仪器分析考研辅导6(电解与库仑分析)

1、电解与库仑分析法电解与库仑分析法1.在室温为在室温为 18，101325Pa 条件下，以控制电位库仑法测定条件下，以控制电位库仑法测定一含铜试液中的铜，用汞阳极作工作电极一含铜试液中的铜，用汞阳极作工作电极 ，待电解结束后，待电解结束后，串接在线路中的氢氧库仑计中产生了串接在线路中的氢氧库仑计中产生了 14.5mL 混合气体，混合气体，问该试液中含有多少铜（以毫克表示）？问该试液中含有多少铜（以毫克表示）？Ar(Cu)= 63.55 p1V1p2V214.50V2=,=T1T1273+18273 V2=13.60mL在标准状况下，氢氧库仑计：5.743/mL混合气MQ63.5513.605.7

2、43m=0.0257gnF296487该试液中含铜25.7mg。解：2.在在 -0.96V(vs SCE) 时，硝基苯在汞阴极上发生如下反应：时，硝基苯在汞阴极上发生如下反应： C6H5NO2 + 4H+ 4e- C6H5NHOH + H2O把把 210mg 含有硝基苯的有机试样溶解在含有硝基苯的有机试样溶解在 100mL 甲醇中，电解甲醇中，电解 30min 后反应完成。从电子库仑计上测得电量为后反应完成。从电子库仑计上测得电量为 26.7C，计算，计算试样中硝基苯的质量分数为多少？试样中硝基苯的质量分数为多少？解 (1) 求出含硝基苯的有机试样中硝基苯的量 m = QM/nF = 26.7

3、123.0/496487 = 8.52110-3 g (2) W(C6H5NO2) =( 8.521/210 ) = 0.04053.用库仑滴定法测定用库仑滴定法测定K2Cr2O7纯度纯度,试回答试回答: (1) 用什么支持电解质用什么支持电解质? 电极反应是什么电极反应是什么? (2) 滴定的化学反应是什么滴定的化学反应是什么? (3) 采用什么措施使电流效率达采用什么措施使电流效率达100? (4) 用电位法指示终点用电位法指示终点, 使用的指示电极和参比电极是什么使用的指示电极和参比电极是什么? (5) 将将6.10mg K2Cr2O7溶于酸性溶液中溶于酸性溶液中, 通入通入10.0mA

4、的恒电流的恒电流20min才达到终点才达到终点, 计算计算K2Cr2O7纯度纯度(K2Cr2O7分子量分子量294.18)解1.支持电解质：NH4Fe(SO4)2 H2SO4电极反应：Fe3+ e- Fe2+, 2H2O O2 4H+4e- 2. K2Cr2O7 6Fe2+14H+ 2Cr3+ 6Fe3+ 7H2O 2K+ 3. 选择合适的电极, 电流密度, 电解质, 工作电极和辅助电极隔开, 消除干扰。 4. 指示电极 Pt电极, 参比电极甘汞电极。 5. QIt=10103206012C K2Cr2O7的质量：的质量：12/(696487) 294.186.0978103g K2Cr2O7

5、纯度纯度:6.0978/6.10=99.96%4. 试述库仑滴定的基本原理。试述库仑滴定的基本原理。解：解： 库仑滴定是一种建立在控制电流电解基础之上的滴定分库仑滴定是一种建立在控制电流电解基础之上的滴定分析方法。在电解过程中，于试液中加入某种特定物质，以一析方法。在电解过程中，于试液中加入某种特定物质，以一定强度的恒定电流进行电解，使之在工作电极上（阳极或阴定强度的恒定电流进行电解，使之在工作电极上（阳极或阴极）电解产生一种试剂，此试剂与被测物质发生定量反应，极）电解产生一种试剂，此试剂与被测物质发生定量反应，当被测物质反应完全后，用适当的方法指示终点并立即停止当被测物质反应完全后，用适当的

6、方法指示终点并立即停止电解。然后根据所消耗的电量按照法拉第定律计算出被测物电解。然后根据所消耗的电量按照法拉第定律计算出被测物质的质量：质的质量：nQMm96487 5. 在控制电位库仑分析法和恒电流库仑滴定中在控制电位库仑分析法和恒电流库仑滴定中,是如何测定电是如何测定电量的量的?解解:在控制电位库仑分析法中在控制电位库仑分析法中,是用精密库仑计来测定电量的是用精密库仑计来测定电量的.在恒电流库仑滴定中在恒电流库仑滴定中,由于电流是恒定的由于电流是恒定的,因而通过精确测定因而通过精确测定电解进行的时间及电流强度电解进行的时间及电流强度,即可计算出电量即可计算出电量.6.在库仑滴定中在库仑滴定

7、中,1mA.s相当于下列物质多少克相当于下列物质多少克? (1)OH-, (2) Sb(III到到V价价), (3) Cu(II到到0价价), (4)As2O3(III到到V价价).解解:根据法拉第电解定律根据法拉第电解定律,得得: (1) mOH-=110-3 1 17.01/(96487 2)=17.01 5.18 10-9 = 8.8 10-8g (2)mSb= 121.75 5.18 10-9= 6.31 10-7g (3)mCu= 63.55 5.18 10-9= 3.29 10-7g (4)mAs2O3 = 197.84 5.18 10-9 /2 = 5.13 10-7gnitMm

8、964877.在一硫酸铜溶液中在一硫酸铜溶液中,浸入两个铂片电极浸入两个铂片电极,接上电源接上电源,使之发生电使之发生电解反应解反应.这时在两铂片电极上各发生什么反应这时在两铂片电极上各发生什么反应?写出反应式写出反应式.若若通过电解池的电流强度为通过电解池的电流强度为24.75mA,通过电流时间为通过电流时间为284.9s, 在在阴极上应析出多少毫克铜阴极上应析出多少毫克铜?解解:阴极阴极:Cu2+ + 2e = Cu 阳极阳极: 4OH- - 4e = 2H2O + O2故故: m = it MCu/(2 96487) = 2.322mg8.以适当方法将以适当方法将0.854g铁矿试样溶解

9、并使之转化为铁矿试样溶解并使之转化为Fe2+后后,将此将此试液在试液在-1.0V(vs.SCE)处处,在铂阳极上定量地氧化为在铂阳极上定量地氧化为Fe3+,完成次完成次氧化反应所需的电量以碘库仑计测定氧化反应所需的电量以碘库仑计测定,此时析出的游离碘以此时析出的游离碘以0.0197 mol.L-1Na2S2O3标准溶液滴定时消耗标准溶液滴定时消耗26.30mL. 计算试计算试样中样中Fe2O3的质量分数的质量分数.解解: 1mol Fe2+ 1mol e 1/2mol I2 1mol S2O32- 1mol Fe2O3 2mol Fe 2mol S2O32- 设试样中设试样中Fe2O3的摩尔数为的摩尔数为x,则则: x = (0.0197 26.30)/2 = 2.59 10-4molW% = 159.69 2.59 10-4 100/0.854 = 4.84%9.欲获得理想的产物，电解过程中应注意哪些问题？欲获得理想的产物，电解过程中应注意哪些问题？ 答答: 1. 注意搅拌注意搅拌 2. 应用大面积阴极应用大面积阴极 3. 使用去极剂使用去极剂