电解和库仑试题.docx

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电解和库仑试题

一、选择题

库仑滴定不宜用于

（1）

（1）常量分析

（2）半微量分析（3）微量分析（4）痕量分析

在CuSO4溶液中，用铂电极以0.100A的电流通电10min，在阴极上沉积的铜的质量是多少毫克[Ar（Cu）=63.54]（4）

（1）60.0

（2）46.7（3）39.8（4）19.8

用银电极电解1mol/LBr-、1mol/LCNS-、0.001mol/LCl-,0.001mol/LIO3-和0.001mol/LCrO42-的混合溶液,E（AgBr/Ag）=+0.071V,E（AgCNS/Ag）=+0.09V,E（AgCl/Ag）=+0.222V,E（AgIO3/Ag）=+0.361V,E（Ag2CrO4/Ag）=+0.446V，在银电极上最先析出的为（4）

（1）AgBr

（2）AgCNS（3）AgCl（4）AgIO3

库仑滴定法的“原始基准”是（4）

（1）标准溶液

（2）基准物质（3）电量（4）法拉第常数

微库仑滴定分析时，加入大量去极剂是为了

（2）

（1）增加溶液导电性

（2）抑制副反应，提高电流效率

（3）控制反应速度（4）促进电极反应

用96484C电量，可使Fe2（SO4）3溶液中沉积出铁的质量是多少克?

[Ar（Fe）=55.85,Ar（S）=32.06,Ar（O）=16.00]（3）

（1）55.85

（2）29.93（3）18.62（4）133.3

某有机物加热分解产生极不稳定的Cl2，Br2等物质，最宜采用测定其量的方法

是（3）

（1）（直接）电位法

（2）电位滴定法

（3）微库仑分析（4）电导分析法

在控制电位电解法中，被测物电解沉积的分数与（3）

（1）电极面积A，试液体积V，搅拌速度v，被测物质扩散系数D和电解时间t有关

（2）A，V，，D，t有关，还有被测物初始浓度c0有关

（3）与A，V，，D，t有关，而与c0无关

（4）与A，V，，D，t及c0无关

（1）中没谈到c0，也可认为对

在库仑分析中，为了提高测定的选择性，一般都是采用（3）

（1）大的工作电极

（2）大的电流

（3）控制电位（4）控制时间

由库仑法生成的Br2来滴定Tl+，Tl++Br2─→Tl+2Br-到达终点时测得电流为10.00mA，时间为102.0s，溶液中生成的铊的质量是多少克?

[Ar（Tl）=204.4]

（2）

（1）7.203×10-4

（2）1.080×10-3（3）2.160×10-3_（4）1.808

用2.00A的电流，电解CuSO4的酸性溶液，计算沉积400mg铜，需要多少秒?

Ar（Cu）=63.54（4）

（1）22.4

（2）59.0（3）304（4）607

库仑滴定中加入大量无关电解质的作用是（4）

（1）降低迁移速度

（2）增大迁移电流

（3）增大电流效率（4）保证电流效率100%

高沸点有机溶剂中微量水分的测定，最适采用的方法是（4）

（1）（直接）电位法　

（2）电位滴定法

（3）电导分析法　（4）库仑分析法

电解分析的理论基础是（4）

（1）电解方程式

（2）法拉第电解定律

（3）Fick扩散定律（4）

（1）、

（2）、（3）都是其基础

库仑分析与一般滴定分析相比（4）

（1）需要标准物进行滴定剂的校准

（2）很难使用不稳定的滴定剂

（3）测量精度相近

（4）不需要制备标准溶液，不稳定试剂可以就地产生

在恒电流库仑滴定中采用大于45V的高压直流电源是为了（3）

（1）克服过电位

（2）保证100%的电流效率

（3）保持电流恒定（4）保持工作电极电位恒定

微库仑分析与库仑滴定相比，前者主要特点是（3）

（1）也是利用电生滴定剂来滴定被测物质

（2）也是利用电生滴定剂来滴定被测物质，而且在恒流情况下工作

（3）也是利用电生滴定剂来滴定被测物质，不同之处是电流不是恒定的

（4）也是利用电生滴定剂来滴定被测物质，具有一对工作电极和一对指示电极

实际分解电压，包括（4）

（1）反电动势

（2）超电压

（3）反电动势加超电压（4）反电动势、超电压和IR降

以镍电极为阴极电解NiSO4溶液,阴极产物是（4）

（1）H2

（2）O2（3）H2O（4）Ni

用Pt电极在含有盐酸肼（NH2-NH2·HCl）的氯化物溶液中电解Cu2+,阳极反应是（4）

（1）2Cl-─→Cl2↑+2e-

（2）Pt+4Cl-─→PtCl42-+2e-

（3）Pt+6Cl-─→PtCl62-+4e-

（4）N2H5+─→N2↑+5H++4e-

用Pt电极在含有盐酸肼（NH2-NH2·HCl）的氯化物溶液中电解Ｃｕ2+,

阴极反应是（4）

（1）2Cl-→Cl2↑＋2ｅ-

（2）Pt＋4Cl-→PtCl42-＋2ｅ-

（3）Pt＋6Cl-→PtCl62-＋4ｅ-

（4）N2H5+──→N2↑+5H++4ｅ-

微库仑分析过程中，输入的电解电流（4）

（1）恒定的

（2）随时间呈线性变化

（3）呈指数衰减（4）呈由小到大再减小的变化规律

二、填空题

电解所需的外加电压是用来克服电池的__反电动势__,该电池的___超电压__和电解质溶液的___R降____。

控制阴极电位电解的电流--时间曲线按__指数函数__衰减,电解完成时电流__趋近于零___。

控制电位电解时,电解电流与电解时间的关系为___

　__,其中,各符号的含义为___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。

___。

在控制电位电解过程中,电流与时间的关系式为__

__,表达式中,常数与___电解溶液的___体积,__搅拌溶液的__速率,___电极的__面积,___被测离子的___扩散系数有关。

氢氧气体库仑计,使用时应与控制电位的电解池装置__串__联,通过测量水被电解后产生的__氢氧混合气体__的体积,可求得电解过程中__所消耗的电量__。

在以铂为阴极电解镉时,铂表面新生的镉可使氢在该电极上的_超电位_改变。

电解分析中表示电压与电流的关系式是__V＝（E＋－E－）＋（η＋－η－）＋iR；__,它被称为__电解方程式___。

库仑滴定类似容量滴定,它的滴定剂是__电生__的,它不需要用__标准物质__标定,只要求测准___电流和时间____的量。

电极的极化现象发生在有__电流__通过电极时,根据产生的原因不同,它可以分为___浓差极化___和__电化学极化___。

恒电流库仑分析,滴定剂由__电极反应产生__,与被测物质发生反应,终点由__化学指示剂或电化学方法__来确定,故它又称为___库仑滴定法____。

电解分析法测定的是物质的__质量___,它与一般重量法不同,沉淀剂是__电子__,常常使金属离子在阴极上___还原为纯金属___,或在阳极上__氧化为氧化物__,通过称量来测定其含量。

库仑分析法可以分为__库仑滴定__法和___控制电位库仑分析__法两种。

库仑分析的先决条件是__100％电流效率__,它的理论依据为__法拉第电解定律__。

随着电解的进行，阴极电位将不断变__负__，阳极电位将不断变__正__，要使电流保持恒定值，必须___不断增大__外加电压。

能够引起电解质电解的最低外加电压称为__分解__电压.

在库仑分析中,为了达到电流的效率为100%,在恒电位方法中采用___恒定电位___在恒电流方法中采用___加入辅助电解质___。

库仑分析的先决条件是___100％电流效率___,若阳极或阴极有干扰物质产生时,可采用___盐桥___或____将产生干扰物质的电极置于套管内隔开____方法。

电重量分析法可采用控制电位法和恒电流法,它们为消除干扰而应用的方法是不同的,前者为___控制工作电极电位___,后者为___加入去极剂___。

需要消耗外电源的电能才能产生电流而促使化学反应进行的装置__电解池__。

凡发生还原反应的电极称为__阴___极,按照习惯的写法,电池符号的左边发生___氧化__反应,电池的电动势等于__E阴－E阳___。

分解电压是指___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__的外加电压。

理论上它是电池的__反电动势__,实际上还需加上__超电压__和__溶液的R降__。

库仑分析中为保证电流效率达到100%,克服溶剂的电解是其中之一,在水溶液中,工作电极为阴极时,应避免__氢气析出__,为阳极时,则应防止_氧气产生__。

微库仑分析法与库仑滴定法相似,也是利用___电生___滴定剂来滴定被测物质,不同之处是微库仑分析输入电流___不是恒定的__,而是随__被测物质的量___自动调节,这种分析过程的特点又使它被称为__动态__库仑分析。

电解分析的理论基础表现为,外加电压的量由_电解__方程来决定,产生的量由__法拉第___定律来计算,电解时间的长短与离子扩散有关,它由___Fick__定律来描述。

　V＝（E＋－E－）＋（η＋－η－）＋iR

用库仑滴定法测定某试液中H+的浓度,在Pt阴极上产生OH—,其反应为__

__,Pt阳极上的反应为

__

___,它干扰测定,需将两电极__隔开_。

极化是电化学中常见的现象,在电解分析中需__减小__极化,为此采用__较大的电极面积___和___加强搅拌__等措施。

在恒电流电解分析时,为了防止干扰,需加入去极剂,以___以维持电极电位不变__在恒电流库仑分析中,需加入辅助电解质,除具有相同的目的外,它___产生滴定剂___。

用库仑滴定法可以测定化学需氧量COD.COD是指___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__。

测定时加入过量的K2Cr2O7,再以Pt阴极电解产生__Fe2＋__来进行“滴定”的。

在永停法指示终点的库仑分析中,电极面积较大的一对称为___工作电极__,其作用是___产生滴定剂___。

两根大小相同的铂丝电极称为__指示电极___,加上小电压后,它们的区别是__一个为阴极，另一个为阳极___。

三、计算题

在100mL溶液中，以电解法测定Br-浓度时，当电解结束后Ag阳极增加1.598g，问：

（1）溴离子在原始溶液中的摩尔浓度是多少？

（2）如果AgBr的溶度积Ksp=4×10-13，那么在电解开始时Ag电极的电位是多少？

[已知：

E（Ag+/Ag）=0.7995V，Ar（Ag）＝107.9，Ar（Br）＝79.9]

[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

沉积在10.0cm2试片表面的铬用酸溶解后，用过硫酸铵氧化至＋6价态：

2S2O82-+2Cr3++7H2O

Cr2O72-+14H++6SO42-

煮沸，除去过量的过硫酸盐，冷却，然后用50mL0.10mol/LCu2＋发生的Cu（Ⅰ）

进行库仑滴定，计算当滴定用32.5mA电流，通过7min33s到达终点时，每平方厘米

试片上所沉积的铬的质量（Cr的相对原子质量为52.00）。

解：

在给定的电解条件下，在阴极淀积了0.500g银，同时在阳极放出O2。

试计算溶液中加入的H+量（以毫摩尔表示）。

[Ar（Ag）＝107.9]　产生

[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）

在-0.96V（vsSCE）时，硝基苯在汞阴极上发生如下反应：

C6H5NO2+4H++4e-＝C6H5NHOH+H2O把210mg含有硝基苯的有机试样溶解在100mL甲醇中，电解30min后反应完成。

从电子库仑计上测得电量为26.7C，计算试样中硝基苯的质量分数为多少？

[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

若使下列溶液的Hg2+浓度降至1.00×10-6mol／L,阴极电位（vsSCE）应为多少?

（1）Hg2+的水溶液Hg2+＋2e-

HgE=0.854V

（2）SCN-平均浓度为0.100mol/L的溶液

Hg2+＋2SCN-

Hg（SCN）2K（稳）=1.8×107

[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）

将某轻烃气流20.00L流过库仑池，其中氧消耗的电量为3.31mC，试计算试样中O2

的含量（以mg/L表示）。

解：

在100mL含亚砷酸盐的碳酸氢钠缓冲溶液中，用电解碘化物产生的碘进行库仑滴定，通过电解池的恒定电流为1.50mA，经4min27s到达滴定终点。

计算试液中亚砷酸盐的浓度并写出滴定反应式。

[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

用控制电位库仑分析法测定CCl4和CHCl3的含量。

在-1.0V（vs.SCE）电位下，在汞

阴极上，在甲醇溶液中和四氯化碳还原成氯仿：

2CCl4+2H++2e-+2Hg（l）＝2CHCl3+Hg2Cl2（s）

在-1.80V，氯仿可还原成甲烷：

2CHCl3+6H++6e-+6Hg（l）＝2CH4+3Hg2Cl2（s）将0.750g含CCl4、CHCl3及惰性杂质的试样溶解在甲醇中，在-1.0V下电解，直至电流趋近与零，从库仑计上测得的电量数为11.63C。

然后在-1.80V继续电解，完成电解需要的电量为44.24C，试计算试样中CCl4和CHCl3的质量分数。

[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

库仑滴定法常用来测定油样中的溴价（100克油样与溴反应所消耗的溴的克数），现称

取1.00g的食用油，溶解在氯仿中，使其体积为100mL，准确移取1.00mL于含有CuBr2

电解液的库仑池中，通入强度为50.00mA的电流30.0s，数分钟后反应完全。

过量Br2

用电生的Cu（Ⅰ）测定，使用强度为50.00mA的电流。

经12.0s到达终点。

试计算该

油的溴价为多少？

（溴的相对原子质量为79.90）

解：

用控制电位电解法分离0.005mol／LCu2+和0.50mol／LAg+,计算当阴极电位达到

Cu2+开始还原时Ag+的浓度为多少?

[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

含锌试样1.000g溶解后转化成氨性溶液并在汞阴极上电解。

电解完毕时在串联的氢－氧库仑计上量得氢和氧混合气体31.3mL（已校正水蒸气压），测定时的温度是21℃，压力是103060.2Pa。

问试样中含锌的质量分数？

[已知Ar（Zn）=65.38。

]

[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

溶于甲醇中的四氯化碳可以在-1.0V（vsSCE）的电位下在汞电极上还原成氯仿：

2CCl4+2H++2e-+2Hg（l）=2CHCl3+HgCl2（s）

在-1.80V，氯仿可进一步还原成甲烷：

2CHl3+6H++6e-+6Hg（l）=2CH4+3Hg2Cl2（s）

今有一试样0.750g，含CCl4、CHCl3及惰性有机物。

溶于甲醇后，在-1.0V下电解，直到

电流降到接近于零。

库仑计指出消耗的电量为11.63C。

然后在-1.80V继续电解还原至电

解完全时又消耗电量44.24C。

试计算试样中CCl4和CHCl3的质量分数。

（Mr（CCl4）=153.80；Mr（CHCl3）=107.40）

[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%

四、问答题

要保证库仑分析法电流效率达100%，应注意哪些问题？

[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

库仑滴定法和普通的容量滴定法的主要区别是什么？

答：

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。

应用库仑分析法进行定量分析的关键问题是什么？

[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。

恒电流库仑分析法使用的电流仅是几十毫安，为什么要采用大于45V的高压直流电源？

答：

在库仑滴定过程中，电解质溶液的电阻随其组成的变化而变化，即它的iR降将要改变，

　　只有采用高电压，串联大电阻，来得到几十毫安的稳定电流时，溶液的iR降相比大电阻

　　的电压降要小得多，其变化不影响总的电流值。

欲获得理想的产物，电解过程中应注意哪些问题？

[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

汞阴极电解与通常的铂电极电解相比具有什么特点？

答：

氢在汞上有较大的超电压，因此当氢析出前，很多金属离子可还原。

金属能形成汞齐，又降低了它们的析出电位。

试说明用库仑法测定As（Ⅲ）时，双铂指示电极指示电解终点的原理。

答：

[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。

库仑分析要求100％的电流效率，请问在恒电位和恒电流两种方法中采用的措施是否

相同，是如何进行的？

答：

恒电位法是恒定电位，但电量的测量要求使用库仑计或电积分仪等装置。

恒电流法是通入恒定的电流，采用加入辅助电解质，产生滴定剂的方法，电量的计算采用i×t,但要求有准确确定终点的方法。

试比较微库仑分析法与库仑滴定法的主要异同点。

答：

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。

简述用库仑滴定法测定化学需氧量（COD）原理和计算COD的表达式。

答：

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。