儀器分析考研輔導(dǎo)6(電解與庫侖分析)

1、電解與庫侖分析法電解與庫侖分析法1.在室溫為在室溫為 18，101325Pa 條件下，以控制電位庫侖法測定條件下，以控制電位庫侖法測定一含銅試液中的銅，用汞陽極作工作電極一含銅試液中的銅，用汞陽極作工作電極 ，待電解結(jié)束后，待電解結(jié)束后，串接在線路中的氫氧庫侖計中產(chǎn)生了串接在線路中的氫氧庫侖計中產(chǎn)生了 14.5mL 混合氣體，混合氣體，問該試液中含有多少銅（以毫克表示）？問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在標準狀況下，氫氧庫侖計：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，硝基苯在汞陰極上發(fā)生如下反應(yīng)：時，硝基苯在汞陰極上發(fā)生如下反應(yīng)： C6H5NO2 + 4H+ 4e- C6H5NHOH + H2O把把 210mg 含有硝基苯的有機試樣溶解在含有硝基苯的有機試樣溶解在 100mL 甲醇中，電解甲醇中，電解 30min 后反應(yīng)完成。從電子庫侖計上測得電量為后反應(yīng)完成。從電子庫侖計上測得電量為 26.7C，計算，計算試樣中硝基苯的質(zhì)量分數(shù)為多少？試樣中硝基苯的質(zhì)量分數(shù)為多少？解 (1) 求出含硝基苯的有機試樣中硝基苯的量 m = QM/nF = 26.7

3、123.0/496487 = 8.52110-3 g (2) W(C6H5NO2) =( 8.521/210 ) = 0.04053.用庫侖滴定法測定用庫侖滴定法測定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) 滴定的化學反應(yīng)是什么滴定的化學反應(yīng)是什么? (3) 采用什么措施使電流效率達采用什么措施使電流效率達100? (4) 用電位法指示終點用電位法指示終點, 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才達到終點才達到終點, 計算計算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, 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. 試述庫侖滴定的基本原理。試述庫侖滴定的基本原理。解：解： 庫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。在電解過程中，于試液中加入某種特定物質(zhì)，以一析方法。在電解過程中，于試液中加入某種特定物質(zhì)，以一定強度的恒定電流進行電解，使之在工作電極上（陽極或陰定強度的恒定電流進行電解，使之在工作電極上（陽極或陰極）電解產(chǎn)生一種試劑，此試劑與被測物質(zhì)發(fā)生定量反應(yīng)，極）電解產(chǎn)生一種試劑，此試劑與被測物質(zhì)發(fā)生定量反應(yīng)，當被測物質(zhì)反應(yīng)完全后，用適當?shù)姆椒ㄖ甘窘K點并立即停止當被測物質(zhì)反應(yīng)完全后，用適當?shù)?/p>

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

7、中,1mA.s相當于下列物質(zhì)多少克相當于下列物質(zhì)多少克? (1)OH-, (2) Sb(III到到V價價), (3) Cu(II到到0價價), (4)As2O3(III到到V價價).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,浸入兩個鉑片電極浸入兩個鉑片電極,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).這時在兩鉑片電極上各發(fā)生什么反應(yīng)這時在兩鉑片電極上各發(fā)生什么反應(yīng)?寫出反應(yīng)式寫出反應(yīng)式.若若通過電解池的電流強度為通過電解池的電流強度為24.75mA,通過電流時間為通過電流時間為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 陽極陽極: 4OH- - 4e = 2H2O + O2故故: m = it MCu/(2 96487) = 2.322mg8.以適當方法將以適當方法將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,在鉑陽極上定量地氧化為在鉑陽極上定量地氧化為Fe3+,完成次完成次氧化反應(yīng)所需的電量以碘庫侖計測定氧化反應(yīng)所需的電量以碘庫侖計測定,此時析出的游離碘以此時析出的游離碘以0.0197 mol.L-1Na2S2O3標準溶液滴定時消耗標準溶液滴定時消耗26.30mL. 計算試計算試樣中樣中Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)的質(zhì)量分數(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，電解過程中應(yīng)注意哪些問題？欲獲得理想的產(chǎn)物，電解過程中應(yīng)注意哪些問題？ 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