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(xí)題1. 計(jì)算0.lmolL-1硝酸銀在pH=l的溶液中的分解電壓。g=0, /?O2= +0.40Vo 解答：陰極反應(yīng)：Ag+ +e = Ag聊獅=+ 0.0591gAg+ = 0.800 + 0.0591g0.1 = 0.741V陽極反應(yīng)：2H2O = OZ +4H+ +4e伽旳=此”電。+lgP° H I =1.23+域0.1)* =1.171分解電壓：E 分=卩陽析一卩陰析=1 -271 - 0.741 = 0.430 V2. 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1.5Q。欲使500niA的電流

2、通過電解池，應(yīng)施加多人的外加電壓？ 解答：E外=(0陰析 一®包析)+八尺=1513 0.281 0.5xl.5= (1.513-0.281) + 0.75= 1.982V3. 電解硝酸銅時(shí)，溶液中其起始濃度為0.5molL'1,電解結(jié)束時(shí)降低到lOmol L- 試計(jì)算在電解過程中陰極電位的變化值。解答：如果不考慮久則：Cu”開始析出時(shí)：旳廠瞪產(chǎn)4 + 晉lgC"P = 0.37 +晉lgO.5 = O.36WC"'+降至ICT*5 mol 厶t時(shí):嘶=氏嚴(yán)a + 晉城°嚴(yán)=°” + 字垣I(xiàn)O" = 0.193VA =

3、 0.168V4. 在1 molL-1硝酸介質(zhì)中，電解O.lmolLPb2十以PbO?析出時(shí)，如以電解至尚留 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？解答：陽極反應(yīng)：Pb2+ + 2H9 = PbO： + 4H- + 2e陰極反應(yīng)：2H+ + 2e = Hz開始析出時(shí)陽極電位：o0.059,屮寸卩陽析=業(yè)PboE電P慶+10.059.1 t -O.1Z= 1.455+lg =1.48W40.1Pb2+余 0.1 x 0.01% = 10" mol 口時(shí)：P/?2+ = W5 加 o/",護(hù)=1.20 = 1.612U5.用電重量法測定銅合金（含Cu約80

4、%,含Pb約5%）中的銅和鉛。取試樣lg, 用硝酸溶解后，稀釋至100mL,調(diào)整硝酸濃度為l.OmolL-電解時(shí)，Cu”在陰 極上以金屬Cu形式析出，PL+在陽極上以PbCh形式析出，試計(jì)算此溶液的分 解電壓。解答：Mpb=207 2Mcu=63 5陽極反應(yīng):Pb2+ + 2 H2O = PbO2 + 4H+ + 4e陰極可能反應(yīng):Cu2+ +2e = Cu I0陽析=VpboW0.0591 H + +Is4Pb*,0.059.1='+=j- g 5% x 18x1000100x207.2=1.493 V0.059 t “ + =igCr 八 0.059 . 80%xlxl000=03

5、77 +Is2100x63.5= 0.310VE 分解=1193V6.電解O.OlmolL1硫酸鋅溶液。試問：在1 molL-1硫酸溶液中，金屬Zn是否能在 鈾陰極上析出？如溶液的pH為6,能否析出？（在鋅電極上，?H2=-0.7Vo） 解答：析=0；產(chǎn)上 + -覽 a汕 + %（°” P0=-0.761+0.0591g 0.01 = -0.879V + 血（on Pt）臥析=° + °°591gHj + %伽旳=0比會(huì)析出在Z電極上=-0.7V+ 0 + 0.0591gl0-6 =-1.054V故可析出時(shí)，H?不會(huì)析出。7.用鍍銅的鉗網(wǎng)電極作陰極，電解

6、O.OlmolLZif"溶液，試計(jì)算金屬鋅析出的最 低pH值，在銅電極上t1h2=-0.4V。解答：跖析=吩血 +y1S«Zh：- =-0.761 +lg 10-2 =-0.820V斥析+=+0.059lgarw+ - 0.4V =-0.059/;H - 0.42 Pn 20.820-0.4 r “pH >= 7.120.0598.用汞陰極恒電流電解pH為1的Zn»溶液，在汞電極上，nm-l.OVo試計(jì)算在 氫析出前，試液中殘留的Z2"濃度。解答:% 用=-0.059/?/-1.0 = -1.0591.059 = 0.761 +log a7 十2

7、"a”+ =7.91xl0Tb"o/Z?9.在ImolL"1硫酸介質(zhì)中，電解lmolL"硫酸鋅與lmolL"硫酸鎘混合溶液，試問:（1）電解時(shí)，鋅與鎘何者先析出？（2）能不能用電解法完全分離鋅和鎘？電解時(shí)，應(yīng)采用什么電極？白電極上-0.2V, “H：（汞電極上）=-1.0V處戶0,畑=0解答:(pCF/ = -0.402VCd先析出。(1)爐力產(chǎn)析=-0.761+°?嚴(yán)=-0.761V0c 滬析=-°-402 +塩 acdz+ = -°-402V（2）鋅析出時(shí)，Cd-為由下式算出。-0.761 = -0.402 +

8、 lg aCJ：+(xcdz = 6.77 x 1013aho/ L"1此時(shí)應(yīng)用汞電極，否則H：將析出。10.用控制電位電解法電解0.lmol L-1硫酸銅溶液，如控制電解時(shí)的陰極電位為 -0.10V （對SCE）,使電解完成，試計(jì)算銅離子被電解析出的百分?jǐn)?shù)。解答：怙嚴(yán)/ = +0.345V-0.10-0.245 = +0.345 +0.059,丁叭產(chǎn)(0345 + 0245 + 010)x20.059= -23.39咲嚴(yán)=4.08 x IO"24mol L7l 析出百分?jǐn)?shù)00%11在lOOniL試液中，使用表面枳為lOcnf的電極進(jìn)行控制電位電解，被測物質(zhì) 的擴(kuò)散系數(shù)為5

9、X10-5cm-/s,擴(kuò)散層厚度為2X10-3cnio如以電流降至起始值的 0.1%時(shí)視作電解完全，需要多長時(shí)間？解答:D=5 X 10'5cnr/sA=10cnrS=2X10-3cmV= 100nil= 100cm3=0.0645 mm"125.8x5x10"5x10100x2xl0s丄=0.001 = 10 n */ -3=-k t t=4651minio12.用控制電位法電解某物質(zhì)，初始電流為2.20A,電解8mm后，電流降至0.29A, 估計(jì)該物質(zhì)析出99.9%時(shí)所需的時(shí)間為多少？解答：io=2.20A t=8niin it=0.29Ait=0.29=ioX

10、Wk，t0.29T20-0.88=kX8k=0.11 - = 99.9%= (1-10 % )/ = 1 10“ Qo2.303k '7 2.303k10 k，t=l-0.999=0.001 -k t=-3 t= =27.3nuii-0.11m=3.88 X105X 114.82 X 103=4.46mg13.用控制電位庫侖法測定In”，在汞陰極上還原成金屬錮析出，初始電流為150 mA,以k=0.0058imn-1的指數(shù)方程衰減，20mm后降到接近于零。試計(jì)算試液 中錮的含量。解答：(Mm=l 14.82)mA?° = 2.303k =150xl0A2.303x0.0058

11、 mm"0 = 11.23=3.88x10* 加/Mm=3.88X 105X 114.82 X 103=4.46mg14.用控制電位庫侖法測定Ed在lOO.OniL酸性試液中進(jìn)行電解，B廠在鈾陽極上 氧化為Bd,當(dāng)電解電流降至接近于零時(shí)，測得所消耗的電量為105.5C。試計(jì) 算試液中B廣的濃度。解答：105.5C = lx96500x_m=W = 1.09 x l03 mol96500廠 1.09X10"3C = r-100x10-°= 1.09x10"2/Z7115在庫侖滴定中，1 niA-s-1相當(dāng)于多少OH的量?解答Q=1 mA s =1x10 3

12、A s=lxlO 3 庫侖11=1, F=96500, M=17Olx ICT'7 = Mm =xl7 = 1.76xl0"7nF 1x9650016. 某含氯試樣2.000g,溶解后在酸性溶液中進(jìn)行電解。用銀作陽極并控制其電 位為+0.25V (對SCE), C1-在銀陽極上進(jìn)行反應(yīng)，生成AgClo當(dāng)電解完合后， 與電解池串聯(lián)的氫氧庫侖計(jì)中產(chǎn)生48.5niL混合氣體(25°C, 101325Pa)o試 計(jì)算該試樣中氯的百分含量。解答Q = 48.5" Xx- = 255.20C29S0.174121 = 22iZ2 = 2.64 xio-3/W>/

13、M 96500m = 2.64 x 10'3 x 35.5 = 0.09372g = 4.6%200g17. 某含碎試樣5.000g經(jīng)處理溶解后，將試液中的神用肘還原為三價(jià)神，除去過量還原劑, 加碳酸氫鈉緩沖液置電解池中，在120mA的恒定電流匚 用電解產(chǎn)生的B來進(jìn)行庫侖滴定HAsO-,經(jīng)9 nmi20s到達(dá)滴定終點(diǎn)，試計(jì)算試樣中AhO?的百分含量。解答M* 197.84As t HAsO（m）+6 = HAsOl" + 2FO = / = 120x103Ax5605 = 2x96500xZ!l MI.碘摩爾數(shù)I"。x560 = 3 48x10-5/w?/ =呻摩爾

14、數(shù) 2x96500AS2O3 摩爾數(shù)=1.74x10 乃 molAs93%=174 x 10一5 x Mg5x 100% =1.74x10-5x197.845= 0.688%18用庫侖滴定法測定水中的酚。取lOOniL水樣經(jīng)微酸化后加入澳化鉀電解，氧 化產(chǎn)生的漠與酚反應(yīng)：C6H5OH+3Eu=E【3CeH9H I +3HBr 通過的恒定電流為15.0111A,經(jīng)8iiiin20s到達(dá)終點(diǎn)，計(jì)算水中的酚含量（以mg/L 表示）為多少？解答3Brz 繪 1C6H5OH1.5x52x965001.5x53x2x96500Q=150mAX W3X500s=2X 96500 X nBn （ % 為 Br：的摩爾數(shù)）=1.29xl0-5mol%_iLx94_l21g100 mL 100 mL =12.1 加g / 厶補(bǔ)充習(xí)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加入惰性電解質(zhì)、緩沖液 和絡(luò)合劑？2.