仪器分析复习题(电化学)

4、

用玻璃电极作指示电极,以0.2mol/LNaOH溶液电位滴定0.02mol/L苯甲酸溶液,从滴定曲线上求得终点时溶液的pH为8.22,二分之一终点时的pH为4.18,试计算苯甲酸的离解常数。

4、 解:设甲酸的电离平衡为:HR = H++R- ;所以K =[ H+][ R-]/[ HR];当

滴定到一半时:[HR]=[ R-] 这时:K =[ H+] 4.18 = -lg[ H+] [ H+] = K =6.6×10-5

5、

用pH玻璃电极测定pH=5的溶液,其电极电位为+0.0435V;测定另一未知溶液时,电极电位为+0.0145V;电极的响应斜率为58.0mV/pH,计算未知溶液的pH值。 铅离子选择性电极的敏感膜是由Ag2S和PbS晶体混合物构成,计算全固态铅电极的K值。

2+

5、 解:pHx =pHs + [Ex -Es]/0.0580 = 5 +[0.0145-0.0435]/0.0580 = 4.5

6、

6、 解:φISE =φAg,+Ag +0.059/2lgKsp,Ag2S/Ksp,PbS+0.059lgαPb ,

所以:φAg,+Ag +0.059/2lgKsp,Ag2S/Ksp,PbS =K 设: αPb2+ =1

K =φAg,+Ag +0.059/2lgKsp,Ag2S/Ksp,PbS =0.7996V+0.059/2 lg2×10-49/8×10-28 = +0.165V

7、

氟电极的内参比电极为银—氯化银内参比溶液为0.1mol/L氯化钠与1×10-3mol/L氟化钠,计算它在的1×10-5mol/LF- ,pH=10试液中的电位,K potF-OH-=0.1。

7、 解:φISE =φ内参 +φ内参+0.059 [lgαcl--0.059lgαF-]+0.059 lg[α

F-+KpotF-OH-×αOH-] =0.2223V+0.059V-0.177V- 0.059lg2+0.295V = +0.382V

8、 当溶液中二价响应离子的活度增加1倍时,该离子电极电位变化的理论值为多少?

8、解: φISE1 =K±0.059/2 lgα; φISE2 =K±0.059/2 lg2α;

φ=φISE2-φISE1 =±0.059/2 lg2 =±0.0089V

9、 有一pH计的标度每改变一个单位,相当于电位的改变为60mV,今欲用响应斜率为50mV/pH的玻璃电极来测定pH为5.00的溶液,采用pH为2.00的标准溶液来定位,测定结果的绝对误差为多大?

9、 解: 依据pHx =pHs + [Ex -Es]/0.0590,

△ E1=(5-2)×0.06=0.18V ; △E2=(5-2)×0.05=0.15V

E =△E2-△E1 = -0.03V=-30mV ; -30mV/60mV = - 0.5(pH单位)

10、 取某含酸试样10.00mL,用电解产生的OH进行库仑滴定,经246s后到达终点,在滴

+

定过程中,电流通过一个100Ω的电阻器,测得电压降为0.849V,试计算试液中H的浓度。

10、解: 依据:Q = it =V/R×t =0.849/100×246= 2.088 (C);

所以 Q/F = 2.088/96487 =2.16×10-5mol/L;

故:[H+] =2.16×10-5mol/L×10/1000 = 2.16×10-3mol/L 。

11、采用标准加入法测定某试样中的微量锌,取试样1.000g溶解后,加入NH3—NH4Cl底液,稀释至50mL,取试液10.00mL,测得极谱波高为10格,加入锌标准溶液(含锌1mg/mL)0.50mL后,波高则为20格,计算试样中锌的含量。

11、解: 根据标准加入法得:

mZn =CsVsh/H(V+Vs)-hV = (10×1.mg/mL×0.50)÷(20(10+

0.50)-10×10);

所以:mZn/M样 ×100%= 0.23%

12、用控制电位库仑法滴定Br -,在100.0mL酸性溶液中电解,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,计算试液中Br-的浓度。(MBr

5

=79.04)

12、 解:依据:W = M/nF×Q;得:W = 79.04/1×105.5/96487 = 0.08462mg ;

所以:CBr = W/79.04×1000/100 = 1.09×10-2mol/L。

13、Fe (CN)3-6在0.1mol/L硫酸介质中,在滴汞电极上进行下列电极反应而得到极谱波,

-4-Fe (CN)3-6+e = Fe (CN)6 φ

1/2 == +0.24V

氯化物在0.1mol/L硫酸介质中,在滴汞电极上进行下列电极反应而得到极谱波, 2Hg + 2Cl - =Hg2Cl2 + 2e - φ1/2 == +0.25V

(1) 分别绘出它们的普通极谱图。 (2) 滴汞电极在这里是正极还是负极? (3) 极化池在这里是自发电池还是电解池?

-4-13、 解:(1)Fe (CN)3-6+e = Fe (CN)6 φ1/2 == +0.24V的极谱图如

图A;

2Hg + 2Cl - =Hg2Cl2 + 2e - φ1/2 == +0.25V的极谱图如图B。

-4-(2)Fe (CN)3-; 6+e = Fe (CN)6 阴极(负极)

2Hg + 2Cl - =Hg2Cl2 + 2e – 阳极(正极);

(3)电解池。

14、用库仑滴定法测定某有机酸的分子量/n,溶解0.0231克纯净试样于乙醇—水混合溶剂中,以电解产生的OH-进行滴定,通过0.0427A的恒定电流,经402秒到达终点,计算此有机酸的分子量/n。

14:解:0.0231 = M/n×(0.0427×402)/96487; 所以:M/n =0.0231/0.0001778 = 129.8

15、对苯二酚在滴汞电极上产生可逆极谱波,当pH = 7 时,其半波电位为0.041V(vs·SCE),计算对苯二酚单扫描极谱法的峰电位。

15:解:Ep = E1/2+0.028/n = 0.041+0.028/2 = +0.055V。

16、用极谱法测定某氯化钙溶液中的微量铅,取试液5.00毫升,加0.1%明胶5毫升,用去离子水稀释至50.00毫升,倒出部分溶液于电解杯中,通氮气10分钟,然后在-0.2~-0.6V

6

间记录极谱图,得波高50格;另取5.00毫升试液,加入标准铅溶液(0.50mg/mL)1.00毫升,然后按上述分析步骤同样处理,得波高80格。问:(1)解释操作规则中各步骤作用;

2+

(2)计算试样中Pb的含量(以g/L计);(3)能不能用铁粉、亚硫酸钠或通二氧化碳除氧。 16:解:(1)本法采用的极谱分析的标准加入法分析微量铅,加明胶是为了抑制极谱极大,通氮气是为了除氧,排除氧波的干扰。(2)C Pb2+ =( 0.5×1.00×50)÷[80(50+1)-50×5.00] = 0.109g/L。(3)由于是中性溶液,可以用亚硫酸钠除氧,而不能用铁粉和二氧化碳,后两者只有在酸性或强酸性溶液中才使用。

17、一般海水中镁的浓度是1300ppm,而钙的浓度是400ppm,钙离子选择性电极对于镁的选

2+

择性系数是0.014,计算用直接电位法测量海水中的Ca的浓度时,由于镁的存在引起的误差是多少?

17:解:CMg2+ = (1300×10-6×1000)/24.30 = 5.35×10-2mol/L;

CCa2+ = (400×10-6×1000)/40.80 = 9.98×10-3mol/L;

18、用钙离子选择性电极测定下列离子选择性系数,若溶液中仅有1.00×10mol/L Ca或

-2

1.00×10mol/L的下列各种离子,且液接电位和K值在下列体系中都保持不变,分别测得

2+2+2+

的电位值如下,求这些离子的选择性系数:Ca:+63.3Mv;Zn:+113.6Mv;Mg:+4.2Mv;++

H:+92.9Mv;K:+84.6Mv;

-2

2+

所以TE% = {[0.014×(5.35×10-2)2/2]/ (9.98×10-3)}×100 =7.5(%)。

18: 解:㏒KCa2+/Zn2+ = (EZn2+-Eca2+)/(0.059/2)= [(0.1136-0.0633)×2]/0.059

KCa2+/Zn2+= 50.7;

同理:KCa2+/Mg2+= 9.92×10-3; ㏒KCa2+/H+ = [(EH+-Eca2+)(0.059/2)/]+(1-nCa2+/nH+)㏒[H+]= [(0.0929

2

-0.0633)×2]/0.059+(1-2/1)㏒(1.00×10-) KCa2+/H+ = 1.01×103;

同理:KCa2+/K+ = 9.69×10-4。

19(讲义P181页15题)用下列数据计算试样中铅的质量,以mol/L表示。 溶 液 在-0.65V测得电流/?.A 25.0mL0.040mol/L的KNO3稀释至50ml; 12.4 25.0mL0.040mol/L的KNO3加10mL试样溶液, 稀释至50ml; 58.9 25.0mL0.040mol/L的KNO3加10mL试样溶液, 加5.0mL1.7*10-3mol/LPb2+,稀释至50ml; 81.5 19解: (58.9-12.4)/(81.5-12.4)=

(Cx/5)/[(Cx/5)+(5.0mL×1.7×10-3mol/L)/10]; 所以:Cx=1.7×10-3mol/L。 20(讲义181页13题)、3.000g锡矿试样以Na2O2熔融后溶解之,将溶液转移至250mL的容量瓶中,稀释至刻度。吸取稀释后的试液25mL进行极谱分析,测得扩散电流为24.9μA。然后在此液中加入5mL浓度为6.0×10-3mol·l-1的标准锡溶液,测得扩散电流为28.3μA。计算矿样中锡的质量分数。 20、解:

7

CSn?CSVShX24.9?A?6.0?10?6mol?L?1?5mL??H(V?VS)?hXV28.3?A?(25?5)mL?24.9?A?25mL?1?10.747?A?mL?mol?L0.747mol?L??0.003298mol?L?1849?A?mL?622.5?A?mL226.5

0.003.298mol?L?1?118.6g?mol?1Sn%??100%?0.13%

0.0253.000??10000.25021(讲义181页14题)、溶解0.2g含镉试样,测得其极谱波高为41.7mm,在同样条件下,测得150,250,350及500μg的标准溶液的波高分别为19.3,32.1,45.0及64.3mm。计算试样中镉的质量分数。 21、解:

CCdX?hxC?CCdS;CdX%?Cdx?100%?1.62% hs0.2g-1

22(讲义195页6题)、在库仑滴定中,1mA·s相当于下列物质多少克?(1)、

OH-;(2)Sb(Ⅲ到Ⅴ价);(3)Cu(Ⅱ到0价);(4)As2O3(Ⅲ到Ⅴ价)。 22、解:(1)

Mit17?1000mg?mol?1?0.001A(Q)m????0.000088mg?8.8?10?5mg

n96487C2?96487C(2)

Mit121.8?1000mg?mol?1?0.001A(Q)m????0.0006318mg?6.318?10?4mgn96487C2?96487C(3)

Mit63.54?1000mg?mol?1?0.001A(Q)m????0.0003.293mg?3.293?10?4mgn96487C2?96487C(4)

Mit197.84?1000mg?mol?1?0.001A(Q)m????0.001.025mg?1.025?10?3mgn96487C2?96487C23(讲义195页7题)、在一硫酸铜溶液中,插入两个铂片电极,接上电源,使之发生电解反应。这时在两铂片电极上各发生什么反应?写出反应式。若通过电解池的电流强度为24.75mA,通过电流时间为284.9s。在阴极上应当析出多少毫克铜? 23、解:

阴极:Cu2++2e-=Cu↓; 阳极:2H2O+4e-=4H++O2↑

mCu63.54g?mol?124.75?10?3A?284.9s4480g?mol?1?C????0.002322g?2.322mg296487C?mol?12?96487C?mol?1 8

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