試題解答3(電解分析與庫侖分析)

1、第三章電解分析與庫侖分析思考與習題1.計算0.1mol.L-1硝酸銀在pH=1的溶液中的分解電壓.TAg=0,TO2=+0.40V.解答：陰極反響：Ag陰析陽極反響：2H2O陽析分解電壓：E分eAgAqAq0.059lgAg0.800g,*g0.059lg0.10.741VO24HO2N2O4e0.059PO2H丁1g0.05941.23lg(0.1)1.171陽析陰析1.2710.7410.430V2 .在電解中,如陰極析出電位為+0.281V,陽極析出電位為+1.513V,電解池的電阻為1.50.欲使500mA的電流通過電解池,應(yīng)施加多大的外加電壓？解答：E外(陰析陽析)iR1.5130.

2、2810.51.5(1.5130.281)0.751.982V3 .電解硝酸銅時,溶液中其起始濃度為0.5molL-1,電解結(jié)束時降低到10-6molL-1.試計算在電解過程中陰極電位的變化值.解答：如果不考慮c那么：Cu2+開始析出時：陰1Cu2,CuCu2降至106陰2Cu2,Cu0.168V4.在1molL-1彳0.0592-2-lgCu2molL1時：0.0592,2lgCui酸介質(zhì)中,電解0.0590.37-lg0.50.361V20.370059lg1060.193V0.1mol.L-1Pb2+以PbO2析出時,如以電解至尚留下0.01%視為已電解完全,此時工作電極電位的變化值為多

3、大?解答：陽極反響：Pb2+2H2O=PbO2+4H+2e陰極反響：2H+2e=H2開始析出時陽極電位：陽析PbO2,Pb20.0591HlgPb21.485V105molL1時:-0.059111.455lg40.1Pb2余0.10.01%2_51_Pb10molL,H1.21.612V5 .用電重量法測定銅合金含Cu約80%,含Pb約5%中的銅和鉛.取試樣1g,用硝酸溶解后,稀釋至100mL,調(diào)整硝酸濃度為1.0morL-1.電解時,Cu2+在陰極上以金屬Cu形式析出,Pb2+在陽極上以PbO2形式析出,試計算此溶液的分解電壓.解答：MPb=207.2Mcu=63.5陽極反響：Pb2+2H

4、2O=PbO2+4H+4e陰極可能反響：Cu2+2e=CuJ陽析0.059PbO2,Pb2-4-lg0.0591.455lg4HPb215%181000100207.21.493V陰極_2_Cu2/Cu0.059-21gCu20.059.80%11000E分解0.377lg-210063.50.310V1.193V6 .電解0.01molL-1硫酸鋅溶液.試問：在1moLL-1硫酸溶液中,金屬Zn是否能在鉗陰極上析出？如溶液的pH為6,能否析出？在鋅電極上,TH2=0.7V.解答：0.059Zn析Zn2,Zn2-1g0.7610.059lg0.01Zn2Zn(onPt)0.879VZn(onP

5、t)H2析00.059lgHH2(onpt)H2會析出在Zn電極上H2析-0.7V00.0591g1061.054V故Zn可析出時,H2不會析出.7,用鍍銅的鉗網(wǎng)電極作陰極,電解0.01molL-1Zn2+溶液,試計算金屬鋅析出的最低pH值,在銅電極上打H2=-0.4V.解答：Zn2,Zn0.761VZn析Zn2,Zn0.059lg心析PH0.05902-lg0.8200.422HpH2Zn2H28.7.120.059用汞陰極恒電流電解pH為氫析出前,0.05920.761lg10220.059lgH0.4V的Zn2+溶液,在汞電極上,ri試液中殘留的Zn2+濃度.0.820V0.059pH0

6、.4H2=-1.0V.試計算在解答:H2析0.059pH1.01.0591.059Zn20.761空2-117.9110molL10gZn29.在1mol.L-1硫酸介質(zhì)中,電解1mol.L-1硫酸鋅與1mol.L-1硫酸鎘混合溶液,試問:1電解時,鋅與鎘何者先析出？2能不能用電解法完全別離鋅和鎘？電解時,應(yīng)采用什么電極？)=1.0VHH2鉗電極上=0.2V,TH2汞電極上CCd"0,刀Zn=0解答:10Cd2Cd0.402V0.7610.059,-lgZn20.761VCd2析0.4020.059,-2lgCd20.402VCd先析出.2鋅析出時,0.7610.40226.7710

7、CdCd2+為由下式算出.0.059-lg213molCd2此時應(yīng)用汞電極,否那么.用限制電位電解法電解H2將析出.0.1mol.L-1硫酸銅溶液,如限制電解時的陰極電位為-0.10V對SCE,使電解完成,試計算銅離子被電解析出的百分數(shù).解答:Cu2Cu0.345V0.101gcu20.0590.2450.345lg022cu(0.3450.2450.10)20.05923.39_241r24.081024molL1Cu析出百分數(shù)：100%11,在100mL試液中,使用外表積為10cm2的電極進行限制電位電解,被測物質(zhì)的擴散系數(shù)為5X10-5cm2/s,擴散層厚度為2X10-3cm.如以電流降

8、至起始值的0.1%時視作電解完全,需要多長時間？解答：D=5x10-5cm2/sA=10cm2S=2X10-3cmV=100ml=100cm3K=525.851051010021030.0645minitkt0.00110-3=-k-tt=46.51min.i.12 .用限制電位法電解某物質(zhì),初始電流為2.20A,電解8min后,電流降至0.29A,估計該物質(zhì)析出99.9%時所需的時間為多少？解答:io=2.20At=8minit=0.29Ait=0.29=iox10-kt0.29“ckt102.20-0.88=kx8Qioktiok=0.1199.9%o110/o110Qo2.303k2.3

9、03k10-kt=1-0.999=0.001-k-t=-3t=27.3min0.11m=3.88X105X114.82X103=4.46mg13 .用限制電位庫侖法測定In3+,在汞陰極上復原成金屬錮析出,初始電流為150mA,以k=0.0058min-1的指數(shù)方程衰減,20min后降到接近于零.試計算試液中錮的含量.解答:(Min=114.82)nFio2.303k3150103A2.3030.0058minQ11.23m一一_53.88105molMm=3.88X105X114.82X103=4.46mg14.用限制電位庫侖法測定Br-.在100.0mL酸性試液中進行電解,Br-在伯陽極上

10、氧化為B2,當電解電流降至接近于零時,測得所消耗的電量為105.5C.試計算試液中Br-的濃度.解答:Q105.5C96500105.596500一一_31.09103mol1.091033100103211.09102molL115 .在庫侖滴定中,1mAs-1相當于多少OH-的量?解答nFQ=1mAs=110-3as=110-3庫侖n=1,F=96500,M=17Q11037mM171.76107gnF19650016 .某含氯試樣2.000g,溶解后在酸性溶液中進行電解.用銀作陽極并限制其電位為+0.25V(對SCE),Cl-在銀陽極上進行反響,生成AgCl.當電解完合后,與電解池串聯(lián)的

11、氫氧庫侖計中產(chǎn)生48.5mL混合氣體(25C,101325Pa).試計算該試樣中氯的百分含量.解答27348.5ml255.20C2980.1741255.2096500一一_32.64103mol3_mm2.6410335.50.09372g4.6%2.00g17 .某含神試樣5.000g經(jīng)處理溶解后,將試液中的神用腫復原為三價神,除去過量復原劑,加碳酸氫鈉緩沖液置電解池中,在120mA的恒定電流下,用電解產(chǎn)生的I2來進行庫侖滴定HAsOf,經(jīng)9min20s到達滴定終點,試計算試樣中AS2O3的百分含量.解答AS2O3197.8422AsHAsOf(III)12HASO42I3QIt1201

12、03A560s296500器3碘摩爾數(shù)三°°5603.48105mol碑摩爾數(shù)296500As2O3摩爾數(shù)=1.7410-5mol一一5一17410Mas2o3As2O3%=100%51.74105197.8450.688%18.用庫侖滴定法測定水中的酚.取100mL水樣經(jīng)微酸化后參加澳化鉀電解,氧化產(chǎn)生的澳與酚反響：C6H5OH+3Br2=Br3C6H20HJ+3HBr通過的恒定電流為15.0mA,經(jīng)8min20s到達終點,計算水中的酚含量以mg/L表示為多少？解答3Br21C6H50HQ=15.0mAX10-3x500s=2X96500Xn)Br2(n)Br2為Br2的摩爾數(shù))nBr2=1.55296500n苯酚=1.55-=1.2910-5mol本酚3296500n苯酚941.21mg%100mL12.1mg/L100mL補充習題1 .電解分析中,工作電極有什么特殊要求？電解液中為什么還要參加惰性電解質(zhì)、緩沖液和絡(luò)合劑？2 .電解法別離金屬離子時,限制陰極電位的作用是什么？3 .庫侖