电解和库仑试题

1、、选择题(3)微量分析(4)库仑滴定不宜用于(1 )(1) 常量分析(2)半微量分析痕量分析在CuSO4溶液中，用铂电极以0.100A的电流通电10min ,在阴极上沉积的铜的质量是多少毫克Ar(Cu) = 63.54(4)(1) 60.0(2) 46.7(3) 39.8(4) 19.8用银电极电解 1mol/L Br-、1mol/L CNS-、0.001mol/L CI-,0.001mol/L IO 3-和 0.001 mol/LCrO 42-的混合溶液 E(AgBr/Ag)= +0.071V , EAgCNS/Ag) = +0.09V ,E (AgCl/Ag) =+0.222V , E&#

2、39;(AglO 3/Ag) = +0.361V , E'(Ag 2604/Ag) = +0.446V，在银电极上最 先析出的为 (4 )(1) AgBr AgCNS AgCl AgIO 3库仑滴定法的“原始基准”是(4 )(1) 标准溶液(2)基准物质 (3)电量(4)法拉第常数微库仑滴定分析时，加入大量去极剂是为了（1）增加溶液导电性（2）抑制副反应，提高电流效率（3）控制反应速度（4）促进电极反应用96484 C电量，可使Fe2（SO4）3溶液中沉积出铁的质量是32.06, Ar (O)= 16.00多少克？Ar (Fe) = 55.85, Ar (S)(1) 55.85 29.

3、93(3) 18.62(4) 133.3某有机物加热分解产生极不稳定的CI2，B2等物质，最宜采用测定其量的方法是（3 ）（1）（直接）电位法（2）电位滴定法（3）微库仑分析（4）电导分析法在控制电位电解法中，被测物电解沉积的分数与（3）（1） 电极面积 A，试液体积V，搅拌速度V，被测物质扩散 系数D和电解时间t有关（2） A，V，-D，t有关，还有被测物初始浓度C0有关（3）与A，V，D，t有关，而与C0无关（4）与 A，V，D，t 及 cg 无关（1）中没谈到Cg，也可认为对在库仑分析中，为了提高测定的选择性，一般都是采用(3)(1)大的工作电极(2)大的电流(3)控制电位(4)控制时间

4、由库仑法生成的Br2来滴定 Tl +, Tl+ Br2 - Tl + 2Br-到达终点时测得电流为10.00mA，时间为102.0s,溶液中生成的铊的质量是多少克？ Ar (TI) = 204.4(2)(1) 7.203 X 10-4(2) 1.080 X 10-3(3) 2.160 X 10-3400mg 1.808用2.00A的电流，电解CuSO4的酸性溶液，计算沉积铜，需要多少秒 ？Ar(Cu)(4)(1) 22.4 59.030460763.54库仑滴定中加入大量无关电解质的作用是(1)降低迁移速度(3)增大电流效率(2)增大迁移电流(4)保证电流效率 100%4）（1）（直接）电位法

5、（ 3）电导分析法电解分析的理论基础是（ 1）电解方程式（ 3）Fick 扩散定律高沸点有机溶剂中 微量 水分的测定，最适采用的方法是（2）电位滴定法（ 4）库仑分析法（ 4 ）2）法拉第电解定律4）（1）、（2）、（3）都是其基础库仑分析与一般滴定分析相比 （ 4 ）1）需要标准物进行滴定剂的校准2）很难使用不稳定的滴定剂3）测量精度相近4）不需要制备标准溶液，不稳定试剂可以就地产生在恒电流库仑滴定中采用大于 45V 的高压直流电源是为了（ 3）（1） 克服过电位（2） 保证 100% 的电流效率（3）保持电流恒定（4） 保持工作电极电位恒定 微库仑分析与库仑滴定相比，前者主要特点是（1）也

6、是利用电生滴定剂来滴定被测物质（2）也是利用电生滴定剂来滴定被测物质，而且在恒流情况 下工作（3）也是利用电生滴定剂来滴定被测物质，不同之处是电流 不是恒定的实际分解电压，包括1）反电动势3）反电动势加超电压（4）也是利用电生滴定剂来滴定被测物质，具有一对工作电 极和一对指示电极（ 4）2）超电压4）反电动势、超电压和 IR 降以镍电极为阴极电解NiSO4 溶 液 , 阴 极 产 物 是( 4)(1)H2(2)O2(3)H 2O(4)Ni用Pt电极在含有盐酸肼(NH2-NH2 HCI)的氯化物溶液中电 解Cu2+,阳极反应是(4) 2CI-> CI21 + 2e-(2) Pt + 4CI

7、-> PtCX2- + 2e-(3) Pt + 6CI-> PtCI62- + 4e- 2出+> N2T + 5H+ +4e-用Pt电极在含有盐酸肼(NH2-NH2 HCI )的氯化物溶液中 电解Cu 2+,阴极反应是(4)(1) 2CI-CI2T + 2e -(2) Pt + 4CI- PtCI42- + 2e -(3) Pt + 6CI- PtCI62- + 4e -(4) N2H5+> N2 t +5H+4 e -微库仑分析过程中，输入的电解电流(4 )(1)恒定的(2)随时间呈线性变化(3)呈指数衰减(4)呈由小到大再减小的变化规律二、填空题电解所需的外加电压是

8、用来克服电池的一反电动势一_,该电池的_超电压_和电解质溶液的_R降。控制阴极电位电解的电流-时间曲线按 指数函数 衰减,电解完成时电流 _趋近于零。控制电位电解时，电解电流与电解时间的关系为_kt、丄Dt_h二i。10"或h二i。10 ”_,其中,各符号的含义为A _电极面积(cm2), v试液体积(cm3), D 物质扩散系数(cm2/s), 8 扩散层厚度(cm), t 电解时间(s), i。、it为起始和电解t时间时 电流。_。在控制电位电解过程中，电流与时间的关系式为kt_|厂I。10 _,表达式中，常数与_电解溶液的_体积， 搅 拌溶液的 速率，电极的 面积, 被测离子的

9、扩散系数 有关。氢氧气体库仑计，使用时应与控制电位的电解池装置 _串 联，通过测量水被电解后产生的_氢氧混合气体 的体积，可求得电解过程中 所消耗的电量 。在以铂为阴极电解镉时，铂表面新生的镉可使氢在该电极上的_超电位_改变。电解分析中表示电压与电流的关系式是_V =( E - E ) +(“+“)+ iR;, 它被称为电解方程式 。库仑滴定类似容量滴定，它的滴定剂是电生的，它不需要用 标准物质_标定,只要求测准一电流和时间 的量。电极的极化现象发生在有电流 通过电极时，根据产生的原因不同，它可以分为一浓差极化和电化学极化 。恒电流库仑分析，滴定剂由_电极反应产生_,与被测物质 发生反应，终点

10、由化学指示剂或电化学方法 -来确定，故它又 称为一库仑滴定法 。电解分析法测定的是物质的 _质量,它与一般重量法不同 沉淀剂是电子，常常使金属离子在阴极上还原为纯金属,或在阳极上 氧化为氧化物 ,通过称量来测定其含量。库仑分析法可以分为库仑滴定法和控制电位库仑分析 法两种。库仑分析的先决条件是100 %电流效率_,它的理论依据为_法拉第电解定律 _。随着电解的进行，阴极电位将不断变负，阳极电位将不断变 正，要使电流保持恒定值，必须不断增大外加电压。能够引起电解质电解的最低外加电压称为分解 电压.在库仑分析中，为了达到电流的效率为100%,在恒电位方法中采用 _恒定电位在恒电流方法中采用_加入辅

11、助电解质。库仑分析的先决条件是 100%电流效率 ,若阳极或阴极 有干扰物质产生时 ，可采用 盐桥或 _将产生干扰物质的 电极置于套管内隔开_ 方法。电重量分析法可采用控制电位法和恒电流法，它们为消除干扰而应用的方法是不同的，前者为控制工作电极电位 ,后者为加入去极剂_。需要消耗外电源的电能才能产生电流而促使化学反应进行的装置 电解池 。凡发生还原反应的电极称为 _阴极,按照习 惯的写法，电池符号的左边发生 氧化_反应，电池的电动势等于_ E阴一E阳。分解电压是指 被电解的物质在两电极上产生迅速的，连续不断的电极反应所需的最小 的外加电压。理论上它是电池的 _ 反电动势_,实际上还需加上_超电

12、压_和 溶液的iR降_。库仑分析中为保证电流效率达到100%,克服溶剂的电解是其 中之一，在水溶液中，工作电极为阴极时，应避免氢气析出 为阳极时，则应防止_氧气产生_。微库仑分析法与库仑滴定法相似，也是利用电生滴定剂来滴定被测物质，不同之处是微库仑分析输入电流一不是恒定的，而是随一被测物质的量自动调节，这种分析过程的特点 又使它被称为一动态库仑分析。电解分析的理论基础表现为，外加电压的量由一电解 方程来 决定，产生的量由法拉第定律来计算，电解时间的长短与离子扩散有关，它由Fick 定律来描述。V = (E+ E) + ( n+ -n_) + iR用库仑滴定法测定某试液中 H +的浓度，在Pt阴

13、极上产生0H ,其反应为_2H2° + 2e 战+ 20H _, pt阳极上的反应为h3o r » * q+2/*+,隔开。,它干扰测定，需将两电极隔开_。极化是电化学中常见的现象，在电解分析中需 减小极化,为此采用一较大的电极面积和力口强搅拌等措施。在恒电流电解分析时，为了防止干扰，需加入去极剂，以 以维持电极电位不变 在恒电流库仑分析中,需加入辅助电解质， 除具有相同的目的外，它 产生滴定剂。用库仑滴定法可以测定化学需氧量COD.COD是指 在一定条件下，1L水 中可被氧化的物质(有机物或其它可还原性物质) 氧化时所需要的氧气量。测定时加入过量的K2Cr2O7,再以Pt

14、阴极电解产生Fe2+一来讲行“滴定”的。在永停法指示终点的库仑分析中，电极面积较大的一对称为工作电极 _,其作用是产生滴定剂 。两根大小相同的铂 丝电极称为指示电极,加上小电压后，它们的区别是一个为阴极，另一个为阳极。三、计算题在100mL溶液中，以电解法测定 Br-浓度时，当电解结束后 Ag 阳极增加1.598g，问：(1)溴离子在原始溶液中的摩尔浓度是多 少？(2) 如果AgBr的溶度积 Ksp = 4 X 10-13，那么在电解开始时 Ag电极的电位是多少？已知：E XAg +/Ag) = 0.7995V , A(Ag) = 107.9, A(Br) = 79.9答(1) Ag阳极的电极

15、反应为Ag + Br - = AgBr J + e-电极的质量的增加是因为溴的沉积.(1.598/79.9) X (1000/100) = 0.200 mol/L原始溶液中 Br-的摩尔浓度为0.200 mol/L(2) E = E(Ag+/Ag)+0.0592 lgAg += E =(Ag+,Ag)+0.0592lgKsp(AgBr)/Br -=0.7995 + 0.059lg(4 X 10-13/0.200) = 0.108 V开始电解时的电位为 0.108 V沉积在10.0cm2试片表面的铬用酸溶解后，用过硫酸铵氧化至+ 6价态：2S2O82-+2Cr3+7H2O Cr2O72-+14H

16、+ +6SO42-煮沸，除去过量的过硫酸盐，冷却，然后用50mL 0.10mol/L Cu 2 +发生的Cu (I)进行库仑滴定，计算当滴定用32.5mA电流，通过 7min33s到达终点时，每平方厘米试片上所沉积的铬的质量(Cr的相对原子质量为52.00)。解：32.5 103(7 60 33)52.0096485二 2.65 10 3g2.6510.02=0.265mg/cm在给定的电解条件下，在阴极淀积了 0.500g银，同时在阳极放出02。试计算溶液中 加入的H+量(以毫摩尔表示)。Ar(Ag)二107.9 产生答根据反应写出方程式：4Ag+ + 2出0 = O2 T + 4H+ +

17、4Ag设x为H+的量(mol)，根据方程式有4 : 4 = x : 0.5/107.9x = 4.63 X 10-3 或 4.63 ( mmol )在-0.96V(vs SCE)时，硝基苯在汞阴极上发生如下反应：C6H5NO2 + 4H+ 4e- = C6H5NHOH + H 2。把 210mg 含有硝基 苯的有机试样溶解在100mL甲醇中，电解 30min后反应完成。从电子库仑计上测得电量为26.7C，计算试样中硝基苯的质量分数为多少？答(1)求出含硝基苯的有机试样中硝基苯的量m = QM/nF = 26.7 X 123.0/4 X 96487 = 8.521 X 10-3 g(2) W(C

18、6H5NO2) =( 8.521/210 ) = 0.0405若使下列溶液的Hg2+浓度降至1.00 X 10-6mol / L,阴极电位Hg2+ + 2e- 一 Hg(vs SCE)应为多少？(1) Hg2+的水溶液冬 0.854 VSCN-平均浓度为 0.100 mol/L的溶液Hg2+ + 2SCN一 Hg(SCN)2K(稳)=1.8 X 107答(1) E (阴)=0.854 + ( 0.059/2 ) X ( lg1.00 X 10-6)丨 0.241=0.436 V (vs SCE)(2) Hg2+ + 2SCN-= Hg(SCN) 2K(无稳)=Hg(SCN) 2/(Hg2+SC

19、N -2) = 1.8X 107Hg(SCN) 2 = 1.00 X 10-6 x 矗 1.00 X 10-6Hg2+ = Hg(SCN) 2 / (1.8 X 107)(0.100)2=1.00X 10-6/ (1.8 X 107)(0.100)2= 5.56X 10-12 mol / LE (阴)=0.854+ (0.0591 /2)(lg5.56 X 10-12)丨一0.241=0.280 V (vs SCE)其中氧消耗的电量为将某轻烃气流 20.00L流过库仑池，3.31mC,试计算试样中 02的含量（以 mg/L表示）。解:3.31 10332.004二 26.48 10_3g26.

20、48 10 320.0=1.32mg/L在 100mL 含亚砷酸盐的碳酸氢钠缓冲溶液中，用电解碘化物产生的碘进行库仑滴定， 通过电解池的恒定电流为1.50mA ，经4min 27s 到达滴定终点。计算试液中亚砷酸盐的浓度并写出滴定 反应式。答 亚砷酸盐的浓度：0.0015 X (4 X 60+27) X 1000 =2.08 X 10-5 mol/L96487X 100X 2滴定反应式I2 + HAsO 32- + 2OH- = 2I- + HAsO 4+ H2O用控制电位库仑分析法测定 CCl4 和 CHCl 3 的含量。在-1.0V (vs.SCE) 电位下，在汞 阴极上，在甲醇溶液中和四

21、氯化碳还原成氯仿：2CCl4 + 2H+ 2e- +2Hg(l) = 2CHCI3 + Hg2CI2(s)在 -1 .80V ，氯仿可还原成甲烷：2CHCl 3 + 6H+ 6e- + 6Hg(l)=2CH4 + 3Hg2Cl2(s)将 0.750g 含 CCI4、CHCI3 及惰性杂质的 试样溶解在甲醇中，在 -1.0V 下电解，直至电流趋近与零，从库 仑计上测得的电量数为11.63C。然后在-1.80V继续电解，完成电解需要的电量为44.24C，试计算试样中CCl4和CHCl3的质量分数。 答 在 -1.0 V (vs.SCE) 电 位 下 , 是 CCl4 还 原 :Q1=n1F,=11

22、.63/96487=1.205 X 10-4在 -1.80 V (vs.SCE)下，CHCI3 还原,Q2= n2F,n2=44.24/96487 = (1.53-1.20) X 10-4 = 0.33 X 10-4w(CCl4)=1.20 X 10-4X 153.8/0.750 = 0.0247w(CHCl 3)= ( 0.33 X 10-4/0.750 ) = 0.0047库仑滴定法常用来测定油样中的溴价（100克油样与溴反应所消耗的溴的克数），现称取1.00g的食用油，溶解在氯仿中，使其体积为100mL，准确移取1.00mL于含有CuBr2电解液的库仑池中， 通入强度为50.00mA的电

23、流30.0s，数分 钟后反应完全。过量 Br2用电生的 Cu （I）测定，使用强度为50.00mA的电流。经12.0 s到达终点。试计算该油的溴价为多少？（溴的相对原子质量为79.90）解：it9648579.90二 50.00 10 3(30.0 -12.0) 96485-4二 7.45 10 g7.45 10100 二 7.45用控制电位电解法分离0.005 mol / L Cu2+和0.50 mol / LAg + ,计算当阴极电位达到Cu2+开始还原时Ag+的浓度为多少？答Cu2+开始还原时电位：E (Cu2+ / Cu) = 0.34 + (0.059 / 2)(lgCu 2+) =

24、 0.34 +(0.059 / 2)(lg0.005)=0.272 V0.272 = 0.80+ 0.059lg Ag + Ag + = 1.1 X 10-9 mol / L含锌试样1.000g溶解后转化成氨性溶液并在汞阴极上电解。电解完毕时在串联的氢-氧库仑计上量得氢和氧混合气体31.3mL (已校正水蒸气压)，测定时的温度是 21 C ,压力是 103060.2Pa。问试样中含锌的质量分数？ 已知 A(Zn) = 65.38。 答在标准情况下每库仑电量析出0.1739mL氢、氧混合气体。V0=( pV/T) X T0/p0 = 773 X 31.3/(273+21) X 273/760 =

25、 29.6 mL m = V°M/(0.1763 X 96487n) = 29.6 X 65.38/(16779 X 2) = 0.0577 g w(Zn) =( 0.0577/1.000 ) = 0.0577溶于甲醇中的四氯化碳可以在-1.0V (vs SCE)的电位下在汞电极上还原成氯仿：2CCb + 2H+ + 2e-+ 2Hg(l) = 2CHCl 3+ HgCI2(s)在 -1.80V ，氯仿可进一步还原成甲烷：2CHl 3+ 6H+ 6e- + 6Hg(l) = 2CH 4+ 3Hg 2Cl 2(s)今有一试样0.750 g，含CCI4、CHCI3及惰性有机物。溶于甲醇后

26、， 在 -1.0V 下电解，直到电流降到接近于零。库仑计指出消耗的电量为11.63C。然后在-1.80V 继续电解还原至电解完全时又消耗电量44.24 C。试计算试样中 CCI4和CHCI3的质量分数。( Mr(CCI4)=153.80； Mr(CHCI3) = 107.40)答n(CCl4)= 11.63/96487 = 1.20 X 10-4n (CHCI 3 总)=44.24/96487 = 1.53 X 10-4试样中 CHCI3 的 n = (1.53 - 1.20) X 10-4 = 0.33 X 10-4试样中 CCI4 的质量分数 ：(1.20 X 10-4X 153.80/0

27、.750 = 2.47 %试样中 CHCI3 的质量分数:(0.33 X 10-4 X 107.4)/0.750 = 0.47 % 四、问答题要保证库仑分析法电流效率达 100%，应注意哪些问题？(1) 选择电极体系 (2) 注意电极隔离(3) 排除干扰(4) 应用适当的去极剂库仑滴定法和普通的容量滴定法的主要区别是什么？答：库仑滴定适用于微量、痕量分析 ； 库仑滴定的滴定剂是电生的，可以是不稳定的物质； 库仑滴定是用所需的电量来进行计算，不要求用标准物标定 滴定剂。应用库仑分析法进行定量分析的关键问题是什么？答1. 保证电极反应的电流效率是 100% 地为欲测离子所利用 （或者说电极上只有主反应，不发生副反应） 。2. 能准确地测量出电解过程中的电量。3. 能准确地指示电解过程的结束。恒电流库仑分析法使用的电流仅是几十毫安，为什么要采用大于 45V 的高压直流电源？答：在库仑滴定过程中，电解质溶液的电阻随其组成的变化而变 化，即它