方惠群仪器分析答案全集.docx
- 文档编号:7883040
- 上传时间:2023-01-26
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:22.27KB
方惠群仪器分析答案全集.docx
《方惠群仪器分析答案全集.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《方惠群仪器分析答案全集.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
方惠群仪器分析答案全集
第二章习题答案
1.P23电极电位的能斯特方程为:
RT1门型
zFao
注:
P23指教材页码,下同。
若电池的反应式为:
aA+bB?
cC+dD则在298.15K时,该电池的电动势为
E=E0.0592aC芒b
ZaaaB
2.P14条件电位校准了离子强度、配位效应、水解以及pH的影响。
3.P170类金属电极不是。
4.P22Cottrell方程的数学表达式为:
i=zFADoc。
/"DoFCottrell方程表明:
⑴在大量支持
电解质存在下的静止溶液中,平面电极上的电解电流与电活性物质浓度成正比,这是定量分析的基础;
(2)电解电流与电活性物质在溶液中的扩散系数的平方根成正比;(3)电解电流与时间的平方根成反比。
5.P22法拉第定律表示通电电解质溶液后,在电极上发生化学变化的物质,其物质的量n与通入的电量Q成正比;通入一定量的电量后,电极上发生反应的物质析出质量m与摩尔质量M成正比。
其数学表达式为:
n=—
zF
6.解:
首先写出原始的M|M2C)电极的电极电位表达式,并将相关的配位平衡关系代入。
然
后再计算条件电位’的值。
首先写Cu2+|Cu电极电位的能斯特方程
由Cu2+配合物的平衡关系得
K稳=
CuY2
Cu2Y4
将[Cu2+]代入能斯特方程
0.0592CuY2
ig4
2K稳Y
0.0592
2
2
lgCu
Cu
2
CuY
2
KY
4
稳
10.0592
K稳2
lg
CuY2
将已知数据代入,并计算条件电位
0.059侖
0.377
°^2g-^
26.310
0.219V(vs.SCE)
2+
7.解:
(1)Cu+2e?
Cu
Fe3++e=Fe?
+
3+2+2+
Cu+2Fe=Cu+2Fe
⑶E=(Fe2/Fe3
Cu
、0.0592Cu2
)—lg
2
22
Fe
3__2
Fe
2
0.01
=0.336(V)>0
/、0.0592
(4)E=0.771—0.337=lgK
2
原电池
14
lgK=4.59X0
2
0.700—0.337—0^0592lg0.02(0.2
8.解:
(1)由题中所给的几种物质所知,构成电池的两支电极分别为:
银电极和饱和甘汞电极(由Hg、Hg2Cl2、KCI溶液组成),两半电池间用盐桥连接,电池的表示式为:
(-)HglHg2Cl2,Cl(饱和)IIAg+(cx)lAg(+)
⑵若该电池的银电极的电位校正,则电池的电动势E为
igjAg+]=-3090592IgAg
则未知Ag+的浓度为[Agj=1.12X10-4mol•L-1
⑶饱和甘汞电极为参比电极,银电极为指示电极。
⑷通常,盐桥内充满饱和KCl琼脂溶液。
在该电池中应充KNO3,盐桥的作用是减小液接电位9.解:
(1)电池的电极反应和总反应
阳极2Ag+2Ac-(0.200mol•L-1)?
2AgAc+2e
阴极Cu2+(0.100mol•L-1)?
Cu
电池总反应2Ag+Cu+2Ac-?
2AgAc+Cu
注意:
在溶液中[Ac-]的浓度为0.200mol•L-1
⑵为了计算AgAc的Ksp,应写出电池的电动势的能斯特表示式
ECuAgCu0-^2gCU2Ag」05^加
21[Ac]
查表2.1几个常用标准电极电位表,并将题中数据带入,得:
-0.372=0.337+00592lg(0.100)-0.799-0.0592lg
20.200
lgKsp=0.161272Ksp=191X103(乙酸银)
0.0592''
注:
若[Ac-]用0.100mol•L-1代入计算,将得错误结果。
2+
10.解:
Zn+2Ag+?
Zn+2Ag
2
、0.0592Zn
E=(
-2)
Ag/AgZn/Zn?
Ag
=(0.799+0.763)—=1.59V
20.3
0-^59^gK=0.799+0.763K=5.89X1052,K大,反应完全。
2
Ag+非常小,[Zn2+=0.01+0.3=0.31mol•L-1
1.
P25
Zn2
Ag
ISE
Ag
=23
-27
10
与答案有差别
第三章习题答案
2.
0.0592pot
blgaAKaB
Za
z
内外参比电极电位、电极膜不对称电位及液接电位;a为离子的活度;z为离子的电荷数;下标A为主响应离子;B为干扰离子;KpotA为电位选择系数。
3.
P33
A/Zb
E为电池电动势;常数项b包括离子选择电极的
内参比+
4.不要求;5.不要求。
11
6.P42使用离子计(或pH计)进行测定时,选用的离子计的输入阻抗应》10Q,最小分度为0.1mV,量程土1000mV以及稳定性要好。
7.解:
(1)方法一:
直接根据下式计算,将数据代入得未知溶液pH
ExEs0.3280.218.
PHx=PHs+=5.00+=6.86
0.05920.0592
方法二:
若公式记不清楚,可根据题意,由测量电池的排列得电动势
E=甘一(k—0.0592PH)=b+0.0592PH
将测定标准缓冲溶液和未知溶液时获得的数据分别代入上式,有
0.218=b+0.0592X5.00
0.328=b+0.0592XPHx
解以上两式得未知溶液的PHx
0.3280.218
PHx=5.00+=6.86
0.0592
8.
°40!
020r=2.16+2.67=4.83
解:
PMgx=PMgs+E^~Es=-lg(6.87X10-3)+
0.0296
(2)测定时电位±0.002V变化而引起的得Mg2^度变化
0.4460.3670.002
0.0296
0.4460.3670.002
PMgx=2.16+
-5-1
=4.901.26X10mol•L
PMgx=2.16+
-5-1
=4.761.74XOmol•L
0.0296
2+551
Mg2浓度在1.26X10-〜1.74X10-mol•L-浓度范围内变化。
-1
9.解:
k=-0.031V
-pot
=k+0.0592lgaNa+KNaK•aK]
-3
-0.203=k+0.0592lg[1.2510-3+0.24X]
20.0310.0592lg1.501030.241.201030.194V(vs.SHE)
10.解:
Cx=CsVs
Vx
△
x(10
/S
1)-1
=0.50x
0.10
25.00
155134
(1059.0
-1-6
—1)=1.575X10g/mol
6
1.57510100
F=一
0.2
=7.9X0-4
11.Cx=2X.000X10-4x
0.50(10
50.00
328.0309.0
58.0
-1-6
1)1=8.88X0mol•
-1
12.不要求。
13解:
(1)电极的实际斜率s由式(3.22)得
s=
21
IgT
21
0.30
96.1(78.3)
0.30
+
=59.1mV/pNH4
⑵NH4+浓度由式(3.20)计算
Cx=
反对数一
S
0.501.00010
50.00
反对数80.1(96.1)1
59.1
5
1.00010
0.865
-5-1+
=1.16X0°rnol•L(NH4)
14解:
(1)由题意知,在H=12时,测得的电位值
1=-250mV是CN-和I的贡献。
1kslg(aCNKCN,Iai)
(1)
在pH=4时,CN以HCN形式存在,则电位值
2=-235mV是I的贡献。
由式
(1)得
2kslgKcNot,iai
题中后面的测定步骤相当于用标准加入法求I的浓度。
利用式(3.6)得
Ci
CsVs
Vx
⑵根据以上讨论,可由式⑶先计算出I的浓度
Ci
1.009.0010
100
反对数2352911
56.0
9.00106
6
1.0010mol•L
-1
计算出I的浓度后,有两种方法计算混合试液中CN的含量。
(3)第一种方法
首先将式
(1)和式
(2)合并整理,得
1s2
aCNKcNOt,Iai101
其次,将已知数据代入上式
62為05064
aCN1.21.001010.11.0210mol•L-1
(4)第二种方法
首先,将c=1.0010-6mol•L-以及其他已知数据代入②算出k值
235k56.0lg1.21.0010
b=-566
其次,将k值代入①计算CN的浓度
6
25056656.0lgaCN1.21.0010
Rcn
6
1.2010
2.2810
-1
aCN=1.08110-6mol•L
Ag0.0592lgAg
15.解:
滴定时用银电极为指示电极,它的电极电位为:
当滴定到终点时,[Ag+]=[I-]=.KIP将[Ag+]代入电极电位关系式得终点时电位
终二Ag0.0592lg;KU代入已知数据
终=0.7990.0592lg(9.310①玉
=0.799—0.475
=0.324V
终点时电位计上的读数=0.324-0.242=0.0827
1.P51电解方程V分解=[(
第四章习题答案
)-()]+ir
=()()ir
=理论分解电压+超电压+电压降为阳极超电位,是正值,为阴极超电位,是负值。
2.P53数学表达式
it
iolO
Kt
含义:
当电解开始时电流较大,随后很快衰减。
当电流趋近与零时,表示电解完成,控制电位电解过程中,电流随时间而衰减。
3.P51电解一开始,电解池中通过较稳定的电流,阴极电位迅速负移至金属离子的还原电位。
随着电解反应的进行,氧化态浓度降低,阴极电位负移。
由于[氧化态]/[还原态]每变化十倍,电位才负移59^mV因此阴极电位变化缓慢,在曲线上出现平坦部分。
当另一电极反应
Z
开始时,再出现平坦。
4.P61微库仑分析法的原理:
在电解池中放入电解质溶液和两对电极,一对为指示电极和参比电极,另一对为工作电极和辅助电极。
为了减小电解池体积,参比电极和辅助电极安装在电解池的两端。
样品进入前,电解液中的微量滴定剂浓度一定,指示电极与参比电极上的电压
E指为定值。
偏压源提供的偏压E偏与E指大小相同方向相反,两者之间△E=0,此时库仑分析仪的放大器的输入为零,则放大器的输出也为零,处于平衡状态。
当样品进入电解池后,使滴定剂的浓度减小,E偏与E指定值△Em0,放大器中就有电流输出,工作电极开始电解,直至滴定剂浓度恢复至原来的浓度,△E恢复至零。
到达终点,电解自动停止。
5.解:
⑴在阴极上析出电位越正的物质越容易还原。
因此,可分别计算Zn2^N产的电极电位。
它们的标准电极电位从附录川查得。
Zn
Zn
0.0592
2
lgZn2
=-0.763+
0.0592
2
_2
lg(8.00102)
=-0.763-0.032=-0.795V(vs.SHE)
Ni
0.0592
2
0.250+
警g(8.。
0朋
Ni
lgNi2
=-0.250-0.032=-0.282V(vs.SHE)
由计算知,Ni2先析出。
阴极电位应控制在-0.795〜-0.282V(vs.SHE)之间。
(2.)要达到定量分离Ni2+,Ni2+的浓度的应降为10-6mol•L。
此时的电位
Ni=-0.250+0*059侖[Ni2+]
2
=-0.250-0.178=-0.428V(vs.SHE)定量分离时,阴极电位应维持在-0.795〜-0.428V(vs.SHE)之间。
6.解:
根据P53公式,
Cu
Cu
Sn
Sn12/Sn
0.0592,2
igCu~~=
0.0592.-2igSn
2y
驶郵+―—ig0.100=0.307V
rg0.100=-0.166V
Sn为负值,
应考虑H2O中H2的析出
2H++2e?
H2,
H2
警igH
2
°Tlg10721.16V
H2O中H2不会析出。
Cu2+完全析出时,
0.0592
Cu
Cu
2
电位应控制在-0.166〜0.189V之间
0.307咤40.189V
2
(vs.SCE
验证:
当Sn2+开始析出时,
CuCu
誉gCu2,-0.,66=0.337+警
ig[Cu2+1
2+-17-1
[Cu2+]=1.02X10mol•L'分离完全
7.解:
首先写出在平滑pt电极上电解稀Na2SO4溶液的电极反应和电池总反应
+
O2
1.23V
Pt阳极H2O?
丄O2+2H+2e
2
Pt阴极2H++2e?
H2
H2
0.00V
1
H2O?
O2+H2
2
电解时需要的外加电压由式(4.2)计算
电池总反应
V分解=[(
]+ir
02
1
0.0592igp-2p
H2igpO2pH2
2
ir
1.230聖勢11
0.85
0.0680.1002.00
=1.23+0.918+0.200
=2.35V
8.解:
(1)理论分解电压等于原电池的电动势
Zn2++2e?
Zn
Zn
两个电极的电极反应
0.763V
1.23/
沁lgH
2a
Zn
嘗lgZn2
1.23
沁lg10
2a
1
12
0.7630.0592lg0.010
2
1.23
0.2370.763
0.05921.82V
⑵电解开始所需要的外加电压由式(4.2)计算
V分解=理论电压+超电位+电压降=1.820.500.502.82V
注意:
此时H2还未释放,H2的超电位不应计算在内。
(3)电解过程中的电压将发生改变,参见图4.2中的曲线2。
控制阴极电位电解的外加电压一时间曲线。
(4)为了计算H2开始释放时,溶液中
极反应为
Zn2+
的浓度,此时应先计算H2释放时的电极电位,其电
H2
+
2H+2e?
H2
0.0592...2
lgH
H2
在此点位下,
2
Zn2+的浓度
晋lg104
2
0.750.987V
0.9870.763
0.0592
2
lgZn2
2
lgZn=7.57
2+81
贝U[Zn]=2.69X0-mol•L-
9.解:
(1)理论分解电压等于原电池的电动势
2+
Ni+2e?
Ni
Ni
0.240V
lO2+2H++2e?
H2O
2
02
1.23V
Ni
0.0592lg
2
0.0592,
2lg
Ni2
1.23
0.0592|g0.40021
2
0.240
00592lg0.200
=1.49V
⑵VirIR
0.4502.000.900V,电流密度
04500.10A/cm2
4.5
(3)V分解=丘理+超电压+ir1.011.30.900
3.69V
10.解:
由法拉第定律得
—1000MV
ZF
1
苯酚的浓度(mol•L)
1+
O2+2H+2e?
H2O
2
标准电极电位从附录川查得,理论分解电压为
O2Zn
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 方惠群 仪器 分析 答案 全集