试题解答3(电解分析与库仑分析)
库仑分析法习题解答
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：
则: 1: 2 = x : (0.0197 ×26.30)
x = 2.59 ×10-4mol W% = 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)
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过体系的 电量。
9.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 S2O321mol Fe2O3 ~ 2mol Fe ~ 2mol S2O32设试样中FeO3的摩尔数为x,
电解及库仑分析法
第十一章电解及库仑分析法1、什么叫做分解电压？为什么实际分解电压的数值比按电解产物所形成的原电池的反电动势要大？答：分解电压：在电解时，能够使被电解物质在两电极上产生迅速、连续的电极反应，所需的最低外加电压。
因为当电流通过电解池时，电极的实际电位常偏离平衡电位，即产生极化现象。
极化使阳极电位变得更正，阴极电位变得更负，即产生过电位（η=ηa－ηc），而分解电压是原电池电动势、电池过电位、电解池电压降iR之和，即：U = (E a +ηa) －(E c +ηc) + iR所以，实际分解电压比电池反电动势大。
2、控制电流电解分析和控制电位电解分析各有何优缺点？答：控制电流电解分析，由于电解电流大，并且基本恒定，因此电解效率高，分析速度快。
但由于阴极电位不断负移，其它离子也可能沉积下来，故选择性差。
而控制阴极电位能有效防止共存离子的干扰，选择性好，该法即可作定量测定，又可广泛作为分离技术，常用于多种金属离子共存情况下某一种离子的测定。
3、库仑分析与电解分析在原理、装置上有何异同点？答：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（Q nFM m ）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过体系的电量。
4、用库仑法在定量分析时，要取得准确的分析结果应注意些什么？答：要求电极反应单纯，电流效率100%，应注意消除各种影响电流效率的因素。
5、在恒电流库仑分析法和控制电位库仑分析法中，是如何测得电量的？答：在控制电位库仑分析法中，是用精密库仑计来测量电量的。
常用的有气体库仑计和电子积分库仑计等。
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。
分析化学09-电解和库仑分析法答案
九、电解和库仑分析法 答案一、选择题 ( 共32题 )1. 2 分 (1127) (4)2. 2 分 (1129) (4)3. 2 分 (1130) (3)4. 2 分 (1131) (2)5. 1 分 (1144) (1)6. 1 分 (1149) (4)7. 2 分 (1155) (2) 8. 2 分 (1165) (3) 9. 2 分 (1166) (4)10. 2 分 (1167) (1) 11. 2 分 (1205) (3) 12. 1 分 (1548) (2)13. 2 分 (1549) (4) 14. 1 分 (1550) (1) 15. 2 分 (1551) (4)16. 2 分 (1607) (4) 17. 1 分 (1914) (3) 18. 1 分 (1915) (3)19. 1 分 (1916) (4) 20. 1 分 (1917) (2) 21. 2 分 (1918) (3)22. 1 分 (1919) (4) 23. 2 分 (1932) (4) 24. 2 分 (1933) (3)25. 2 分 (1934) (4) 26. 2 分 (1935) (4) 27. 1 分 (1936) (2)28. 1 分 (1937) (1) 29. 1 分 (1938) (1) 30. 2 分 (1939) (4)31. 2 分 (1940) (4) 32. 2 分 (1941) (3)二、填空题 ( 共39题 )1. 2 分 (1608)[答] 100%电流效率2. 2 分 (1609)[答] 法拉第定律3. 2 分 (1610)[答] Ni4. 2 分 (2034)[答] m = (M /nF ) ×it5. 2 分 (2042)[答] 负；正；不断增大。
6. 2 分 (2065)[答] 要求电流效率 100%；阴极上 H 2；阳极上 O 2。
7. 2 分 (2077)[答] 迅速下降8. 2 分 (2084)[答] 超电位9. 2 分 (2258)[答] 分解电压10. 2 分 (2851)库仑滴定法和控制电位库仑分析法；100％ 电流效率； 法拉第电解定律。
电解及库仑分析法习题解答
第十一章 电解及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：nitM m 96487= 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.6.在库仑滴定中,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,n itMm 96487=得: (1) mOH-=1×10-3 ×1 × (96487 ×2)= × ×10-9= ×10-8g(2)mSb= × × 10-9= × 10-7g(3)mCu= × × 10-9= × 10-7g(4)mAs2O3 = × ×10-9 /2 = ×10-7g7.在一硫酸铜溶液中,浸入两个铂片电极,接上电源,使之发生电解反应.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,通过电流时间为, 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) =8. 10.00mL浓度越为的 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,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 ××60/96487 = ×10-5mol故: CHCl = ×9.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标准溶液滴定时消耗. 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 : ×x = ×10-4molW% = ××10-4 × 100/ = %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)。
华中师范大学等六校合编《分析化学》(第4版)(下册)配套题库-章节题库-电解与库伦分析法【圣才出品】
E / (V ) 0.0694 1.88103T 2.9 106T 2
请写出正负极反应和电池反应。 解：正极反应为：
负极反应为：
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1.211V 0.3074V 0.4V 1.304V
因此当外加电压 U＝1.304V 时，铜才开始在阴极上析出。 （2）电解完毕时，溶液中 H＋的浓度[H＋]＝2.2mol/L。 根据能斯特方程，氢的析出电位
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此时外加电压
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2．在下列电化学分析方法中，不需要标准物的方法是（ ）。 A．电势分析法 B．极谱法 C．库仑滴定法 D．伏安法 【答案】C 【解析】库仑滴定法是从计时器获得电解所用的时间，根据 Faraday 定律，由电流强 度 i 和电解时间 t 即可算出被测物质的质量 m，不需要标准物。
3．在电解分析中关于实际外加电压描述正确的是（ ）。
著改变），也可以是另外加入的指示剂。此方法通过与被测物质的化学反应计量关系来计算 待测物的含量；
②电位滴定是以指示电极、参比电极及试液组成测量电池，在测量电池溶液中加入滴定 剂，通过物质相互反应量的关系计算待测物含量，通过观察滴定中的电位变化来确定滴定终 点；
③库仑滴定以恒电流进行电解，测量电解完全所消耗的时间，计量关系依赖于 Faraday 定律。根据电解过程中所消耗的电荷量求得被测物质含量，滴定终点的确定可以依赖于指示 剂、电流、光度、电位等的变化。
电极反应为：
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仪器分析考研辅导6(电解与库仑分析)
[解]
(1) 求出含硝基苯的有机试样中硝基苯的量 m = QM/nF = 26.7×123.0/4×96487 = 8.521×10-3 g
(2) W(C6H5NO2) =( 8.521/210 ) = 0.0405
3.用库仑滴定法测定K2Cr2O7纯度,试回答:
(1) 用什么支持电解质? 电极反应是什么? (2) 滴定的化学反应是什么? (3) 采用什么措施使电流效率达100％? (4) 用电位法指示终点, 使用的指示电极和参比电极是什么?
K2Cr2O7纯度:6.0978/6.10=99.96%
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：
2.在 -0.96V(vs SCE) 时，硝基苯在汞阴极上发生如下反应：
C6H5NO2 + 4H++ 4e- ＝ C6H5NHOH + H2O 把 210mg 含有硝基苯的有机试样溶解在 100mL 甲醇中，电解 30min 后反应完成。从电子库仑计上测得电量为 26.7C，计算 试样中硝基苯的质量分数为多少？
电解与库仑分析法
1.在室温为 18℃，101325Pa 条件下，以控制电位库仑法测定 一含铜试液中的铜，用汞阳极作工作电极 ，待电解结束后， 串接在线路中的氢氧库仑计中产生了 14.5mL 混合气体， 问该试液中含有多少铜（以毫克表示）？[Ar(Cu)= 63.55]
解： p1V1 p2V2 14.50 V2 ── = ── , ─── = ── T1 T1 273+18 273 V2 = 13.60 mL 在标准状况下，氢氧库仑计： 5.743 Ｃ/mL 混合气 M Q 63.55 13.60×5.743 m = ── ·── = ─── × ────── = 0.0257 g n F 2 96487 该试液中含铜 25.7 mg。
仪器分析第三版课后答案第六章
96487 n
得: (1) mOH-=1×10-3 ×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 ×10-7g
则: 1: 2 = x : (0.0197 ×26.30)
x = 2.59 ×10-4mol W% = 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)
QM m 96487 n
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.
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, m itM
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：
电解与库伦分析法
增长，表达终点已到达。仪器正是判断到这个
大旳Δi，强制滴定停止。
假如滴定剂和被测物质都
是可逆电对，能在同步在指 示电极上发生反应，得到旳 滴定曲线如图所示。
现以Ce4+滴定Fe2+为例阐 明滴定过程。滴定开始后， 滴入旳Ce4+与Fe2+反应，生 成了Fe3+，高铁离子与亚铁 离子构成可逆电对在指示电 极上反应，伴随Fe3+浓度旳 增大，电流上升，至到高亚 铁离子浓度相等，电流到达 最大。
但当溶液中没有足够旳I2旳情况下，而要使上
述反应发生，指示系统旳外加电压需远不小于
200mV，实际所加旳外加电压不不小于200mV，
所以，不会发生上述反应，也不会有电流经过
指示系统。当溶液里As(Ⅲ)被反应完时、过量
旳I2与同步存在旳I－构成可逆电对，两个指示
电极上发生上述反应，指示电极上旳电流迅速
2. 实际分解电压（析出电位）
实际开始发生电解反应时旳电压，
其值不小于理论分解电压（D点）。
3. 产生差别旳原因
超电位（η）、电解回路旳电压降（iR）旳存在。则外 加电压应为： E外 = （E阳 + η阳）- （E阴 + η阴） + iR
理论分解电压不大于实际分解电压旳原因是因为超电位旳存在，但超 电位是怎样产生旳呢？
E(Cu/Cu 2 ) 0.337 0.059 lg[Cu2 ] 0.307 2
E (O 2 /H 2O)
1.229
0.059 4
lg
[O2 ][H ]4 [H 2 O]2
1.22
(V) (V)
电池电动势为：E = 0.307 - 1.22 = -0.91 (V)
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思考与习题
1．计算0.1mol.L-1硝酸银在pH=1的溶液中的分解电压。ηAg=0,ηO2=+0.40V。
解答：
2．在电解中，如阴极析出电位为+0.281V，阳极析出电位为+1.513V，电解池的电
阻为1.5Ω。欲使500mA的电流通过电解池，应施加多大的外加电压？
解答：
3．电解硝酸铜时，溶液中其起始浓度为0.5mol.L-1，电解结束时降低到10-6molL-1。
（1）电解时，锌与镉何者先析出？
（2）能不能用电解法完全分离锌和镉？电解时，应采用什么电极？
ηH2(铂电极上)=－0.2V,ηH2(汞电极上)=－1.0V
ηCd≈0,ηZn=0
解答：
（1）
（2）锌析出时，[Cd2+]为由下式算出。
此时应用汞电极，否则H2将析出。
10．用控制电位电解法电解0.1mol.L-1硫酸铜溶液，如控制电解时的阴极电位为
-0.88=k×8
k=0.11
10-k·t=1-0.999=0.001-k·t=-3 t= =27.3min
m=3.88×105×114.82×103=4.46mg
13．用控制电位库仑法测定In3+，在汞阴极上还原成金属铟析出，初始电流为150
mA，以k=0.0058min-1的指数方程衰减，20min后降到接近于零。试计算试液
中铟的含量。
解答：
（MIn=114.82）
m=3.88×105×114.82×103=4.46mg
14．用控制电位库仑法测定Br-。在100.0mL酸性试液中进行电解，Br-在铂阳极上
氧化为Br2，当电解电流降至接近于零时，测得所消耗的电量为105.5C。试计
算试液中Br-的浓度。
解答：
15．在库仑滴定中，1mAs-1相当于多少OH-的量？
解答
Q=1mAs＝110-3As＝110-3库仑
n＝1，F=96500，M=17
16．某含氯试样2.000g，溶解后在酸性溶液中进行电解。用银作阳极并控制其电
位为+0.25V（对SCE），Cl-在银阳极上进行反应，生成AgCl。当电解完合后，
与电解池串联的氢氧库仑计中产生48.5mL混合气体（25℃，101325Pa）。试
5．试简述库仑滴定的基本原理和特点。
6．在库仑分析中是如何测量电量的？
7．测定某一元有机酸的分子量，采用库仑滴定法。溶解0.0242g纯净试样于乙醇
水混合溶剂中，以电解产生的OH-进行滴定，通过0.0427A的恒定电流，经过
402s到达终点，计算此有机酸的分子量。
解答
=
= =1.2910-5mol
补充习题
1．电解分析中，工作电极有什么特殊要求？电解液中为什么还要加入惰性电解质、缓冲液和络合剂？
2．电解法分离金属离子时，控制阴极电位的作用是什么？
3．库仑分析法的基本依据是什么？如何在库仑分析中保证电流效率为100%？
4．电解分析与库仑分析在原理、仪器装置上各有什么特点？
As2O3%=
18．用库仑滴定法测定水中的酚。取100mL水样经微酸化后加入溴化钾电解，氧
化产生的溴与酚反应：
C6H5OH+3Br2=Br3C6H2OH↓+3HBr
通过的恒定电流为15.0mA，经8min20s到达终点，计算水中的酚含量（以mg/L
表示）为多少？
解答
Q=15.0mA×10-3×500s=2×96500× （ 为Br2的摩尔数）
解答：
MPb=207. 2 MCu=63. 5
阳极反应：Pb2++ 2 H2O = PbO2+ 4H++ 4e
阴极可能反应：Cu2++2e =Cu↓
6．电解0.01mol.L-1硫酸锌溶液。试问：在1mol.L-1硫酸溶液中，金属Zn是否能在
铂阴极上析出？如溶液的pH为6，能否析出？（在锌电极上，ηH2=－0.7V。）
解答：
7．用镀铜的铂网电极作阴极，电解0.01mol.L-1Zn2+溶液，试计算金属锌析出的最
低pH值，在铜电极上ηH2=-0.4V。
解答：
8．用汞阴极恒电流电解pH为1的Zn2+溶液，在汞电极上，ηH2=-1.0V。试计算在
氢析出前，试液中残留的Zn2+浓度。
解答：
9．在1mol.L-1硫酸介质中，电解1mol.L-1硫酸锌与1mol.L-1硫酸镉混合溶液，试问：
－0.10V（对SCE），使电解完成，试计算铜离子被电解析出的百分数。
解答：
11．在100mL试液中，使用表面积为10cm2的电极进行控制电位电解，被测物质
的扩散系数为5×10-5cm2/s，扩散层厚度为2×10-3cm。如以电流降至起始值的
0.1%时视作电解完全，需要多长时间？
解答：
D=5×10-5cm2/s A=10cm2
阴极反应：2H++ 2e =H2
开始析出时阳极电位：
5．用电重量法测定铜合金（含Cu约80%,含Pb约5%）中的铜和铅。取试样1g，
用硝酸溶解后，稀释至100mL，调整硝酸浓度为1.0mol.L-1。电解时，Cu2+在阴
极上以金属Cu形式析出，Pb2+在阳极上以PbO2形式析出，试计算此溶液的分
解电压。
S=2×10-3cm V=100ml=100cm3
K=
∴-3=-k·t t=46.51min.
12．用控制电位法电解某物质，初始电流为2.20A，电解8min后，电流降至0.29A，
估计该物质析出99.9%时所需的时间为多少？
解答：
io=2.20A t=8min it=0.29A
it=0.29=io×10-k·t
试计算在电解过程中阴极电位的变化值。
解答：
如果不考虑 则：Cu2+开始析出时：
4．在1mol.L-1硝酸介质中，电解0.1mol.L-1Pb2＋以PbO2析出时，如以电解至尚留
下0.01%视为已电解完全，此时工作电极电位的变化值为多大？
解答：
阳极反应：Pb2++ 2H2O = PbO2+ 4H++2e
计算该试样中ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的百分含量。
解答
17．某含砷试样5.000g经处理溶解后，将试液中的砷用肼还原为三价砷，除去过量还原剂，加碳酸氢钠缓冲液置电解池中，在120mA的恒定电流下，用电解产生的I2来进行库仑滴定HAsO ，经9 min20s到达滴定终点，试计算试样中As2O3的百分含量。
解答
碘摩尔数
As2O3摩尔数=1.7410-5mol