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文档简介

1、级本(专)科班期(中)末考试试卷(A/B)课程名称:任课教师: 考试时间:分钟考试性质(学生填写“”):正常考试()缓考补考()重修()提前修读()题 号一二三四五总分满 分得 分阅卷人复核人满分得分一、判断题(未注明者每空1分,共20分)1. 恒阴极电位中,电解分析完成的时间取决于溶液的起始浓度。( )2. 指示电极的标准电极电位是以饱和甘汞参比电极为基准获得的。( )一、填空题(未注明者每空1分,共20分)1. 方波极谱基本消除了,将灵敏度提高到mol/L,但灵敏度的进一步提高受到影响,极谱基本上消除了这种影响,检出限可达10-810-9mol/L。充电电流;10-7mol/L;毛细管电流

2、(毛细管噪声);微分脉冲2. 离子选择性电极的选择性系数Ki,j严格来说不是一个常数,在不同条件下测定的选择性系数值各不相同。故Ki,j仅能用来估计干扰离子存在时产生的大小。活度;相对误差3. 电化学分析法是建立在基础上的一类分析方法.溶液电化学性质1化学电池是将与互相转换的装置,依据转换方式,可分为原电池和电解池。而原电池是能自发地将转变为的装置,其正负极取决于,在电池图解表示式中,其电动势E=。但无论是原电池还是电解池,发生氧化反应的电极称为;而发生还原反应的电极称为。1化学能,电能,能量,化学能,电能,电流的方向(两电极电位相对高低),右-左,阳极,阴极2液体接界电位也称。它产生于具有或

3、的同种电解质界面之间,由于离子扩散通过界面的,有微小而产生的。2液接电位,不同电解质,浓度不同,电位差3极化是指电流通过电极与溶液时,其电极电位平衡电位的现象。电极电位与平衡电位之差称为。依据极化产生的原因,可以把极化划分为和。前者是由于电解过程中附近溶液的浓度与的浓度差引起的;后者是由于速度慢引起的。3的界面,偏离,浓差极化,电化学极化,电极表面,本体溶液,电极反应4盐桥的作用。当用AgCl晶体膜电极测Cl-时,用SCE作参比电极,选用的盐桥内充液为。经典极谱法中,在测试液内加入较高浓度的惰性电解质溶液的目的,为了测量的相对误差<1%,惰性电解质溶液的浓度必须高于被测组分浓度的。而电位

4、分析法,为确保待测溶液的总离子强度相对一致,需加入一种试剂称为,英文缩写一般由、和组成。这种试剂必须具有的两个作用:;。4减小(减弱)液接电位,KNO3溶液,减弱(小)迁移电流,100倍以上,总离子强度调节缓冲剂,TISAB,中性电解质,缓冲溶液,掩蔽剂,维持总离子强度I足够大,且相对恒定,维持pH在指定范围(缓冲作用)5在经典极谱法中,一种干扰电流就是当外加电压未达到被测物质分解电压时,产生的微小电流称为。它由和组成,其中是主要部分。还有一种干扰就是氧波,排除氧波的方法有和。5残余电流,电解电流,电容(充电)电流,电容(充电)电流,通气法,亚硫酸钠法6电位分析法的定量分析依据是;经典极谱法的

5、定量分析依据是;单扫描极谱法的定量分析依据是。6奈斯特(Nernst)方程,尤科维奇(Ilkovic)方程,兰德尔斯-舍维奇(Randles-Sevcik)方程71929年Mcinnes最早使用的离子选择性电极是,其核心部分是。对其相应机理的解释,较为完善的是Nicolsky的理论。电极电位产生的本质是由于产生的。7玻璃电极,玻璃膜,离子扩散理论,离子扩散,相间电位8玻璃电极在测量pH>13的溶液的pH值时,会存在一种,称为,即测量的pH比实际值要,这是因为在电极响应的结果。8系统误差,碱差或钠差,低,钠离子9玻璃电极在使用前要浸泡24小时以上,其目的是;而饱和甘汞电极使用温度不得超过,

6、这是因为当温度较高时,发生,反应方程式。9使不对称电位处于稳定值,80,歧化反应,Hg2Cl2 = Hg + HgCl210极谱法与伏安法不同之处在于。其工作电极的电位完全的控制;极谱电流完全。10工作电极使用滴汞电极,外加电压的控制;受扩散控制11用离子选择性电极,以“一次标准加入法”进行定量分析时,应要求加入标准溶液的体积要,浓度要,这样做的目的是。11小,高,保持溶液的总离子强度相对不变。12T滴定时用滴定剂的选择性电极来指示终点。如图是使用银离子选择电极来测定Cl-、Br-、I-滴定曲线,已知滴定剂AgNO3浓度为原始试样体积为10mL。则Cl-、Br-、I-浓度分别是、。13在只有一

7、种共存离子j存在的条件下,被测阳离子i的选择性电极电位可用Nicolsky方程表示为:,式中电位选择性系数,它表征了共存离子对被测离子的。电位选择性系数愈小,表示电极对离子i的。例如一个pH电极对Na+选择性系数为10-5,表明该电极对H+响应比对Na+响应灵敏。13,Ki,j,干扰程度,选择性越好,105倍。14S滴定即直接用响应于待测离子的选择性电极来指示终点。如图是使用铜离子选择电极来指示EDTA滴定Cu2+、Ca2+混合液的滴定曲线,已知EDTA浓度为0.01mol/L,原始试样体积为20mL。则Cu2+、Ca2+浓度分别是、。(不计体积变化)15在氧化还原反应中,电极电位的产生是由于

8、,而膜电位M的产生是由于的结果。若膜内外响应离子X-活度分别为0和1,则膜电位M=。15电子得失,溶液与膜界面离子发生交换,16在电位滴定中,用AgNO3标准溶液电位滴定Cl-时,几种确定终点方法:在EV图上的终点是;对于一次微商曲线终点是;而对于二次微商曲线是所对应的点。16曲线突跃的转折点(拐点),曲线的最高点,二次微商等于零17在经典极谱分析法中,常采用三电极体系,按其在电解过程中充当的角色称为:,。而金属基电极基于电子交换反应一般分为,Ag/Ag+属于第,Ag/AgCl属于第,Pt/Fe3+,Fe2+属于第,17工作电极,参比电极,对电极(辅助电极),四类,1类电极,2类电极,0类电极

9、18在测定试样溶液中的氟离子含量时,所用的TISAB有氯化钠、柠檬酸钠及HAc-NaAc缓冲溶液组成。氯化钠用以保持溶液,柠檬酸钠用以等离子干扰,而HAc-NaAc缓冲溶液则使被测溶液的pH控制在。18总离子强度恒定,掩蔽Fe3+、Al3+19被测离子达到电极表面发生电解反应,主要靠三种传质方式:,相应产生、三种电流,其中只有与被测的离子的浓度有有定量关系。另外两种电流消除,以保证分析结果准确,通常用和方法。19(电)迁移、对流、扩散,迁移电流,对流电流,扩散电流,扩散电流,加入支持液,保持溶液静止20以测定电解过程中的电流电压曲线为基础的一大类电化学分析法称为,使用滴汞电极作的伏安法称为。形

10、成波的高度与溶液中待测离子的浓度有关,因而可作为_的基础。电流等于扩散电流一半时的滴汞电极的电位则称为_,它可作为极谱_的依据。20伏安法,极谱法,定量分析,半波电位,定性分析13可逆极谱波是在电极反应时,速率远比快的情况下形成的,极谱波上的电流都受所控制。而不可逆极谱波是由于溶液中的电活性物质与电极间的电子交换过程缓慢,速率远比慢的情况下形成的,极谱波上的电流主要受速率所控制。可逆和不可逆极谱波的半波电位之差,即为不可逆过程所需的。13电极反应,扩散速率,扩散速率,电极反应,扩散速率,过电位21pH玻璃电极的膜电位的产生是由于氢离子在玻璃膜表面进行和扩散形成的双电层结构;氟化镧单晶膜电极的膜

11、电位是由于F-进入而形成双电层结构;而晶体膜氯或溴电极是用AgCl或AgBr晶体掺加后压制成敏感膜。离子交换,晶体膜的缺陷,Ag2S22二、填空题(共 16 分)1. 极谱法的定性分析依据是,而定量分析的依据是。循环伏安法是通过在研究电极上施加电压的分析方法。2. 电解过程中,实际分解电压要比理论分解电压,使得阴极电位更。3. 离子选择电极的电极电位修正公式为:(A)若Ki,j<<1,该电极的主要响应离子为:。(B)若Ki,j>>1,该电极的主要响应离子为:。二、选择题(每题1分,共分)1在电位法中离子选择性电极的电位应与待测离子的活度 (    )

12、m' T P!EKM+G A. 成正比                B. 的对数成正比$gq8v'R8d6t l5 C. 符合扩散电流公式的关系             D. 的对数成反比df#PG U.cK(N2下例说法哪一种是正确的? ( ) A阳离子选择性电极的电位随试液中阳离子浓度的增高向正方向变化)HAJ+i-| t:s90|B阴离子选择性电极的电位随试液中阴

13、离子浓度的增高向负方向变化z#A+F*XVOro'J C阳离子选择性电极的电位随试液中被响应阳离子浓度的增高向负方向变化D阴离子选择性电极的电位随试液中被响应阴离子浓度的变化而变化3在电动势的测定中盐桥的主要作用是 ( ) A减小液体的接界电势 B增加液体的接界电势 C减小液体的不对称电势 D增加液体的不对称电势4Ag-AgCl电极电位,决定于溶液中 ( ) AAg+浓度 BAgCl浓度 CAg+和AgCl浓度 DCl活度5在自动电位滴定法测HAc的实验中,绘制滴定曲线的目的是 A确定反应终点 B观察反应过程pH变化 C观察酚酞的变色范围 D确定终点误差6测水样pH值时,甘汞电极是 (

14、 ) A工作电极 B指示电极 C参比电极 D内参比电极7消除液接界电位后,电池的电动势E表示为(式中为电极电位) ( ) AE=正- 负BE=负- 正 CE=阳- 阴D E= 阴- 阳8下列哪项是饱和甘汞电极的半电池组成 ( ) APt|Hg2Cl2(s)|KCl(饱和) BPt|HgCl2(s)|KCl(饱和) CHg|HgCl2(s)|KCl(饱和) DHg|Hg2Cl2(s)|KCl(饱和)9下列哪种ISE相当于化学电池 ( ) A钙电极 B酶电极 C钾电极 D氟电极10玻璃电极测pH时,采用的定量分析方法是 ( ) A校正曲线法 B增量法 C直接比较法 D一次标准加入法11用离子选择性

15、电极以校正曲线法进行定量分析时,应要求 ( )A试样溶液与标准溶液的离子强度相一致 B试样溶液与标准溶液的离子强度都大于1 C试样溶液与标准溶液中待测离子的离子强度相一致 D试样溶液与标准溶液中待测离子的活度相一致12用电位法测定溶液的pH值时,玻璃电极与饱和甘汞电极分别作为( )A工作电极和对电极 B指示电极和辅助电极C指示电极和参比电极 D工作电极和参比电极13对于一价离子的电极电位值测定误差,每±1mV约产生的浓度相对误差( )A±1% B±4% C±8% D±12%14对于极谱波来说,其横坐标纵坐标分别为 ( )AEI BIE CIC

16、DCI15右图为10-3mol/L的氯化铅,在1mol/L的KCl溶液中的极谱图,其中哪一部分是极限扩散电流 ( ) Aa Bb Cc Dd16在极谱分析法的Ilkovic方程中,毛细管常数是 ( ) A607nD1/2m2/3t1/6 B607nD1/2 CnD1/2m2/3t1/6Dm2/3t1/617在极谱分析中,通常在试液中加入一定量的明胶,其母的是为了消除 ( )A极谱极大 B叠波 C氢波 D前波18在极谱分析中,消除氧波的方法是在测试溶液中加入 ( ) A支持电解质  BNa2SO3    C表面活性剂    

17、D配合剂19电位分析法测量的根据是 ( ) A电流和电位关系 B电流为0,测量电位 C电位恒定,测量电流 D电流恒定,测量电位20极谱分析法测量的根据是 ( ) A电流和电阻的关系 B电阻和电位的关系 C电流和电位关系 D电流大小21测定溶液的pH时,使用的参比电极是 ( ) A玻璃电极 B银电极 C银-氯化银电极; D饱和甘汞电极22测定水中微量氟时,需加入总离子强度调节缓冲溶液(TISAB),下列:1.NaCl;2.NaAc; 3.HAc;4.氯化铵;5.柠檬酸钠中的哪几种化合物组成? ( ) A1、2、3、4; B2、3、4、5; C1、2、3、5; D1、3、4、5 23pH玻璃电极膜

18、电位的产生是由于 ( ) A氢离子透过玻璃膜 B氢离子得到电子 C电子的得失 D溶液中氢离子和玻璃膜水化层中的钠离子的交换作用24用pH计测定溶液的pH值,需要用标准pH溶液定位,就是将仪器指示( ) A定在零点 B定在pH=0 C定在pH=7 D定在标准溶液pH处25不对称电位是指 ( ) A指示电极与参比电极的标准电极电位不相等 B测量溶液中不含待测离子时的电位 C电极膜内外待测离子浓度相等时的电位D电极膜内外待测离子活度相等时的电位26电位分析中的标准加入法不要求的是: A加入的标准溶液体积要小 B加入的标准溶液浓度要大C加入标准溶液后,测量溶液离子强度变化小 D加入标准溶液后,测量电位

19、无变化27已知图示式为:MA|MAn+(C1)|MBm+(C2)|MB的化学电池是一个自发电池,则图中右边的电极为 ( ) A正极,阳极 B正极,阴极 C负极,阴极 D负极,阳极28确定化学电池阴阳极的根据是 ( )A电极电位的高低 B. 电极材料的性质 C电极反应的性质 D离子的浓度22极谱定性分析的依据是什么?其影响因素主要是什么? ( ) A . 半波电位;底液的组成和浓度  B. 半波电位;电极反应物质的浓度 C.极限扩散电流;底液的组成和浓度 D. 极限扩散电流;电极反应物质的浓度23经典极谱法定量分析的依据及数学表达式是 ( )A. Nernst方程式:  B.

20、 Ilkovic方程式:C. Faraday定律: D. Randles方程式:17.在经典极谱分析中,一般不搅拌溶液,这是为了: ( ) C.加速达到平衡 D.有利于形成浓差极化18.在加入支持电解质、极大抑制剂、除氧剂后,极谱分析中的极限电流是指:( )A.残余电流和扩散电流 B.残余、迁移和扩散电流19.极谱波的半波电位是: ( )A.扩散电流为极限扩散电流一半处的电极电位20.下面哪一种说法是正确的 ( ) C.当溶液组成一定时,不同浓度的被测溶液的半波电位相同21.极谱法中的极限扩散电流是 ( )A.电极表面附近被还原(或氧化)离子浓度趋于零时,所得到的扩散电流 B.电极表面附近被还

21、原(或氧化)离子浓度等于零时,所得到的扩散电流C.电极表面附近被还原(或氧化)离子浓度最大时,所得到的扩散电流22.极谱定量分析时,为什么要求保持标准溶液和试样溶液的组分基本一致( )C.23.用直接比较法进行极谱定量分析时,下面那种说法是不对的 ( ) C.试液组分保持一致 D.试液体积必须相等24.阳离子在滴汞电极氧化时,如果存在迁移电流,则测得极限电流 ( )C.25.下面那一种方法不适于消除氧波 ( ) C.在弱酸性或碱性溶液中加入抗坏血酸 D.在碱性溶液中通入二氧化碳5.当pH玻璃电极测量超出其使用的pH范围的溶液时,测量值将发生"酸差"和"碱差&quo

22、t;。 "酸差"和"碱差"使得测量pH值值将是: A. 偏高和偏高; B. 偏低和偏低 C. 偏高和偏低; D. 偏低和偏高7.K+选择电极对Mg2+的选择系数=1.8×10-6。当用该电极测定浓度为1.00×10-5mol/L K+和1.00×10-2mol/L Mg2+的溶液时,由于Mg2+引起的K+测定误差为:A1.8×10-4%; B. 134% C. 1.8 D. 3.6%8.玻璃膜Na+选择电极对H+的电位选择系数,该电极用于测定1.0×10-5的Na+时,要满足测定的现对误差小于1%,则应控

23、制溶液的pH:8 C9.电池:,测得电动势为0.367V。用一未知Mg2+溶液代替上述的已知Mg2+溶液,测得电动势为0.425V。若电极的响应斜率为0.058/z。则未知Mg2+溶液的pMg值为:A5.50 B. 5.00 C10.电池组成为,移取未知Cl-试液25.00ml,加入TISAB 25.00mL,测得电动势为316.2mV。向上述测量溶液中加入2.50mL,1.00×10-3的Cl-则未知试液中的Cl-的浓度应为:×10-6mol/L B. 3.00×10-6mol/L C. 4.00×10-6mol/L D. 5.00×10-6

24、mol/L8. 某物质产生可逆极谱波,在一般的经典极谱法中,当汞柱高度为时,测得扩散电流为12.6A;当汞柱高度升至时,扩散电流将有多大?A. 39.8A  B. 22.4A  C9. 在3mol/L盐酸介质中,Pb()和In()还原成金属产生可逆的极谱波,它们的扩散系数相同, 分别为-0.46V和-0.66V,当1.00×10-3的Pb()与未知浓度的In()共存时,测得它们的极谱波高分别为30mm和45mm,那么In()的浓度为:A1.00×10-3mol/L B 1.50×10-3mol/L  C2.00×10-3mo

25、l/L D2.50×10-3mol/L31关于离子选择电极,不正确的说法是 ( ) A.不一定有内参比电极和内参比液 B. 不一定有晶体敏感膜 C.不一定有离子穿过膜相 D.只能用于正、负离子的测定32关于氟离子选择电极,正确的说法是 ( )-33一、选择题(共 30 分)1确定电化学电池阴极与阳极的依据是: ( )A 电极电位的大小 B 电极的材料C 电极的电化学反应性质 D 电池的电动势2下列电分析化学方法中,测定溶液不能进行搅拌的分析方法是: ( )A 电解分析法 B 库仑分析法 C 电位分析法 D 极谱分析法3氟化镧晶膜-氟离子选择电极的膜电位产生是由于: ( )A 氟离子在

26、晶膜表面进行氧化-还原反应而传递电子B 氟离子进入晶膜表面的晶格缺陷而形成双电层结构C 氟离子穿透晶膜而使膜内外氟离子产生浓度差极化而形成双电层结构D 氟离子在晶膜表面进行离子交换和扩散而形成双电层结构4自动电位(pH)滴定分析中,通常采用下列那种方法来确定化学计量点: ( )A 二阶微商法 B 指示剂法 C 死停终点法 D 电流突变法5铜离子选择电极测定含 Cu2+、Cu(NH3)22+、Cu(NH3)32+和 Cu(NH3)42+的氨络离子溶液,所测得的活度为: ( )A Cu2+ B Cu2+和Cu(NH3)22+ C所有氨络离子 D四种离子之和625°C 时,用钙离子选择电极

27、测定溶液中 Ca2+浓度时,当原电池电动势的测量误差为:±0.5mV时,则 C/C %约为: ( )A ±5% B ±8% C ±2% D ±4%7极谱法采用滴汞电极与饱和甘汞电极组成电解池,两个电极的性质应为: ( )A 两个电极都是极化电极 B 滴汞电极是去极化电极,饱和甘汞电极是极化电极C 两个电极都是去极化电极 D 饱和甘汞电极是去极化电极,滴汞电极是极化电极8可逆极谱波的极谱电流受下列那个因素控制: ( )A 电极的反应速率 B 电极表面的浓差扩散过程C 与电极反应伴随的化学反应速率 D 电极的吸附作用9极谱法分析中,极谱波的半波电位

28、是: ( )A 扩散电流为极限扩散电流一半时的电极电位 C 极限电流一半时的电极电位B 从极谱波起始电位到终止电位一半处的电极电位 D 参与电极反应物的析出电位10用的电流,恒电流电解CuSO4的酸性溶液,若需电解沉积400mg的金属铜,请计算需要多少时间(s),已知:M(Cu) = 63.54。 ( )A 22.4 B 59.0 C 304 D 60711 进行库仑分析的先决条件是: ( )A 溶液保持静止 B 必须采用去极化电极C 对于分析物质的电流效率为100% D 必须符合法拉第定律12 库仑滴定法的特点中,下列说法错误的是: ( )A 电量较为容易控制和准确测量 B 需要配制和保存标

29、准溶液C 方法的灵敏度和准确度较高 D 易实现自动滴定1. 玻璃电极的膜电位( ) A. 随溶液中氢离子活度的增高向负方向移动B. 随溶液中氢离子活度的增高向正方向移动 C. 随溶液中氢氧根离子活度的增高向正方向移动 D. 随溶液pH的增高向负方向移动2. 严重限制经典极谱分析检测下限的因素是( ) A. 电解电流 B. 扩散电流 C. 极限电流 D. 充电电流3.与直流极谱相比,单扫描极谱大大降低了的干扰电流是( )A. 电容电流 B. 迁移电流 C. 残余电流 D. 极谱极大4. 氟化镧晶体膜离子选择性电极膜电位的产生是由于氟离子( )A. 在晶体表面氧化而传递电子B. 在晶体表面进行离子

30、交换和扩散形成双电层结构C. 穿透晶体膜使膜内外氟离子产生浓差形成双电层结构D. 进入晶体膜表面的晶格缺陷形成双电层结构5. 提高库仑滴定准确度的关键因素之一是( )A. 使被测物以100%的电流效率进行电解 B. 保持电压恒定 C. 保证足够长的时间 D. 加入支持电解质6. 根据氟离子选择电极的膜电位和内参比电极来看,在电极的内充液中一定含有( )A. 一定浓度的F和Cl- B. 一定浓度的H+ C. 一定浓度的F和H+ D. 一定浓度的Cl和H+7. 下列伏安分析法中,灵敏度最高的是( ) A. 脉冲极谱法 B. 交流示波极谱法C. 溶出伏安法 D. 方波极谱法8. 使用氟离子选择电极时

31、,如果测量溶液的pH比较高,则发生( ) A. 溶液中的OH-与氟化镧晶体中的F-进行交换 B. 溶液中的OH-破坏氟化镧晶体的结构 C. 氟化镧晶体发生溶解 D. 形成氧化膜三、名词解释及简答题(每题1分,共分)6.液接电位 它产生于具有不同电解质或浓度不同的同种电解质溶液界面之间,由于离子的扩散通过界面的速度不同,产生的微小的电位差。9残余电流 答:在电解过程中,外加电压虽未达到被测物质分解电压时,产生的微小电流通过电解池,这种电流称为残余电流。它由电解电流和充电电流两部分组成,其中是充电电流主要部分。1使用玻璃电极应注意事项?答:玻璃电极初次使用时,一定要先在蒸馏水或0.1mol/L盐酸

32、溶液中浸泡24小时以上,每次用毕应浸泡在蒸馏水中。玻璃电极壁薄易碎,操作应注意。玻璃电极一般不能在低于5或高于60的温度使用。2在极谱分析中,为什么要在电解池中加入电解质?(答:因为极谱分析适用于低浓度的试液,加入大量的电解质用以消除溶液中待测离子对流和迁移而产生的迁移电流及减少溶液的内阻。)3在极谱分析中,溶液为什么不能搅动?答:不搅动溶液,使溶液保持静止,是为了防止溶液对流,使电解电流完全受电极表面离子扩散速度的控制。3为什么滴汞电极要用到一个容积较大的贮汞瓶?(4分)3(答4分):由Ilkovic方程:id=607nD1/2m2/3t1/6C方程中的m、t取决于毛细管的直径和长度,所以m

33、2/3t1/6称为毛细管常数kc,都与汞柱的压力p有关,且m与p成正比;t与p成反比。但由于p与汞的高度h成正比。所以:m=k1h;t=k2/h,毛细管常数:可只有保持h一致才能减少测定误差。所以我们在实验操作中,用一个容积较大的贮汞瓶以保证在整个测定中h基本不变。8.写出下列电池的半电池反应和电池反应,计算电动势。这些电池是原电池还是电解池?电流方向?极性为何?写出半电池电极反应方程式及总反应方程式。(设T为25,活度系数均为1)(1)Pt|Cr3+(1.0×10-4mol/L),Cr2+(0.10mol/L)Pb2+(8.0×10-2mol/L)|Pb已知:解: 因为,

34、E>0,该电池为原电池。电流由右(Pb)流向左(Pt) 左:发生氧化反应:Cr2+ - eCr3+,阳极;原电池的负极。 右:发生还原反应:Pb2+ + 2ePb,阴极;原电池的正极。 总反应式:Pb2+ + 2Cr2+Pb + 2Cr3+(2)Pt,H2(1mPa)|HCl(0.100mol/L)HClO3(0.100mol/L),H+(1mol/L)|Cl2(2mPa),Pt已知:解: 因为,E>0,该电池为原电池。电流由右Pb(ClO3- )流向左Pt(H2) 左:发生氧化反应:H2- 2e2H+,阳极;原电池的负极。 右:发生还原反应:2ClO3- + 12H+ + 12e

35、Cl2 + 6H2O,阴极;原电池的正极。 总反应式:2ClO3- + 5H2 + 2H+Cl2 + 6H2O(3)Bi|BiO+(8.0×10-2mol/L),H+(1.00×10-2mol/L)I-(0.100mol/L),AgI(饱和)|Ag已知:解: 因为,E<0,该电池为电解池。电流由左(Bi)流向右(Ag) 右:发生氧化反应:Ag + I- - eAgI,阳极;接外电源正极。 左:发生还原反应:BiO+ + 2H+ + 3eBi+ H2O,阴极;接外电源负极。 总反应式:3Ag + 3I- + BiO+ + 2H+3AgI+ Bi+ H2O11.电位测定法

36、的根据是什么?答:对于一个氧化还原体系:Ox + ne- = Red, 根据能斯特方程式:E = E0Ox/Red + TR/nF log (aOx/aRed)对于纯金属,活度为1,故上式变为:可见,测定了电极电位,即可测定离子的活度(或浓度),这就是电位测定法的理论依据.12.何谓指示电极及参比电极?试各举例说明其作用.答:解:指示电极:用来指示溶液中离子活度变化的电极,其电极电位值随溶液中离子活度的变化而变化,在一定的测量条件下,当溶液中离子活度一定时,指示电极的电极电位为常数.例如测定溶液pH时,可以使用玻璃电极作为指示电极,玻璃电极的膜电位与溶液pH成线性关系,可以指示溶液酸度的变化.

37、参比电极:在进行电位测定时,是通过测定原电池电动势来进行的,电动势的变化要体现指示电极电位的变化,因此需要采用一个电极电位恒定,不随溶液中待测离子活度或浓度变化而变化的电极作为基准,这样的电极就称为参比电极.例如,测定溶液pH时,通常用饱和甘汞电极作为参比电极.4. (6 分) 简述在电化学电池中,浓差极化是如何产生的? 请扼要指出浓差极化在电位分析法、电解与库仑分析法、伏安与极谱法分析中的利弊。5. (7 分) 极谱分析中主要的干扰电流有几种?使用哪些措施可以分别减少或消除这些干扰电流?1.电位测定法的根据是什么?答:对于一个氧化还原体系:Ox + ne- = Red 根据Nernst方程式

38、: 对于纯金属,活度为1,故上式变为:可见,测定了电极电位,即可测定离子的活度(或浓度),这就是电位测定法的理论依据。2.何谓指示电极及参比电极?试各举例说明其作用.解:指示电极用来指示溶液中离子活度变化的电极,其电极电位值随溶液中离子活度的变化而变化,在一定的测量条件下,当溶液中离子活度一定时,指示电极的电极电位为常数。例如测定溶液pH时,可以使用玻璃电极作为指示电极,玻璃电极的膜电位与溶液pH成线性关系,可以指示溶液酸度的变化。 参比电极在进行电位测定时,是通过测定原电池电动势来进行的,电动势的变化要体现指示电极电位的变化,因此需要采用一个电极电位恒定,不随溶液中待测离子活度或浓度变化而变

39、化的电极作为基准,这样的电极就称为参比电极。例如,测定溶液pH时,通常用饱和甘汞电极作为参比电极。3.为什么离子选择性电极对欲测离子具有选择性?如何估量这种选择性?解:因为离子选择性电极都是由对特定离子有特异响应的敏感膜制成,可以用选择性电极的选择性系数Ki,j来表征。式中Ki,j称为j离子对欲测离子i的选择性系数. 4.为什么离子选择性电极对欲测离子具有选择性?如何估量这种选择性?解:离子选择性电极是以电位法测量溶液中某些特定离子活度的指示电极。各种离子选择性电极一般均由敏感膜及其支持体,内参比溶液,内参比电极组成,其电极电位产生的机制都是基于内部溶液与外部溶液活度不同而产生电位差。其核心部

40、分为敏感膜,它主要对欲测离子有响应,而对其它离子则无响应或响应很小,因此每一种离子选择性电极都具有一定的选择性。可用离子选择性电极的选择性系数来估量其选择性。5.直接电位法的主要误差来源有哪些?应如何减免之?解:误差来源主要有:(1)温度:主要影响能斯特响应的斜率,所以必须在测定过程中保持温度恒定。(2)电动势测量的准确性。一般相对误差%=4nDE,因此必须要求测量电位的仪器要有足够高的灵敏度和准确度。(3)干扰离子,凡是能与欲测离子起反应的物质,能与敏感膜中相关组分起反应的物质,以及影响敏感膜对欲测离子响应的物质均可能干扰测定,引起测量误差,因此通常需要加入掩蔽剂,必要时还须分离干扰离子。(

41、4)另外溶液的pH,欲测离子的浓度,电极的响应时间以及迟滞效应等都可能影响测定结果的准确度。解:直接电位法是通过测量零电流条件下原电池的电动势,根据Nernst方程式来确定待测物质含量的分析方法。而电位滴定法是以测量电位的变化为基础的,因此,在电位滴定法中溶液组成的变化,温度的微小波动,电位测量的准确度等对测量影响较小。解:主要包括晶体膜电极;非晶体膜电极和敏化电极等.晶体膜电极又包括均相膜电极和非均相膜电极两类 ,而非晶体膜电极包括刚性基质电极和活动载体电极,敏化电极包括气敏电极和酶电极等. 晶体膜电极以晶体构成敏感膜,其典型代表为氟电极.其电极的机制是:由于晶格缺陷(空穴)引起离子的传导作

42、用,接近空穴的可移动离子运动至空穴中,一定的电极膜按其空穴大小、形状、电荷分布,只能容纳一定的可移动离子,而其它离子则不能进入,从而显示了其选择性。 活动载体电极则是由浸有某种液体离子交换剂的惰性多孔膜作电极膜制成的。通过液膜中的敏感离子与溶液中的敏感离子交换而被识别和检测。 敏化电极是指气敏电极、酶电极、细菌电极及生物电极等。这类电极的结构特点是在原电极上覆盖一层膜或物质,使得电极的选择性提高。典型电极为氨电极。以氨电极为例,气敏电极是基于界面化学反应的敏化电极,事实上是一种化学电池,由一对离子选择性电极和参比电极组成。试液中欲测组分的气体扩散进透气膜,进入电池内部,从而引起电池内部某种离子

43、活度的变化。而电池电动势的变化可以反映试液中欲测离子浓度的变化。8.列表说明各类反应的电位滴定中所用的指示电极及参比电极,并讨论选择指示电极的原则.反应类型指示电极参比电极酸碱滴定玻璃电极甘汞电极 氧化还原滴定铂电极甘汞电极 沉淀滴定离子选择性电极或其它电极玻璃电极或双盐桥甘汞电极 络合滴定铂电极或相关的离子选择性电极甘汞电极选择指示电极的原则为指示电极的电位响应值应能准确反映出离子浓度或活度的变化.产生浓差极化的条件是什么?解:使用小面积的极化电极如滴汞电极或微铂电极,溶液保持静止(不搅拌)在极谱分析中所用的电极,为什么一个电极的面积应该很小,而参比惦记则应具有大面积?解:使用小面积的电极作

44、阴极,可以使电极上具有较高的电流密度,以保证产生浓差极化而使用大面积汞池电极作阳极,可以使电解过程中阳极产生的浓差极化很小,阳极的电极电位保持恒定,从而使极化电极的电位完全由外加电压所控制在极谱分析中,为什么要加入大量支持电解质?加入电解质后电解池的电阻将降低,但电流不会增大,为什么?解:加入支持电解质是为了消除迁移电流由于极谱分析中使用滴汞电极,发生浓差极化后,电流的大小只受待测离子扩散速度(浓度)的影响,所以加入支持电解后,不会引起电流的增大当达到极限扩散电流区域后,继续增加外加电压,是否还引起滴汞电极电位的改变及参加电极反应的物质在电极表面浓度的变化?解:极谱分析中,由于滴汞电极的电位受

45、外加电压所控制,所以当达到极限扩散电流区域后,继续增加外加电压,会引起滴汞电极电位的改变但由于滴汞电极表面待测离子浓度已经降低到很小,甚至为零,而溶液本体中待测离子尚来不及扩散至极化电极表面,所以不会引起电极表面待测离子浓度的变化残余电流产生的原因是什么?它对极谱分析有什么影响?解:残余电流的产生主要有两个原因,一为溶液中存在微量的可以在电极上还原的杂质,二为充电电流引起它对极谱分析的影响主要是影响测定的灵敏度极谱分析用作定量分析的依据是什么?有哪几种定量方法?如何进行?解:根据极谱扩散电流方程式:id=607nD1/2m2/3t1/6C,当温度、底液及毛细管特性不变时,极限扩散电流与浓度成正

46、比,这既是极谱定量分析的依据。极谱定量方法通常有直接比较法,标准曲线法,标准加入法等三种。(1)直接比较法 (2)标准曲线法 首先绘制标准曲线,然后在相同条件下测定未知液,再从工作曲线上找出其浓度(3)标准加入法 未知液有:hX=KCX 加入体积Vs;浓度cs的标准溶液后,浓度变为c,测得波高H。因为,有:,与上式联合解得:7.举例说明产生平行催化波的机制解:极谱催化波属于一种极谱动力波,其中化学反应与电极反应平行:当氧化剂X在电极上具有很高的超电位时,就可以保证上述催化循环进行下去,由于大量消耗的氧化剂是X,它可以在溶液中具有较高浓度,A则被不断地消耗和再生,总浓度基本保持不变,产生的催化电

47、流与催化剂A的浓度成正比8.方波极谱为什么能消除电容电流?解:根据方波电流产生的机制,方波电压通过电解池产生的电容电流随时间而很快地衰减,即:因此,只要时间足够长,就可以将电容电流衰减至最小,甚至可以忽略不计9.比较方波极谱及脉冲极谱的异同点解:充电电流限制了交流极谱灵敏度的提高,将叠加的交流正弦波该为方波,使用特殊的时间开关,利用充电电流随时间很快衰减的特性(指数特性),在方波出现的后期,记录交流极化电流信号,而此时电容电流已大大降低,故方波极谱的灵敏度比交流极谱要高出两个数量级方波极谱基本消除了充电电流,将灵敏度提高到10-7mol/L 以上,但灵敏度的进一步提高则受到毛细管噪声的影响脉冲

48、极谱是在滴汞电极的每一滴汞生长后期,叠加一个小振幅的周期性脉冲电压,在脉冲电压后期记录电解电流由于脉冲极谱使充电电流和毛细管噪声电流都得到了充分衰减,提高了信噪比,使脉冲极谱成为极谱方法中测定灵敏度最高的方法之一根据施加电压和记录电流方式的不同,脉冲极谱分为常规脉冲极谱和微分脉冲极谱两种-1氢氧化钠溶液中,用阴极溶出伏安法测定S2-, 以悬汞电极为工作电极,在-0.4V时电解富集,然后溶出:(1)分别写出富集和溶出时的电极反应式.(2)画出它的溶出伏安图.解: (1)电极反应式:富集: S2- +Hg - 2e =HgS溶出:HgS + 2e = S2- + Hg(2)溶出伏安图: I V11

49、.在0V(对饱和甘汞电极)时,重铬酸根离子可在滴汞电极还原而铅离子不被还原.若用极谱滴定法以重铬酸钾标准溶液滴定铅离子,滴定曲线形状如何?为什么?解: 铅无电活性,不能在滴汞电极上被还原,因而在化学计量点之前,电流很低,化学计量点之后,重铬酸根过量,开始还原,电流开始增加.12.在双指示电极电位滴定中,以I2溶液滴定S2O32-, 此滴定的滴定曲线应该呈什么形状?为什么?解:在滴定开始至终点之前(0<a<1),没有可逆电对存在,U最大,终点之后,存在可逆电对I2/I-,故U开始减小13. 现代极谱分析方法是如何在经典极谱分析方法的基础上逐步发展起来的?解决了经典极谱分析方法中的哪些不足?库仑分析法习题解答,为什么要控制阴极的电位?解:由于各种金属离子具有不同的分解电位,在电解分析时,金属离子又大部分在阴极上析出,因此需要控制阴极的电位,以便不同金属离子分别在不同的电位析出,从而实现分离的目的。2. 库仑分析法的基本依据是什么?为什么说电流效率是库仑分析发关键问题?在库仑分析中用什么方法保证电流效率达到100%?解:根据法拉第电解定律,在电极上发生反应的物质的质量与通过该体系的电量成正比,因此可以通过测量电解时通过的电量来计算反应物质的质量,这即为库仑分析法的基本原理。由于在库仑分析法中是根据通过体系的电量与反应物质之间的定量关系来计算反应物质的质量的,因此必须保证

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