电解与库仑习题解答

电解与库仑分析法习题解答

16-9用汞阴极恒电流电解pH 为1的Zn 2+溶液，在汞电极上，η

H2=-1.0V ，试计算在氢析出前，试液中残留的Zn 2+浓度。

解：V 059.10.1]H lg[059.0(2

22H ΘH ,H H ,H -=-=+=+++ηE E 析出） (mol/L)109.26][Zn ]lg[Zn 20.0590.7631.0591122-++⨯=+-=-

16-10在1mol/L 硫酸介质中，电解1mol/L 硫酸锌与1mol/L 硫酸镉混合溶液。试问：（1）电解时，

锌与镉何者先析出？（2）能不能用电解法完全分离锌和镉？电解时，应采用什么电极？ηH2(铂电

极上)=-0.2V,ηH2(汞电极上)=-1.0V ,ηCd =0, ηZn =0

解：（1）若以铂为阴极：

V 763.01lg 2059.0Zn

,Zn Zn ,Zn 22-=+=Θ++E E V 403.01lg 2

059.0ΘCd ,Cd Cd ,Cd 22-=+=++E E 显然，镉先析出。当mol/L 10]Cd [52-+=

V 551.010lg 2

059.0403.05Cd ,Cd 2-=+-=-+E 但氢先析出，干扰析出，当[H +]=10-5mol/L 时，

V 495.02.010lg 059.0(5H ,H 2

-=-=-+析出）E 显然，伴随镉的析出，还有氢离子的干扰。

（2）若以汞作阴极。因V 0.12H -=η

析出完全时的电位。小于析出）+-==+2H H ,H Cd V 0.1(22

ηE V 910.010lg 2

059.0763.05Zn ,Zn 2-=+

-=-+E 大于氢离子的析出电位。故氢离子不干扰镉、锌的析出。 V 15.0V 36.0)763.0(403.0,,22>=---=-=∆++Zn Zn Cd Cd E E E

说明能分离完全。

16-11用控制电位电解0.1mol/L 硫酸铜溶液，如控制电解时的阴极电位为-0.10V （对SCE ），使电

解完成，试计算铜离子的析出的百分数。

解：阴极电位为：V 144.0244.01.0=+-=E

]Cu lg[2

059.034.0144.0];Cu lg[2059.022++Θ+=+=E E 得：mol/L 1027.27-⨯=x 故铜的析出量为0.1mol/L 残留量为：%1027.2%1001

.01027.247--⨯=⨯⨯

析出量为：%9998.99%000227.01.0≈-

16-13用控制电位法电解某物质，初始电流为2.20A ，电解8min 后，电流降至0.29A 。估计该物质

析出99.9%时间为多少？

解：依kt i i -=100

得： s 480608;A 29.0;A 20.20=⨯===t i i

4801022029.0⨯-⨯=k 得：1s 006.0-=k

)101(006

.0303.22.2102.210006.00006.000t t t kt t dt dt i Q ----⨯=⨯==⎰⎰ 依法拉第电解定律：0999.0;n

F M Q m m m =⨯⨯= 当其电解完全后：010006.0→-t 故006.0303.22.2Q ⨯=

则)1(96487/)n

M 006.0303.22.2(0⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯⨯=m )2(96487)101(006.0303.22.2999.0006.00⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯-⨯=-n

M m t （1）/（2）得min 1.1166.666==s t

16-14用控制电位库仑法测定Br -。在100.0mL 酸性试液中进行电解，在铂阳极氧化为Br 2，当电

解电流降至接近为零时，测得所消耗的电量为105.5C 。试计算试液中的浓度。

解：阳极：105.5C Q ;Br 2e 2Br 2

=→-- 已电解的溴质量为：0.08737g 2

M 96487105.5m 2Br Br =⨯=- 则试液中原(mol/L)101.090.1

79..9040.0873710100.0M m ][Br 23Br Br ---⨯==⨯=-

-

16-15某含砷试样5.000，经处理溶解后，将试液中的砷用肼还原为三价砷，除去过量还原剂，加

碳酸氢钠缓冲液，置电解池中，在120的恒定电流下，用电解产生的来进行库仑滴定，经920到

达滴定终点。试计算试样中的质量分数。

解： +---++=++2H 2I HAsO I HAsO O H 24

2232 67.2(C)20)60(910120t i Q 3=+⨯⨯⨯=⋅=-

2

103.48的物质物质的O As (mol)103.48219648767.2n 1F Q M m 4324--⨯⨯=⨯=⨯=

其质量分数为：

%100000.51074.1324⨯⨯⨯-O As M =0.688%.（84.19732O A s =M ）

1． 计算0.1mol/L 硝酸银在=1的溶液中的分解电压。η

Ag =0V,ηO2=0.40V 。 解：阳极：++→-4H O 4e O 2H 2

2 16O 4O 4059.0O /H O O /H O L

0.1mol ]H [;10032.1]H [lg 222222-++Θ⋅=⨯=⋅+=pa p p E E

V 23.1O /H O 22=ΘE V 17.1059.023.1]H lg[4

059.023.14O /H O 22=-=+=+ΘE V 858.0]1.0lg[059.0799.0]Ag lg[059.0Ag

,Ag Ag ,Ag =-=+=+Θ++E E V 712.04.017.1858.0)(222O O /H O Ag ,Ag =++-=++-==ηE E U 分

2.在电解中，如阴极析出电位为0.281V ，阳极析出电位为1.513V ，电解池的电阻为1.5Ω，欲使

500mA 的电流通过电解池，应施加多大的外加电压？ 解：V U 98.15.15.0281.0514.1=⨯+-=

3.电解硝酸铜时，溶液中其起始浓度为0.5mol/L ，电解结束时降低到610-mol/L 。试计算在电解过

程中阴极电位的变化值。 解：起始：V 33.0)0089.0(34.0)5.0lg(2

059.0C ,Cu Cu ,Cu 22=-+=+=Θ++u

E E 终：V 163.010lg 2

059.034.06Cu ,Cu 2=+=-+E V 168.0331.0163.0E -=-=∆ 4.在1mol/L 硝酸介质中，电解0.1mol/LPb 2+以PbO 2析出时，如以电解至尚留下0.01%视为已电解

完全，此时工作电极电位的变化值为多大？

解：阴极：+++=+-4H PbO O H 2e Pb 2

22 始： V 49.11.01lg 2059.046.1]

[Pb ][H lg 2059.0424Pb ,PbO Pb ,PbO 2222=+=+=++Θ++E E 终：V 61.110

1lg 2059.046.154Pb ,PbO 22=+=-+E V 12.061.149.1E -=-=∆

5．用电重量法测定铜合金（含铜约80%,含铅约为5%）中的铜和铅。取试样1g ，用硝酸溶解后，稀释至100mL ，同时调整硝酸浓度为1.0mol/L 。电解时，Cu 2+在阴极上以金属形式析出，在阳极

上PbO 2以形式析出，试计算此溶液的分解电压。