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1、第六章 库仑分析法习题解答1.以电解法分析金属离子时,为什么要控制阴极的电位?解:由于各种金属离子具有不同的分解电位，在电解分析时，金属离子又大部分在阴极上析出，因此需要控制阴极的电位，以便不同金属离子分别在不同的电位析出，从而实现分离的目的。2. 库仑分析法的基本依据是什么？为什么说电流效率是库 仑分析发关键问题？在库仑分析中用什么方法保证电流效 率达到100%？解：根据法拉第电解定律，在电极上发生反应的物质的质 量与通过该体系的电量成正比，因此可以通过测量电解时 通过的电量来计算反应物质的质量，这即为库仑分析法的 基本原理。由于在库仑分析法中是根据通过体系的电量与反应物质之 间的定量关系来
2、计算反应物质的质量的，因此必须保证电 流效率100%地用于反应物的单纯电极反应。可以通过控制电位库仑分析和恒电流库仑滴定两种方式保 证电流效率达到100%。3. 电解分析和库仑分析在原理、装置上有何异同之处？解：电解分析与库仑分析在原理、装置上有许多共同之处 ，都需要通过控制分解电压或阴极电位来实现不同金属离 子的分离，库仑分析也属于电解分析的范畴。不同的是通 常的电解分析是通过测量电解上析出的物质的质量来进行 定量分析，而库仑分析是通过测量通过体系的电量来进行 定量测定。在测量装置上，二者也有共同之处，均需要有阴极电位控 制装置，不同之处在于库仑分析中需要在电解回路中串联 一个库仑计以测量通
3、过体系的 电量。4. 试述库仑滴定的基本原理。解： 库仑滴定是一种建立在控制电流电解基础之上的滴定分 析方法。在电解过程中，于试液中加入某种特定物质，以一 定强度的恒定电流进行电解，使之在工作电极上（阳极或阴 极）电解产生一种试剂，此试剂与被测物质发生定量反应， 当被测物质反应完全后，用适当的方法指示终点并立即停止 电解。然后根据所消耗的电量按照法拉第定律计算出被测物 质的质量：5. 在控制电位库仑分析法和恒电流库仑滴定中,是如何测定电 量的?解:在控制电位库仑分析法中,是用精密库仑计来测定电量的.在恒电流库仑滴定中,由于电流是恒定的,因而通过精确测定 电解进行的时间及电流强度,即可计算出电量
4、.6.在库仑滴定中,1mA.s-1相当于下列物质多少克? (1)OH-, (2) Sb(III到V价), (3) Cu(II到0价), (4)As2O3(III到V价).解:根据法拉第电解定律,得: (1) mOH-=110-3 1 17.01/(96487 2)=17.01 5.18 10-9= 8.8 10-8g(2)mSb= 121.75 5.18 10-9= 6.31 10-7g(3)mCu= 63.55 5.18 10-9= 3.29 10-7g(4)mAs2O3 = 197.84 5.18 10-9 /2 = 5.13 10-7g7.在一硫酸铜溶液中,浸入两个铂片电极,接上电源,使
5、之发生电 解反应.这时在两铂片电极上各发生什么反应?写出反应式.若 通过电解池的电流强度为24.75mA,通过电流时间为284.9s, 在 阴极上应析出多少毫克铜?解:阴极:Cu2+ + 2e = Cu阳极: 4OH- - 4e = 2H2O + O2故: m = it MCu/(2 96487) = 2.322mg8. 10.00mL浓度越为0.01mol.L-1的 HCl溶液,以电解产生的OH- 滴定此溶液,用pH计指示滴定时pH的变化,当到达终点时,通过 电流的时间为6.90min,滴定时电流强度为20mA,计算此HCl溶液 的浓度.解:根据题意:m/M = 20 10-3 6.90 6
6、0/96487 = 8.58 10-5mol故: CHCl = 8.58 10-3mol.L-19.以适当方法将0.854g铁矿试样溶解并使之转化为Fe2+后,将此 试液在-1.0V(vs.SCE)处,在铂阳极上定量地氧化为Fe3+,完成次 氧化反应所需的电量以碘库仑计测定,此时析出的游离碘以 0.0197 mol.L-1Na2S2O3标准溶液滴定时消耗26.30mL. 计算试样 中Fe2O3的质量分数.解: 1mol Fe2+ 1mol e 1/2mol I2 1mol S2O32- 1mol Fe2O3 2mol Fe 2mol S2O32- 设试样中FeO3的摩尔数为x,则: 1: 2 = x : (0.0197 26.30)x = 2.59 10-4molW% = 159.69 2.59 10-4 100/0.854 = 4.84%10.上述试液若改为以恒电流进行电解氧化,能否根据在反应时 所消耗的电量来进行测定?为什么?解:不行,难以维持电流效率为100%(原因参见教材第189页)
