电解分析和库仑分析试题解答

第三章电解分析与库仑分析思考与习题计算0.1mol.L-1硝酸银在pH=1的溶液中的分解电压。η解答：阴极反响：AgeAg

=0,ηAg

=+0.40V。O2 阴析 Ag,Ag

0.059lg[Ag]0.8000.059lg0.10.741V阳极反响：2HOO 4H4e2 20.059 P

[H]4

0.059 lg O

1.23 lg(0.1)41.171阳析分解电压：

O,HO2 2

4 1 4E 分

1.2710.7410.430V阴析在电解中，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1.5Ω。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

)iR1.5130.2810.51.5阳析1.982V电解硝酸铜时，溶液中其起始浓度为0.5mol.L-1，电解完毕时降低到10-6molL-1。试计算在电解过程中阴极电位的变化值。解答：假设不考虑c则：Cu2+开头析出时：0.059 0.059 阴1

lg[Cu2]0.37 2 2[Cu2]降至106molL1时:0.059 lg[Cu2]0.370.059lg1060.193V0.059阴2 Cu2,Cu 2 20.168V在1mol.L-1硝酸介质中，电解0.1mol.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大？解答：阳极反响：Pb2++2HO=PbO+4H++2e2 2阴极反响：2H++2e=H2开头析出时阳极电位： 阳析 PbO2

,Pb2

0.059lg[H]42 [Pb2]0.059lg1 4 0.10.10.01%105molL1时：[Pb2105molL1,[H1.2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1.0mol.L-1。电解时，Cu2+在阴极上以金属Cu形式析出，Pb2+在阳极上以PbO2解电压。解答：

形式析出，试计算此溶液的分M =207.2 Pb

=63.5Cu阳极反响：Pb2++2HO=PbO+4H++4e2 2阴极可能反响：Cu2++2e=Cu↓0.059 [H] 阳析 PbO2

,Pb2

lg4 [Pb2]1.493V

0.059lg4

15%181000100207.2 阴极

0.0592

lg[Cu2]0.3770.310VE 分解

0.059lg80%110002 10063.5电解0.01mol.L-1硫酸锌溶液。试问：在1mol.L-1硫酸溶液中，金属Zn是否能在铂阴极上析出？如溶液的pH为6，能否析出？〔在锌电极上，η解答：

=－0.7V〕H2

0.059

lg

(onPt)Zn析

Zn2,Zn 2

Zn2 Zn0.7610.059lg0.010.879VZn

(onPt) 00.059lg[H]H析

0(onpt)2 2H会析出2在Zn电极上 00.059lg1061.054VH析2故Zn可析出时，H不会析出。2用镀铜的铂网电极作阴极，电解0.01mol.L-1Zn2+溶液，试计算金属锌析出的最低pHηH2=-0.4V。解答： 0.761VZn2,ZnZn析

Zn2,Zn

0.059lg2

Zn2

0.059lg1020.820V2H2析

0

0.059 2lg H2 pH2

0.059lgH2

0.059pH

0.4pH

0.8200.40.059

7.12用汞阴极恒电流电解pH为1的Zn2+溶液，在汞电极上，η氢析出前，试液中残留的Zn2+浓度。解答：

=-1.0V。试计算在H2 0.059pH1.01.059H2析1.0590.7610.059log2

Zn2Zn2

7.911011molL1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：电解时，锌与镉何者先析出？能不能用电解法完全分别锌和镉？电解时，应承受什么电极？η (铂电极上)=－0.2V,η (汞电极上)=－1.0Vη2≈0, η =0 H2Cd Zn解答：Cd2

0.402VCd〔1〕

Zn2析

0.7610.059lg2

Zn2

0.761VCd2析

0.059lg2

Cd2

0.402V Cd先析出。〔2〕锌析出时，[Cd2+]为由下式算出。0.7610.4020.059lgCd2

26.771013molL1

Cd2此时应用汞电极，否则H2将析出。．用掌握电位电解法电解 0.1mol.L-1硫酸铜溶液，如掌握电解时的阴极电位为－0.10〔对SC，使电解完成，试计算铜离子被电解析出的百分数。解答：Cu2Cu

0.345V0.100.2450.345

0.059lg2

Cu2lg

(0.3450.2450.10)20.05923.39 4.081024molL1Cu2析出百分数10%在100mL试液中，使用外表积为10cm2的电极进展掌握电位电解，被测物质的集中系数为5×10-5cm2/s，集中层厚度为2×10-3cm。如以电流降至起始值的0.1%时视作电解完全，需要多长时间？解答：D=5×10-5cm2/s A=10cm2S=2×10-3cm V=100ml=100cm3K=25.85105100.0645min11002103it0.00110kt ∴-3=-k·t t=46.51min.ii0用掌握电位法电解某物质，初始电流为2.20A，电解8min后，电流降至0.29A，99.9%时所需的时间为多少？解答：i=2.20A t=8min it=0.29Aoit=0.29=io×10-k·t0.2910kt -0.88=k×82.20k=0.11

Q99.9%

i1 10kt/

110ktQ 2.303k 2.303ko10-k·t=1-0.999=0.001 -k·t=-3 t=m=3.88×105×114.82×103=4.46mg

3 =27.3min0.11用掌握电位库仑法测定In3+，在汞阴极上复原成金属铟析出，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。试计算试液中铟的含量。解答：〔MIn=114.82〕QnFmMi Q o i

150103A2.303k 2.3030.0058min1m3.88105molMm=3.88×105×114.82×103=4.46mg用掌握电位库仑法测定Br-。在100.0mL酸性试液中进展电解，Br-在铂阳极上氧化为Br，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2算试液中Br-的浓度。解答：Q105.5C196500mMm105.5

1.09103molM 965001.09103C100103

1.09102

在库仑滴定中，1mAs-1相当于多少OH-的量？解答QnFmMQ=1mAs＝110-3As＝110-3库仑n＝1，F=96500，M=17Q 1103m M 171.76107gnF 196500某含氯试样2.000g，溶解后在酸性溶液中进展电解。用银作阳极并掌握其电位为+0.25〔对SCC-在银阳极上进展反响，生成AgC与电解池串联的氢氧库仑计中产生48.5mL混合气体2101325P。试计算该试样中氯的百分含量。解答273 1Q48.5ml2980.1741255.20Cm255.20

2.64103molM 96500m2.6410335.50.09372g m 4.6%2.00g某含砷试样5.000g经处理溶解后，将试液中的砷用肼复原为三价砷，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I来进展库仑2滴定HAsO2，经9min20s到达滴定终点，试计算试样中AsO的百分含量。3 2 3解答MAsO

197.8423AsHAsO2(III)I3

HAsO22I4QIt120103A560s296500mI2MI2碘摩尔数1201035603.48105mol砷摩尔数296500AsO摩尔数=1.7410-5mol2 3174105MAsO%= AsO

100%1.74105197.84

0.688%5523552 3用库仑滴定法测定水中的酚。取100mL水样经微酸化后参加溴化钾电解，氧化产生的溴与酚反响：CHOH+3Br=BrCHOH↓+3HBr6 5 2 3 6 2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3Br2

6

HOH5Q=15.0mA×10-3×500s=2×96500×n 〔nBr Br2 2

Br2

的摩尔数〕n 5 ,2Br 2965002n = 1.55 =1.2910-5mol苯酚 3296500n 94 苯酚100mL

1.21mg100mL补充习题电解分析中，工作电极有什么特别要求？电解液中为什么还要参加