第二单元 电分析练习题 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/4/27 19:23:06星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

E ?(IO3-/I-) = +1.08V (vs SHE)

11. 用极谱法测定某氯化钙溶液中的微量铅,取试液 5mL,加 0.1% 明胶 5mL,用水稀释至 50mL,倒出部分溶液于电解池中,通氮气 10min,然后在 -0.2-0.6V 间记录谱图,得波高 50 分度,另取 5mL 试液,加标准铅溶液 (0.50mg/mL) 1.00mL,然后照上述分析步骤同样处理,得波高 80 分度。试计算试样中 Pb2+的质量浓度(以 g/L计)。

12. 在 3mol/L 盐酸介质中,Pb2+和 In3+还原成金属生成汞齐产生极谱波,它们的扩散系数相同,半波电位分别为 -0.46 和 -0.66V,当1.00×10-3mol/L 的 Pb2+与未知浓度的 In3+共存时,测得它们的极谱波高分别为 30 与 45mm,试计算 In3+的浓度( mol/L)

13. 下图是一个由运算放大器组成的装置,用在极谱分析中。请指出运算放大器 A、B、C 在电路中的作用,e3、e4表示极谱池的什么量的变化,并写出它们的表达式。

14. 称取一含有 10.00% CdCl2的试样溶解,转移到 100mL 容量瓶中稀释至刻度,取该溶液10.0mL 记录得直流极谱图。问极限扩散电流不超过 20μA 时,允许取试样量最大为多少克?[Ar(Cd) = 183.32,镉的扩散电流常数为 3.50,毛细管的m2/3 t1/6为 1.20]

15. 有人用下列方法测定一种离子交换树脂的交换能力。由 10mL 未知浓度的 Cu(II)溶液得到极谱峰高为 63?A,再在此溶液中加入 1.0mL 浓度为1.00×10-3mol/L 的标准 Cu(II) 溶液所得极谱峰高为 67.2?A。称取 2.50g 树脂,加入上述 Cu(II) 未知液进行交换,取经树脂后所得的分离液 10mL,测得其极谱峰高为 6.3?A,然后在此溶液中加入 1.0mL 浓度为1.00×10-3mol/L 的标准 Cu(II) 溶液,测得峰高为 34.6?A,计算每克树脂对 Cu(II) 的交换能力。[Ar(Cu) = 63.55]

16. 称取0.2000g含镉试样, 用酸溶解后配制25.00mL溶液, 吸取试样溶液5.00mL于电解池中,加入10.0mL支持电解质, 作极谱测定得波高42.5mm, 在相同实验条件下制得校正曲线的斜率为0.145mm/μg, 计算试样中镉的质量分数。

17. 25℃时氧在水溶液中的扩散系数为2.65×10-5cm2/s, 使用一个m2/3 t1/6=1.85mg2/3 s-1/2 的直流极谱仪测定天然水样, 第一个氧波的扩散电流为2.3μA, 请计算水中溶解氧的浓度。 18. 在金属离子M2+双电子还原为金属M 的极谱波平台处电位下, m与t分别等于1.46mg/s和4.29s。记录一组M2+标准溶液的极谱图, 并以平均扩散电流作为浓度的函数作图,曲线斜率为4.92μA/mmol, 计算M2+的扩散系数。

19. 茜素红与铟(Ⅲ)生成1:1的配合物, 在c(茜)=1×10-4mol/L, c(In)=5×10-5mol/L的溶液中, 测得直流极谱波的平均扩散电流为0.271μA, 并测得m=1.03mg/s, t=6.67s铟还原为铟汞齐, 请求配合物的扩散系数是多少?

20. 在稀的水溶液中氧的扩散系数为2.6×10-5cm2/s, 在0.01mol/L KNO3 溶液中氧的浓度

为2.5×10-4mol/L, 在=-1.50V(vs SCE)处所得扩散电流为5.8μA, m及t分别为1.85mg/4.09s, 问在此条件下氧化还原成什么状态?

21. 用极谱法测定某金属离子的扩散电流, 当滴汞的滴落时间为4s时, 汞柱高度为30cm,平均扩散电流值为6.20μA。

(1)若保持汞柱高度不变, 用电控机械敲击毛细管, 滴落时间缩短为3s,问这时扩散电流是多少?(2)若改为提高汞柱高度到40cm, 不用电控敲击, 问这时电流又是多少?

22. 现测得直流极谱波的平均扩散电流为0.271μA, 并测得m=1.03mg/s, t=6.67s。从文献知茜素红与铟(Ⅲ)生成1:1的配合物,c(茜)=1×10-4mol/L,c(In)=5×10-5mol/L,查得茜素红的扩散系数D=4×10-6cm2/s ,请问这里的铟还原到什么状态?

23. 常规脉冲极谱能很好地克服充电电流的影响,充电电流的衰减以exp(-t/RC)的关系进行, 某实验溶液的电阻为1000Ω, 双电层电容C为20μF/cm2, 滴汞电极的面积为0.03cm2,在脉冲加入40ms后进行测量时, 请问此时的电流值为原来的多少?

24. 单扫描极谱测定某金属离子时,使用定时敲击器,当t=5s, ip=0.250?A, 请计算一下t=2、3、6s时的ip。 并求t=2、5s时的?ip/?t, 从中你能对单扫描极谱的操作设计得到什么结论, 为什么?

25. 单扫描极谱的扫描速度为0.2V/s, 滴汞电极的电容约为0.3μF, 请问此时的电容电流为多少? 相当于多少浓度的物质还原产生的电解电流? (z=2,D=8.0×10-6cm2/s,m=1.5mg/s,t=5s ) 26. 某金属离子在一定的底液中还原, 其D=8.0×10-6cm/s, 滴汞的m=1.5mg/s,t=5s,z=2,请问经典极谱与单扫描极谱法测定的电流比值是多少?

27. 称取9.44 g 锌试样, 经酸溶解后蒸干, 用1mol/L KCl溶液溶解并转移至250.0mL 容量瓶中, 用同浓度KCl稀释至刻度. 取此试样溶液25.0mL加入5.00mL含Cd2+为 9.68×10-3moL/L及KCl 1mol/L的溶液作极谱图, 测得Pb2+对Cd2+的波高之比为1.76. 已知1mol/LKCl中Pb2+对Cd2+的扩散电流常数比值为0.97, 求金属锌中铅的质量分数。

28. 某物质在滴汞电极上发生可逆的二电子还原反应, 在极谱波上电位为-0.612V处的平均扩散电流是1.50?A, 平均极限扩散电流为6.00?A. 求此物质的半波电位.

29. 已知镉对铅的扩散电流常数比为0.924.由镉、铅混合溶液作极谱测定,测得各自的波高分别为: Pb2+ 4.40?A, Cd2+ 6.20?A。已知镉离子浓度为1.4×10-3mol/L, 求铅离子浓度. 30. 在25℃时某电极反应的极谱波有以下数据: E(V,vs.SCE) -0.406 -0.415 -0.422 -0.431 lg[i/(id-i)] -0.37 -0.09 +0.17 +0.48 计算电子数z及判断电极反应的可逆性.

31. 在0.1mol/L NaOH及1.0mol/L NaOH溶液中Pb2+的半波电位分别为-0.681及-0.764V(vs SCE),已知铅-羟基配合物的电极反应是可逆的, 写出该化合物的化学式.

32. 用阳极溶出伏安法测定某含Pb2+,溶液.准确移取试液25.00mL(已加支持电解质,并除O2),以悬汞电极为工作电极,预电解2min,静止30s,然后溶出.若电流与时间关系为it=i010-kt,k为2.0×10-4s-1.求在悬汞电极上电解出的Pb的质量分数. 33. 用下列数据计算试样中铅的含量, 以mg/L表示

溶液 在-0.65V测得的电流 (1) 25.0mL0.40mol/L KNO3 稀至50mL 12.4?A (2) 25.0mL0.40mol/L KNO3 稀至50mL 58.9?A 10.0mL试样溶液

(3) 25.0mL0.40mol/L KNO3 稀至50mL 81.5?A 10.0mL试样溶液

5.0mL 1.7×10-3mol/LPb2+

34. 溶解0.2000g含镉试样, 测得其极谱波高为41.7mm, 在同等实验条件下测得含镉 150、350、500?g的标准溶液的极谱波高分别为19.3, 45.0, 64.3mm. 试计算试样 中镉的质量分数。 35. 若去极剂在滴汞电极上还原为可逆波。在汞柱高度为64.7cm时,测得扩散电流为 1.71?A。当汞柱高度为83.1cm时,扩散电流为多少?

36. 在1mol/LNaOH介质中,4.00×10-3mol/LTeO32在滴汞电极上还原产生一个可逆极谱 波。汞在毛细管中的流速为1.50mg/s,汞滴落下的时间为3.15s,测得其扩散电流为61.9?A。

--

若TeO32的扩散系数为0.75×105cm2/s,问在此条件下,碲被还原至何状态?

-+

37. 若1.21×103mol/L M在滴汞电极上还原,测得其扩散电流为6.72?A,汞滴滴落时 间为3.93s,汞的流速为1.37mg/s,计算该金属离子在试液中的扩散系数和扩散电流常数。

38. 在0.10mol/L NaClO4溶液中,Ni2的半波电位为-1.02V(vs·SCE)。在0.10mol/L NaClO4和0.100mol/L乙二胺(en)溶液中,半波电位为-1.46V 。试计算Ni(en)32+

的稳定常数。(假定金属离子和配位离子的扩散系数相等。)

-+

39. 在0.1mol/LKCl底液中,5.00×103mol/LCd2的扩散电流为50.0?A,若汞在毛细管中的

-+

流速为18滴 /min,10 滴汞重3.82×102g,求:(1)Cd2在KCl溶液中的扩散系数(2)

若使用另一根毛细管,汞滴的滴落时间t为3.00s,10滴汞重为4.20×102g, 计算其扩散电流的id值 。

--

40. 在0.5mol/LNaOH溶液中CrO42在滴汞电极上还原得一极谱波。当CrO42浓度为2.00

×103mol/L,m2/3t1/6为2.00mg2/3s-1/2,在-1.10V(vs SCE)时,测得扩 散电流为23.2?A,

在极谱波上-0.84V(vs SCE)处测得的电流为4.45?A。 若CrO42在该溶液中的扩散

系数为1.00×105cm2/s试求电极反应的电子得失数和半波电位(残余电流可忽略)。 41. 用直流极谱测定某试样中铅的含量。准确称取1.000g试样溶解后转移至50mL容量瓶 中,加入5mL 1mol/L KNO3溶液,数滴饱和Na2SO3溶液和3滴0.5%动物胶,稀释至刻度。然后移取10.00mL于电解池中,在-0.20~-1.0V间记录极谱波。测得扩散电流为9.20?A,

再加入1.00mg/mL Pb2标准溶液0.50mL,在同样条件下,测得扩散电流为22.8?A,试计算试样中铅的质量分数?扼要说明加入KNO3,NaSO3和动物胶的作用是什么?

-+

42. 在一底液中测得1.25×103mol/L Zn2的扩散电流为7.12?A,毛细管特性t=3.47s,

-+

m=1.42mg·s1。试计算Zn2在该试液中的扩散系数。

43. 金属离子Pb2在滴汞电极上的还原反应为: Pb2++2e-+HgPb(Hg) 为测定Pb2和X所形成的配离子的组成和稳定常数,制备了一系列含有

-+-

2.00×103mol/L Pb2,0.100mol/L KNO3和不同浓度的X混合液,测得的半波电位 数据如下:

c(X)/(mol/L) 0.000 0.0200 0.0600 0.101 0.300 0.500 E1/2/V -0.405 -0.473 -0.507 -0.516 -0.547 -0.558 试求该配离子的组成及稳定常数。(实验在25oC下进行,并假定Dc≈Ds)

44. 用极谱法测定未知铅溶液。取25.00mL的未知试液,测得扩散电流为1.86?A。然后在

同样实验条件下,加入2.12×103mol/L的铅标准溶液5.00mL,测得其混合液的扩散 电流为5.27?A。试计算未知铅溶液的浓度。

45. 某一金属离子的浓度为4.00×103mol/L,在滴汞电极上反应为:

M2++Hg+2e-M(Hg)

若该离子的扩散系数为8.00×106cm2/s,汞滴滴落时间为4.00s,汞的流速为 1.50mg/s,试计算扩散电流的大小。

46. 在pH为7.00的KH2PO4-K2HPO4缓冲溶液中,含有适量的醌和氢醌,它的极谱图为

可逆综合波,其阴极波的id为-9.83?A,阳极波的id为4.55?A。综合波的半波电位 E1/2为

+0.039V(vs SCE)。求在扩散电流为零处的滴汞电极电位。(在25oC下)

-+-

47. 对于含有1.00×104mol/L Cu2、0.1mol/L KNO3和不同浓度阴离子A3的一系列溶 液,得到下列极谱数据:

---

c(A3)/(mol/L) 0.00 1.00×103 1.20×102 E1/2/V +0.020 -0.382 -0.416

假定Cu2和其配合物的扩散系数相同,求(1)配合物的配位数,写出配离子的化学 式。(2)配合物的稳定常数。

48. 取某Cu2溶液5.0mL加入支持电解质后,稀释至25.0mL。在微分脉冲极谱图上测得峰

电流为9.8?A,另取5.0mL该未知浓度溶液加入等量支持电解质及1.00mL、1×105mol/L

++

的标准Cu2溶液后稀释至25.0mL,在相同测定条件下测得峰高为13.5?A 计算试液中Cu2的浓度。

49. 用标准加入法测Zn2浓度,分别取试液25.00mL加入二个50mL容量瓶中,各加入

-+

10mL0.1mol/L酒石酸作为支持电解质,在其中一份加入4.00×103mol/L标准Zn2溶液10.00mL,分别加水稀释至刻度,在极谱图上测得波高分别为29.4?A和 36.1?A,计算Zn2+

的质量分数。mg/mL表示,Zn的相对原子质量为65.38)

50. 采用标准加入法测定某试样中的锌,取试样1.000g 溶解后加入NH3-NH4Cl底液,稀

释至50mL,取试样10mL测得极谱波高为10.0?A,加入浓度为1.000mg/mL Zn2标准液0.5mL后,测得波高为20.0?A。计算锌的质量分数。

51. 用标准曲线法测定Zn2的试液浓度,取试液2.50mL加入等量的支持电解质及动物胶

后稀释至50.0mL。在相同条件下,测得如下数据,计算Zn2试液的浓度。

+-

C(Zn2)/(103mol/L) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 cx

il/?A 2.5 8.6 14.8 20.6 27.3 32.7 17.6

52. 根据下列数据计算Al3的质量浓度(mg/L)

溶 液 在-1.1V下的电流(?A) 20.0mL 0.20mol/L HCl+20.0mLH2O 10.2 20.0mL 0.20mol/L HCl+10.0mLH2O+10.0mL试液 33.3

-+

20.0mL 0.20mol/L HCl+10.0mL试液+10.0mL 6.32×103mol/LAl3溶液 52.0 AAl = 26.98

-++

53. 1.4×103mol/LPb2产生4.2?A的扩散电流,当用另一种Pb2溶液与该溶液等体积混合

时,扩散电流为12?A,问另一种溶液Pb2浓度为多少?

54. 在0.1mol/LKCl溶液中Pb2还原成金属状态。在极谱图上测得极限扩散电流为20.0?A。

+--+

若滴汞电极毛细管常数为2.50,Pb2在KCl的D值为1.09×105cm2s1,计算Pb2的浓度。

55. 将被测离子浓度为2.3×103mol/L的电解液15mL进行极谱电解,设电解过程中扩散电流强度不变,汞流速度为1.20mg/s,滴汞周期为3.00s,扩散系数为1.31×10-5cm2/s,电子转移数为1,在电解1小时后被测离子浓度降低的百分数为多少?

56. 某有机化合物可在滴汞电极上还原,其浓度为2.0×104mol/L时,平均极限扩散电流

为20.4?A,若m为 3.4mg/s,τ为2.7s,D为0.90×105cm2/s。求该化合物在滴汞电极上的还原反应电子转移数。

57. 在1.0mol/LHCl介质中,当OsO4浓度为2.23×103mol/L时,其平均极限扩散电流为

62.4?A,若m为 3.29mg/s,τ为4.27s,OsO4在该溶液中的D为1.07×105cm2/s。根据计算数据写出OsO4在滴汞电极上的还原电极反应式。

---

58. 在滴汞电极上?O3得到6 个电子还原成?,在0.1mol/LHCl介质中,当?O3浓度为1.41

×103mol/L时,其平均极限扩散电流为37.1?A,且已知m为 2.67mg/s,τ为

2.18s,求在该介质中?O3的扩散系数。

59. 被氧饱和的0.1mol/LKCl溶液作氧的极谱测定,第一个氧波的平均极限扩散电流为

2.11?A,若氧的扩散系数为2.12×105cm2/s,m为2.00mg/s,τ为3.00s,求氧的浓度。 60. 用毛细管常数为3.2mg2/3·s1/2的滴汞电极测定某离子,其 id为11.0?A,若用另一支滴汞电极测定同一溶液,其id为13?A另一支电极的毛细管常数为多少?

61. 某离子在滴汞电极上电极反应可逆,在作极谱分析时在40cm汞柱高度下id 为8.5?A,改变汞柱高度为50cm时 , id 应为多少?

62. 某离子在滴汞电极上还原时电子转移数为2,它在溶液中的扩散系数为1.8×105cm2/s该离子的扩散电流常数为多少?

63. 某滴汞电极汞在毛细管中的流速为1.50mg/s ,滴下时间为4.00s,该滴汞电极的毛细管常数值为多少?

64. 阳极溶出测定?n3,当预富集时间为30.0s时测得ip为7.50?A,若富集时间为45.0s时,ip应为多少?

65. 极谱法测定某离子,滴汞周期为5s时,id为7.3μA,若汞流速不变,改滴下时间为3s时,id的值是多少?

66. 线性扫描极谱法在电压扫描速率为200mV/s时测得某离子的ip为12.0?A,当扫描速度改变为250mV/s时,ip应为多少? 四、问答题

1. 试由Ilkovic方程式证明极限扩散电流id与汞柱高度 的平方根呈正比的关系。 2. 何谓迁移电流?怎样消除?

3. 极谱分析中常遇到哪些主要干扰电流?可通过哪些措施分别加以消除或减小? 4. 简要比较方波极谱法和脉冲极谱法的异同点。

5. 在 0.1 mol/L KNO3电解质中,Cd2+ 的极谱还原波是可逆的,试回答: (1) 若无 KNO3存在时,测得的极谱还原电流会有何变化?为什么? (2) 若将汞柱高度降低,测得的极谱还原电流会有何变化?为什么? (3) 若温度提高后,测得的极谱还原电流会有何变化?

6. Ti(IV) 在 H2C2O4- H2SO4介质中可产生单电子的极谱还原波。当介质中有 NaClO3存在时测得的极谱电流比无 NaClO3时的大。试回答:

(1) Ti(IV) 在 H2C2O4- H2SO4- NaClO3介质中的极谱波属什么性质的波?写出该波产生的机制。 (2) 若降低汞柱高度时,(1) 中的极谱电流有何变化?为什么?

7. 画出直流极谱、交流极谱、示波极谱、常规脉冲极谱、示差脉冲极谱中每一滴汞上电位随时间的变化曲线及得到的极谱图。

8. 在强酸性溶液中,Sb(III) 在滴汞电极上进行下列电极反应而产生极谱波, (a) Sb3+ + 3e-+ Hg = Sb(Hg) E1/2 = -0.30V

在强碱性溶液中,Sb(III) 在滴汞电极上进行下列电极反应而出现极谱波, (b) Sb(OH)4-+ 2OH-= Sb(OH)6-+ 2e- E 1/2 = -0.40V

对以上两种情况,试问:(1) 滴汞电极在这里是正极还是负极?是阳极还是阴极? (2) 极化池在这里是自发电池还是电解电池?

(3) 酸度变化时,极谱波的半波电位有没有变化?如有则请指明变化方向。