6.库仑

3391

用控制电位电解法分离0.005mol/LCu和0.50mol/LAg, 计算当阴极电位达到Cu开始还原时Ag的浓度为多少? 3392

从含有0.005mol/LCu和0.05mol/LAg溶液中分离Ag, 若除去99.9%的银需要多少时间? 假定: ??=2.0×10cm, D=3×10cm/s, V=200mL, A=150cm 3393

将9.14mg纯苦味酸试样溶解在0.1mol/L盐酸中, 用控制电位库仑法(-0.65V, vs SCE)测定, 通过电量为65.7Ｃ, 计算此还原反应中电子数n, 并写出电池半反应. (苦味酸摩尔质量=229g/mol) 3581

用库仑滴定法测定防蚁制品中砷的含量。称取试样6.39g，溶解后用肼将As（Ⅴ）还 原为As(Ⅲ）。在弱碱介质中由电解产生的?2来滴定As（Ⅲ）： 2? HAsO3+?2+2HCO3 [Mr(As2O3)=197.8] 3583

用库仑滴定法测定水中钙的含量。在50.0mL氨性试液中加入过量的HgNH3Y，使其电解产生的Y来滴定Ca，若电流强度为0.018A，则需要3.50min到达终点，计算 每毫升水中CaCO3的毫克数为多少？写出其电极反应方程。 3584

若用电解法从组成为1.0×10mol/LAg，2.0mol/LCu的溶液中使Ag完全析出而与Cu完全分离，铂阴极的电位应控制在什么数值 ？

（vs SCE，不考虑超电位。已知E?Ag3585

用控制电位库仑分析法测定20.0mL含Ag试液，若使 用的电极面积为15.0cm，扩散层厚度为2.00×10cm，Ag在该溶液中的扩散系数为4.20×10cm/s。

试问电解完成99.9％所需时间为多少？ 3587

库仑滴定法常用来测定油样中的溴价（100克油样与溴反应所消耗的溴的克数），现称取1.00g的食用油，溶解在氯仿中，使其体积为100mL，准确移取1.00mL于含有CuBr2电解液的库仑池中，通入强度为50.00mA的电流30.0s，数分钟后反应完全。过量Br2用电生的Cu（Ⅰ）测定，使用强度为50.00mA的电流。经12.0 s到达终点。试计算该油的溴价为多少？（溴的相对原子质量为79.90） 3588

化学需氧量（COD）是指在一定条件下，1L水中可被氧化的物质，氧化时所需氧气的质量。现取水样100mL，在10.2mol/L硫酸介质中，以K2Cr2O7为氧化剂，回流消化15min 通过Pt阴极电极产生亚铁离子与剩下的K2Cr2O7作用，电流50.00mA，20.0s后达到终点。Fe标定电解池中的K2Cr2O7时用了1.00min 求水样的COD量。 3589

为测定防蚁制品中砷的含量，称取试样3.00g，溶解后用肼将As（Ⅴ）还原为As(Ⅲ)。在弱碱介质中由电解产生的I2来滴定As（Ⅲ），电流强度为50.00mA，经过15min6s达到终点，计算试样中As2O3的质量分数。(As2O3的相对分子质量为197.8) 3590

沉积在10.0cm试片表面的铬用酸溶解后，用过硫酸铵氧化至＋6价态： 2S2O8+2Cr+7H2O

2-3+2

2＋

－5

2

＋

2

－3

＋

＋

，Ag

－2

＋

2＋

＋

2＋

2－

4－

2＋

2-—

—-3

-5

2

2

2+

+

+

2+

+

2+

+

?2+2e

HAsO4 +2?+2CO2+H2O

2-—

电流强度为95.4mA，经过14min2s达到终点，计算试样中As2O3的质量分数。

＝0.799V，E?Cu2＋，Cu=0.337V）

Cr2O7+14H +6SO4

2＋

2-+2-

煮沸，除去过量的过硫酸盐，冷却，然后用50mL 0.10mol/L Cu发生的Cu（Ⅰ）进行库仑滴定，计算当滴定用32.5mA电流，通过7min33s到达终点时，每平方厘米试片上所沉积的铬的质量（Cr的相对原子质量为52.00）。 3591

将某轻烃气流20.00L流过库仑池， 其中氧消耗的电量为3.31mC，试计算试样中O2的含量（以mg/L表示）。

6

回答

4082 欲获得理想的产物，电解过程中应注意哪些问题？ 4083

要保证库仑分析法电流效率达 100%，应注意哪些问题？ 4092

快速库仑滴定微量碳的方法是将碳燃烧成 CO2，用 Ba(ClO4)2 水溶液吸收，发生下面的化学反应：Ba(ClO4)2+ CO2→ BaCO3↓ + 2HClO4，继而用库仑滴定法滴生成的 H。就此回答：

(1) 在哪个电极上产生滴定剂？电极反应是什么？滴定的化学反应是什么？ (2) 拟用电位法指示终点，可用的指示电极、参比电极各是什么？ (3) 绘出本法库仑滴定部分的装置原理图。 4097

应用库仑分析法进行定量分析的关键问题是什么？ 4681

库仑滴定法和普通的容量滴定法的主要区别是什么？ 4683

汞阴极电解与通常的铂电极电解相比具有什么特点？ 4684

库仑分析要求100％的电流效率，请问在恒电位和恒电流两种方法中采用的措施是否相同，是如何进行的？ 4685

库仑分析，极谱分析都是在进行物质的电解，请问它们有什么不同，在实验操作上各自采用了什么措施？ 4686

库仑滴定和极谱分析都需加入某一量较大的电解质，请问它们的作用是否相同，为什么？

+

7

第六章：库仑分析法

选择题 1127

用 2.00A 的电流，电解 CuSO4的酸性溶液，计算沉积 400mg 铜，需要多少秒 ?

Ar(Cu) = 63.54 ( )

(1) 22.4 (2) 59.0 (3) 304 (4) 607 1129 ( )

(1) 60.0 (2) 46.7 (3) 39.8 (4) 19.8 1130 ( )

(1) 55.85 (2) 29.93 (3) 18.62 (4) 133.3 1144

用两片铂片作电极，电解含有 H2SO4的 CuSO4溶液，在阳极上发生的反应是( )

(1) OH 失去电子 (2) Cu 得到电子 (3) SO4 失去电子 (4) H 得到电子 1149

库仑滴定中加入大量无关电解质的作用是 ( )

(1) 降低迁移速度 (2) 增大迁移电流 (3) 增大电流效率 (4) 保证电流效率 100% 1155

微库仑滴定分析时，加入大量去极剂是为了 ( ) (1) 增加溶液导电性 (2) 抑制副反应，提高电流效率 (3) 控制反应速度 (4) 促进电极反应 1165

在恒电流库仑滴定中采用大于 45V 的高压直流电源是为了 ( ) (1) 克服过电位 (2) 保证 100% 的电流效率 (3) 保持电流恒定 (4) 保持工作电极电位恒定 1167

在控制电位电解过程中，为了保持工作电极电位恒定，必须保持 ( )

(1) 不断改变外加电压 (2) 外加电压不变 (3) 辅助电极电位不变 (4) 电解电流恒定 1205

在库仑分析中，为了提高测定的选择性，一般都是采用 ( ) (1) 大的工作电极 (2) 大的电流 (3) 控制电位 (4) 控制时间 1548

库仑分析的理论基础是 ( ) (1)电解方程式 (2)法拉第定律 (3)能斯特方程式 (4)菲克定律 1549

以镍电极为阴极电解NiSO4溶液, 阴极产物是 ( ) (1)H2 (2)O2 (3)H2O (4)Ni 1550

控制电位库仑分析的先决条件是 ( ) (1)100％电流效率 (2)100％滴定效率 (3)控制电极电位 (4)控制电流密度 1608 控制电位库仑分析的先决条件是____________________________________. 1609 库仑分析的理论基础是_______________________________________. 1610 以镍电极为阴极, 电解NiSO4溶液, 阴极产物是________________________.

1

-2+

2-+

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 [Ar(Cu) = 63.54]

用 96484 C 电量，可使 Fe2(SO4)3溶液中沉积出铁的质量是多少克 ?[Ar (Fe) = 55.85, Ar (S) = 32.06, Ar (O)= 16.00]

1915

控制电位电解分析法常用的工作电极

(1) 碳电极 (2) 饱和甘汞电极 (3) Pt网电极和汞阴极 (4) Pt丝电极和滴汞电极 1916

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（ ） （1）更负 （2）两者相等 （3〕无规律 （4）更正

1917 电解时，由于超电位存在，要使阳离子在阴极上析出，其阴极电位要比可逆电极电位（ ） (1) 更正 (2) 更负 (3) 两者相等 (4) 无规律 1918 在控制电位电解法中，被测物电解沉积的分数与 （ ）

（1）电极面积A，试液体积V，搅拌速度v，被测物质扩散系数D和电解时间t有关 （2）A，V，?，D，t有关，还有被测物初始浓度c0有关 （3）与A，V，?，D，t有关，而与c0无关 （4）与A，V，?，D，t及c0无关 1932

库仑分析与一般滴定分析相比 （ ）

（1）需要标准物进行滴定剂的校准 （2）很难使用不稳定的滴定剂 （3）测量精度相近 （4）不需要制备标准溶液，不稳定试剂可以就地产生 1934

实际分解电压，包括

（1）反电动势（2）超电压 （3）反电动势加超电压 （4）反电动势、超电压和IR降 1935

电解分析的理论基础是 （ ） （1）电解方程式 （2）法拉第电解定律

（3）Fick扩散定律 （4）（1）、(2)、（3）都是其基础 1936

确定电极为阳极，阴极的依据是 1937

确定电极为正负极的依据是 1938

库仑滴定不宜用于 （ ）

（1）常量分析 （2）半微量分析 （3）微量分析 （4）痕量分析 1939

库仑滴定法的“原始基准”是 （ ）

（1）标准溶液 （2）基准物质 （3）电量 （4）法拉第常数 1940

高沸点有机溶剂中微量水分的测定，最适采用的方法是 （ ）

（1）（直接）电位法 （2）电位滴定法 （3）电导分析法 （4）库仑分析法 1941

某有机物加热分解产生极不稳定的Cl2，Br2等物质，最宜采用测定其量的方法是 （ ） （1）（直接）电位法 （2）电位滴定法 （3）微库仑分析 （4）电导分析法

填空题

2034

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 _____________ 。

2

（ ）

（1）电极电位的高低 （2）电极反应的性质 （3）电极材料的性质 （4）电极极化的程度

（ ）

（1）电极电位的高低 （2）电极反应的性质 （3）电极材料的性质 （4）电极极化的程度

2042

随着电解的进行，阴极电位将不断变 ________ ，阳极电位将不断变 _______ ，要使电流保持恒定 值，必须 _________ 外加电压。 2065

库仑分析的先决条件是 ___________ 。电解 H2SO4 或 NaOH 溶液时，电解产物在阴极上为 _________ ，在阳极上为 ________ 。 2077

在控制电位电解分析过程中,电流随时间 ___________ 。 2084

在以铂为阴极电解镉时,铂表面新生的镉可使氢在该电极上的 ____________ 改变。 2258

能够引起电解质电解的最低外加电压称为 _____________ 电压. 2851

库仑分析法可以分为_____________________法和____________________法两种。库仑分析的先决条件是_________________,

它的理论依据为__________________。 2853

用于库仑滴定指示终点的方法有______________, ____________,_______________, ______________。其中, ____________方法的灵敏度最高。

2854 控制阴极电位电解的电流--时间曲线按_____________衰减, 电解完成时电流_______________。 2855

电解某物质的外加电压通常包括_____________, _______________和________。 2856

库仑分析的先决条件是____________________, 若阳极或阴极有干扰物质产生时, 可采用_____________________________或_________________________方法。 2857

控制电位电解时, 电解电流与电解时间的关系为_________________, 其中, 各符号的含义为__________________________________________________________。 2871

电极的极化现象发生在有__________通过电极时, 根据产生的原因不同, 它可以分为 ______________和______________。 2873 在恒电流电解分析时, 为了防止干扰, 需加入去极剂, 以________________________。在恒电流库仑分析中, 需加入辅助电解质, 除具有相同的目的外, 它_____________。 2874

分解电压是指_____________________________________________________的外加 电压。理论上它是电池的__________, 实际上还需加上____________和________。 2875

电解所需的外加电压是用来克服电池的___________, 该电池的__________和电解质溶液的_____________。 2876

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______________。 2877

氢氧气体库仑计, 使用时应与控制电位的电解池装置_____联, 通过测量水被电解后产生的___________________的体积, 可求得电解过程中_____________________。 2880

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_______________在恒电流方法中采用________________。 2881

库仑滴定类似容量滴定, 它的滴定剂是_______________的, 它不需要用_________标定, 只要求测准__________________的

量。

3

2883 控制工作电极电位； 加入去极剂。

2885 质量； 电子； 还原为纯金属； 氧化为氧化物。 2886

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_________________因此, 它要求

____________________为先决条件。 2887

极化是电化学中常见的现象, 在电解分析中需___________极化, 为此采用__________ 和_________________等措施。 2888

恒电流电解的优点是_____________________, 缺点是__________________, 为此常加入_______________来改善。 2889

电解分析中表示电压与电流的关系式是__________________, 它被称为_________。 2890

恒电流库仑分析, 滴定剂由_______________________, 与被测物质发生反应, 终点由__________________来确定, 故它又称为______________________________。 2891

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________________________。

计算

3002

用控制电位库仑分析法测定 CCl4 和 CHCl3 的含量。在 -1.0V (vs.SCE) 电位下，在汞阴极上，在甲醇溶液中和四氯化碳还原成氯仿：

2CCl4 + 2H+ 2e + 2Hg(l) ＝ 2CHCl3 + Hg2Cl2(s) 在 -1.80V，氯仿可还原成甲烷：

2CHCl3 + 6H+ 6e + 6Hg(l) ＝ 2CH4 + 3Hg2Cl2(s)

将 0.750g 含 CCl4、CHCl3 及惰性杂质的试样溶解在甲醇中，在 -1.0V 下电解，直至电流趋近与零，从库仑计上测得的电量数为 11.63C。然后在 -1.80V 继续电解，完成电解需要的电量为 44.24C，试计算试样中 CCl4和 CHCl3的质量分数。 3006

欲测水中钙的含量，于一预先加有过量 Hg(NH3) Y 和少量铬黑 T（作指示剂）的 50mL 氨性试样中，用汞阴极经 0.018 A 的恒电流电解 3.5 min 到达终点（以 Pt 片为阳极）。 (1) 写出工作电极和辅助电极上发生的电极反应 (2) 计算每毫升水样中含 CaCO3多少毫克 (3) 辅助电极要不要隔离？为什么？ 3007

含锌试样 1.000g 溶解后转化成氨性溶液并在汞阴极上电解。电解完毕时在串联的氢－氧库仑计上量得氢和氧混合气体 31.3 mL（已校正水蒸气压），测定时的温度是 21℃，压力是 103060.2Pa 。问试样中含锌的质量分数？[已知 Ar(Zn) = 65.38。] 3013

有一含 Zn、Cd 各 0.30mol/L 的溶液，欲电解分离其中之 Cd（浓度降到3? 10 mol/L）

问： (1) 阴极电位应控制在什么范围？(vs SCE)

(2) 在所控制的电位下电解，得到如下一组电流－时间数据： i/A 3.2 0.84 0.20 t/min 0.50 3.03 5.75

试求 Cd 浓度降到 10 mol/L 时，需电解多长时间？[已知 E?(Zn/Zn) = -0.763V，

2+

-6

2+

2+

2+

2+

-6

2+

+

-+

-

E ?(Cd2+/Cd) = -0.403V，E ?SCE = 0.242V .]

3019

在 100mL 溶液中，以电解法测定 Br浓度时，当电解结束后 Ag 阳极增加1.598g， 问：

4

-

(1) 溴离子在原始溶液中的摩尔浓度是多少？

(2) 如果 AgBr 的溶度积 Ksp = 4×10，那么在电解开始时 Ag 电极的电位是多少？ [已知：E?(Ag/Ag) = 0.7995V，Ar(Ag)＝107.9，Ar(Br)＝79.9]

+

-13

3024

在 -0.96V(vs SCE) 时，硝基苯在汞阴极上发生如下反应： C6H5NO2 + 4H+ 4e ＝ C6H5NHOH + H2O

把 210mg 含有硝基苯的有机试样溶解在 100mL 甲醇中，电解 30min 后反应完成。从电子 库仑计上测得电量为 26.7C，计算试样中硝基苯的质量分数为多少？ 3026

在给定的电解条件下，在阴极淀积了 0.500g 银，同时在阳极放出 O2。试计算溶液中加入的 H量(以毫摩尔表示)。[Ar(Ag)＝107.9] 3028

电解分析过程中，卤素离子将在银阳极上发生如下反应而沉积出来： Ag + X ＝ AgX + e,

能否通过电解将浓度为 0.05mol/L 的 Br和 Cl分开（以 10 mol/L 作为定量除尽其中一种离子的判断根据）？如能分离，应控制阳极电位在什么范围 (vs SCE)？

(已知： Ksp(AgCl) = 1.8×10,Ksp(AgBr) = 5.0×10 ，E?(Ag/Ag) = 0.779V)

-10

-13

+

---6

--+

+

-

3032

在室温为 18℃，101325Pa 条件下，以控制电位库仑法测定一含铜试液中的铜，用汞阳极作工作电极 ，待电解结束后，串接在线路中的氢氧库仑计中产生了 14.5mL 混合气体， 问该试液中含有多少铜（以毫克表示）？[Ar(Cu)= 63.55] 3053

用库仑滴定法测定某有机一元酸的摩尔质量，溶解 0.0231g纯净试样于乙醇与水的混合溶剂中, 以电解产生的 OH进行滴定，用酚酞作指示剂，通过 0.0427A 的恒定电流，经6min42s到达终点，试计算此有机酸的摩尔质量。 3054

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。 3055

用镀铜的铂网电极作阴极，电解 0.01mol/L Zn?溶液，试计算金属锌析出的最低pH 值。 ?E?(Zn/Zn) = -0.763V，?? (H2)(在铜上)＝ -0.4V

2+

---

3056

试计算电解 pH = 1.0 的硫酸溶液时的氧的析出电位。 ??E? (O2/OH) = +0.41V，??(O2) = +0.40V

-

3062

电解硫酸镍溶液，析出 0.118g 镍需要电量多少库仑？ [Ar(Ni) = 59] 3129

在 100mL 含亚砷酸盐的碳酸氢钠缓冲溶液中，用电解碘化物产生的碘进行库仑滴定，通过电解池的恒定电流为 1.50mA，经 4min 27s 到达滴定终点。计算试液中亚砷酸盐的浓度并写出滴定反应式。 3322

用控制电位电解法分离 0.005 mol／L Cu和 0.50 mol／L Ag, 计算当阴极电位达到Cu开始还原时Ag的浓度为多少? 3326

用0.20A电流通过电解池, 电解硝酸铜酸性溶液,通电时间为12min,在阴极上析出0.035g铜, 阳极上产生8.30mL氧(在标准状态下), 求阴极上析出铜和阳极上放出氧的电流效率? 3390

一种溶液含有0.20mol/LCu和0.10mol/LH于两个铂电极组成的电解池中进行电解. (1) 假定氢超电位忽略不计, 问当氢开始在阴极析出时, Cu浓度是多少? (2) 假定氢超电位为0.50V, 当氢开始在阴极析出时, Cu浓度是多少?

5

2+

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