分析化学09电解和库仑分析法答案.docx
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分析化学09电解和库仑分析法答案
九、电解和库仑分析法答案
一、选择题(共32题)
1.2分(1127)(4)2.2分(1129)(4)3.2分(1130)(3)
4.2分(1131)
(2)5.1分(1144)
(1)6.1分(1149)(4)
7.2分(1155)
(2)8.2分(1165)(3)9.2分(1166)(4)
10.2分(1167)
(1)11.2分(1205)(3)12.1分(1548)
(2)
13.2分(1549)(4)14.1分(1550)
(1)15.2分(1551)(4)
16.2分(1607)(4)17.1分(1914)(3)18.1分(1915)(3)
19.1分(1916)(4)20.1分(1917)
(2)21.2分(1918)(3)
22.1分(1919)(4)23.2分(1932)(4)24.2分(1933)(3)
25.2分(1934)(4)26.2分(1935)(4)27.1分(1936)
(2)
28.1分(1937)
(1)29.1分(1938)
(1)30.2分(1939)(4)
31.2分(1940)(4)32.2分(1941)(3)
二、填空题(共39题)
1.2分(1608)
[答]100%电流效率
2.2分(1609)
[答]法拉第定律
3.2分(1610)
[答]Ni
4.2分(2034)
[答]m=(M/nF)×it
5.2分(2042)
[答]负;正;不断增大。
6.2分(2065)
[答]要求电流效率100%;阴极上H2;阳极上O2。
7.2分(2077)
[答]迅速下降
8.2分(2084)
[答]超电位
9.2分(2258)
[答]分解电压
10.2分(2851)
库仑滴定法和控制电位库仑分析法;100%电流效率;法拉第电解定律。
11.2分(2852)
12.5分(2853)
化学指示剂法、电位法、光度法、永停终点法;永停终点法。
13.2分(2854)
指数函数;趋近于零。
14.2分(2855)
理论分解电压、超电压和溶液的电压降。
15.2分(2856)
100%电流效率;盐桥;将产生干扰物质的电极置于套管内隔开。
16.2分(2857)
A-电极面积(cm2),V-试液体积(cm3)
D-物质扩散系数(cm2/s),δ-扩散层厚度(cm),
t-电解时间(s),io、it为起始和电解t时间时电流。
17.2分(2858)
在一定条件下,1L水中可被氧化的物质(有机物或其它可还原性物质)氧化时所需要的氧气量;Fe2+。
18.2分(2871)
电流;浓差极化;电化学极化。
19.2分(2872)
工作电极;产生滴定剂;指示电极;一个为阴极,另一个为阳极。
20.2分(2873)
以维持电极电位不变;产生滴定剂。
21.2分(2874)
被电解的物质在两电极上产生迅速的,连续不断的电极反应所需的最小;反电动势;超电压;溶液的IR降。
22.2分(2875)
反电动势;超电压;R降。
23.2分(2876)
氢气析出;氧气产生。
24.2分(2877)
串;氢氧混合气体;所消耗的电量。
25.2分(2878)
电生;不是恒定的;被测物质的量;动态。
26.2分(2879)
电解;法拉第;Fick。
27.2分(2880)
恒定电位;加入辅助电解质。
28.2分(2881)
电生;标准物质;电流和时间。
29.2分(2882)
先电解的方法;汞阴极分离法;分离干扰离子。
30.2分(2883)
控制工作电极电位;加入去极剂。
31.2分(2884)
;电解溶液的;搅拌溶液的;电极的;被测离子的。
32.2分(2885)
质量;电子;还原为纯金属;氧化为氧化物。
33.2分(2886)
电量;100%的电流效率。
34.2分(2887)
减小;较大的电极面积;加强搅拌。
35.2分(2888)
电解速度快;选择性差;去极剂。
36.2分(2889)
V=(E+-E-)+(η+-η-)+iR;
电解方程式。
37.2分(2890)
电极反应产生;化学指示剂或电化学方法;库仑滴定法。
38.2分(2891)
电解池;阴;氧化;E阴-E阳。
39.5分(4528)
[答]I2,阴极,防止试液酸度改变,KI,起导电作用.
三、计算题(共40题分)
1.5分(3001)
[答]n(CCl4)=11.63/96487=1.20×10-4
n(CHCl3总)=44.24/96487=1.53×10-4
试样中CHCl3的n=(1.53-1.20)×10-4=0.33×10-4
试样中CCl4的质量分数:
(1.20×10-4×153.80/0.750=2.47%
试样中CHCl3的质量分数:
(0.33×10-4×107.4)/0.750=0.47%
2.10分(3002)
[答]在-1.0V(vs.SCE)电位下,是CCl4还原:
Q1=n1F,n1=11.63/96487=1.205×10-4
在-1.80V(vs.SCE)下,CHCl3还原,
Q2=n2F,n2=44.24/96487=(1.53-1.20)×10-4=0.33×10-4
w(CCl4)=1.20×10-4×153.8/0.750=0.0247
w(CHCl3)=(0.33×10-4/0.750)=0.0047
3.10分(3006)
[答]
(1)Hg(NH3)Y2-+NH4++2e-=Hg+2NH3+HY3-(工作电极)
H2O-2e-=1/2O2↑+2H+(辅助电极)
(2)m=Mit/nF=100×0.018×3.5×60/(2×96487)=1.96×10-3g
ρ=1.96/50=0.039(mg/mL)
(3)要隔离,若不隔离,辅助电极上电解出的H+将影响溶液的pH,从而影响Ca2+
与HY3-配合反应的完全和指示剂的变色。
4.5分(3007)
[答]在标准情况下每库仑电量析出0.1739mL氢、氧混合气体。
V0=(pV/T)×T0/p0=773×31.3/(273+21)]×273/760=29.6mL
m=V0M/(0.1763×96487n)=29.6×65.38/(16779×2)=0.0577g
w(Zn)=(0.0577/1.000)=0.0577
5.10分(3008)
[答]
(1)E(阴)=E(Zn2+/Zn)+0.0592/2lg[Zn2+]
=-0.763+0.0592/2lg0.01=-0.822V
E(阳)=E(O2/H2O)+0.0592/4lg[H+]4
=1.229+0.592/4lg[10-4]4=0.992V
E(阳)=0.50V,iR=0.50V
E(外)=[E(阳)+(阳)]—E(阴)+iR=(0.992+0.50)-(-0.822)+0.50=2.82V
(2)由于采用的是恒电流电解,电解过程Zn2+浓度不断下降,阴极电位逐渐向负方向移动,根据E(外)=E(阳)+(阳)—E(阴)+iR,令E(阳),(阳)和iR可视为常数,故电解过程中外电压需逐渐增大。
当H2析出时,E(阴)=E(H+/H2)+0.0592lg[H+]-0.75=-0.987V,此时溶液中
Zn2+浓度为-0.987=-0.763+0.5915/2lgc
lgc=2×(-0.2236)/0.592=-7.560
c=2.75×10-8mol/L
6.10分(3013)
[答]
(1)E(Zn2+/Zn)=-0.763+0.0592/2lg0.30=-0.778V(vsSHE)
=-1.02V(vsSCE)
E(Cd2+/Cd)=-0.403+0.0592/2lg10-6=-0.581V(vsSHE)
=-0.823V(vsSCE)
可知阴极电位控制在-0.823~-1.02V(vs.SCE)之间.
7.10分(3019)
[答]
(1)Ag阳极的电极反应为Ag+Br-=AgBr↓+e-
电极的质量的增加是因为溴的沉积.
(1.598/79.9)×(1000/100)=0.200mol/L
原始溶液中Br-的摩尔浓度为0.200mol/L
(2)E=E(Ag+/Ag)+0.0592lg[Ag+]=E(Ag+,Ag)+0.0592lgKsp(AgBr)/[Br-]
=0.7995+0.059lg(4×10-13/0.200)=0.108V
开始电解时的电位为0.108V
8.5分(3024)
[答]
(1)求出含硝基苯的有机试样中硝基苯的量
m=QM/nF=26.7×123.0/4×96487=8.521×10-3g
(2)W(C6H5NO2)=(8.521/210)=0.0405
9.5分(3026)
[答]①根据反应写出方程式:
4Ag++2H2O=O2↑+4H++4Ag
设x为H+的量(mol),
根据方程式有
4:
4=x:
0.5/107.9
x=4.63×10-3或4.63(mmol)
10.5分(3028)
[答]从溶度积常数看应首先产生AgBr沉淀,要使溶液中Br-浓度减少到10-6mol/L,则Ag电极电位应为:
E(Ag)=E(Ag+/Ag)+0.0592lg(KspAgBr/[Br-])
=0.799+0.0592lg5.0×10-13-0.0592lg(10-6)
=0.799-0.727+0.355=+0.427V
AgCl的析出电位为
E(Ag)=E(Ag+/Ag)+0.0592lg(KspAgCl/[Cl-])
=0.799+0.0592lg1.8×10-10-0.0592lg0.05
=0.799-0.576+0.077=+0.300V
由此可见,当电位加至不足以完全除尽Br-时,已有AgCl析出。
所以,不能用电解的方法将这两种溶液分开。
11.5分(3032)
[答]p1V1p2V214.50V2
────=────,────=───
T1T1273+18273
V2=13.60mL
在标准状况下,氢氧库仑计:
5.743C/mL混合气
MQ63.5513.60×5.743
m=──·──=───×──────=0.0257g
nF296487
该试液中含铜25.7mg。
12.5分(3053)
[答]
M
m=───·i·tt=402s
Fn
M
0.0231=───×0.0427×402M=129.8g/mol
96485
13.5分(3054)
[答]2Br-=Br2+2e-
则析出B的浓度:
Q×1000
cBr-=────=1.09×10-2mol/L
F×100
14.10分(3055)
[答]Zn2++2e-=Zn
锌的析出电位:
E(Zn)=E+(0.059/2)lg[Zn2+]=-0.82V
2H++2e-=H2
氢的析出电位:
-0.82=-0.059pH-0.4pH=7.1
15.10分(3056)
[答]pH=1.0的溶液,其OH-浓度为1×10-13mol/L
O2析出时,pO2应为1大气压(101325Pa)
4OH-=O2+2H2O+4e-
0.059pO2
E=E+────lg─────=+1.18V
4[OH-]4
E(析)=E+O2=+1.58V
16.5分(3062)
[答]
QM
根据Faraday电解定律m=───×───
Fn
Q=0.118×2×96487/59=386C
17.5分(3129)
[答]亚砷酸盐的浓度:
0.0015×(4×60+27)×1000
────────────=2.08×10-5mol/L
96487×100×2
滴定反应式
I2+HAsO32-+2OH-=2I-+HAsO4+H2O
18.10分(3321)
[答]
(1)E(阴)=〔0.854+(0.059/2)×(lg1.00×10-6)〕-0.241
=0.436V(vsSCE)
(2)Hg2++2SCN-=Hg(SCN)2
K(稳)=[Hg(SCN)2]/([Hg2+][SCN-]2)=1.8×107
[Hg(SCN)2]=1.00×10-6-xゐ1.00×10-6
[Hg2+]=[Hg(SCN)2]/〔(1.8×107)(0.100)2〕
=1.00×10-6/〔(1.8×107)(0.100)2〕=5.56×10-12mol/L
E(阴)=〔0.854+(0.0591/2)(lg5.56×10-12)〕-0.241
=0.280V(vsSCE)
19.5分(3322)
[答]Cu2+开始还原时电位:
E(Cu2+/Cu)=0.34+(0.059/2)(lg[Cu2+])=0.34+(0.059/2)(lg[0.005])
=0.272V
0.272=0.80+0.059lg〔Ag+〕
[Ag+]=1.1×10-9mol/L
20.5分(3323)
(缺)
21.5分(3325)
(缺).
22.10分(3326)
[答]阴极上析出铜的电流效率:
e/%=〔Q/Q(总)〕×100=〔(m×n×F)/M〕×100/Q(总)
=〔(0.035×2×96500)/63.5〕×100/(0.2×12×60)
=106.0×100/144.0=73.9%
阳极上放出氧的电流效率:
e/%=〔Q/Q(总)〕×100
=〔(8.30×4×96500)/22400〕×100/(0.2×12×60)
=143.2×100/144.0=99.3%
23.5分(3328)
(缺)
24.5分(3389)
(缺)
25.10分(3390)
[答]
(1)E(H+/H2)=E(H+/H2)+0.059lg[H+]=0.059+lg0.1=-0.059V
0.059
-0.059=0.34+────lg[Cu2+]
2
[Cu2+]=2.98×10-14mol/L
(2)E(H+/H2)=E(H+/H2)+0.059lg[H+]+-=0.059lg0.1+(-0.50)
=-0.559V
0.059
-0.559=0.34+────lg[Cu2+]
2
[Cu2+]=3.35×10-31mol/L
26.5分(3391)
(缺)
27.5分(3392)
[答]设x表示电极完成的分数
(DA/V)t
ct/c0=(1-x)=10(DA/V)t
Vlg(1-x)
t=-───────
25.8DA
x=0.999
200×2×10-3×lg0.001
t=-─────────────=10.3min
25.8×3×10-5×150
28.5分(3393)
[答]n=17
29.2分(3578)
电解池;
阴;
氧化;
E阴-E阳。
30.5分(3381)
[答]lg11.0-lg10.0
IA=100×[8+────────]=852.3
lg12.0-lg10.0
A和B不是同系物,它们保留指数之差不是100的整倍数.
31.5分(3382)
[答]KA/KB=0.909,则αB.A=KB/KA=1/0.909=1.10
4×1.5×1.10
n(有效)=(────────)2=4356
1.10-1
L=4356×0.83.5m
32.5分(3383)
[答](M+1)/M=(1.08×100+0.02×202)/100=112/100=1.12
33.5分(3384)
[答](M+2)/M=[(1.08×1+0.02×4)2/200+1×4.40]/100=4.41/100
34.5分(3385)
[答]
(1)M+2峰主要由81Br贡献,根据(a+b)n可知(M+2)/M1:
1,
(2)M+2峰主要由37Cl贡献,根据(a+b)n可知(M+2)/M3:
1,
(3)(M+2/M)×100=(1.08w+0.02x)2/200+1×4.40
=(1.08×2+0.02×6)2/200+4.40=4.43
(M+2):
M4.43:
100
35.5分(3386)
[答]根据二项展开式(a+b),可知:
(1)M:
(M+2):
(M+4)为1:
2:
1
(2)M:
(M+2):
(M+4)为9:
6:
1=1:
0.67:
0.11
36.5分(3387)
[答]M*=M22/M1,M2=(M*×M1)1/2=(158.2×187)1/2172
37.5分(3389)
(缺)
38.10分(3390)
[答]
(1)E(H+/H2)=E(H+/H2)+0.059lg[H+]=0.059+lg0.1=-0.059V
0.059
-0.059=0.34+────lg[Cu2+]
2
[Cu2+]=2.98×10-14mol/L
(2)E(H+/H2)=E(H+/H2)+0.059lg[H+]+-=0.059lg0.1+(-0.50)=-0.559V
0.059
-0.559=0.34+────lg[Cu2+]
2
[Cu2+]=3.35×10-31mol/L
39.5分(3391)
(缺)
40.5分(4411)
(缺)
四、问答题(共10题)
1.5分(4082)
[答]1.注意搅拌
2.应用大面积阴极
3.使用去极剂
4.可适当提高温度
2.5分(4083)
[答]
(1)选择电极体系
(2)注意电极隔离
(3)排除干扰
(4)应用适当的去极剂
3.10分(4092)
[答]
(1)阴极(1分)
2H20+2e-→2OH-+H2(0.5分)
H++OH-→H2O(0.5分)
(2)pH玻璃电极,饱和甘汞电极(每个0.5分,共1分)
(3)如图:
4.5分(4097)
[答]1.保证电极反应的电流效率是100%地为欲测离子所利用(或者说电极上只有主反应,不发生副反应)。
2.能准确地测量出电解过程中的电量。
3.能准确地指示电解过程的结束。
5.5分(4114)
[答]:
在电解到达终点之前,溶液中有As(Ⅲ)/As(V),因为它是不可逆电对,因此在指示电极上外加一个小电压(50~100mV)时不产生电流。
当到达电解终点时,溶液中出现2I-/I2可逆电对,因此在指示电极上产生电流。
故指示电极上电流与电解时间的关系为:
(如图)
转折点即为电解终点。
6.10分(4363)
[答]1.NH4Fe(SO4)2+H2SO4,Fe3++e-→Fe2+,2H2O→O2+4H++4e-
2.K2Cr2O7+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O+2K+
3.选择电极,合适的电流密度,合适电解质,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。
5.99.95%
7.5分(4665)
化学需氧量(COD)是评价水质污染的重要指标之一。
它是指在1升水中可被氧化的 物质(有机物或其它可还原性物质)氧化所需要的氧量。
在硫酸介质中,以K2Cr2O7为氧化剂,将水样回流10多分钟,通过Pt阴极电解产生的Fe2+与剩余的K2Cr2O7作用,由消耗的电量计算COD值。
其中t0为电解产生Fe2+标定K2Cr2O7所需的电解时间,t1为测定剩余的K2Cr2O7浓度所 需时间,V为水样体积。
8.5分(4666)
相同点:
原理上相似,都是利用电解产生的滴定剂来测定被测物质。
不同点:
微库仑分析法输入的电流不是恒定的,而是随被测物质含量的大小自动调节
而库仑滴定法输入的电流是恒定的,Q=it。
9.5分(4681)
库仑滴定适用于微量、痕量分析;
库仑滴定的滴定剂是电生的,可以是不稳定的物质;
库仑滴定是用所需的电量来进行计算,不要求用标准物标定滴定剂。
10.5分(4686)
库仑滴定加入辅助电解质,它的作用是稳定电位,电解时产生滴定剂,保证电流效率达 到100%。
极
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- 分析化学 09 电解 库仑 分析 答案