试题解答3(电解分析与库仑分析)

1、第三章电解分析与库仑分析思考与习题1.计算0.1mol.L-1硝酸银在pH=1的溶液中的分解电压.TAg=0,TO2=+0.40V.解答：阴极反响：Ag阴析阳极反响：2H2O阳析分解电压：E分eAgAqAq0.059lgAg0.800g,*g0.059lg0.10.741VO24HO2N2O4e0.059PO2H丁1g0.05941.23lg(0.1)1.171阳析阴析1.2710.7410.430V2 .在电解中,如阴极析出电位为+0.281V,阳极析出电位为+1.513V,电解池的电阻为1.50.欲使500mA的电流通过电解池,应施加多大的外加电压？解答：E外(阴析阳析)iR1.5130.

2、2810.51.5(1.5130.281)0.751.982V3 .电解硝酸铜时,溶液中其起始浓度为0.5molL-1,电解结束时降低到10-6molL-1.试计算在电解过程中阴极电位的变化值.解答：如果不考虑c那么：Cu2+开始析出时：阴1Cu2,CuCu2降至106阴2Cu2,Cu0.168V4.在1molL-1彳0.0592-2-lgCu2molL1时：0.0592,2lgCui酸介质中,电解0.0590.37-lg0.50.361V20.370059lg1060.193V0.1mol.L-1Pb2+以PbO2析出时,如以电解至尚留下0.01%视为已电解完全,此时工作电极电位的变化值为多

3、大?解答：阳极反响：Pb2+2H2O=PbO2+4H+2e阴极反响：2H+2e=H2开始析出时阳极电位：阳析PbO2,Pb20.0591HlgPb21.485V105molL1时:-0.059111.455lg40.1Pb2余0.10.01%2_51_Pb10molL,H1.21.612V5 .用电重量法测定铜合金含Cu约80%,含Pb约5%中的铜和铅.取试样1g,用硝酸溶解后,稀释至100mL,调整硝酸浓度为1.0morL-1.电解时,Cu2+在阴极上以金属Cu形式析出,Pb2+在阳极上以PbO2形式析出,试计算此溶液的分解电压.解答：MPb=207.2Mcu=63.5阳极反响：Pb2+2H

4、2O=PbO2+4H+4e阴极可能反响：Cu2+2e=CuJ阳析0.059PbO2,Pb2-4-lg0.0591.455lg4HPb215%181000100207.21.493V阴极_2_Cu2/Cu0.059-21gCu20.059.80%11000E分解0.377lg-210063.50.310V1.193V6 .电解0.01molL-1硫酸锌溶液.试问：在1moLL-1硫酸溶液中,金属Zn是否能在钳阴极上析出？如溶液的pH为6,能否析出？在锌电极上,TH2=0.7V.解答：0.059Zn析Zn2,Zn2-1g0.7610.059lg0.01Zn2Zn(onPt)0.879VZn(onP

5、t)H2析00.059lgHH2(onpt)H2会析出在Zn电极上H2析-0.7V00.0591g1061.054V故Zn可析出时,H2不会析出.7,用镀铜的钳网电极作阴极,电解0.01molL-1Zn2+溶液,试计算金属锌析出的最低pH值,在铜电极上打H2=-0.4V.解答：Zn2,Zn0.761VZn析Zn2,Zn0.059lg心析PH0.05902-lg0.8200.422HpH2Zn2H28.7.120.059用汞阴极恒电流电解pH为氢析出前,0.05920.761lg10220.059lgH0.4V的Zn2+溶液,在汞电极上,ri试液中残留的Zn2+浓度.0.820V0.059pH0

6、.4H2=-1.0V.试计算在解答:H2析0.059pH1.01.0591.059Zn20.761空2-117.9110molL10gZn29.在1mol.L-1硫酸介质中,电解1mol.L-1硫酸锌与1mol.L-1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别离锌和镉？电解时,应采用什么电极？)=1.0VHH2钳电极上=0.2V,TH2汞电极上CCd"0,刀Zn=0解答:10Cd2Cd0.402V0.7610.059,-lgZn20.761VCd2析0.4020.059,-2lgCd20.402VCd先析出.2锌析出时,0.7610.40226.7710

7、CdCd2+为由下式算出.0.059-lg213molCd2此时应用汞电极,否那么.用限制电位电解法电解H2将析出.0.1mol.L-1硫酸铜溶液,如限制电解时的阴极电位为-0.10V对SCE,使电解完成,试计算铜离子被电解析出的百分数.解答:Cu2Cu0.345V0.101gcu20.0590.2450.345lg022cu(0.3450.2450.10)20.05923.39_241r24.081024molL1Cu析出百分数：100%11,在100mL试液中,使用外表积为10cm2的电极进行限制电位电解,被测物质的扩散系数为5X10-5cm2/s,扩散层厚度为2X10-3cm.如以电流降

8、至起始值的0.1%时视作电解完全,需要多长时间？解答：D=5x10-5cm2/sA=10cm2S=2X10-3cmV=100ml=100cm3K=525.851051010021030.0645minitkt0.00110-3=-k-tt=46.51min.i.12 .用限制电位法电解某物质,初始电流为2.20A,电解8min后,电流降至0.29A,估计该物质析出99.9%时所需的时间为多少？解答:io=2.20At=8minit=0.29Ait=0.29=iox10-kt0.29“ckt102.20-0.88=kx8Qioktiok=0.1199.9%o110/o110Qo2.303k2.3

9、03k10-kt=1-0.999=0.001-k-t=-3t=27.3min0.11m=3.88X105X114.82X103=4.46mg13 .用限制电位库仑法测定In3+,在汞阴极上复原成金属锢析出,初始电流为150mA,以k=0.0058min-1的指数方程衰减,20min后降到接近于零.试计算试液中锢的含量.解答:(Min=114.82)nFio2.303k3150103A2.3030.0058minQ11.23m一一_53.88105molMm=3.88X105X114.82X103=4.46mg14.用限制电位库仑法测定Br-.在100.0mL酸性试液中进行电解,Br-在伯阳极上

10、氧化为B2,当电解电流降至接近于零时,测得所消耗的电量为105.5C.试计算试液中Br-的浓度.解答:Q105.5C96500105.596500一一_31.09103mol1.091033100103211.09102molL115 .在库仑滴定中,1mAs-1相当于多少OH-的量?解答nFQ=1mAs=110-3as=110-3库仑n=1,F=96500,M=17Q11037mM171.76107gnF19650016 .某含氯试样2.000g,溶解后在酸性溶液中进行电解.用银作阳极并限制其电位为+0.25V(对SCE),Cl-在银阳极上进行反响,生成AgCl.当电解完合后,与电解池串联的

11、氢氧库仑计中产生48.5mL混合气体(25C,101325Pa).试计算该试样中氯的百分含量.解答27348.5ml255.20C2980.1741255.2096500一一_32.64103mol3_mm2.6410335.50.09372g4.6%2.00g17 .某含神试样5.000g经处理溶解后,将试液中的神用肿复原为三价神,除去过量复原剂,加碳酸氢钠缓冲液置电解池中,在120mA的恒定电流下,用电解产生的I2来进行库仑滴定HAsOf,经9min20s到达滴定终点,试计算试样中AS2O3的百分含量.解答AS2O3197.8422AsHAsOf(III)12HASO42I3QIt1201

12、03A560s296500器3碘摩尔数三°°5603.48105mol碑摩尔数296500As2O3摩尔数=1.7410-5mol一一5一17410Mas2o3As2O3%=100%51.74105197.8450.688%18.用库仑滴定法测定水中的酚.取100mL水样经微酸化后参加澳化钾电解,氧化产生的澳与酚反响：C6H5OH+3Br2=Br3C6H20HJ+3HBr通过的恒定电流为15.0mA,经8min20s到达终点,计算水中的酚含量以mg/L表示为多少？解答3Br21C6H50HQ=15.0mAX10-3x500s=2X96500Xn)Br2(n)Br2为Br2的摩尔数)nBr2=1.55296500n苯酚=1.55-=1.2910-5mol本酚3296500n苯酚941.21mg%100mL12.1mg/L100mL补充习题1 .电解分析中,工作电极有什么特殊要求？电解液中为什么还要参加惰性电解质、缓冲液和络合剂？2 .电解法别离金属离子时,限制阴极电位的作用是什么？3 .库仑