伏安分析、库仑分析习题及答案.doc

伏安与极谱分析法习题
一、选择题
1．在下列极谱分析操作中哪一项是错误的? （D）
A 通N2除溶液中的溶解氧
B 加入表面活性剂消除极谱极大
C 恒温消除由于温度变化产生的影响
D 在搅拌下进行减小浓差极化的影响
2．迁移电流来源于 (D)
A 电极表面双电层的充电过程
B 底液中的杂质的电极反应
C 电极表面离子的扩散
D 电解池中两电极间产生的库仑力
3．对 可逆电极反应, 下列哪种说法是正确的? (C)
A、E1/2＝(Ox／Red)
B、E 1/2与条件电位完全相等
C、Ox的阴极波的半波电位与Red的阳极波的半波电位相等
D、阴极波和阳极波的半波电位不等
4．在极谱分析中，常加入大量支持电解质，其作用是：D、
A.增加导电能力 B.调节总离子强度
C.消除残余电流的影响 D.消除迁移电流的影响
5．极谱分析时在溶液中加入表面活性物质是为了消除下列哪种干扰电流? (A )
A 极谱极大电流 B 迁移电流
C 残余电流 D 残留氧的还原电流
6．极谱扣除底电流后得到的电流包含 (B)
A残余电流 B扩散电流 C电容电流 D迁移电流
7．在电化学分析中溶液不能进行搅拌的方法是 (C)
A电解分析法 B库仑分析法
C极谱分析法 D离子选择电极电位分析法
8．在酸性底液中不能用于清除溶解氧的方法是 ( D)
A通入氮气 B通入氢气
C加入Ｎａ2ＣO3 D加入Ｎａ2ＳO3
9．在极谱分析方法中较好消除了充电电流的方法是 (B)
A 经典极谱法 B 方波极谱法
C 交流极谱法 D 单扫描极谱法
10．在极谱分析中与被分析物质浓度呈正比例的电流是 (A)
A极限扩散电流 B迁移电流 C残余电流 D极限电流
11．在任何溶液中都能除氧的物质是 (A)
A N2 B CO2 C Na2SO3 D 还原铁粉
12在极谱分析中, 通氮气除氧后, 需静置溶液半分钟, 其目的是 (A)
A 防止在溶液中产生对流传质
B 有利于在电极表面建立扩散层
C 使溶解的气体逸出溶液
D 使汞滴周期恒定．
二、填空题
1.在极谱分析中滴汞电极称工作电极，又称 极化电极 ，饱和甘汞电极称为 参比电极 ，又称 去极化电极 。
3.可逆波电极反应速度． 很快 ，极谱波上任何一点的电流都是受 扩散速度 所控制；不可逆波电极反应速度较慢，只有达到极限扩散电流时才受扩散控制。
4. 在极谱分析中为了建立浓差极化, 要求极化电极 表面积小 , 溶液中被测物质的浓度 要低 , 溶液 不能 搅拌。
5.在经典极谱法中, 极谱图上会出现电流峰, 这个现象在极谱中称为 极谱极大 ，它是由于滴汞表面的 表面张力 不均，致使表面运动导致电极表面溶液产生 切向运动 ，使还原物质增多。
6.极谱分析中迁移电流的消除可在底液中加入支持电解质 , 残余电流可用 扣除底电流 解决,极大现象可加入 表面活性剂 来消除。
三、正误判断
1．极谱分析法是尤考维奇于1922年创立的。´
2．极谱分析是一种在特殊条件下进行的电解过程。Ö
3．电解液中的微量杂质和未除净的微量氧在滴汞电极上还原所产生的电解电流是残余电流的主要部分。´
4．电容电流又叫充电电流，它是由电极反应产生的，所以又称之为法拉第电流。´
5．不同的物质具有不同的半波电位，这是极谱定性分析的依据。Ö
6．极谱分析中电极的特殊性表现在电解过程中使用的电极都是极化电极，其中一支是面积很小的滴汞电极和另一支面积很大的饱和甘汞电极。´
7．对于不可逆极谱波，其电极反应速度很快，比电活性物质从溶液向电极表面扩散的速度要快得多。´
8．影响扩散电流大小的元素之一是毛细管常数，而该常数只与毛细管的内径有关与其他任何因素无关。´
9．迁移电流是指主体溶液中的离子，在扩散力的作用下迁移到电极表面，在电极上还原而产生的电流。´
10．消除极谱极大现象的方法是在溶液中加入Na2SO4或抗坏血酸等物质。´
11．脉冲极谱能很好地克服充电电流，从而提高信噪比。Ö
四、简答题
１．产生浓差极化的条件是什么？
答：使用小面积的极化电极如滴汞电极或微铂电极，溶液保持静止（不搅拌）
２．在极谱分析中所用的电极，为什么一个电极的面积应该很小，而参比电极则应具有大面积？
答：使用小面积的电极作阴极，可以使电极上具有较高的电流密度，以保证产生浓差极化．而使用大面积汞池电极作阳极，可以使电解过程中阳极产生的浓差极化很小，阳极的电极电位保持恒定，从而使极化电极的电位完全由外加电压所控制．
３．在极谱分析中，为什么要加入大量支持电解质？加入电解质后电解池的电阻将降低，但电流不会增大，为什么？
答：加入支持电解质是为了消除迁移电流．由于极谱分析中使用滴汞电极，发生浓差极化后，电流的大小只受待测离子扩散速度（浓度）的影响，所以加入支持电解后，不会引起电流的增大．
４．当达到极限扩散电流区域后，继续增加外加电压，是否还引起滴汞电极电位的改变及参加电极反应的物质在电极表面浓度的变化？
答：极谱分析中，由于滴汞电极的电位受外加电压所控制，所以当达到极限扩散电流区域后，继续增加外加电压，会引起滴汞电极电位的改变．但由于滴汞电极表面待测离子浓度已经降低到很小，甚至为零，而溶液本体中待测离子尚来不及扩散至极化电极表面，所以不会引起电极表面待测离子浓度的变化．
５．残余电流产生的原因是什么？它对极谱分析有什么影响？
答：残余电流的产生主要有两个原因，一为溶液中存在微量的可以在电极上还原的杂质，二为充电电流引起．它对极谱分析的影响主要是影响测定的灵敏度．
６．极谱分析用作定量分析的依据是什么？
答：根据极谱扩散电流方程式：id=607nD1/2m2/3t1/6C,当温度、底液及毛细管特性不变时，极限扩散电流与浓度成正比，这既是极谱定量分析的依据。
(2)绘制标准曲线，然后在相同条件下测定未知液，再从工作曲线上找出其浓度
７．举例说明产生平行催化波的机制．
答：极谱催化波属于一种极谱动力波，其中化学反应与电极反应平行：
当氧化剂X在电极上具有很高的超电位时，就可以保证上述催化循环进行下去，由于大量消耗的氧化剂是X,它可以在溶液中具有较高浓度，A则被不断地消耗和再生，总浓度基本保持不变，产生的催化电流与催化剂A的浓度成正比．
８．方波极谱为什么能消除电容电流？
答：根据方波电流产生的机制，方波电压通过电解池产生的电容电流随时间而很快地衰减，即： 因此，只要时间足够长，就可以将电容电流衰减至最小，甚至可以忽略不计．

伏安与极谱分析
一、填空题
1.在极谱分析中滴汞电极称工作电极，又称 极化电极 ，饱和甘汞电极称为参比电极，又称 去极化电极 。
2.充电电流的大小,相当于浓度为10-5mol/L 的物质所产生的扩散电流，其电性符号为 正或负 ，它限制了普通直流极谱的灵敏度。新的极谱技术,如 方波极谱、脉冲极谱就是克服了它的影响。
3.可逆波电极反应速度 很快 ，极谱波上任何一点的电流都是受 扩散速度 所控制；不可逆波电极反应速度 较慢，只有达到 极限扩散 电流时才受扩散控制。
4.金属离子M与配体 L-发生如下的配位、扩散、解离、电极上还原等一系列过程，从而产生一极谱还原波：
试回答：
(1) 受 扩散作用 控制时该极谱波是可逆波
(2) 受 电极反应 控制时该极谱波是不可逆波
(3) 受 化学（离解）反应 控制时该极谱波是动力波。
5.在经典极谱法中,极谱图上会出现电流峰,这个现象在极谱中称为 极谱极大 ，它是由于滴汞表面的 表面张力不均，致使表面运动导致电极表面溶液产生 切向运动 ，使还原物质增多。此干扰电流可加入 表面活性物质 消除。
7.极谱分析是利用被测离子或它的配离子的 扩散 电流建立的一种分析方法。迁移电流的消除可在底液中加入 支持电解质，残余电流可用 扣除底电流 解决,极大现象可加入 表面活性剂 来消除。
8.极谱波的性质,可以通过观察其电流与汞柱高的关系来决定,可逆极谱波波高与 汞柱高平方根 呈正比,不可逆极谱波只在极限扩散电流时波高与 汞柱高平方根 成正比.
9.在极谱分析中为了建立浓差极化,要求 极化电极表面积小，溶液中被测物质的浓度 要低 ,溶液 不能 搅拌。
10.单扫描极谱和经典直流极谱所加电压都是 线性扫描电压 ，但前者速度 较快 ；使其前者极谱图呈 平滑峰状 ，后者呈 锯齿平台波 。
二、选择题
1.在下列极谱分析操作中哪一项是错误的? （D）
A通N2除溶液中的溶解氧
B加入表面活性剂消除极谱极大
C恒温消除由于温度变化产生的影响
D在搅拌下进行减小浓差极化的影响
2.交流极谱的灵敏度为 10-5 mol/L左右，和经典极谱法相当，其灵敏度不高的主要原因是 B
A在电解过程中没有加直流电压
B采用了快速加电压方式，有较大的充电电流
C迁移电流太大
D电极反应跟不上电压变化速度
3.对可逆电极反应,下列哪种说法是正确的? (C)
A、E1/2＝(Ox／Red)
B、E 1/2与条件电位完全相等
C、Ox的阴极波的半波电位与Red的阳极波的半波电位相等 D、阴极波和阳极波的半波电位不等
4.经典的直流极谱中的充电电流是 (D)
A其大小与滴汞电位无关
B其大小与被测离子的浓度有关
C其大小主要与支持电解质的浓度有关
D其大小与滴汞的电位,滴汞的大小有关
5.极谱分析时在溶液中加入表面活性物质是为了消除下列哪种干扰电流? (A)
A极谱极大电流 B迁移电流
C残余电流 D残留氧的还原电流
6.极谱扣除底电流后得到的电流包含 (B)
A残余电流 B扩散电流 C电容电流 D迁移电流
7.在电化学分析中溶液不能进行搅拌的方法是(C)
A电解分析法 B库仑分析法
C极谱分析法 D离子选择电极电位分析法
8.在酸性底液中不能用于清除溶解氧的方法是 (D)
A通入氮气 B通入氢气
C加入Ｎａ2ＣO3 D加入Ｎａ2ＳO3
9.在极谱分析方法中较好消除了充电电流的方法是 (B)
A经典极谱法 B方波极谱法
C交流极谱法 D单扫描极谱法
10.在极谱分析中与被分析物质浓度呈正比例的电流是 (A)
A极限扩散电流 B迁移电流
C残余电流 D极限电流
11.在任何溶液中都能除氧的物质是 (A )
A N2 B CO2 C Na2SO3 D还原铁粉
12.某未知液 10.0mL中锌的波高为 4.0cm，将 0.50mL 1×10-3mol/L的锌标准溶液加到该未知液中去，混合液中锌的波高增至 9.0cm,未知液中锌的浓度是多少(mol/L)? (C)
A 1.34×10-4 B 2×10-4 C 3.67×10-4 D 4×10-4
13.交流极谱与经典极谱相比 (A)
A交流极谱的充电电流大,但分辨率高
B交流极谱的充电电流大,分辨率也差
C交流极谱的充电电流小,分辨率也差
D交流极谱的充电电流小,分辨率高
14.在极谱分析中,通氮气除氧后,需静置溶液半分钟,其目的是 (A )
A防止在溶液中产生对流传质
B有利于在电极表面建立扩散层
C使溶解的气体逸出溶液
D使汞滴周期恒定
15.迁移电流来源于 (D)
A电极表面双电层的充电过程
B底液中的杂质的电极反应
C电极表面离子的扩散
D电解池中两电极间产生的库仑力
三、简答题
6.在 0.1mol·L-1氢氧化钠介质中，用阴极溶出伏安法测定 S2-。以悬汞电极作为工作电极，在-0.40 V时电解富集，然后溶出。
(l)分别写出富集和溶出时的电极反应式。
(2)画出它的溶出伏安曲线。
6. (1)富集：Hg + S2- -2e= HgS 溶出： HgS + 2e = Hg + S2-

四、计算题
1.用极谱法测定铟获得如下数据
溶 液
在-0.70V处观测到的电流/mA
25.0mL0.40 mol·L-1 KCl稀释到100.0mL
8.7
25.0mL0.40 mol·L-1 KCl和20.0mL试样稀释到100.0mL
49.1
25.0mL0.40 mol·L-1 KCl和20.0mL试样并加入
10.0 mL2.0×10-4 mol·L-1 In（Ⅲ）稀释到100.0mL
64.6
计算样品溶液中铟的含量(mg·L-1)。
1.标准加入法，需扣除空白值
　　ix=49.1-8.7=40.4mA,Δi=64.6-49.1=15.5mA
依题意，有　
　　则cx=2.608×10-4mol·L-1 即cx=2.606×10-4×114.8×103=29.9mg·L-1
2.将3.000g锡矿试样,经溶样化学处理后配制成250mL溶液,吸取25.0mL试样进行极谱分析,其极限扩散电流为24.9μA,然后在电解池中再加入5.0mL6.0×10-3mol/L的标准锡溶液,测得混合溶液的极限扩散电流为28.3μA,计算试样中锡的质量分数.
2.解：根据标准加入法计算式
csVshx
cx =─────────
H(Vx+Vs) -hVx
已知:Cs =6.0×10-3mol/L; Vs=5.0mL
H =28.3mA hx=24.9mA Vx=25.0mL
6.0×10-3×5×24.9
cx =─────────── =3.30×10-3mol/L
28.3×30 -24.9×25
w(Sn) =3.3×10-3(250/1000)×118.69/3.00=0.0326

库仑分析法
一、填空题
1. 在测定S2O32-浓度的库仑滴定中, 滴定剂是I2 ，实验中将阴极 极在套管中保护起来, 其原因是 防止试液酸度改变 , 在套管中应加足 KI溶液, 其作用是起导电作用.
2. 用于库仑滴定指示终点的方法有 化学指示剂法、电位法、光度法、永停终点法。其中,永停终点法 的灵敏度最高。
3. 在库仑分析中, 为了达到电流的效率为100%, 在恒电位方法中采用 恒定电位 ，在恒电流方法中采用 加入辅助电解质 。
4. 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 氢气析出 , 为阳极时, 则应防止 氧气产生 。
6. 库仑分析也是电解, 但它与普通电解不同, 测量的是电解过程中消耗的电量 ,因此, 它要求 100％的电流效率 为先决条件。
7. 法拉第电解定律是库仑分析法的理论基础，它表明物质在电极上析出的质量与通过电解池的电量之间的关系，其数学表达式为m = (M/nF) ×it 。
8. 恒电流库仑分析, 滴定剂由 电极反应产生 ，与被测物质发生反应, 终点 由化学指示剂或电化学方法 来确定, 故它又称为 库仑滴定法 。
二、选择题
1.由库仑法生成的 Br2来滴定Tl+， Tl++ Br2─→ Tl+ 2Br- 到达终点时测得电流为 10.00mA，时间为 102.0s，溶液中生成的铊的质量是多少克? [Ar (Tl) = 204.4] (B)
A 7.203×10-4 B 1.080×10-3 C 2.160×10-3 D 1.808
2. 库仑滴定中加入大量无关电解质的作用是 (D )
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%
3. 库仑分析的理论基础是 (B)
A电解方程式 B 法拉第定律 C 能斯特方程式
4. 库仑滴定法的“原始基准”是 （D ）
A 标准溶液 B 基准物质 C 电量 D 法拉第常数
5. 控制电位库仑分析的先决条件是 (A )
A 100％电流效率 B 100％滴定效率
C 控制电极电位 D 控制电流密度
6. 微库仑滴定分析时，加入大量去极剂是为了 (B)
A 增加溶液导电性 B 抑制副反应，提高电流效率
C 控制反应速度 D 促进电极反应
7.在恒电流库仑滴定中采用大于 45V 的高压直流电源是为了 (C)
A 克服过电位 B 保证 100% 的电流效率
C 保持电流恒定 D 保持工作电极电位恒定
8. 微库仑分析与库仑滴定相比，前者主要特点是 （C ）
A 也是利用电生滴定剂来滴定被测物质
B 也是利用电生滴定剂来滴定被测物质，而且在恒流情况下工作
C 也是利用电生滴定剂来滴定被测物质，不同之处是电流不是恒定的
D 也是利用电生滴定剂来滴定被测物质，具有一对工作电极和一对指示电极
9. 在库仑分析中，为了提高测定的选择性，一般都是采用 (C)
A 大的工作电极 B 大的电流
C 控制电位 D 控制时间
10. 库仑分析与一般滴定分析相比 （D）
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，不稳定试剂可以就地产生
四、计算题
1. 用控制电位库仑法测定溴离子，在 100mL 酸性试液中进行电解，Br-在铂阳极上氧化为 Br2。当电解电流降低至最低值时，测得所消耗的电量为 105.5Ｃ，试计算试液中 Br-的浓度。

1. 2Br- = Br2 + 2e-
则析出B的浓度：
Q×V×10-3
cBr-= ────
F×n
Q×100×10-3
cBr-= ──── = 1.09×10-2 mol/L
F×1
2. 一个0.1 mo1·L-1 CuSO4溶液，其中H2SO4的浓度为1 mol·L-1，用两个铂电极进行电解，氧在铂上析出的超电位为0.40 V，氢在铜上析出的超电位为0.60 V。
（1）外加电压达到何值Cu才开始在阴极析出。
（2）若外加电压刚好等于氢析出的分解电压，当电解完毕时留在溶液中未析出的铜的浓度是多少？
2. (1)V
V
E外=Ea +ηa–Ec=1.22+0.40-0.307=1.313V
(2)
即Ec= –0.60V

　　　 [Cu2+]=1.73×10-32mol·L-1
11