儀器分析考研輔導(dǎo)6(電解與庫(kù)侖分析)

1、電解與庫(kù)侖分析法電解與庫(kù)侖分析法1.在室溫為在室溫為 18，101325Pa 條件下，以控制電位庫(kù)侖法測(cè)定條件下，以控制電位庫(kù)侖法測(cè)定一含銅試液中的銅，用汞陽(yáng)極作工作電極一含銅試液中的銅，用汞陽(yáng)極作工作電極 ，待電解結(jié)束后，待電解結(jié)束后，串接在線路中的氫氧庫(kù)侖計(jì)中產(chǎn)生了串接在線路中的氫氧庫(kù)侖計(jì)中產(chǎn)生了 14.5mL 混合氣體，混合氣體，問(wèn)該試液中含有多少銅（以毫克表示）？問(wèn)該試液中含有多少銅（以毫克表示）？Ar(Cu)= 63.55 p1V1p2V214.50V2=,=T1T1273+18273 V2=13.60mL在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氫氧庫(kù)侖計(jì)：5.743/mL混合氣MQ63.5513.605.7

2、43m=0.0257gnF296487該試液中含銅25.7mg。解：2.在在 -0.96V(vs SCE) 時(shí)，硝基苯在汞陰極上發(fā)生如下反應(yīng)：時(shí)，硝基苯在汞陰極上發(fā)生如下反應(yīng)： C6H5NO2 + 4H+ 4e- C6H5NHOH + H2O把把 210mg 含有硝基苯的有機(jī)試樣溶解在含有硝基苯的有機(jī)試樣溶解在 100mL 甲醇中，電解甲醇中，電解 30min 后反應(yīng)完成。從電子庫(kù)侖計(jì)上測(cè)得電量為后反應(yīng)完成。從電子庫(kù)侖計(jì)上測(cè)得電量為 26.7C，計(jì)算，計(jì)算試樣中硝基苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？試樣中硝基苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？解 (1) 求出含硝基苯的有機(jī)試樣中硝基苯的量 m = QM/nF = 26.7

3、123.0/496487 = 8.52110-3 g (2) W(C6H5NO2) =( 8.521/210 ) = 0.04053.用庫(kù)侖滴定法測(cè)定用庫(kù)侖滴定法測(cè)定K2Cr2O7純度純度,試回答試回答: (1) 用什么支持電解質(zhì)用什么支持電解質(zhì)? 電極反應(yīng)是什么電極反應(yīng)是什么? (2) 滴定的化學(xué)反應(yīng)是什么滴定的化學(xué)反應(yīng)是什么? (3) 采用什么措施使電流效率達(dá)采用什么措施使電流效率達(dá)100? (4) 用電位法指示終點(diǎn)用電位法指示終點(diǎn), 使用的指示電極和參比電極是什么使用的指示電極和參比電極是什么? (5) 將將6.10mg K2Cr2O7溶于酸性溶液中溶于酸性溶液中, 通入通入10.0mA

4、的恒電流的恒電流20min才達(dá)到終點(diǎn)才達(dá)到終點(diǎn), 計(jì)算計(jì)算K2Cr2O7純度純度(K2Cr2O7分子量分子量294.18)解1.支持電解質(zhì)：NH4Fe(SO4)2 H2SO4電極反應(yīng)：Fe3+ e- Fe2+, 2H2O O2 4H+4e- 2. K2Cr2O7 6Fe2+14H+ 2Cr3+ 6Fe3+ 7H2O 2K+ 3. 選擇合適的電極, 電流密度, 電解質(zhì), 工作電極和輔助電極隔開(kāi), 消除干擾。 4. 指示電極 Pt電極, 參比電極甘汞電極。 5. QIt=10103206012C K2Cr2O7的質(zhì)量：的質(zhì)量：12/(696487) 294.186.0978103g K2Cr2O7

5、純度純度:6.0978/6.10=99.96%4. 試述庫(kù)侖滴定的基本原理。試述庫(kù)侖滴定的基本原理。解：解： 庫(kù)侖滴定是一種建立在控制電流電解基礎(chǔ)之上的滴定分庫(kù)侖滴定是一種建立在控制電流電解基礎(chǔ)之上的滴定分析方法。在電解過(guò)程中，于試液中加入某種特定物質(zhì)，以一析方法。在電解過(guò)程中，于試液中加入某種特定物質(zhì)，以一定強(qiáng)度的恒定電流進(jìn)行電解，使之在工作電極上（陽(yáng)極或陰定強(qiáng)度的恒定電流進(jìn)行電解，使之在工作電極上（陽(yáng)極或陰極）電解產(chǎn)生一種試劑，此試劑與被測(cè)物質(zhì)發(fā)生定量反應(yīng)，極）電解產(chǎn)生一種試劑，此試劑與被測(cè)物質(zhì)發(fā)生定量反應(yīng)，當(dāng)被測(cè)物質(zhì)反應(yīng)完全后，用適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ甘窘K點(diǎn)并立即停止當(dāng)被測(cè)物質(zhì)反應(yīng)完全后，用適當(dāng)?shù)?/p>

6、方法指示終點(diǎn)并立即停止電解。然后根據(jù)所消耗的電量按照法拉第定律計(jì)算出被測(cè)物電解。然后根據(jù)所消耗的電量按照法拉第定律計(jì)算出被測(cè)物質(zhì)的質(zhì)量：質(zhì)的質(zhì)量：nQMm96487 5. 在控制電位庫(kù)侖分析法和恒電流庫(kù)侖滴定中在控制電位庫(kù)侖分析法和恒電流庫(kù)侖滴定中,是如何測(cè)定電是如何測(cè)定電量的量的?解解:在控制電位庫(kù)侖分析法中在控制電位庫(kù)侖分析法中,是用精密庫(kù)侖計(jì)來(lái)測(cè)定電量的是用精密庫(kù)侖計(jì)來(lái)測(cè)定電量的.在恒電流庫(kù)侖滴定中在恒電流庫(kù)侖滴定中,由于電流是恒定的由于電流是恒定的,因而通過(guò)精確測(cè)定因而通過(guò)精確測(cè)定電解進(jìn)行的時(shí)間及電流強(qiáng)度電解進(jìn)行的時(shí)間及電流強(qiáng)度,即可計(jì)算出電量即可計(jì)算出電量.6.在庫(kù)侖滴定中在庫(kù)侖滴定

7、中,1mA.s相當(dāng)于下列物質(zhì)多少克相當(dāng)于下列物質(zhì)多少克? (1)OH-, (2) Sb(III到到V價(jià)價(jià)), (3) Cu(II到到0價(jià)價(jià)), (4)As2O3(III到到V價(jià)價(jià)).解解:根據(jù)法拉第電解定律根據(jù)法拉第電解定律,得得: (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 10-7gnitMm

8、964877.在一硫酸銅溶液中在一硫酸銅溶液中,浸入兩個(gè)鉑片電極浸入兩個(gè)鉑片電極,接上電源接上電源,使之發(fā)生電使之發(fā)生電解反應(yīng)解反應(yīng).這時(shí)在兩鉑片電極上各發(fā)生什么反應(yīng)這時(shí)在兩鉑片電極上各發(fā)生什么反應(yīng)?寫(xiě)出反應(yīng)式寫(xiě)出反應(yīng)式.若若通過(guò)電解池的電流強(qiáng)度為通過(guò)電解池的電流強(qiáng)度為24.75mA,通過(guò)電流時(shí)間為通過(guò)電流時(shí)間為284.9s, 在在陰極上應(yīng)析出多少毫克銅陰極上應(yīng)析出多少毫克銅?解解:陰極陰極:Cu2+ + 2e = Cu 陽(yáng)極陽(yáng)極: 4OH- - 4e = 2H2O + O2故故: m = it MCu/(2 96487) = 2.322mg8.以適當(dāng)方法將以適當(dāng)方法將0.854g鐵礦試樣溶解

9、并使之轉(zhuǎn)化為鐵礦試樣溶解并使之轉(zhuǎn)化為Fe2+后后,將此將此試液在試液在-1.0V(vs.SCE)處處,在鉑陽(yáng)極上定量地氧化為在鉑陽(yáng)極上定量地氧化為Fe3+,完成次完成次氧化反應(yīng)所需的電量以碘庫(kù)侖計(jì)測(cè)定氧化反應(yīng)所需的電量以碘庫(kù)侖計(jì)測(cè)定,此時(shí)析出的游離碘以此時(shí)析出的游離碘以0.0197 mol.L-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)消耗26.30mL. 計(jì)算試計(jì)算試樣中樣中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù).解解: 1mol Fe2+ 1mol e 1/2mol I2 1mol S2O32- 1mol Fe2O3 2mol Fe 2mol S2O32- 設(shè)試樣中設(shè)試樣中Fe2O3的摩爾數(shù)為的摩爾數(shù)為x,則則: x = (0.0197 26.30)/2 = 2.59 10-4molW% = 159.69 2.59 10-4 100/0.854 = 4.84%9.欲獲得理想的產(chǎn)物，電解過(guò)程中應(yīng)注意哪些問(wèn)題？欲獲得理想的產(chǎn)物，電解過(guò)程中應(yīng)注意哪些問(wèn)題？ 答答: 1. 注意攪拌注意攪拌 2. 應(yīng)用大面積陰極應(yīng)用大面積陰極 3. 使用去極劑使用去極劑