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1、南京大学仪器分析答案2010.12南京大学仪器分析答案目录目录01第二章习题答案02第三章习题答案04第四章习题答案06第五章习题答案10第六章习题答案13第七章习题答案16第八章习题答案21第九章习题答案23第十章习题答案24第十一章习题答案25第十二章习题答案26第十三章习题答案29第十四章习题答案32第十五章习题答案33第十六章习题答案35第十七章习题答案36第十八章习题答案38第二章习题答案1.P23 电极电位的能斯特方程为：注：P23指教材页码，下同。若电池的反应式为：aA + bB cC+dD 则在298.15K时，该电池的电动势为 = 2.P14 条件电位校准了离子强度、配位效应
2、、水解以及pH的影响。3.P17 0类金属电极不是。4.P22 Cottrell方程的数学表达式为：i=zFADoco/Cottrell方程表明：（1）在大量支持电解质存在下的静止溶液中，平面电极上的电解电流与电活性物质浓度成正比，这是定量分析的基础；（2）电解电流与电活性物质在溶液中的扩散系数的平方根成正比；（3）电解电流与时间的平方根成反比。5. P22 法拉第定律表示通电电解质溶液后，在电极上发生化学变化的物质，其物质的量n与通入的电量Q成正比；通入一定量的电量后，电极上发生反应的物质析出质量m与摩尔质量M成正比。其数学表达式为：n=6. 解：首先写出原始的M|M2+(c)电极的电极电位
3、表达式，并将相关的配位平衡关系代入。然后再计算条件电位的值。首先写Cu2+|Cu电极电位的能斯特方程由Cu2+配合物的平衡关系得将Cu2+代入能斯特方程将已知数据代入，并计算条件电位V(vs.SCE)7.解：（1）Cu2+ + 2e Cu Fe3+ + e = Fe2+ Cu + 2Fe3+ = Cu2+ 2Fe 2+（3）E = ( ) = 0.700 0.337 lg = 0.336 (V) 0 原电池（4）E=0.7710.337= lgK lg K= 4.5910148. 解：(1)由题中所给的几种物质所知，构成电池的两支电极分别为：银电极和饱和甘汞电极(由Hg、Hg2Cl2、KCl溶
4、液组成)，两半电池间用盐桥连接，电池的表示式为：(-)Hg| Hg2Cl2, Cl-(饱和)Ag+()| Ag(+)(2)若该电池的银电极的电位校正，则电池的电动势E为lgAg+=-3.92则未知Ag+的浓度为Ag+1.1210-4 molL-1(3)饱和甘汞电极为参比电极，银电极为指示电极。(4)通常，盐桥内充满饱和KCl琼脂溶液。在该电池中应充KNO3,盐桥的作用是减小液接电位。9.解：(1)电池的电极反应和总反应阳极2Ag + 2Ac-(0.200molL-1) 2AgAc + 2e阴极 Cu2+(0.100molL-1) Cu电池总反应 2Ag+ + Cu2+ 2Ac-2AgAc +
5、Cu注意：在溶液中Ac-的浓度为0.200molL-1(2)为了计算AgAc的Ksp，应写出电池的电动势的能斯特表示式查表2.1几个常用标准电极电位表，并将题中数据带入，得：-0.372=0.337 + (0.100) 0.799 0.0592lglgKsp = Ksp = 1.9110-3(乙酸银)注：若Ac-用0.100molL-1代入计算，将得错误结果。10. 解：Zn + 2Ag+ Zn2+ + 2 Ag E =（ - ）=(0.799 + 0.763) lg=1.59 VlgK= 0.799 + 0.763 K= 5.89 1052 ， K大， 反应完全。Ag+非常小，Zn2+ =
6、0.01 + 0.3= 0.31 molL-1K= =23 10-27与答案有差别第三章习题答案1.P25 lga2. g = 内参比 + m + d3. P33 ，E为电池电动势；常数项b包括离子选择电极的内外参比电极电位、电极膜不对称电位及液接电位；a为离子的活度；z为离子的电荷数；下标A为主响应离子；B为干扰离子；为电位选择系数。4.不要求； 5. 不要求。6.P42 使用离子计（或pH计）进行测定时，选用的离子计的输入阻抗应1011，最小分度为0.1mV,量程1000 mV以及稳定性要好。7. 解：（1）方法一：直接根据下式计算，将数据代入得未知溶液pHPHx = PHs + =5.0
7、0 + = 6.86方法二：若公式记不清楚，可根据题意，由测量电池的排列得电动势E = （k0.0592PH）= b + 0.0592 PH将测定标准缓冲溶液和未知溶液时获得的数据分别代入上式，有0.218 = b + 0.05925.000.328 = b + 0.0592 PHx解以上两式得未知溶液的PHxPHx=5.00 + = 6.868.解： PMgx=PMgs += -lg( 6.87 10-3) + =2.16 +2.67 = 4.83（2）测定时电位0.002V变化而引起的得Mg2+浓度变化PMgx = 2.16 + = 4.901.26 10-5 molL-1PMgx = 2
8、.16 + = 4.761.74 10-5 molL-1Mg2+浓度在1.26 10-51.74 10-5 molL-1浓度范围内变化。9. 解： = k + 0.0592lg+ -0.203 =k + 0.0592lg1.2510-3+0.240 k= - 0.031 V V（vs.SHE）10. 解：Cx = Cs (10/S - 1)-1 = 0.50 (1)-1 = 1.575 10-6 g/mol= = 7.9 10-411. Cx = 25.000 10-4 ()-1 = 8.88 10-6molL-112.不要求。13.解：(1) 电极的实际斜率s由式(3.22)得 s = =
9、59.1mV/pNH4+(2) NH4+浓度由式（3.20）计算Cx = = = 1.1610-5 molL-1(NH4+)14.解：(1)由题意知，在H = 12时，测得的电位值 = -250mV 是CN-和I-的贡献。 (1)在pH = 4 时，CN-以HCN形式存在，则电位值= -235mV是I-的贡献。由式(1)得 (2)题中后面的测定步骤相当于用标准加入法求I-的浓度。利用式(3.6)得(3)(2)根据以上讨论，可由式(3)先计算出I-的浓度。molL-1计算出I-的浓度后，有两种方法计算混合试液中CN-的含量。(3)第一种方法首先将式(1)和式(2)合并整理，得其次，将已知数据代入
10、上式molL-1(4)第二种方法首先，将=1.0010-6molL-1以及其他已知数据代入算出k值b = -566其次，将k值代入计算CN-的浓度=1.0810-6molL-115. 解：滴定时用银电极为指示电极，它的电极电位为：当滴定到终点时，Ag+=I-= 将Ag+代入电极电位关系式得终点时电位代入已知数据0.7990.475 = 0.324 V终点时电位计上的读数=0.324-0.242=0.082 V第四章习题答案1.P51 电解方程V分解（）（）=理论分解电压超电压电压降为阳极超电位，是正值，为阴极超电位，是负值。2.P53 数学表达式含义：当电解开始时电流较大，随后很快衰减。当电流
11、趋近与零时，表示电解完成，控制电位电解过程中，电流随时间而衰减。3.P51电解一开始，电解池中通过较稳定的电流，阴极电位迅速负移至金属离子的还原电位。随着电解反应的进行，氧化态浓度降低，阴极电位负移。由于氧化态/ 还原态每变化十倍，电位才负移mV，因此阴极电位变化缓慢，在曲线上出现平坦部分。当另一电极反应开始时，再出现平坦。4.P61 微库仑分析法的原理:在电解池中放入电解质溶液和两对电极，一对为指示电极和参比电极，另一对为工作电极和辅助电极。为了减小电解池体积，参比电极和辅助电极安装在电解池的两端。样品进入前，电解液中的微量滴定剂浓度一定，指示电极与参比电极上的电压E指为定值。偏压源提供的偏
12、压E偏与E指大小相同方向相反，两者之间E=0，此时库仑分析仪的放大器的输入为零，则放大器的输出也为零，处于平衡状态。当样品进入电解池后，使滴定剂的浓度减小，E偏与E指定值E0，放大器中就有电流输出，工作电极开始电解，直至滴定剂浓度恢复至原来的浓度，E恢复至零。到达终点，电解自动停止。5. 解：（1）在阴极上析出电位越正的物质越容易还原。因此，可分别计算Zn2+和Ni2+的电极电位。它们的标准电极电位从附录查得。 =-0.763+(8.0010-2)= - 0.763 - 0.032 = - 0.795 V (vs.SHE) = - 0.250 + (8.0010-2) =- 0.250- 0.
13、032 = -0.282 V (vs.SHE)由计算知，Ni2+先析出。阴极电位应控制在-0.795-0.282 V (vs.SHE)之间。(2.)要达到定量分离Ni2+，Ni2+的浓度的应降为10-6molL。此时的电位= - 0.250 + Ni2+ = - 0.250 0.178 = - 0.428 V(vs.SHE)定量分离时，阴极电位应维持在-0.795-0.428 V(vs.SHE)之间。6.解：根据P53 公式，0.337 +0.100 =0.307 V= - 0.136 + 0.100 = - 0.166 V为负值，应考虑H2O中H2的析出2H+ + 2e H2，VH2O中H2
14、不会析出。Cu2+完全析出时，电位应控制在-0.1660.189 V之间。（vs.SCE）验证：当Sn2+开始析出时， -0.166 = 0.337 + Cu2+Cu2+ = 1.0210-17 molL-1 分离完全7.解：首先写出在平滑Pt电极上电解稀Na2SO4溶液的电极反应和电池总反应Pt阳极H2OO2 + 2H+ + 2e Pt阴极 2H+ + 2e H2电池总反应H2OO2 + H2电解时需要的外加电压由式（4.2）计算V分解（）（）=1.23 + 0.918 + 0.200=2.35V8.解：（1）理论分解电压等于原电池的电动势。两个电极的电极反应Zn2+ + 2eZn O2 + 2H+ +
