第三章 电解分析与库仑分析思考与习题 1计算 0.1mol.L-1 硝酸银在 pH=1 的溶液中的分解电压。 Ag=0, O2= +0.40V。解答： V 0.43.71.2E 1.7lg(0.).59.2HPlg40.59 eO2H反 0.741V.59lg0.80.59lgA eAg 44O,2g, 22 阴 析阳 析分阳 析析分 解 电 压 ：阴 极 反 应 ： oo2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 1.5。欲使 500mA 的电流通过电解池，应施加多大的外加电压？解答： VRi982.175.0).53( 5.1028.13阳 析阴 析外 3电解硝酸铜时，溶液中其起始浓度为 0.5mol.L-1，电解结束时降低到 10-6 molL-1。试计算在电解过程中阴极电位的变化值。解答：如果不考虑 则：Cu 2+开始析出时：cV VCuLmolCuCuu168.0 193.0lg2059.37.g259.: 6.l.0. 62,2162,122 oo阴阴 时降 至4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：阳极反应：Pb 2+ + 2H2O = PbO2 + 4H+ + 2e阴极反应：2H + + 2e = H2 开始析出时阳极电位：VHLmolPbolVPbPbO612. 2.1,00%.485.lg459. l20.152 24,2时 ：余阳 析 o5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，Cu 2+在阴极上以金属 Cu 形式析出， Pb2+在阳极上以 PbO2 形式析出，试计算此溶液的分解电压。解答：MPb=207. 2 MCu=63. 5阳极反应：Pb 2+ + 2 H2O = PbO2 + 4H+ + 4e阴极可能反应：Cu 2+ +2e = CuVECuVPbCuPbO193. 05.6310%8lg25.7. 9. 43.12.07185lg09.5. l4./ 2,22分 解阴 极阳 析 oo6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， H2=0.7V。 ）解答： 不 会 析 出 。可 析 出 时 ，故 电 极 上在 会 析 出析析析 262 )pt (, 054.1lg059.7.l.0)Pt (879.01.g59761.l2.2 222HZnVVonVHonHH ZZnZnZn o7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 pH 值，在铜电极上 H2=-0.4V。解答：12.7059.482 4.059.4.0lg059.lg. 82.1l2.76.l059.761.22 222, pH pHVpHVHZnZnZn 析析 o8用汞阴极恒电流电解 pH 为 1 的 Zn2+溶液，在汞电极上， H2=-1.0V。试计算在氢析出前，试液中残留的 Zn2+浓度。解答： 1109.7log259.6510.2 22 LmpZn ZnH析9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：（1）电解时，锌与镉何者先析出？（2）能不能用电解法完全分离锌和镉？电解时，应采用什么电极？ H2(铂电极上)=0.2V, H2(汞电极上)=1.0V Cd0, Zn=0解答：VCd40.2（1） VZnZn 761.0lg259.761. 22 析 先 析 出 。析 CdCdCd 4.l0.4. 22（2）锌析出时，Cd 2+为由下式算出。 11307.6lg259.402 2 LmoCd Cd此时应用汞电极，否则 H2 将析出。10用控制电位电解法电解 0.1mol.L-1 硫酸铜溶液，如控制电解时的阴极电位为0.10V（对 SCE） ，使电解完成，试计算铜离子被电解析出的百分数。解答： %108.439259.2)10.24.0(lglg.31.5.1242析 出 百 分 数 ： LmolVCuu CuCu11在 100mL 试液中，使用表面积为 10cm2 的电极进行控制电位电解，被测物质的扩散系数为 510-5cm2/s，扩散层厚度为 210-3cm。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=510-5cm2/s A=10cm2S=210-3cm V=100ml=100cm3K= 135min0645.1208. -3=-k t t=46.51min.tkti.012用控制电位法电解某物质，初始电流为 2.20A，电解 8min 后，电流降至 0.29A，估计该物质析出 99.9%时所需的时间为多少？解答：io=2.20A t=8min it=0.29Ait=0.29=io10-kt -0.88=k8tk102.9k=0.11 ktooo 102.3/102.3k%9. iiQtk10-kt=1-0.999=0.001 -kt=-3 t= =27.3min.m=3.88105114.82103=4.46mg13用控制电位库仑法测定 In3+，在汞阴极上还原成金属铟析出，初始电流为 150 mA，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：（M In=114.82）mnFQ13omin058.21.30kAiQ1olMm=3.88105114.82103=4.46mg14用控制电位库仑法测定 Br-。在 100.0mL 酸性试液中进行电解，Br -在铂阳极上 氧化为 Br2，当电解电流降至接近于零时，测得所消耗的电量为 105.5C。试计算试液中 Br-的浓度。解答： MmCQ96501.0olMm3.12309.109.1Ll15在库仑滴定中，1mAs -1 相当于多少 OH-的量？解答MmnFQQ=1 mAs 110 -3As110 -3 库仑n1，F=96500，M=17 gF73106.965016某含氯试样 2.000g，溶解后在酸性溶液中进行电解。用银作阳极并控制其电位为 +0.25V（对 SCE） ，Cl -在银阳极上进行反应，生成 AgCl。当电解完合后，与电解池串联的氢氧库仑计中产生 48.5mL 混合气体（25，101325Pa） 。试计算该试样中氯的百分含量。解答 CmlQ20.5174.029835.4olM36.%6.40.297.5104.23 gm17某含砷试样 5.000g 经处理溶解后，将试液中的砷用肼还原为三价砷，除去过量还原剂，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 I2 来进行库仑滴定 HAsO ，经 9 min20s 到达滴定终点，试计算试样中 As2O3 的百分含量。23解答84.19732OAsMIHAsOIH2)(42239650510MImtIQ碘摩尔数 砷 摩 尔 数ol148.962As2O3 摩尔数=1.74 10-5molAs2O3%= %68.054.19704.%10510732 OAs18用库仑滴定法测定水中的酚。取 100mL 水样经微酸化后加入溴化钾电解，氧化产生的溴与酚反应：C6H5OH+3Br2=Br3C6H2OH +3HBr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 OHCBr56213Q=15.0mA10-3500s=296500 （ 为 Br2 的摩尔数）2Brn2r= 2Brn,9650.1= =1.2910-5mol苯 酚 3.Lmg/1.20.94n%苯 酚补充习题1 电解分析中，工作电极有什么特殊要求？电解液中为什么还要加入惰性电解质、缓冲液和络合剂？2电解法分离金属离子时，控制阴极电位的作用是什么？3库仑分析法的基本依据是什么？如何在库仑分析中保证电流效率为 100%？4电解分析与库仑分析在原理、仪器装置上各有什么特点？5试简述库仑滴定的基本原理和特点。6在库仑分析中是如何测量电量的？7测定某一元有机酸的分子量，采用库仑滴定法。溶解 0.0242g 纯净试样于乙醇水混合溶剂中，以电解产生的 OH- 进行滴定，通过 0.0427A 的恒定电流，经过 402s 到达终点，计算此有机酸的分子量。解答