第六章 电分析化学导论 作业答案

第六章电分析化学导论作业

一、选择题(每题只有1个正确答案)(5分⨯8=40分)

1. 下列方法中，能减小浓差极化的是( )。[ C ]

A. 减小电极面积

B. 增大电流密度

C. 强化机械搅拌

D. 降低溶液温度

2. 电化学极化是由于( )产生的。[ A ]

A. 反应本身的迟缓性

B. 反应的可逆性

C. 反应的不可逆性

D. 反应速度太快

3. 下列参比电极中，性能最好的是( )。[ A ]

A. 标准氢电极

B. 玻璃电极

C. 饱和甘汞电极(SCE)

D. 氟电极

4. 常用作内参比电极的电极是( )。[ B ]

A. 标准氢电极

B. Ag-AgCl电极

C. 饱和甘汞电极(SCE)

D. 氟电极

5. 常用作外参比电极的电极是( )。[ C ]

A. 标准氢电极

B. Ag-AgCl电极

C. 饱和甘汞电极(SCE)

D. 1mol甘汞电极(NCE)

6. 甘汞电极的电极电位的大小与装于电极内的KCl浓度有关，当KCl浓度为( )mol.L-1时，甘汞电极

的电极电位最大。[ A ]

A. 0.1

B. 0.5

C. 1.0

D. 4.6

7. 甘汞电极使用温度不能超过80℃，主要原因是（）。[ C ]

A. 装入的KCl 溶液高温变质

B. 内部结构中的纤维高温发生变化

C. 内部结构中的甘汞高温发生歧化反应

D. 装入的KCl 溶液浓度发生变化

8. 浓差极化是电解进行时，造成电极表面附近的金属离子的浓度与主体溶液浓度不再相同产生的，浓差极

化的产生将影响阴极电位和平衡电位的关系，其影响为( )。[ A ]

A. 使阴极电位比平衡电位更负

B. 使阴极电位比平衡电位更正

C. 使阴极电位等于平衡电位

D. 无法判断阴极电位和平衡电位之间的正负

二、解释下列名词(5分⨯2=10分)

1. 过电位

指实际电极电位与平衡电位之差称为过电位。

2. 浓差极化

当电解进行时，由于电极表面附近一部分离子在电极上还原析出，而溶液中的离子又来不及扩散至电极表面附近，因此，电极表面附近的离子的浓度与主体溶液浓度不再相同，但电极电位却由其表面浓度决定，所以，电极电位就不等于其平衡时的电极电位，两者之间存在偏差，这种现象称为浓差极化。

三、简答题(10分⨯2=20分)

1. 如何消除液接电位？简述其消除原理。

答：采用盐桥(2分)

由于盐桥中KCl饱和溶液的浓度很高(2分)，因此，K+和Cl-向外扩散成为这两个液接界面上离子扩散的主要部分(2分)，由于K+和Cl-离子的迁移或扩散速率几乎相等(2分)，所以在两个液接界面上只会产生两个数值很小且几乎相等、方向相反的液接电位，通常为1~2 mV。因而使用盐桥就能在很大程度上减小液接电位，使之近于完全消除(2分)。

2. 以0.1 mol.L -1和0.01 mol.L -1HCl 溶液相接触为例，说明液接电位的产生。

答：(1) 0.1mol.L -1HCl 和0.01mol.L -1HCl ，在两种溶液接触界面，H +和Cl -均由较高浓度一方向较低浓度一方扩散。 (3分)

(2) 由于在溶液中H +的扩散比Cl -快的多，因此，H +越过界面的比Cl -多，这样，界面右侧出现过量的H +而带正电荷，左侧出现过量的Cl -而带负电荷，因而在液体界面处产生电位差。 (3分)

(3) 这一电位差对H +的扩散产生阻碍作用，而对Cl -的扩散起促进作用，当两种离子的扩散速率相等时，在溶液界面形成了一个稳定的电位差，这个电位差就是液接电位。 (4分)

四、计算题 (15分⨯2=30分)

1. 下述电池的电动势为0.413V ，Pt,H 2(101325Pa) | HA(0.215 mol.L -1),NaA(0.116 mol.L -1) ┆┆ SCE

E SCE =0.2443V ，计算弱酸HA 的解离常数。

解:

V E E E E E E E 1687.02443.0413.0222/H H /H

H /H

H SCE -=-=-=-=+++左右 (5分) 又：]H lg[059.0]H [lg 2059.02

22H 2/H H /H H ++=+=++p E E 因为是缓冲溶液，]

A []HA []H [-+=a K (5分) 则：

116.0215

.0lg 059.0lg 059.01687.0lg 059.0]H lg[059.0A HA

/H H 2

+=-==-++a a K c c K E

lg K a = -3.31 K a = 7.5⨯10-4 (5分)

2. 下述电池的电动势为0.921V ，Cd |CdX 42-(0.200mol.L -1),X -(0.150mol.L -1)┆┆ SCE

，E SCE =0.2443V ，计算CdX 42-的形成常数。

解：

V

E E E E E E E 6767.02443.0921.0/Cd Cd /Cd

Cd /Cd

Cd SCE 222-=-=-=-=+++左右 (5分)

11

44

24/Cd Cd /Cd Cd 105.7)150.0(200.0lg 2059.0403.06767.0]X []CdX [lg 2059.022⨯=⨯+-=-+=--++K K K E E (10分) V E 403.0/C d

C d 2-=+