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第十一章思考题与习题参考答案
一、选择题
1.在电位分析中,指示电极的电极电位与待测离子浓度的关系( ) A. 成正比 B. 符合能斯特方程 C. 符合扩散电流公式 D. 与浓度的对数成反比 解:选B。电极电位随溶液中待测离子(i)活度(或浓度)而变化的指示电极插入试液中,其电极电势与活度α的关系服从能斯特方程:
θ
RT
lnai nF
2.pH玻璃电极在使用前一定要在蒸馏水中浸泡24小时,其目的是为了( ) A. 清洗电极 B. 校正电极 C. 活化电极 D. 检查电极好坏 解:选C。pH玻璃电极使用前要浸泡24 h以上。因为玻璃膜对H+没有响应,浸泡后形成水化层且稳定需要一定的时间,另外可以使不对称电位降低并稳定,否则会造成测量误差。
3.离子选择性电极的内参比电极常用( )
A. pH玻璃电极 B.甘汞电极 C. Ag-AgCl电极 D. KCl电极 解:选C。一般离子选择性电极的内参比电极为Ag-AgCl电极。pH玻璃电极为指示电极,甘汞电极作为参比电极,而KCl电极并不常见。 4.比较不同电解质的导电能力时,最好采用
A. 电导 B. 电导率 C. 摩尔电导率 D. 无限稀释摩尔电导率 解:选C。电解质溶液的电导不仅与温度、离子淌度有关,还与电解质的正、负离子所带的电荷和电解质的含量有关。因此电解质溶液与金属导体不同,用电导率作为直接衡量溶液的导电能力的标准不太理想。为了比较电解质的导电能力,引入“摩尔电导率”的概念。摩尔电导率是指两个相距1 cm的平行电极间放置含有1mol电解质溶液时的导电能力。 二、填空题
1.电化学分析法是以测量 电池电动势(或电极电位)及其变化 为基础的分析方法。
2.用离子选择性电极的标准加入法测定离子浓度时,标准溶液加入的体积一般要求Vx ≥100 Vs;
浓度一般要求cs ≥100 cx; 目的是 保持溶液的离子强度无明显变化 。 3.溶液的导电能力与溶液中的 离子总数 、 离子所带电荷 和 离子迁移速率 有关。 三、简答题
1.电位法的主要误差来源有哪些?应如何消除和避免?
解:电位法的主要误差来源于待测试液与标准溶液的总离子强度的差异(引起活度系数不同)及试液中其他共存离子的基体效应所产生的干扰。为了消除和避免前者的影响,可采用加入离子强度缓冲液(TISAB)调节,使标准溶液和待测试液的离子强度一致,两者的活度系数基本相同;另外,采用标准加入法定量,可以克服基体效应的影响。 四、计算题
1.在25℃时用标准加入法测定铜离子浓度,于100mL铜盐溶液中添加1 mL的0.1 mol•L-1的Cu(NO3)2溶液后,电动势增加4 mV,求原试样中铜的总浓度。 解:
E
csVs0.1141032/0.0591
cx(10S1)1(101)1molL1
Vx100
2.4103molL1
2.下面是用0.1250 mol∙L-1 NaOH滴定50.00 mL某一弱酸溶液的数据: V/mL 0.00 4.00 8.00 20.00 36.00 39.20
pH 2.40 2.86 3.21 3.81 4.76 5.50
V/mL 39.92 40.00 40.08 40.80 41.60
pH 6.51 8.25 10.00 11.00 211.24
(1)用二阶微商法计算滴定终点体积。 (2)计算试样中弱酸的浓度。 (3) 计算该弱酸的解离常数 解:
(1)终点体积在40.00~40.08 mL之间(△2pH/△V2=0处),列表计算如下:
加入NaOH的体积V(mL) 39.92 40.00 40.08 40.80
根据内插法的公式则有:
40.08mL40.00mLV终40.00mL
51.2251.62501.625
pH 6.51 8.25 10.00 11.00
△pH/△V
△2pH/△V2
21.75 21.88 1.39
1.625 -51.225
V终 =40.00 mL
(2)c(NaOH)×V终 = c(HA)×V(HA)
0.1250 mol·L-1×40.0mL = c(HA)×50.00 mL
c(HA)=0.1000 mol·L-1 (3)c(H)(Kc)
10
(K0.1000) Kaθ1.6104
2.4
θa
12
θa
12
3.在25℃时,电导电极的面积为1.25 cm2,电极间的距离是1.50 cm,插入0.01 mol∙L-1某溶液后测得的电阻为1092 Ω,求(1)电导池常数;(2)该溶液的电导率和摩尔电导率。 解:(1)
(2)G
l1.5cm1.2cm1 2A1.25cm
1R1.2
Scm11.1103Scm1
R1092
1.1103Scm1221
m1.110Scmmol
cB0.01molL1
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