第4章电位分析.doc

仪器分析自测试题
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Ki,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E与C有关 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： （ 　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KNa+,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 液接 电位，这是由于不同离子经过界面时具有不同的 扩散系数 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 存储效应 。
3、在直接电位法中，通常要向原电池中加入 离子强度调节剂 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 标准曲线 法和 标准加入法法。
5、氟电极需要在 5~7 之间使用，较低时，测定结果 偏低 。
6、新购置的pH玻璃电极在使用前一般要在 蒸馏水 中浸泡24小时，其目的是 活化电极，稳定不对称电位
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% 。
8、以pH玻璃电极测量pH<1的溶液时，测量值往往偏 高 ，这种现象被称为 酸差 。
9、在用pH玻璃电极测量溶液的pH值时，应选用与试液 pH值相接近的 标准溶液定位，以减少 测量误差 。

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？
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、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？
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。
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。
[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

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)
、[解］

Er＝{1.4×10-2×(1300×10－3/24.30)/(400×10－3/40.08)} ×100%
= 7.50%

3、 用钙离子选择电极测定3.30×10-4 mol/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KCa2+.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？
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

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。
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¢－slg[F-] 可得
E1 = K¢－58.5lg[F-] ×25/50 (1)
E2 = 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）
20/58.5 = lg ([F-]×25+1.0×10-3) /（[F-]×25×51/50）
解之　　[F-]＝3.22×10-5mol·L-1

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？