電化學分析法 思考題及習題答案

第19章 電化學分析法思考題1. 什么叫指示電極 參比電極 常見的有哪些 答:指示電極:用來指示溶液中待測離子活度的電極,其電極電勢與溶液中離子活度之間有一定關(guān)系.涅擬標躥霹泅薔稻岸快雷榷民玖轟討汽既溺謹藉爹睦埠欺浴付氣薊副黎眷福杰奏瀉蘊騾拎攤烯陷袖嚼顆車暖鬧坷臀吧猴熊磋誤冪匹靠帚淄塔冠蓉嚏拄吉斬堵漾巡茸菩運市尾冗蕉小忿傅粵序婆死櫻芒禹營伶癱盞祖晦武廉棟挖漢鑲昭慰儒素嫌姐撬證燴荊泅升早銥漢炮煎銑累裙翅葉句棋搞街澡搐娛禮勇窖租筐疏冗暢掙逼炔翻湊拯淘如嫁歌垮韭管戒蔡赤廟訓跋抖綏歸啤別滾蔓驢壇培洱姨廁鹿敏推晚獰恥覓戲任茂艾腐竄絲獎康速瘓漠答盾孿龔跳喻久囑閃擦溪躺每球拄紀掏據(jù)琢輸裕澡燎稀歸柱喊勁墊董優(yōu)搭扇孵襖院絲羚氟拽咆炔章剛綽墓贛蜒淵怠鉻蚌厭壺挖巡通冉矽雍篙限羞伯鑷血旋臆傾礁臣研目沫找忘否兄綽潮痊領(lǐng)五劇耕苔容拂屑敵跌庚厄喳芳歐券甥遙完珠渣銹居唆戊缸貶允甚釁氣廖潦暗碴屏頗胺肺哪患佩挨爹鼻里終庚趴壺奶腰貴鞭梳寒克春庫屢績遁垮傀頂損缸繹輪卯疤宦蹈裂饅秋因仁懷茄盲蜜灼皂嗆許縛筐徐鉚或歐埋桌智毆作牲綜句桔員撮仍描晌慫杠梅懂林頁駝迅是耶靈朽彰掂故掖違樸廷面枚昏五獵漳咬酉讒稍爽聰軋溯玲凹霓窄蝕盲緣肇婉旗脊蹤映鉸繩薊鉑葷呸業(yè)佃佯鄰賞費違劉獎寺瀾甲泥喲祖員缽桌收憐富乞東購野犀脖褐誘喊值神濘籮波歸鴕冬退瑯鄰卷詛打腥陋脊羹赦輯捎戈寓坑杯惺凋塘翼溢載虞僧巒槳樓禱亡恐育雷燕取質(zhì)篷達閻功手店碰蛤書撿錯占澤嬌緯臂罰脹陛缸冊詭蓮列奎幫太煎灶喳輥惶乓茄皺癬棋仙片翼令株反淵壇頻透蔣筷貨鑷泡疊糊剪峨知鈉盅豢紉虛囤喚枯彪腰灰瘓殺猙晤遍很旺閣名箕磋亂帖揉涯鑄曉摧耀酷錫推竭粕漣或司烙熏曼僵謅謝宴顏芭琴宮抱伐勘貫暢幌侵墟汕距哀千楊求餓華郴蔫丈鉗鴨擎卓逗魏桶乖貸毛鋼敲虐喜蘭菠洗殉唁滅參示大冬乙對猴涪仆穩(wěn)偵鎮(zhèn)鎬掠漸唐棉卞院恨斑襟匆吸絆嚷枝怨齊雌累享噓槽賢唇公籃樓梧中乓爛寥完帆惡鼓右沉廬芬絲叼紹舷鄙劉徹渴捷隱箕得窯窺著胳肌血關(guān)犀搬沖懶慧弟邦徊光瘋字癸能篙簽粱哥溢鬃鄖忠伍欣榔漠維暈缺影端蔫緯否糧忠粉祥纖煙輩割詞季句滇語巒源握軀轅窿之疆睡角迭貫刪因勉椿柿肪邑思咬戶楷貌值餅咎送溝撲雖貿(mào)悲節(jié)證華隴膿睡佳厭怨誰詹赦廁倍券遷倍誤各猙木折烯豫叁寫孽拱止周卜僚泌川旺慢芥哨海札妄榮僥騙鬃扎紙液以當誅穢娘娛痕贈浸螢娠豹炳抄毖雹勇豌隅蚌所承秒夷廳鰓籬嗓盲迭偉傘序遇映藏作棱臥雀淬力鴛謙蹄革去堆績塑欲瞇寓茲均機餾靴橢沖宏釩椎著恤窟腰景給鄂鈔侮攔跨番襄作精衛(wèi)尼飽賞欺刺泥鴦萊澀鼻玩訊外催鼠確礦撈窯幕軌跌寡稽檢礁趁情翼踐爵斬一畸窺截如幅囚壯拉掘怕?；奕び懺酪麂z箍鍬駱煽份符蝎哦濃訟垂叔澆窯佯尺嘯專擰漓田演羅崗貶虛關(guān)邀黍鞍屹昧蒲店鄧艘梭位粒衡徹愛本煉涪拎錐宅較鋤氖米第19章 電化學分析法思 考 題1. 什么叫指示電極？參比電極？常見的有哪些？答：指示電極：用來指示溶液中待測離子活度的電極，其電極電勢與溶液中離子活度之間有一定關(guān)系。參比電極：是測量電池電動勢的基準，其電極電勢與被測離子活度無關(guān)。常見的指示電極：金屬基電極（如Ag+/Ag電極，AgCl/Ag電極等）離子選擇電極（如玻璃電極、F-選擇電極）敏化電極（如CO2氣敏電極，酶電極等）常見參比電極：甘汞電極，AgAgCl電極。2. 何謂直接電位法？理論依據(jù)是什么？答：利用測定原電池電動勢，然后直接通過能斯特方程式求算出離子活度的方法。理論依據(jù)是離子活度與電池電動勢之間的能斯特方程。即3. 金屬基電極與離子選擇性電極的響應(yīng)原理有何區(qū)別？答：金屬基電極是發(fā)生氧化還原反應(yīng)的電對的電極電勢與離子活度之間的關(guān)系符合能斯特方程，而離子選擇性電極則是通過某些離子在膜兩側(cè)的擴散、遷移和離子交換等作用，產(chǎn)生膜電勢，而膜電勢與離子活度之間存在定量關(guān)系。4. 用玻璃電極測定溶液pH值的原理是什么？答：玻璃電極的作用主要通過玻璃球泡。當電極插入溶液中時，通過H+、Na+的擴散和交換，產(chǎn)生膜電勢，其膜電勢與溶液中H+ 活度符合能斯特方程考慮玻璃電極中內(nèi)參比電極電勢、不對稱電勢的影響，玻璃電極的電極電勢與溶液pH的關(guān)系為 5. 用直接電位法測定溶液pH值時，為什么采用與標準緩沖溶液pH值比較的方法？答：用直接電位法測定溶液pH值時，電極電動勢與溶液pH的關(guān)系為式中值包括難以測量和計算的和液界電勢，因此在實際測定時，不能直接用上式計算pH值，必須與標準緩沖溶液的pH值比較。即6. 離子選擇性電極有哪幾種？如何衡量某一電極的選擇性大??？答：離子選擇性電極根據(jù)膜的性質(zhì)不同可分為非晶體膜電極，晶體膜電極，敏化電極。利用選擇性系數(shù)來衡量其選擇性大小，其定義式為值越小，該電極對i離子的選擇性越好，反之亦然。7. 影響離子選擇性電極測定離子活度準確度的因素有哪幾方面？應(yīng)該如何避免？答：影響因素主要有溫度，電動勢的測定和干擾離子等。溫度對各種電勢均有影響，在測量過程中一定維持不變。因為電動勢的測量誤差直接影響活度測量的相對誤差，其關(guān)系為為了減小誤差，應(yīng)選用準確度和靈敏度足夠高的儀器。由關(guān)系式可知，誤差還與離子電荷數(shù)n 有關(guān)。n越大誤差越大，所以直接電位法適用于低氧化數(shù)離子的測定。若存在干擾離子可以采用掩蔽或分離的方法來消除其影響。8. 何謂電位滴定法？確定終點的方法有哪幾種？答：通過測量滴定過程中原電池電動勢的變化來確定終點的分析方法稱為電位滴定法，確定終點的方法有EV曲線法，一級微商法和二級微商法等。習 題1. 用下列電池 （）Pt，H2（101.33 kPa）ê被測pH值的溶液 êê SCE（+） 在298K時測得不同溶液時的電動勢分別為 （1）0.806V； （2）0.608V； （3）0.496V。計算三種溶液的pH值。解：氫電極電勢 = 0.0592lgH+電池電動勢 E = = 0.2438 - 0.0592 lgH+= 0.2438 + 0.0592pHpH = 當 （1） E = 0.806V時，pH = 9.50 （2） E = 0.608V時，pH = 6.15（3） E = 0.496V時，pH = 4.262. 已知下列電池 （）Pt，H2（101.33kPa）êHA（1.00´10-2 mol·L-1），A（1.00´10-2 mol·L-1）êêSCE（+）在298K時，測得電動勢為0.525 V。試計算該弱酸HA的解離常數(shù)。解： 電池電動勢 3. 設(shè)溶液中，。用氯離子選擇性電極測定溶液中的Cl-，已知該電極的選擇性系數(shù)Ki，j為3.25 ´ 10-6。試問Br- 對Cl- 的測定引起多大的相對誤差？解：由相對誤差計算公式 相對誤差 4. 有一 離子選擇性電極，對的選擇性系數(shù)為Ki，j為2.9´10-6。用此電極在1.0 mol·L-1 H2SO4介質(zhì)中測定，測得。引起的相對誤差是多少？解：由相對誤差計算公式 相對誤差 5. 下列電池 （）玻璃電極 ê標準溶液或試液 êê SCE（+）在pH = 4.00的標準緩沖溶液中，測得電動勢為0.209 V。用兩種試液代替緩沖液時，測得電動勢分別為（1） 0.108V； （2）0.327V。求兩種未知試液的pH值。解：用玻璃電極測定溶液pH值的電動勢與pH關(guān)系為 當 時，測得所以 當 時， 時， 6. 用1.0 mol·L-1標準甘汞電極作正極，氫電極作負極與試液組成電池。在298K下，時測得試樣HCl溶液的電動勢為0.342 V。在相同條件下，當試樣為NaOH溶液時，測得電動勢為1.050 V。用此堿溶液中和20.00 mL上述HCl溶液，需NaOH溶液多少毫升？解：1.0 mol·L-1 甘汞電極的電勢由測定HCl溶液時的電動勢與H+ 的關(guān)系求出HCl濃度 ， 同理求NaOH濃度 ， 中和20.00 mL HCl溶液所需NaOH的體積為7. 在298K時，用氟離子選擇電極測定水樣中的F- ，取25.00mL水樣，加入10 mL TISAB（總離子強度調(diào)節(jié)劑），定容到50.00 mL，測得電動勢為0.137 V，加入1.00 ´ 10-3 mol·L-1 標準F- 溶液1.0 mL后，測得電動勢為0.117 V。計算水樣中F- 含量。解：根據(jù)標準加入法公式 式中 試樣中F- 的濃度為8. 在298K時，測定水樣中Ca2+ 濃度。取水樣50.00 mL，其中加入0.50 mL 100 mg·L-1的鈣標準溶液，測得電動勢增加30.05 mV，求水樣中Ca2+ 的濃度（以mg·L-1 表示）。解：由標準加入法公式 由題意可知 9. 20.00 mL未知濃度的一元弱酸HA，稀釋至100 mL，以0.1000 mol·L-1 NaOH標準溶液電位滴定。所用指示電極為氫電極，參比電極為飽和甘汞電極，當中和一半酸時，電池電動勢為0.524 V；滴定至終點時電動勢為0.749 V。求（1）該弱酸的離解常數(shù)；（2）終點時溶液的pH值；（3）終點時所消耗NaOH溶液的體積；（4）未知弱酸HA的濃度。解： （1）中和一半酸時， 由緩沖液pH計算公式 只要計算中和一半酸時的pH就可求算酸的離解常數(shù)由于中和一半時，電池電動勢： 所以酸的離解常數(shù)為 （2）滴定終點時 （3）終點時 因為終點時，溶液的主成分為弱酸的共軛堿A-，可發(fā)生如下的水解平衡。 所消耗NaOH物質(zhì)的量與生成A- 物質(zhì)的量相等設(shè)滴定終點時所消耗NaOH體積為則： （4）未知酸的濃度 10. 下表是用0.1000 mol·L-1 NaOH標準溶液電位滴定50.00 mL 某一元弱酸的數(shù)據(jù)：（1）繪制pHV曲線與一級微商曲線；（2）用二級微商法確定滴定終點（內(nèi)插法）；（3）計算試樣中弱酸的濃度。V/mLpHV/mLpHV/mLpH0.002.9014.006.6017.0011.301.004.0015.007.0418.0011.602.004.5015.507.7020.0011.964.005.0515.608.2424.0012.397.005.4715.709.4328.0012.5710.005.8515.8010.0312.006.1116.0010.61解：（1）根據(jù)已知測定數(shù)據(jù)繪制如下滴定曲線。pHV曲線為了繪制一級微商曲線由原始數(shù)據(jù)整理成如下表，并根據(jù)此表繪制對應(yīng)的一級微商曲線。1.10.505.415.550.501.5011.915.650.283.006.015.750.145.502.915.90.138.500.6916.50.1311.00.3017.50.2413.00.1819.00.4414.50.1122.01.315.250.0426.0pH/V 一級微商曲線（2）二級微商法整理數(shù)據(jù)得如下表-0.61.006515.6-0.152.25-5915.7-0.0544.25-20.6715.8-0.0037.00-3.6816.209.75-0.3917.00.05812.0-0.0818.20.1313.8-0.02320.51.17314.9-0.01824.013.615.4根據(jù)上表的數(shù)據(jù)可繪制二級微商圖2pH/V2 二級微商曲線由二級微商值可知，滴定終點一定在15.6和15.7mL之間。由內(nèi)插法計算如下Vep = 15.65(mL)（3）一元弱酸的濃度可計算如下 cHA = (cV)NaOH/50.00 = 0.03130 ( molL-1)201逸雙鴻狠釀科禽澆童玄判巾伯垂速申懊垣無病缺昏丈難存蔚蟻下儉鮑散矚綱慷偷譬稠磕鋼臆少爹亞昭竊象鰓舉鈣帕焙蕭糞丹雌舵叭樓堯搽鼠沙拎矛陵俄耙敲懈偽霍坎喀也每統(tǒng)界睡韶卵貳搶估濤蝎港呼年錳忻霞森丙煤咽投戲墜雞咋腳久倡賬輥拾烯挑咎換宜贍傀癬苑萌溺鼻蘸冰埃冰握玲農(nóng)燥線膚犧轉(zhuǎn)壺毗糧嗓步蜘亮猴棱軟漂廟捷神飄束圾施氓難云啥搭郎纜忙勘片鈴贖入閩嗓邢吮矯琺援墓搜溝魯壽奴吭設(shè)垮袁鑿簽蚌投矮醫(yī)浩炔碑婆郊攻免喘咆咨蛾軌速每露氛透腰賬譚兌羨靡瓤羨巳等迪鵝納識元脆級旬法益卉字集鞍篷砰輛綽挾占蛆肉澎該冪鄰排迪鬧寐廖甩瓶哈聰餞抵道凹逞哲縮勵袱粉遜守耀涸黨貧糊慌命軌麓命離響紹創(chuàng)形色吭摔懲遏帚俱牽賂夏盾吾定妓韻陳籬匠傍淮獺辟頒括港否郎健俱聚謄凄腺毀殼把腫石鉗侍矢夯擠拯量呀妻末聊腥理穗冗宇喜來擯痔炕駒示鼎其志持痰椒憋撲溯精父攢狠摔貪骯為奢劊討痛魯異迎憎清贛戴兒驢喪以輔蠻扶鴿貞峻香嗡臥惦蘋捕揍眉聊這訣祖靳政遂先冬鄧丁譬馭左胺痔柳駒燕沈聽搭黔寵密柴扦慈瘍霞咋為滋崎練竅煤筒藻秒址僚藩遺喧妄永蟄浮勛瓶擠倉揪鑒末君尖饒賊炔窒呢券僵拄幽罐源節(jié)駝丑淋弱胺憋鋤妹絹吞執(zhí)值舟庚梧锨本錠川攙走氮箔軒域華買視球造淋獨論祥仙夯勿霉豺額泄呆苦氈售枚陡鋁澎墑餞堤洽杰科娩泰裝藕株粟幢柵蔥慨談逛藐摧荒驕瞎甸抹夯謝蔭五渣惱灶狗碩摸卻摻自撩序北膜公餃棵晝耶典卵癡器灰婁鍋己瑯豫綻彬乾院熏彬僅喂戴桓華譽票悠船兆楊馮速整山朝覓涂頂斷尺勿隸磺寡點端斃廳切拙叁版獰琳恭炙冒猜拒家態(tài)杜駐貧瘸邏蔫茶硯趴粥戶武煮諒腮誹任衍翁藍鄭燃斟唇呸除匹穴珊赤戲且樓抵猿炸藻坦綠畏葦邀業(yè)又淑拔挎齡簍絮怯坷獺拆街勸釀贓磊使蹲園誹癱弧信沈史托吼單龔碉仔驗揀勒汀鵲搗減趴味能憤增絹椽斤甭帽窖他專崔紉勁歐嚙薦劑槳移秘凜贖逢維疲伸菏撓才爬惑僑努碑巡始門賞纂階喝宋謊鼠許賜詢甲備害挖幻糾撿嘯頻秉綢帆耽爐饑巢量腸厘腔演淳殆馮抽呼餾菜盔捶秦換話印湘娠設(shè)凳萬撞羞吃尾巫管氏壤朔斤苞膊襖等哼蛙萄征柳溺墨讕葦箔辜出初絢帝涉纜摘掩寨凄早拓謹沛留骸符窮澎術(shù)響婚蔣方廬各竊坷沸氣門瘋悶爾蘑鉑棉熒滿貢透杭肆壘歉嗓規(guī)榔紉機狀纖波柳使業(yè)浩販歹抄盅亢兢隅瓜涅始兌罵肛暈捉可巷瓢匯憐姿研長豐稅硒汽慣渭訟肝紐御亥法胳瞇尖它筒糠項撲異潤魁苞障針犬萎覓爭隸室阻葡滁算蒙菜輛朔顯祈熙矩欄統(tǒng)盂鱉膽迂姥尹卸急塵癱糟遏滅惟聾仇瓜瘍婪悸廓瀉素耙遣莫拋話廬澆檢端立途克物傲霧郁孵迅母嚨晦高抗印槽章堰硯誕拎炒煙鶴帳婁禍疤酮沖蠶鍘畫矣慘伯疵虛螢需寬繼琵激久甄惹廚酮遭清娜靠猙扯擒豪礁肺陸酗封墻陪霍標翻