电解与库仑习题解答

1、电解与库仑分析法习题解答H2=，试计算在氢析出前，试液中残16-9用汞阴极恒电流电解pH为1的Zn2+溶液，在汞电极上，n2+留的Zn浓度。解：Eh ,h（析出）E；,比h2 0.059lgH 1.01.059V0.05922111.0590.763lgZ n Zn 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？ nH2（铂电极上）=,n h2（汞电极上）=,n cd=0, n Zn=0解：（1 ）若以铂为阴极：0.0

2、59,2 M0.0592 3Ez.2ECd2显然,Zn Ezn2 ,zn,CdE：2 ,Cd镉先析出。当Cd2 100.763V0.403V5mol/LECd2,Cd0.4030.0595lg10 50.551V但氢先析出，干扰析出，当H =10- mol/L时,EH ,h （析出） 0.059lg10 50.20.495V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。EZn2 ,Zn0.763 °05%1050 910V 大于氢离子的析出电位。故氢离子不干扰镉、锌的析出。E ECd 2 ,CdE

3、zn2 ,Zn0.403 （ 0.763）0.36V0.15V说明能分离完全。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16-11用控制电位电解 算铜离子的析出的百分数。解：阴极电位为：E 0.1 0.244 0.144VE E 0.059lgCu2 ;0.1440.34 01059lgCu2 2 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%102.303 0.0062.2则m0 (莎念6 7)/964872.2(1)0.999m02.303

4、0.006(1 10 0.006t)9648716-13用控制电位法电解某物质，初始电流为，电解8min后，电流降至。估计该物质析出寸间为多少？依 i i010 kt得：i02.20A; i0.29A;t8 60480s0.29220 10k 480 得：k10.006st ktQi010 dtt2.2 100.006tdt2.2002.303 0.006依法拉第电解定律:QmM;m0.999m°2.2当其电解完全后:解:F n(1 100006t)0.006t0故Q("/ (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

5、解，在铂阳极氧化为Br2，当电解电流降至接近为零时，测得所消耗的电量为。试计算试液中的浓度。解：阳极：2Br 2e Br2;Q 105.5C已电解的溴质量为：mBr1055 呱0.08737gBr964872mBr则试液中原Br 100.0 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：I2HAsO 22I2HQi t 12010 3(9

6、6020)67.2(C)m Q167.213.48 104(mol)As2O3的物质物质的 3.48 10 42M Fn 964872其质量分数为：41.74 10M AS2 6100% = %.( M AS2Q3 197.84) 5.0001.计算L硝酸银在=1的溶液中的分解电压。nAg=0V, n o2=o解：阳极：2H2Q 4eQ2 4HEq 2/h 2 Q0.0594EQ2/H2Q4 lg pO2 H 6pO21.032 10 pa;H 0.1mol Leq2/h2q1.23Veq2/h2q1.23°.059igH41.23 0.059 1.17VEAg ,AgEAg ,Ag

7、0.059lgAg 0.7990.059lg0.10.858VU分EAg ,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：起始：0.059Ecu2 ,cuEcu2 ,cu2 lg(0.5)0.34 ( 0.0089)0.33V终：Ecu2 ,cu 0.34°：59|g 1

8、0 60.163VE 0.163 0.3310.168V4.在1mol/L硝酸介质中，电解 LPb2+以PbQ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？解：阴极：2Pb2e H2Q PbO2 4H始：0.059 H 4, “ 0.0591 14EPbQ2，Pb2EPbQ2，Pb22 lg Pb2 1.462 lg 01 1.49V终.0.05914终：Epb°2，pb21.46lg 5 1.61V2 210E 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

9、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，试计算此溶液的分解电压。解：阴极：E2Cu2 ,CuECu2 ,Cu0.059 lgCu2 0.340.8整 lg0.313V20.1 63.546阳极：Pb22e2H20PbO24HEpbO2，Pb2Epb°2，pb20.059,-Vlg4H 0.05/(0.1 207.2)1.4550.0771.532VU E 阳 E 阴 1.5320.3131.219V6.电解 pH 为 6,L硫酸锌溶液。试问：在能否析出？在锌电极上，1mol/LnH2=o解:pH6时时，H 2H2e H2硫酸溶液中，金属10 6

10、 mol/LZn是否能在铂阴极上析出？如溶液的Eh /h20.059 H 2 lgPH?嘗1g00.177V析出电位为:Eh,H20.177 0.70.877VEZn2 ,Zn EZn2 ,Zn0.0592= lgZn 0.7630.059lg0.010.822V说明可以析出。在1mol/L硫酸溶液中,+H =2mol/L.Eh /h20.059 H20.059 心0.0178VPtEh/h (析出)0.0178 0.70.682V 而 EZn2 ,Zn0.822V显然，氢析出在先。7用镀铜的铂网电极作阴极，电解L溶液，试计算金属锌析出的最低pH值。在铜电极上，nH2=o解：设H x(mol/

11、L)EH ,H2Eh ,h(析出)EZn2 ,ZnEZn2,Zn0.0592lgZn2 0.7630.05912lg x 0.420.059lg0.010.822VEZn2 .ZnEh ,h20.8220.059 lg x22 a0.40.05911.在100mL试液中，使用表面积为0.422pH 7.1510cm2的电极进行控制电位电解。被测物质的扩散系数为5 10 5cm2 s 1，扩散层的厚度为 2 10 'em，如以电流降到起始值的 时视作电解完全，需要多长时间?解:5212K 26.1DA/V ; D 5 10 5cm2.s 1, A 10cm2,332 10 3cm,V 1

12、00cm3故 K 26.1 5 10 510/(100 2 10 3)6.25 10 2s 1而 i i01O Kt;i 0.1%i0时,O.OO1i0 i0 10 6.25 10 %,得t 4.8s13.用控制电位库仑法测定 In 3+，在汞阴极上还原成金属铟析出，初始电流为150mA以k=的指数方程衰减，20min后降到接近为零。试计算试液中铟的质量。解：当i0时，说明电解完全。0.152.3030.005860157.66(C);QM InF3673.78 JMjn96487 3因M m 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

13、： 4OH4e O22H2O10 3170.177 卩 g96487Q"F Moh+ (对 SCB, Cl-在250C, 100kpa)。试P。V。 PVT。TV。PV T°T P016.某含氯试样，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AgCI。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:2H2O 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，

14、 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(C)则溴的物质的量为:7.5M 96487253.89 10 (mol)苯酚的物质的量为:3.89 1031.30 10 5(mol)苯酚的质量浓度为:1.30 10 5 94.120.112.2ng/L19.取某含酸试样，用电解产生的进行库仑滴定，经246s后到达终点。在滴定过程中，电流通过一个100 Q的电阻降为。试计算试样中的浓度。解:0.8491008049 10 3(A)3Q i t 8.49 1024.62.09(C)2H2O2e H22OH产生0H物质的量为:2.09964872.16510 (mol)n H nOHH n oh10 1012.16 10 (mol L )20. 用库仑滴定法测定某有机酸的相对分子量 生的OH进行滴定，通过的恒定电流，解：产生的noH-为：nQOHF则有机酸的物质的量也为0.0231Mz41.78 10 421. 丁二酮肟即铜试剂，它在 半波电位为（对于 SCE）,女口/z。溶解纯净试样于乙醇-水混合溶剂中，以电解产经 402s到达终点。计算此有机酸的相对分子量/z。40.0427 402 / 964871.78 10 (mol)-41