46 mL滴定剂.8.12对下列电池Ag AgjCrO： ,Cr()： (trioI L 1) | SCE测得E = -0.285V ,计算CrO42-的浓度(忽略液接电位)。已知Ksp,Ag2CrO4=9.0 X0-12解由题意'电池电动势E =队一平=绿卜：(色"况 + 0, 059 lgAg )又由反应 AgiCrOq 2Ag + Cr();有心=A 厂丫Cr()忒+ * + 0, 059 lgCrO：是q n y o 建0. 285 = 0- 2438 0, 799 0. 059 lgt. r()：解方程.得8.13设溶液中pBr=3,pCl=1，如果用漠

14、电极测定 Br-活度，将产生多大的误差?已知电极的 Kci-,Br-=6Xl0-3oCrOJ = 1 * 3 X 10 - mol L 1K (a i解测届误差=E X100%a.X100%u Hr6X10-3X00 '"X1OO%=6。IX 10 lg(h, + 0. 6h )lg«i即测量误差大小相当于0.2个pBr单位=IgL 68.14某种钠敏感电极的选择系数 KNa+,H+约为30(说明H+存在将严重干扰Na+的 测定)。如用这种电极测定pNa=3的Na+溶液，并要求测定误差小丁 3%,贝U试液pH必须大丁多少？解根据公式测置误差=K-'(.ci

15、)气'土-X 100%Ui一X 100%30 X (10 *10山题意知,测量误差V3%,则30 X (10“h)mXX 100%10100 < 3放入1.00 10-3mol L-1的氟离子故得pH>68.15以SCE作正极，氟离子选择性电极作负极，溶液中，测得E = -0.159V。换用含氟离子试液，测得 E = -0.212V。计算试液中氟离子浓度。解 根据电池电动势的计算方法.有E = Wi一尊=仪卜:一(pp- 0. 059 Igtip*)=?k：E 乳%- + 0- 059 lg«F-=/< + 0, 059 Igp-分别把对未知溶液和已知试液的

16、测定结果代入，则有方程组J- 0. 212 = K + 0.059 1 取卜-0- 159 =| 0.059 lg(l. 00 X 10-3)解方程组,得 &- = 1. 26X 10-4mol * L'18.16有一氟离子选择性电极，Kf-,oh=0.10，当F-=1.0 10-2 mol L-1时，能允许的 OH-为多大(设允许测定误差为5%) ?解根据测鼠误差公式,有Kp ，厂OH "一 PH0. 10 X OH |/ X !00%X 100%测晨误差=匕(5当x I。LOX 10 2由题意知*测散误差M5%,则OH 1 < 0. 005 mol - L0

17、. 10 X OH 0 X 10叩故能允许OH 不大于0.005 mol L8.17在25C时用标准加入法测定 Cu2+浓度，丁 100mL铜盐溶液中添加 0.1 mol L-1Cu(NO3)2溶液1mL,电动势增加4mV。求原溶液的总铜离子浓度。解根据标准加入法公式因 于是上=& (10 5 一 1)-1V = 1 ml -K = 100 niLW = E/咋2.303时nF故 J=铲x 10址"弓当-1o.X 0.1 r 心力爪暗打 1|- -I=-0U00- X L10"/（）- 1mol I.=2. 73 X 10 3 mol - L 18.18将钙离子选择

18、性电极和SCE置丁 100mLCa2+试液中，测得电位为0.415V 0。 加入2mL浓度为0.218mol L-1 Ca2+标准溶液后，测得电位为0.430V。计算Ca2+ 的浓度。解根据标准加入法公式仁=京,（ " - 1）又=VJV.Q2.303时' =故0.002 X 0. 218.100mol , 1= 1*96X10 ' mol L8.19下列体系电位滴定至化学计量点时的电池电动势（用S C E作负极）为多少？在1 mol L-1HCl介质中，用Ce4+滴定Sn2+ ；（2）在 1 mol L-1H2SO4介质中，用 Fe3+滴定 U（ I V）;在1 m

19、ol L-1 H2SO4介质中，用Ce4+滴定VO2+。解 （）化学计算点时体系中存在以下平衡：SnCl- + 2Cc1+ + 2C1- SnClJ + 2CeJ+根据化学计定点吵电极电位计算公式,有查条件电极电位表知，在1 mol * L JHCI介条中省+心“ =1.28V 航 SnCl j 0*1 I V .则1 X 1. 28 + 2 X 0. 14 v n 5 u 务V = 0. »2 V则电池电动势E =甲一 一p =歹叩卜：=(0. 52 0, 244) V = 0. 276 V (2同()中计算方法 e | ef “ _勺啊十色饱 阳，一心+心查条件电极电位表知,在1

20、 m3 L介质中歹3十仃+=0.68 L因表中查不到在1 mol L '11 S()i介质，11席|；+川小)值，于是用 在0. 5 mol L-1HSO1介质中的山旭=。41 V值来代替.则I X 0, 68 + 2 X 0, 41 u 八 f u 电=匚克V = OcO V则电池电动势E =乎* 一平=知fscE = (0* 50 0* 244) V = 0* 256 V(3)同(1)、(2)中计算方法/+ n2杳条件电极电位表知,在0. 5 mol , L 'H痔0介质中假*卜点+= 1,44 V;因表中查不到在I mol - L H SO,介质中忒)产值于 是用在0.

21、5 mol * L 1 LS()t介质中的点门w十=L 00 V值来代 替.则V = 1. 22 V1 X 1.44 + I X I. 001 + 1则电池电动势也=甲-9 =角一=( 1. 22 0. 244) V = 0. 976 V8.20表8-2是用0.1000 mol L：1NaOH溶液电位滴定某弱酸试液(10 mL弱酸+ 10 mL(1 mol L-1)NaNO3+ 80 mL 水)的数据。表8 2、M)H滴入妆V /m LpH ill滴入卮V mLpH值NaOH滴入量V7mLpH ffl0. 002.906. 004.03900680E003.017.004, 3492。9, 1

22、02.003. 15&001. 81孔4G9. 803.003. 34& 405. 259.6。10.154.003. 578.605.619. 8010, 415.003. 80& 806, 2010, 0010. 71(1) 绘制pH-V滴定曲线及 pH/V-V曲线，并求Vep。(2) 用二阶微商法计算Vep,并与(1)的结果比较。(3) 计算弱酸的浓度。(4) 化学计量点的pH值应是多少？解首先通过列表计算各ApH/AV及值(表8-3).表8 3NaOH 滴入 ®V/mLpH值ApH/Al7A-pH./AV7 20. 002?9O0* 11L 003,010. 140, 032.003.150. 190. 053. 003. 340. 23(h 044- 003. 570. 230, 005.003. 800. 23().006> 004> 030. 310. 087.00L 340.470. 168.004. 811. 100. 90& 405. 251. 80A 33&am