武漢大學(xué)《分析化學(xué)》(第5版)(下冊(cè))課后習(xí)題(電解和庫侖法) 【圣才出品】

十萬種考研考證電子書、題庫視頻學(xué)習(xí)平臺(tái)第16章電解和庫侖法16-1比較電解分析方法和庫侖分析方法的異同點(diǎn)。答：（1）電解分析法和庫侖分析法的相同點(diǎn)電解分析法和庫侖分析法都是以電解為基礎(chǔ)的分析方法。（2）電解分析法和庫侖分析法的不同點(diǎn)①電解分析法是試樣溶液被電解后，待測(cè)組分在陰極或陽極上以金屬單質(zhì)或氧化物的形式析出，由此從共存組分中分離流出，再用重量法測(cè)量析出的物質(zhì)，經(jīng)過一定的代換關(guān)系求得待測(cè)物的含量，適用于常量組分的分析；②庫侖分析法是測(cè)量電解完全時(shí)消耗的電荷量，依據(jù)法拉第定律由所消耗的電荷量來計(jì)算被測(cè)物質(zhì)的含量，庫侖分析法可用于微量組分的測(cè)定。16-2如何理解理論分解電壓（析出電位）與實(shí)際分解電壓（析出電位）的關(guān)系？答：理論分解電壓（析出電位）與實(shí)際分解電壓（析出電位）的關(guān)系為：實(shí)際分解電壓大于理論分解電壓。理論分解電壓是電解時(shí)所產(chǎn)生的，它的大小等于電解池中原電池電動(dòng)勢(shì)大小，但是極性相反，是電解能順利進(jìn)行所必須克服的電動(dòng)勢(shì)。由于溶液中存在一定的電阻，并且還要克服由于電極極化所帶來的過電位，因此實(shí)際分解電壓大于理論分解電壓。16-3控制電位庫侖分析和庫侖滴定法在原理上有何不同？答：控制電位庫侖分析和庫侖滴定法在原理上的不同之處如下：（1）控制電位庫侖分析法是在電解過程中，將工作電極的電位調(diào)至測(cè)定所要求的電1/11十萬種考研考證電子書、題庫視頻學(xué)習(xí)平臺(tái)位值，保持恒定，直到電解電流為零，若電流效率為100%，電解過程的電量為被測(cè)物質(zhì)所需的電量。從串聯(lián)在電解電路中的庫侖計(jì)精確記錄的電量值即可求算出被測(cè)物質(zhì)的含量。（2）庫侖滴定法是用強(qiáng)度一定的恒電流通過電解池，同時(shí)用計(jì)時(shí)器記錄電解時(shí)間。被測(cè)物質(zhì)直接在電極上反應(yīng)或在電極附近由于電極反應(yīng)產(chǎn)生一種能與被測(cè)物質(zhì)起作用的試劑，當(dāng)被測(cè)物質(zhì)作用完畢后，由指示終點(diǎn)的儀器發(fā)出信號(hào)，立即關(guān)掉計(jì)時(shí)器。由電解進(jìn)行Mtim，求算出被測(cè)物質(zhì)的質(zhì)量(g)。的時(shí)間(s)和電流(A)，可按式mitnF16-4為什么庫侖分析中要求電流效率在100%下進(jìn)行電解？答：庫侖分析中要求電流效率在100%下進(jìn)行電解的原因?yàn)椋簬靵龇治龇ǘ糠治鍪且苑ɡ诙勺鳛槔碚撨M(jìn)行的分析方法，電極反應(yīng)過程中，不能發(fā)生副反應(yīng)，并按化學(xué)計(jì)量進(jìn)行，這樣測(cè)定的結(jié)果才具有定量分析的依據(jù)，因此要求電流利用效率必須是100%，實(shí)際中電流利用效率不低于99.9%是允許的。16-5為什么恒電流庫侖法又稱為庫侖滴定法？答：恒電流庫侖法又稱為庫侖滴定法的原因?yàn)椋汉汶娏鲙靵龇ㄊ且院汶娏鬟M(jìn)行電解，測(cè)量電解完全所消耗的時(shí)間，再根據(jù)法拉第定律計(jì)算，而電解生成的物質(zhì)與被測(cè)定物質(zhì)存在一定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系，實(shí)際的滴定劑其實(shí)就是電荷，滴定劑的用量就是到達(dá)終點(diǎn)所消耗的電荷量，這種方法具有滴定法的特點(diǎn)，需要有終點(diǎn)指示，因此又稱為庫侖滴定法或電荷量滴定法。16-6比較化學(xué)滴定、電位滴定、庫侖滴定的異同。2/11十萬種考研考證電子書、題庫視頻學(xué)習(xí)平臺(tái)答：（1）化學(xué)滴定、電位滴定、庫侖滴定的相同點(diǎn)三種滴定方法都需要有特定的滴定劑和指示劑，通過計(jì)量滴定劑用量來求得待測(cè)物的含量。（2）化學(xué)滴定、電位滴定、庫侖滴定的不同點(diǎn)①化學(xué)滴定中的滴定劑是溶液，指示劑可以是物質(zhì)本身（其顏色隨滴定劑的加入發(fā)生顯著改變），也可以另外加入指示劑，通過與被測(cè)物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)計(jì)量關(guān)系來計(jì)算待測(cè)物的含量；②電位滴定是以指示電極、參比電極及試液組成測(cè)量電池，加滴定劑于測(cè)量電池溶液中，通過物質(zhì)相互反應(yīng)量的關(guān)系來進(jìn)行定量的計(jì)算，通過觀察滴定中的電位變化來確定滴定的終點(diǎn)；③庫侖滴定以恒電流進(jìn)行電解，測(cè)量電解完全所消耗的時(shí)間，計(jì)量關(guān)系依賴于法拉第定律，滴定劑是電荷，滴定終點(diǎn)的確定可以依賴于指示劑、電流、光度、電位等的變化。16-7在0.100molLCuSO溶液中，HSO濃度為1.00mol，在一對(duì)Pt電1L1424極上電解，O在Cu及Pt電極上析出的過電位分別為0.85V及0.40V，H在Cu上析出22的過電位為0.60V，試問：（1）外加電壓達(dá)到何值時(shí)，銅才開始在陰極上析出？（2）若外加電壓剛好等于氫析出的分解電壓，則電解完畢后留在溶液中未析出的銅的濃度是多少？解：（1）根據(jù)能斯特方程，銅初始析出電位為3/11十萬種考研考證電子書、題庫視頻學(xué)習(xí)平臺(tái)陰極O初始析出電位為2VV外加電壓剛好等于氫析出的分解電壓，即1.211V0.3074V0.4V1.304V因此當(dāng)外加電壓U＝1.304V時(shí)，銅才開始在陰極上析出。（2）電解完畢時(shí)，溶液中H的濃度[H]＝2.2mol/L。＋＋根據(jù)能斯特方程，氫的析出電位此時(shí)外加電壓VVV電極的電位為1.791V0.4V1.211V0.18V因此銅離子的殘留濃度為4/11十萬種考研考證電子書、題庫視頻學(xué)習(xí)平臺(tái)16-8在1.0molL硝酸介質(zhì)中，電解0.1molL以PbO析出時(shí)，如以電1122解至尚留下0.01%視為已電解完全，此時(shí)工作電極電位的變化值為多大？解：對(duì)于的氧化反應(yīng)。開始電解前：電解完成后，則工作電極電位為則工作電極電位為電解完全后，工作電極電位變化值為16-9用汞陰極恒電流電解pH為1的溶液，在汞電極上＝－1.0V，試計(jì)算2H2在氫析出前，試液中殘留的Zn濃度。2＋解：氫析出電極反應(yīng)為由能斯特方程，得電極電位為5/11十萬種考研考證電子書、題庫視頻學(xué)習(xí)平臺(tái)0.0592VV1.0592V同樣電極析出電位因此在氫析出電壓前，試液中殘留的的濃度為Zn2所以殘留濃度16-10在1.0molL硫酸介質(zhì)中，電解1.0molL硫酸鋅與1molL硫酸鎘混111合溶液。試問：（1）電解時(shí)，鋅與鎘何者先析出？（2）能不能用電