第4章电位分析

第四章电位分析法

一、判断题（对的打√, 错的打×）

1、pH玻璃电极是一种测定溶液酸度的膜电极。（√）

2、电极电位随被测离子活度变化而变化的电极称为参比电极。（×）

3、使用甘汞电极一定要注意保持电极内充满KCl溶液，并且没有气泡。（√）

4、膜电位与待测离子活度的对数成线性关系，是离子选择性电极测定离子活度的基础。（√）

5、测定溶液pH值时，不一定要用标准溶液进行定位。（×）

6、使用甘汞电极时，为保证其中的氯化钾溶液不流失，不应取下电极上、下端的胶帽和胶塞。（×）

7、用电位滴定法进行氧化还原滴定时，通常使用pH玻璃电极作指示电极。（×）

8、电极的离子选择性系数K i,j值越大，说明干扰离子对待测离子的干扰越小。（×）

9、使用氟离子选择电极测定水中F-离子含量时，主要的干扰离子是OH-。（√）

二、选择题

1、电位法中采用的指示电极，其电位与待测离子的浓度（ D ）

A、成正比

B、符合扩散电流公式的关系

C、与待测离子的浓度对数成正比

D、符合能斯特公式的关系

2、用电位法测定溶液的pH值时，电极系统由玻璃电极与饱和甘汞电极组成，其中玻璃电极是作为测量溶液中氢离子活度的( C )

A、金属电极

B、参比电极

C、指示电极

D、电解电极

3、电位分析中，最常用的参比电极是( D )

A、离子选择性电极

B、标准氢电极

C、银电极

D、饱和甘汞电极

4、氟离子选择电极的电位（ B ）

A、随试液中氟离子浓度的增高而增大

B、随试液中氟离子活度的增高而减小C．与试液中氟离子的浓度无关D．上述三种说法都不对。

5、玻璃电极使用前，需要（C）

A、在酸性溶液中浸泡1小时

B、在碱性溶液中浸泡1小时

C、在水溶液中浸泡24小时

D、测量的pH不同，浸泡溶液不同

6、用玻璃电极测量溶液的pH值时，采用的定量分析方法为( B )

A、校正曲线法

B、直接比较法

C、一次加人标准法

D、增量法

7、测定溶液pH值时，用标准溶液进行校正的主要目的是消除( C )

A、不对称电位

B、液接电位

C、不对称电位和液接电位

D、温度影响

8、用pH玻璃电极测定pH=5.0的溶液，其电极电位值为0.0435V，测定另一未知液时，其电极电位值为0.0145V，电极的响应斜率为58mV/pH，此未知液的pH值为：（ C ）

A、4.0

B、4.5

C、5.5

D、6.0

9、总离子强度调节缓冲剂的最根本作用是( C )

A、调节pH值

B、消除干扰离子

C、稳定离子强度

D、稳定选择性系数

10、下列属于单晶膜电极的是( A )

A、氟电极

B、氯电极

C、钙电极

D、氨电极

11、考虑F-选择电极的膜特性，氟离子选择电极使用的合适pH范围是（ B ）

A、8~10

B、5~7

C、3~5

D、1~3

12、离子选择电极在使用时，每次测量前都要将其电位清洗至一定的值，这样做的目的是( A )

A、避免存储效应（迟滞效应或记忆效应）

B、消除电位不稳定性

C、清洗电极

D、提高灵敏度。

13、用离子选择电极进行测量时，需用磁力搅拌器搅拌溶液，这是为了( B )

A、减小浓差极化

B、加快响应速度

C、使电极表面保持干净

D、降低电极内阻。

14、用离子选择电极以标准曲线法进行定量分析时，应要求( A )

A、试样溶液与标准系列溶液的离子强度相一致

B、试样溶液与标准系列溶液的离子强度大于1

C、试样溶液与标准系列溶液中待测离子的活度相一致

D、试样溶液与标准系列溶液中待测离子的离子强度相一致

15、为了减少试液与标准溶液之间的差异(如基体、粘度等)引起的误差, 可以采用进行的定量分析方法是( B )

A、标准曲线法

B、标准加入法

C、导数分光光度法

D、补偿法

16、离子选择电极的电位选择性系数可用于( B )

A．估计电极的检测限B、估计共存离子的干扰程度C、校正方法误差

D、估计电极的线性响应范围。

17、玻璃膜钠离子电极对钾离子的电位选择性系数为1×10-3，这意味着电极对钠离子的敏感为钾离子的：（ D C ）

A、0.001倍

B、0.1倍

C、500倍

D、1000倍

18、玻璃膜Na+离子选择性电极对H+的选择性系数K Na+,H+=100，用该电极测定含1.0×10-5mol/LNa+时，要满足测定的相对误差小于1%，则溶液的pH值要大于（D）

A、3

B、5

C、7

D、9

19、K+离子选择性电极对Mg2+的选择性系数K K+,Mg2+-= 1.8×10-6。当用该电极含1.0×10-5 mol/L K+和含1.0×10-2 mol/L的Mg2+的溶液时，由于Mg2+引起的K+的测定误差是（ C ）

A、1.8×10-4%

B、134%

C、1.8%

D、3.6%

20、电位分析法主要用于低价离子测定的原因是（ D ）

A、低价离子的电极易制作，高价离子的电极不易制作

B、高价离子的电极还未研制出来

C、能斯特方程对高价离子不适用

D、测定高价离子的灵敏度低，测量的误差大

21、电位滴定法确定滴定终点是根据（ C ）

A、指示剂颜色变化

B、电极电位

C、电位突跃

D、电位大小

三、填空题

1．在两种溶液的接触界面存在着电位，这是由于不同离子经过界面时具有不同的所引起的。

2、使用离子选择性电极时，在测定前必须固定预处理的条件，其目的是消除。

3、在直接电位法中，通常要向原电池中加入以保证活度系数恒定；

4、pH测量时，采用比较法，离子活度测量时，通常采用法和法。

5、氟电极需要在pH之间使用，较低时，测定结果。

6、新购置的pH玻璃电极在使用前一般要在中浸泡24小时，其目的是

7、直接电位法测量某二价离子，若读数误差为±1mV时，则由此产生的浓度相对误差为。

8、以pH玻璃电极测量pH<1的溶液时，测量值往往偏，这种现象被称为。

9、在用pH玻璃电极测量溶液的pH值时，应选用与试液标准溶液定位，以减少。

10、离子选择性电极用标准加入法进行定量时，对加入的标准溶液要求体积要小，浓度要大，目的是为了减小稀释效应。

四、简答题：

1、简述pH玻璃电极的响应机理。

2、简述氟离子选择电极的干扰及消除方法

3、在离子选择电极的测量过程中，通常要用磁力搅拌器搅拌溶液，有人说是为了使溶液中离子分布均匀，也有人说是为了减少浓差极化。你认为呢？为什么？

4、用离子选择性电极采用校准曲线法进行定量分析时，加入离子强度总调节剂有什么作用？

五、计算题：

1、用玻璃电极测定pH为6.86的磷酸盐溶液，其电池的电动势为－60.5mV，测定样品溶液时，电池电动势为16.5mV，该电极的响应斜率为59.0mV/pH，计算样品溶液的pH。

2、用离子选择性电极测定海水中的Ca2+，由于大量的Mg2+存在，会引起测量误差。若海水中含400mg/L的Ca2+，含有1300 mg/L-1 Mg2+，钙离子选择性电极对镁离子的电位选择性系数为1.4×10-2。计算用电位法测定海水中Ca2+浓度，其方法误差为多大？(已知：M（Ca）=40.08g/mol, M（Mg）=24.30g/mol)

3、用钙离子选择电极测定3.30×10-4mol/L CaCl2溶液的活度，若溶液中存在0.20mol/L 的NaCl。计算：（1）由于NaCl的存在所引起的相对误差是多少？（已知K Ca2+.Na+= 0.0016）（2）欲使钠离子造成的误差减少至2%，允许NaCl的最高浓度是多少？

4、用氟离子选择电极测定水中的氟，取水样25.00ml，加柠檬酸钠缓冲(0.5mol·L-1)25ml，测得电极电位为0.1370V.该溶液加入1.00ml×10-3mol·L-1氟标准溶液后，测得电位值为0.1170V，氟电极的响应斜率为58.5mV/pF.试计算水样中F-的浓度。

5、某pH计的读数每改变一个pH单位，其电位改变值为60mV，若以响应斜率为50 mV /pH的玻璃电极测定pH＝5.0的溶液，采用pH＝2.0的标准溶液定位，其测定的绝对误差是多少？而采用pH＝4.01的标准溶液来定位，其测定的绝对误差是多少？由此可得出什么结论？

第4章电位分析法参考答案

一、判断题（对的打√, 错的打×）

1、√

2、×

3、√

4、√

5、×

6、×

7、×

8、×

9、√

二、选择题

1、D

2、C

3、D

4、B

5、C

6、B

7、C

8、C

9、C 10、A 11、B 12、A 13、B 14、A 15、B 16、B

17、D 18、D 19、C 20、D 21、C

三、填空题

1、（液接）（扩散系数）

2、（存储效应）

3、（离子强度调节剂）

4、（标准曲线）（标准加入法）

5、（5－7 ）（偏低）

6、（蒸馏水）（活化电极，稳定不对称电位）

7、（8% ）

8、（高）（酸差）

9、（pH值相接近的）（测量误差）

10、（小）（大）（减小稀释效应）

三、简答题：

1、略

2、提示：氟离子选择电极的干扰应从（1）溶液酸度的控制（2）能与氟离子络合或与La3+结合的离子产生的干扰两方面总结。

3、答：搅拌溶液是为了加快电极的响应速度。因为膜电位是由抗衡离子在传感膜表面扩散及建立离子交换平衡而产生的。膜表面离子浓度高时，响应速度快；浓度低时，响应速度慢。因此，可用搅拌溶液来加快响应速度，迅速达到平衡。

4、答：加入离子强度总调节剂作用主要有三：主要作用是控制离子强度，稳定离子的活度系数；此外，总调节剂中往往也是缓冲剂，可控制溶液的pH值在一定范围；最后，还含有掩蔽剂可以达到消除干扰的目的。

四、计算题：

1、[解］由 Ex = K ' + 0.059pHx

Es = K ' + 0.059pHs

则pHx = pHs +( Ex -Es )/0.059

＝6.86＋[0.0165－（－0.0605）] /0.059

=6.86＋1.31=8.17

注：解题时，注意单位的一致性

2、[解］

Er ＝{1.4×10-2×(1300×10－3/24.30)/(400×10－3/40.08)} ×100%

= 7.50%

3、[解］（1）由相对误差计算公式

Er =

＝

（2）同理，要满足钠离子造成的相对误差不大于2%

解得 c (Na+) = 0.064 mol/L

即允许的NaCl 的最高浓度为0.064 mol/L

注：本题的关键是正确理解电荷与浓度之间的关系

4、[解］本题采用的是标准加入法

由电极电位与离子浓度的关系E = K '－s lg[F -] 可得

E 1 = K '－58.5lg[

F -] ×25/50 (1)

E 2 = K '－58.5lg([

F -]×25+1.0×10-3)/50+1 (2)

将（1）－（2）

137－117＝58.5lg ([F -]×25+1.0×10-3) /（[F -]×25×51/50）

()

100%100%?=?=i z z j ij a a K E j i 浓度待测离子产生的响应值浓度干扰离子产生的响应值

20/58.5 = lg ([F-]×25+1.0×10-3) /（[F-]×25×51/50）

解之[F-]＝3.22×10-5mol·L-1

第八章电位分析法

第八章电位分析法 (书后习题参考答案) 1.下述电池用于测定p -24CrO Ag ︱Ag 2CrO 4(饱和)，-24 CrO (x mol·L -1)‖SCE （1）不计液接电位导出电池电动势与p - 24 CrO 的关系式。（2）测得电池电动势为-0.285V ，计算p -24 CrO 。已知 Ag + + e ?Ag E o ＝0.799 V ； 12 CrO Ag SP,10 1.142-?=K 解：(1) ] lg[059.0/0 /+ --=-=+ +Ag E E E E E Ag Ag SCE Ag Ag SCE 电池 K sp =[Ag +]2[CrO 42-] 所以 - + - -=+ ?--=- -=---24 2 059 .0204.0] lg[2 059 .0)101.1lg(2059.0799.0242.0][lg 2 059.024 12 24 /0CrO sp Ag Ag SCE p CrO CrO K E E E 电池 (E p CrO 9.3392.624 --=- ) (2)E 电池=－0.285V 75.2)285.0(9.3392.624=-?--=-CrO p ([CrO 42-]=1.80×10-3mol·L -1 ) 2．一个天然水样中大约含有1.30?l03μg·mL -1 Mg 2+ 和4.00?l02 μg·mL -1Ca 2+，用Ca 2+ 离子电极直接法测定Ca 2+ 浓度。求有Mg 2+ 存在下测定Ca 2+ 含量的相对误差。已知Ca 2+电极对Mg 2+ 的选择性系数为0.014。解：% 6.7%10040 10 00.42410 30.1014.02 3 =????= D 3．测得下述电池的电动势为0.275 V . Mg 2+ 离子选择电极︱Mg 2+ （a =1.15?l0－2 mol·L －1）‖ SCE （1）用未知溶液取代已知镁离子活度的溶液后，测得电池的电动势为0.412V ，问未知液的p Mg 是多少？（2）假定由液接电位造成的误差为±0.002 V ，则Mg 2+ 离子活度的真实值在什么范围以内？解： E 电池＝E SCE －E 膜＋E 接界＝ + - 2lg 2 059.0Mg a K 依条件，有 ) 10 15.1lg(2 059.0275.02 -?- =K 则K =0.218 (1)因为] lg[2059 .0412.02+ - =Mg K a Mg 2+ =2.65×10-7mol·L -1 (p Mg=6.58)

分析化学第8章电位法及永停滴定法习题参考答案

第8章电位分析法及永停滴定法习题参考答案 1.计算下列电极的电极电位(25℃)，并将其换算为相对于饱和甘汞电极的电位值：（1） Ag | Ag + (0.001mol/L) ]l g [059.0//++++=Ag Ag Ag Ag Ag θ??)(623.0001.0lg 059.07995.0V =+= 相对于饱和甘汞电极的电位： 241.0)()(//-=++SHE SCE Ag Ag Ag Ag ??)(382.0241.0623.0V =-= （2） Ag | AgCl (固) | Cl － (0.1mol/L) ]Cl lg[059.0//－-=Ag AgCl Ag AgCl θ??)(281 .01.0lg 059.02223.0V =-= 相对于饱和甘汞电极的电位: 241.0)()(//-=SHE SCE Ag AgCl Ag AgCl ??)(040.0241.0281.0V =-= （3） P t | Fe 3+ (0.01mol/L ) , Fe 2+ (0.001mol/L) ] [] [lg 059.023//2323+ ++=+ ++ + Fe Fe Fe Fe Fe Fe θ ? ?)(830.0]001.0[]01.0[lg 059.0771.0V =+= 相对于饱和甘汞电极的电位: 241.0)()(2323//-=+++ + SHE SCE Fe Fe Fe Fe ??)(589.0241.0830.0V =-= 2．计算下列电池25℃时的电动势，并判断银极的极性。 Cu | Cu 2+ (0.0100mol/L) || Cl － (0.0100mol/L) | AgCl (固) | Ag 解: ]Cl lg[059.0//－-=Ag AgCl Ag AgCl θ??)(340.00100.0lg 059.02223.0V =-= (或: ] Cl [lg 059.0]A lg[059.0///－Ksp g Ag Ag Ag Ag Ag AgCl +=+=++ +θθ??? )(339.00100 .01056.1lg 059.07995.010 V =?+=-) ]lg[2059.02//22++ =++ Cu Cu Cu Cu Cu θ??)(278.00100.0lg 2 059 .0337.0V =+=

第十四章电位分析法

第十四章电位分析法 14-1 电位分析法可以分成哪两种类型？依据的定量原理是否一样？它们各有何特点？答：（1）电位分析法分为电位法和电位滴定法。（2）两者依据的定量原理不一样。电位法一般使用专用的指示电极，把被测离子的活（浓）度通过毫伏电位计显示为电位（或电动势）读数，由Nersnst方程求算其活（浓）度，也可把电位计设计为有专用的控制档，能直接显示出活度相关值，如Ph，由Nersnst方程求算其活（浓）度。电位滴定法利用电极电位在化学计量点附近的突变来确定滴定终点，被测物质含量的求法依赖于物质相互反应量的关系。（3）电位法和电位滴定法一样，以指示电极、参比电极及组成测量电池，所不同的是电位滴定法要加滴定剂于测量电池溶液里。电位滴定法准确度和精度高，应用范围广，且计量点和终点选在重合位置，不存在终点误差。 14-2 画出氟离子选择电极的基本结构图，并指出各部分的名称。答：见课本P367。 14-3为什么说ISFET电极具有大的发展潜力？答:场效应晶体管电极是一种微电子敏感元件及制造技术与离子选择电极制作及测量方法相结合的高技术电分析方法。它既有离子选择电极对敏感离子响应的特性,又保留场效应晶体管的性能,故是一种有发展潜力的电极方法。 14-4何谓pH玻璃电极的实用定义？如何测量pH？答:pH玻璃电极的实用定义为： pHx=pHs+[(Ex-Es)F]/RTln10 测量pH的方法: 选定一种标准缓冲溶液，其pH值为已知,测得其电动势为Es,在相同测量条件下测得待测溶液的电动势Ex,通过上式即可求出待测溶液的pH值. 14-5何谓ISE的电位选择系数？写出有干扰离子存在下的Nernst方程表达式？答：在同一敏感膜上，可以有多种离子同时进行不同程度的响应，因此膜电极的响应并没有绝对的专一性，而只有相对的选择性，电极对各种离子的选择性，用电位选择性系数表示，表征了共存离子对响应离子的干扰程度。有干扰离子存在下的Nernst方程表达式为： Em=常数+RT/nF ln(a A+KA,B) 14-6 电位滴定的终点确定哪几种方法？答：电位滴定的终点确定有三种方法： 1)E-V曲线法：电位对滴定体积的曲线，曲线的转折点所对应的滴定体积为化学计量点的体积。常以电位突跃的“中点”为滴定终点，其对应的体积为终点时的滴定体积。 2)△E/△V-V曲线法：称为一次微分曲线，其极大值对应的体积为化学计量点的滴定体积。 3)△2E/△V2-V曲线法：称为二次微分曲线，其值为0时，对应于化学计量点的体积。

第八章电位分析法

第八章电位分析法 8.1 测得下列电池的电动势为0.972V(25℃)：Cd|CdX2，X—（0.0200mol/L）||SCE 已知，忽略液接电位，计算CdX2的K sp。 8.2 当下列电池中的溶液是pH=4.00的缓冲溶液时，在25℃测得电池的电动势为0.209V：当缓冲溶液用未知溶液代替时，测得电池电动势如下：①0.312V；②0.088V；③－0.017V。试计算每一种溶液的pH值。解根据公式

8.3 用标准甘汞电极作正极，氢电极作负极与待测的HCl溶液组成电池。在25℃时，测得E＝0.342V。当待测液为NaOH溶液时，测得E＝1.050V。取此NaOH 溶液20.0mL，用上述HCl溶液中和完全，需用HCl溶液多少毫升？ 8.4 25℃时，下列电池的电动势为0.518V（忽略液接电位）：计算弱酸HA的K a值。

8.5 已知电池测得E＝0.672V。计算HA的离解常数（忽略液接电位）。 8.6 测得下列电池电动势为0.873V(25℃)：试计算Cd(CN)42—的稳定常数。

8.7 为了测定CuY2-的稳定常数，组成下列电池： 25℃时，测得电池电动势为0.277V，计算K CuY2-值。

8.8 有下列电池 30℃时，测得E＝0.07V。计算溶液中[Sn4+]/[Sn2+] 比值（忽略液接电位）。 8.9 在60mL溶解有2 mmolSn2+溶液中插入铂电极(+)和SCE (-)，用0.10 mol·L-1的Ce4+溶液进行滴定，当加入20.0mL滴定剂时，电池电动势的理论值应是多少？

8.10 在0.01mol·L-1FeSO4溶液中，插入铂电极(+)和SCE (-)，25℃时测得E＝0.395V，有多少Fe2+被氧化为Fe3+？ 8.11 20.00mL0.1000mol·L-1Fe2+溶液在1mol·L-1H2SO4溶液中，用0.1000mol·L-1Ce4+溶液滴定，用铂电极(+)和SCE (-)组成电池，测得电池电动势为0.50V。此时已加入多少毫升滴定剂？

第十四章节电解及库仑分析法

第十四章节电解及库仑分析法 14-1．有下列五种电化学分析法： A ：电位分析法 B ：伏安分析法 C ：电导分析法 D ：电解分析法 E ：库仑分析法（1）以测量沉积于电极表面的沉积物质量为基础的是（）（2）以测量电解过程中被测物质在电极上发生电化学反应所消耗的电量为基础的是（）（3）要求电流效率100%的是（） 14-2．以下有关电解的叙述哪些是正确的？ A ．借外部电源的作用来实现化学反应向着非自发方向进行的过程； B ．借外部电源的作用来实现化学反应向着自发方向进行的过程； C ．在电解时，加直流电压于电解池的两个电极上； D ．在电解时，加交流电压于电解池的两个电极上； 14-3.在电重量分析法中作为沉淀剂的是： A ．电压 B ．电流 C ．电量 D ．电能 E ．电动势 14-4 以下哪个是错误的? A ．在阴极上还原的不一定是阳离子; B ．在阳极上氧化的不一定水阴离子; C ．析出电位是相对一个电极而言; D ．分解电压是对整个电解池而言 E ．析出电位值越负越容易被还原 14-5．在分解电压中没有考虑的因素是： A ．理论分解电压 B ．极化产生的超电压 C ．电解回路的iR 降 D ．液体接界电位 E ．膜电位 14-6 以下哪个因素与超电位无关? A ．电极面积 B ．电流密度 C ．温度 D ．析出物温度 E ．电解质组成 14-7 与电解方程式的表达式无关的是 A ．电极电位 B ．超电位 C ．电解池内阻 D ．通过电解池的电流 E ．液接电位 14-8在控制电位电解法的装置中，不包括以下哪个？ A ．电压表 B ．电位计 C ．电流表 D ．可变电阻 E ．甘汞电极 14-9右图为欲分离A 和B 两种离子的i-E 曲线,如果要使金属离子A 还原而B 不还原,则阴极电位E 必须控制在 A. ab D. E ->a E. E -