第九章 电解分析法与库仑分析法
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。
《电解和库仑分析法》课件
实际应用对比
深入研究电解和库仑分析法在 实际分析问题中的对比实例。
电解和库仑分析法的实验操作
1
实验器材及试剂
探索进行电解和库仑分析实验所需的仪器和试剂。
2
实验步骤和注意事项
详细描述电解和库仑分析的实验步骤及需要注意的事项。
3
实验数据处理和分析
介绍电解和库仑分析实验数据的处理方法和分析技巧。
结论与展望
《电解和库仑分析法》 PPT课件
探索电解和库仑分析法的精妙之处，开启你的化学分析之旅。
电解分析法
1
简介
了解电解分析法的基本概念和应用领域。
基本原理
2
掌握电解分析法背后的科学原理和关键
步骤。
3
分类
了解电解分析法的不同分类和各自特点。
应用实例
4
探索电解分析法在实际问题中的应用案 例和成果。
库仑分析法
1 简介
认识库仑分析法的起源和基本概念。
3 分类
探索库仑分析法的不同类型和各自特点。
2 基本原理
了解库仑分析法的理论基础和实验原理。
4 应用实例
揭示库仑分析法在各个领域中的应用案例。
电解和库仑分析法的比较
优缺点对比
比较电解和库仑分析法各自的 优点和限制，并找到适合的应 用场景。
适用范围对比
了解两种分析法在不同领域中 的使用情况和局限性。
电解和库仑分析法的意义
总结电解和库仑分析法对科学研究和实践的重要意义。
发展趋势
展望电解和库仑分析法未来发展的前景和新的研究方向。
备注
以上内容仅供参考，具体请根据课堂教学为准。
库仑分析法
本章能力目标
能掌握恒电流库仑滴定的基本技术 能掌握终点指示方法及电生滴定剂的产
生方式
能操作常用库仑分析仪
第一节
基本原理
一、电解现象和电解电量 二、法拉第电解定律(库仑定律)
一、电解现象和电解电量
1. 电解现象 在电解池的两个电极上，加上一直流 电压。由于外加电压的作用，导致电极上 发生氧化-还原反应(电极反应)，同时伴 随着电流流过，这一过程称为电解现象。
1．内部电生滴定剂法
内部电生滴定剂法是指电生滴定剂的 反应和滴定反应在同一电解池中进行的。 电解池内除了含有待测组分，还应含有大 量的辅助电解质。目前多数库仑滴定以此 种方法产生滴定剂。
辅助电解质： （1）要以100%的电流效率产生滴定剂，无 副反应发生。 （2）要有合适的终点指示方法。 （3）产生滴定剂与待测物之间能快速发生 定量反应。
2．电位法
选用合适的指示电极来指示滴定终， 其电极电位也随之变化。到达化学计量 点时，指示电极的电位发生突跃，从而 指示滴定终点的到达。因此，可以根据 滴定反应的类型，在电解池中另外置入 合适的指示电极和参比电极，以直流毫 伏计量（高输入阻抗）或酸度计测量电 动势或pH的变化。
例如利用库仑滴定法测定溶液中酸的 浓度时，可用pH玻璃电极为指示电解， 甘汞电极为参比电极指示终点。以N a2SO4作为电解质为例，用铂阴极为工作 电极，银阳极为辅助电极，其电极反应为： 工作电极电极反应： 2H2O +2e- →H2+2OH辅助电极电极反应： H2O + 2e- →1/2O2 + 2H+ 可以根据酸度计上的pH的突跃动指示滴定 终点。
m(Cu ) 0.5 60 24.12 63.5 0.238( g ) 2 96487
电解和库仑分析法
Q i010
0
t
Kt
i0 Kt dt (1 10 ) 2.303 K
• 当时间增加时，10-kt减小。当Kt>3时，上 式近似为 i
Q
0
• 其中i0及K可通过作图法求得 • 对取对数，得以lgit对t作图得一直线，由 截距求得i0-, 由斜率求得K，代入可求得电 量Q。 • 不足：由于电解时，电流随时间减小，电 解时间较长，电量测定不易。
• 辅助电极和对电极：它们为提供电子传导 的场所，但电极上的反应并非实验中所要 研究或测量的。工作电流很小时，参比电 极即为辅助电极；当工作电流较大时，参 比电极将难以负荷，其电位亦不稳定，此 时应用再加上一“辅助电极”构成所谓的 “三电极系统”来测量或控制工作电极的 电位。在不用参比电极的两电极体系中， 与工作电极配对的电极则称为对电极。但 有时辅助电极亦称为对电极。
• 应用例子： • 1）Cu, Pb, Cd在Hg阴极上沉积而与U
分离； • 2）伏安分析和酶法分析中高纯度电 解质的制备； • 3）消除钢铁中大量铁，以利于其中 微量样品的测定等。
二、库仑分析
• 分析要求：电极反应单纯，电流效率100% （电量全部消耗在待测物上）。 • 分析依据：Faraday定律， 待测物质量m = MQ /(zF) , 其中电量Q可 以由式Q= it 得到。
2.303 K
2、恒电流库仑分析（库仑滴定）
• 使用恒电流电解分析，电解时间短、电量 测定易，Q=it。但需解决电流效率100% 和终点指示问题。
• • • • •
a) 保证电流效率100% 在电解Fe2+至Fe3+时，电极反应为 阳极：Fe2+ == Fe3+ + e o= -0.77V 阴极：H+ + e == 1/2H2 O=0V 随时间的推移，[Fe2+], 为维持恒电流， 外加电压将。当外加电压增加到一定值时， 阳极电位正移。此时，溶液中将有O2析出： • H2O== 1/2 O2 +2H+ + 2e O= —1.9V(包括 )
电解与库仑分析法
第11章电解与库仑分析法【11-1】解释下列名词。
电解、理论分解电压、实际分解电压、析出电位、控制电流电解法、控制电位电解法、汞阴极电解法、死停终点法、电流效率。
答：电解：将电流通过电解质溶液或熔融态电解质，（又称电解液），在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过程，电化学电池在外加直流电压时可发生电解过程。
理论分解电压：使被电解的物质在两个电极上产生迅速的、连续不断的电极反应时所需要的最小外加电压的最小外加电压。
实际分解电压：指使电解质在电极上分解生成电解产物所需施加的最小电压。
析出电位：物质在阴极上产生迅速的连续不断的电极反应而被还原析出时所需要的最正的阴极电位或在阳极上被氧化析出时的阴极电位；或在阳极上被氧化析出时所需要的最负阳极电位。
控制电流电解法：在恒定的电流条件下进行电解，通过称量电解前后电极上沉积的析出物的质量来进行定量分析。
控制电位电解法：控制工作电极（阴极或阳极）电位为一恒定值的条件下进行电解的分离分析方法。
汞阴极电解法：电解时以汞作阴极，铂为阳极的电解法。
死停终点法：指把两个相同的铂电极插入滴定溶液中，在两个电极之间外加一小电压，观察滴定过程中通过两个电极间的电流突变，根据电流的变化情况确定滴定终点。
电流效率：指电解时在电极上实际沉积或溶解的物质的量与按理论计算出的析出或溶解量之比，通常用符号η表示。
【11-2】什么是电解分析和库仑分析？它们的共同点是什么？不同点是什么？答：电解分析是指在外加电压的作用下通过电极反应将试液中的待测组分转变为固相析出，称量析出物的重量以求得被测组分的含量。
库仑分析是指通过测量被测物质在100％电流效率下电解所消耗的电量来进行定量分析的方法。
共同点：测定的过程中不需要基准物质和标准溶液，且都基于电解反应。
不同点：电解分析采用称量电解后铂阴极的增量来定量的，电极不一定具有100％的电流效率；库仑分析用电解过程中消耗的电量来定量，要求电极反应必须单纯，用于测定的电极反应必须具有100％的电流效率，电量全部消耗在被测物质上。
第九章 库仑分析法
污水中化学耗氧量（COD）的测定：
化学耗氧量（COD）是评价水体中有机污染物相对含 量的一项重要的综合指标，也是对地面水、工业污水的研 究以及污水处理厂控制的一项重要的测定参数。在COD测 定中，常用的方法是重铬酸钾法和高锰酸钾法，两者均为
化学分析法。前者对有机物氧化率高，常用于COD值高的
水体测定，但操作费时，试剂用量大。后者简便快速，但 氧化率低，一般用于COD值低的水样的测定。近年来已采 用恒电流库仑滴定法测定化学耗氧量。
9.1.1 电解分析法的基本原理
电解是借助于外电源的作用，使电 化学反应向着非自发的方向进行。典型 的电解过程是在电解池中有一对面积较 大的电极如铂，外加直流电压，改变电 极电位，使电解质溶液在电极上发生氧 化还原反应。右图为典型的电解装置。
分解电压（decomposition voltage）： 使某一电解质溶液连续不断地发生电解反应所必需的最 小外加电压，称为该电解质的分解电压。外加电压继续增大， 电流达到一极限值，称为极限电流。 析出电位（depositiong potential）： 为了使某种离子在电极上发生氧化或还原反应，而在阳 极或阴极上施加的最小电位称为析出电位。 以0.1mol/L的H2SO4介质中电解0.1mol/LCuSO4溶液为例： 阴极反应 Cu2+＋2e Cu↓ 阳极反应 2H2O O2↑＋4H+＋4e 电极总反应 2Cu2+＋2H2O 2Cu↓＋O2↑＋4H+
I (t0 t1 ) 8000 COD (O 2 , mg / L) 96487 V样
9.2.5 自动库仑分析法
随着工业生产和科学研究的发展，已出现多种类型的库 仑分析仪器。例如应用库仑法对大气污染进行连续监测的仪 器。如图是硫化氢测定仪的工作原理图。
9第9章 电分析化学法导论
9-2-2 盐桥-液接电位的消除
盐桥中KCl浓度相应的液接电位
KCl盐桥作用
0.01mol· L-1 0.1mol· L-1
CKCl/ mol· L-1 0.1 0.2 0.5 1.0 2.5 3.5 饱和
液接电位/ mv 27 20 13 8.4 3.4 1.1 <1
液 1.2mV
作用：隔离、接通电路、减小液接电位
① H+ + e = H
② H+ H+ =H2+ 慢，决定整个反应速度
③ H2++e=H2↑ 要使反应 ② 加快，必须增加活化能，使
φc→负
9-5-3 超电位
定义：由于极化，使实际电位和可逆电位之间存在差异，此
差异即为 超电位
影响因素： ⑴电流密度， ⑵T， ⑶电极材料不同，不同 ⑷产物是气体的电极，其大，析出物为金属其小
第9章 电分析化学法导论
9-1 电化学电池
9-2 9-3 9-4 9-5 9-6
液体接界电位与盐桥 电极电位 一般电极反应过程 电极的极化和超电位 电极的类型
电分析化学法
又称电化学分析法---
应用电化学原理和实验技术建立起来的一类分析方
法的统称。 依据被测物溶液的电化学性质及其变化而建立起来 的分析方法。 根据电学参数可分为：电导法、电位法、电解分析法、 库仑分析法、伏安法和极谱法等
1.反应中的氧化剂与还原剂必须分隔开来，不能使其直接 接触，并保持两种溶液都处于电中性
2.电子由还原剂传递给氧化剂，要通过溶液之外的导线 （外电路） 反应装置－电化学电池（化学电池）
9-1-1 原电池与电解池
1.原电池 (以Cu-Zn原电池为例） 自发地将本身的化学能转变成电能的装置-化学电池
分析化学 第9章
一、参比电极 1. 甘汞电极 由Hg-Hg2Cl2-KCl组成的电极， 构造如图:
导线 绝缘帽 加液口
Pt丝
汞 - … .... - ... - -------------- -----汞和甘汞混合物 多孔物质 KCl溶液
多孔物质
电极反应 Hg2Cl2+2e 2Hg+2Cl电极电势: RT ln 1 ø (Hg2Cl2/Hg)= (Hg2Cl2/Hg)+ 2F a2(Cl-) RT -) ø ln a (Cl = (Hg2Cl2/Hg) F 25℃，值与KCl浓度的关系:
|
|
G- Na+
浸泡(具有响应H+的功能)后，表面形成 水合硅胶层，Na+被H+取代
G-Na+ + H+ → Na+ + G-H+
外表面与试液间形成相界电势外 内表面与内参比溶液间也形成相界电势内
膜 = 外- 内
玻璃膜 Na+
内水合 内参 比液 硅胶层 -4mm + 10 a(H 内) 干玻璃层 0.1mm 外水合 硅胶层 10-4mm 外部溶液 a(H+外)
指示电极(-) 参比电极(+) cr,x= cr,s×10±△E/S 对阳离子取“－” 对阴离子取“+”
*
浓度的单位为mol· L-1 ; 0.0592V 25℃, △E单位为V ，S= Z Z为待测离子电荷数。
例：25℃，氟电极(负)与饱和甘汞电极(正)， 放入1.0×10-3moL · L-1 F- 溶液, Es= -0.159V；放入未知溶液时， Ex= -0.212V，未知溶液的pF是多少？ 解: S= 0.0592V/1=0.0592V
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第九章电解分析法与库仑分析法
单选
1. 下列说法正确的是：电解时（）
A. 在阴极还原的一定是阴离子
B. 在阳极氧化的一定是阳离子
C. 在阴极还原的一定是阳离子
D. 以上说法都不对
2. 在控制电位电解过程中，电流随时间（）
A.以直线方程的关系递增
B. 以指数方程的关系递增
C. 以直线方程的关系衰减
D. 以指数方程的关系衰减
3. 在库仑分析中，为了得到准确的结果应该（）
A. 控制试液温度恒定
B. 控制试液的离子强度恒定
C. 使被测物以100%的电流效率进行电解
D. 保证工作电极的电位符合能斯特方程
4.在库仑分析中，为保证被测物以100%的电流效率电解，必须（）
A. 控制试液离子强度恒定
B. 防止工作电极上有副反应
C. 增大工作电流
D. 减小工作电极的面积
5.库仑分析法的基本原理是（）
A. Faraday Law
B. 欧姆定律
C. 比尔定律
D. 当量定律
6.在库仑滴定中1mA/S 相当于OH-（式量为1
7.01）的量（以微克计）为（）
A. 0.044
B. 0.088
C. 0.177
D. 177
7.在相同条件下，电池阴极沉积出的物质的量正比于（）
A. 电池的温度
B. 电极间的距离
C. 通过电池的电量
D.阴极的表面积
8. 在CuSO4溶液中，用铂电极以0.100A 的电流通电10min，在阴极上沉积的铜的质量是多少毫克[M Cu = 63.54] ( ) （A）60.0；（B）46.7；（C）39.8；（D）19.8
9. 库仑滴定中加入大量无关电解质的作用是( ) （A）降低迁移速度（B）增大迁移电流（C）增大电流效率（D）保证电流效率100% 10. 电解时，由于超电位存在，要使阴离子在阳极上析出，其阳极电位要比可逆电极电位（）（A）更负（B）两者相等（C〕无规律（D）更正
11. 库仑分析与一般滴定分析相比（）
（A）需要标准物进行滴定剂的校准（B）很难使用不稳定的滴定剂
（C）测量精度相近（D）不需要制备标准溶液，不稳定试剂可以立即产生
13. 电池：Ag│AgNO3（0.025mol·L－1），NH3（1.00mol·L－1）‖KNO3，AgNO3（0.0100mol·L－1）│Pb，25℃
时电池的电动势为0.394V，那么配合物Ag(NH3)2+的形成常数应为
（A）1.3×103；（B）1.3×105；（C）1.3×107 （D）1.3×109。
14．由库仑法生成的Br2来滴定Tl+, Tl++Br2→Tl3+ +2Br-，到达终点时，测得电流为10.00 mA，时间为102.0 s，溶液中生成铊的质量是多少克？[M Tl =204.4 g/mol]
（A）7.203×10-4；（B）1.080×10-3；（C）2.160×10-3（D）1.808
15. 在库仑分析中，为了提高测定的选择性，一般都是采用（）
（A）大的工作电极；（B）大的电流；（C）控制电位（D）控制时间
16. 电解时，由于过电位的存在，要使阴离子在阳极上析出，其阳极电位要比可逆电极电位（）
（A）更负；（B）两者相等；（C）无规律（D）更正
17. 确定电极为阳极、阴极的依据是（）
（A）电极电位的高低；（B）电极反应的性质；（C）电极材料的性质（D）电极极化的程度
多选题
18. 在电解分析中，要求沉积在电极上的被测物质纯净、致密地附着在电极上，可以采用的措施是( )
A.以金属络离子形式电解
B. 使用大面积的电极
C. 反应的电流密度不宜过小
D. 搅拌溶液
填空
1. 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。
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________mg的铜。
2. 需要消耗外电源的电能才能产生电流而促使化学反应进行的装置_______________。
凡发生还原反应的电极称为_________极, 按照习惯的写法, 电池符号的左边发生____________反应, 电池的电动势等于________________________。
3．库仑分析中为保证电流效率达到100%，克服溶剂的电解是其中之一，在水溶液中，工作电极为阴极时，应避免_______________，为阳极时，则应防止________________________。