試題解答45(極譜分析法).doc

第四章 極譜分析法第五章 極譜分析新方法及相關(guān)技術(shù)思考與習(xí)題1 在直流極譜分析法中，當(dāng)達到極限擴散電流區(qū)域后，繼續(xù)增加外加電壓，是否還引起滴汞電極電位的改變以及參加電極反應(yīng)的物質(zhì)在電極表面濃度的變化？k解答dme要變，Cs不變（CsO）。2 某兩價陽離子在滴汞電極上還原為金屬并生成汞齊，產(chǎn)生可逆極譜波。滴汞流速為1.64mgs-1，滴下時間為4.25s，該離子的擴散系數(shù)為7.810-6cm2s-1，其濃度為6.010-3 molL-1。試計算極限擴散電流及擴散電流常數(shù)。 解答： n=2, m=1.64mgs-1, t=4.25s, D=7.810-6cm2s-1 Co=6.010-3molL-1=6mmolL-1 id=607D1/2m2/3t1/6C =6072(7.810-6)y2(1.64)2/3(4.25)66=23.9A I=607nD1/2=6072(7.810-6)1/2=3.393 上題中，如試液體積為25mL，在達到極限電流時的外加電壓下電解試液1小時，試計算被測離子濃度降低的百分數(shù)。 解答：電解1小時，消耗電量 Q=idt=23.910-6A3600s=8.24410-2C電解的金屬離子摩爾數(shù) Q/nF=4.2710-7mol占溶三乙中總離子百分數(shù)：4 在0.1molL-1氯化鉀底液中，含有濃度為1.0010-3mol.L-1的CdCl2，測得極限擴散電流為9.82A。從滴汞電極滴下20滴汞需時76.4s，稱得其質(zhì)量為160.8mg。計算Cd2+的擴散系數(shù)。 解答： =1.010-3molL-1=1.0mmolL-1 id=9.82A id=607nD1/2m2/3t1/6C0 5 某物質(zhì)產(chǎn)生可逆極譜波。當(dāng)汞柱高度為49cm時，測得擴散電流為1.81A。如果將汞柱高度升至84cm時，擴散電流有多大？ 解答：對可逆波 idh 1/2 6 在同一試液中，從三個不同的滴汞電極得到下表所列數(shù)據(jù)，試估算電極A和C的id/c值。ABCm流汞速度（mg.s-1）0.9823.926.96 t滴下時間（s）6.532.361.37id/c（mA.mmol-1）4.86k解答由B欄，A欄，id/c=0.709 ，B欄，id/c=2.017 在酸性介質(zhì)中，Cu2+的半波電位約為0V, Pb2+的半波電位約為-0.4V, Al3+的半波電位在氫波之后，試問：用極譜法測定銅中微量的鉛和鋁中微量的鉛時，何者較易？為什么？k解答：測定鋁（Al）中微量鉛時較容易。 （因為無前還原波的影響）8 在3molL-1鹽酸介質(zhì)中，Pb（）和In（）還原成金屬產(chǎn)生極譜波，它們的擴散系數(shù)相同，半波電位分別為-0.46V和-0.66V。當(dāng)1.0010-3molL1的Pb（）與未知濃度的In（）共存時，測得它們的極譜波高分別為30mm和45mm。計算In（）的濃度。 k解答： DPb()=DIn() id(pb)=30mm id(In)=45mm coPb=1.0010-3molL-1 同一實驗條件下m.和 t 均相同，故： 9 Pb（）在3molL-1鹽酸溶液中還原時，所產(chǎn)生的極譜波的半波電位為-0.46V，今在滴汞電電位為-0.70V時（已達完全濃差極化），測得下列各溶液的電流值為：溶 液 電流A（1）6molL-1HCl25mL, 稀釋至50mL. 0. 15（2）6molL-1HCl25mL, 加樣品溶液10.00mL，稀釋至50mL 1. 23（3）6molL-1HCl25mL, 加110-3molL-1Pb2+標(biāo)準(zhǔn)溶液 5.00mL，稀釋至50mL 0. 94 A計算樣品溶液中的鉛含量（以mg/mL計）。 B在本實驗中，除采用通惰性氣體除氧外，尚可用什么方法除氧？k解答： A. i殘=0.15A C樣=6.83510-4molL-1=0.142gL-1=0.142mgmL-1B在本實驗中，除采用通惰性氣體除氧外，尚可用碳酸（氫）鈉或還原鐵粉除氧。10采用標(biāo)準(zhǔn)加入法測定某試樣中的微量鋅。取試樣1.000g溶解后，加入NH3-NH4Cl 底液，稀釋至50mL，取試液10.00mL，測得極譜波高為10格，加入鋅標(biāo)準(zhǔn)溶 液（含鋅1mg/mL）0.50mL后，波高則為20格。計算試樣中鋅的百分含量。 k解答：設(shè)試液中鋅濃度為C2n2+，則：11CZn2+=0.5 Czn2+=0.045mgmL-1. Zn %=0.23%11. 用極譜法測定某氯化鈣溶液中的微量鉛，取試液5mL, 加0.1%明膠5mL，用水 稀釋至50mL。倒出部分溶液于電解杯中，通氮氣10min，然后在0.20.6V間記錄極譜圖，測得波高50格。另取5mL試液，加標(biāo)準(zhǔn)鉛溶液（0.50mg/mL）1.00mL。然后照上述分析步驟同樣處理，得波高80格。 k解答：（1）解釋操作規(guī)程中各步驟的作用。氯化鈣：支持電解質(zhì)0. 1%明膠：消除極大通氮氣：除氧（2）計算試樣中Pb2+的含量（以g/L計）。 id=KC CPb(II)=0.167mgmL-1=0.167gL-1（3）不能用鐵粉、亞硫酸鈉或通二氧化碳（生成碳酸鉛）除氧。因為鐵粉不適于中性介質(zhì)、亞硫酸鈉氧氣反應(yīng)后生成的硫酸根會與鉛離子反應(yīng)，二氧化碳會和鉛離子生成碳酸鉛。12在0.1molL-1KCl溶液中，Co(NH3)3+6在滴汞電極上進行下列的電極反應(yīng)而產(chǎn) 生極譜波。Co(NH3)63+e-=Co(NH3)62+ j1/2 = -0.25VCo(NH3)62+2e-=Co+6NH3 j1/2 = -1.20V （1）繪出它們的極譜曲線。 （2）兩個波中哪一個波較高，為什么？ k解答： 若的擴散系數(shù)D相近則： id22id1 第二個波比第一個波高13在強酸性溶液中，銻（）在滴汞電極上進行下列電極反應(yīng)而產(chǎn)生極譜波。Sb3+3e-+Hg=Sb(Hg) j1/2 = -0.30V 在強堿性溶液中，銻（）在滴汞電極上進行下列電極反應(yīng)而出現(xiàn)極譜波。Sb(OH)-4+2OH-=Sb(OH)-6+2e- j1/2 = -0.40V k解答：（1） 分別繪出它們的極譜圖。 強酸性介質(zhì)中：Sb3+3e+Hg=Sb(Hg) =-0.30V(波1)強堿性介質(zhì)中：-0.30V-0.40VidjdmeSb(OH)+2OH-=Sb(OH)+2e- =-0.40V(波2)（2） 滴汞電極在 第一個反應(yīng)中為正極，是陽極。 滴汞電極在第二個反應(yīng)中為負極，是陰極。 （3）極化池在這里電解電池。 （4）酸度變化時，第二個反應(yīng)中極譜波的半波電位有變化，pH變大，則半波電位變負。14. Fe(CN)63-在0.1molL-1硫酸介質(zhì)中，在滴汞電極上進行下列電極反應(yīng)而得到極譜 波。jFe(CN)3-6+e- = Fe(CN) 64 j1/2 = +0.24V氯化物在0.1molL-1硫酸鈉介質(zhì)中，在滴汞電極上進行下列電極反應(yīng)而出現(xiàn)極 譜波。2Hg +2Cl- = Hg2Cl2+2e- j1/2 = +0.25V （2）滴汞電極在這里是正極還是負極？是陽極還是陰極？ （3）極化池在這里是自發(fā)電池還是電解電池？+0.25V+0.24Vidjdmek解答：（1） 它們的極譜圖分別為：（2） 解答： 0.1molL-1硫酸介質(zhì)中：波1，DME為負極，為陰極。0.1molL-1Na2SO4介質(zhì)中： 2Hg+2Cl-=Hg2Cl2+2e波2，DME為負極，為陽極。（3）極化池為電解電池。15有25時，測得某可逆還原波在不同電位時的擴散電流值如下：E/V(SCE)0.3950.4060.4150.4220.4310.445i/A0.480.971.461.942.432.92 極限擴散電流為3.24A。試計算電極反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移數(shù)及半波電位。k解答： -0 .395 -0.406 -0.415 -0.422 -0.431 -0.445 0.76 0.37 0.09 -0.174 -0.48 -0.495作圖得n2 16推導(dǎo)苯醌在滴汞電極上還原為對苯二酚的可逆極譜波方程式，其電極反應(yīng)如 下：j0 = +0.699V（對SCE）若假定苯醌及對苯二酚的擴散電流比例常數(shù)及活度系數(shù)均相等，則半波電位j1/2與j0 及pH值有何關(guān)系？并計算pH=7時極譜波的半波電位（對SCE）。k解答：17在1molL-1硝酸鉀溶液中，鉛離子還原為鉛汞齊的半波電位為-0.405V。在1 molL-1硝酸鉀介質(zhì)中，當(dāng)110-4molL-1Pb2+與110-2molL-1 EDTA發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)時，其絡(luò)合物還原波的半波電位為多少？PbY2-的K穩(wěn) =1.11018。 k解答：1.0molL-1 KNO3中，可認為是簡單金屬離子。18 In3+在0.1molL-1高氯酸鈉溶液中還原為In（Hg）的可逆波半波電位為-0.55V。當(dāng)有 0.1molL-1乙二胺（en）同時存在時，形成的絡(luò)離子 In（en）3+的半波電位向負方向位移0.52V。計算此絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)。k解答：19 在0.1molL-1硝酸鉀介質(zhì)中，110-4molL-1Cd2+與不同濃度的X-所形成的絡(luò)離子的可逆極譜波的半波電位值如下：X濃度/molL-1）0.001.0010 -33.0010-31.0010-23.0010-2- j1/2/V（對SCE）0.5860.7190.7430.7780.805 電極反應(yīng)系二價鎘還原為鎘汞齊，試求該絡(luò)合物的化學(xué)式及穩(wěn)定常數(shù)。k解答：解方程得：P=2 絡(luò)合物組成為MX2 K穩(wěn)=3.22101020某可逆極譜波的電極反應(yīng)為：O+4H+4e-=R 在pH為2.5的緩沖介質(zhì)中，測得其半波電位為-0.349V。計算該極譜波在pH為和1.0、3.5、7.0時的半波電位。 k解答：O+4H+4e=R 當(dāng)pH=2.5時： 21 在pH=5的醋酸醋酸鹽緩沖溶液中，IO3-還原為I-的極譜波的半波電位為0.50V（對SCE），試根據(jù)能斯特公式判斷極譜波的可逆性。 解答： 由能斯特方程 ，如果則： 故可以看出，理論和實際半波電位相差1.295V，故該極譜波為不可逆波。22 對苯二酚在滴汞電極上產(chǎn)生可逆極譜波，當(dāng)pH=7時，其半波電位為+0.041V（對 SCE），計算對苯二酚的單掃描極譜波的峰電位。解答：對于可逆波： pH=7.0時， 23 試證明化學(xué)反應(yīng)平行于電極反應(yīng)的催化電流與汞柱高度無關(guān)。24 在0.1molL-1氫氧化鈉介質(zhì)中，用陰極溶出伏安法測定S2-，以懸汞電極作為工作電極，在-0.40V的時電解富集，然后溶出。 （1）分別寫出富集和溶出時的電極反應(yīng)方程式。 （2）畫出它的溶出伏安曲線。k解答（1）富集時：Hg+S2-=HgS+2e（陽極） 溶出時：HgS+2e=Hg+S2-（陰極）+i-i（2）溶出伏安曲線： 25 平行催化波是如何產(chǎn)生的，試舉例說明其機制。k解答Fe3+e = Fe2+ E（電極反應(yīng)）過程Fe2+H2O2Fe3+OH-+ OH C（化學(xué)反應(yīng)）過程Fe2+OH Fe3+OH-E（電極反應(yīng)）過程和C（化學(xué)反應(yīng)）過程同時進行，在整個ECE過程中， Fe3+濃度不變，相當(dāng)于催化劑，而在整個ECE過程中，相當(dāng)于H2O2還原了。26 試列表說明k解答iC = = C0(j-j0) + AC0 直流極譜中，一滴汞上很小，可忽略。引起的iC不可忽略。單掃描極譜中，引起的iC可忽略，而引起的iC不可忽略方波極譜中引起的iC可忽略, 引起的iC得到了充分的衰減。27 試比較方波極譜和脈沖極譜的異同點。k解答方波極譜中的iC得到了充分的衰減可忽略。但毛細管噪聲沒有消除。脈沖極譜中的iC和毛細管噪聲都得到了充分的衰減。28 產(chǎn)生產(chǎn)生濃差極化的條件是什么？k解答工作電極面積小，參比電極面積大。溶液濃度小，溶液靜止。29 在極譜分析中，為什么所用到的工作電極面積要很小，而參比電極的面積要大？k解答為了使工作電極上的電流密度大，易于極化。而使參比電極的電流密度小，電位保持恒定不易極化。30 在極譜分析中，通常要加入大量的支持電解質(zhì)，其作用是什么？會因此而引起極限電流的增大嗎？k解答在極譜分析中，通常要加入大量的支持電解質(zhì)，其作用是消除電遷電流。不會因此而引起極限電流的增大，因為只有遷移到電極表面且在電極上反應(yīng)的物質(zhì)才可以產(chǎn)生電流，而大量的支持電解質(zhì)為惰性電解質(zhì)即使遷移到電極表面也不會在電極上反應(yīng)產(chǎn)生電流。31 極譜分析中的干擾電流主要有那些，它們