2014-第七章-电位分析法--作业标准答案

第七章电位分析法作业答案

一、选择题(每题只有1个正确答案) (2分⨯10=20分)

1. pH玻璃电极水化胶层传导电流的离子是( )。[ D ]

A. 只有Na+

B. 只有H+

C. 只有OH-

D. Na+和H+

2. 测定溶液中CO2气体的气敏电极，其中介溶液中的平衡离子是( )。[ D ]

A. Cl-

B. SO42-

C. NO3-

D. HCO3-

3. 氟电极的主要干扰离子是( )。[ B ]

A. Cl-

B. OH-

C. NO3-

D. SO42-

4. 氟电极的最佳pH测量范围为5~

5.5，当测量pH较大时，其测量结果将比实际值( )。[ A ]

A. 偏高

B. 偏低

C. 不影响

D. 不能判断

5. 一种氟电极对OH-的选择系数为0.10，如允许误差为5％，那么在1.0⨯⨯10-2mol.L-1的F-溶液中，能允许

的OH-应小于( )mol.L-1。[ B ]

A. 5×10-2

B. 5×10-3

C. 5×10-4

D. 5×10-5

6. 某钠电极，其选择性系数，欲用此电极测定pNa=3的Na+溶液，并要求测量误差小于3.0%，则试液pH

必须大于( )。[ B ]

A. 3.0

B. 6.0

C. 9.0

D.10

7. 以pH玻璃电极做指示电极，用0.200 mol.L-1 KOH溶液滴定0.0200 mol.L-1苯甲酸溶液；从滴定曲线上

求得终点时溶液的pH为8.22，二分之一终点时溶液的pH为4.18，则苯甲酸的解离常数为( )。

[ B ]

A. 6.2⨯10-5

B. 6.6⨯10-5

C. 7.2⨯10-5

D. 8.2⨯10-5

8. 常温、常压下，当试液中二价响应离子的活度增加一倍时，该离子电极电位变化的理论值是( )mV。

[ C ]

A. 2.8

B.5.9

C. 8.9

D. 10.2

9. 某玻璃电极的内阻为100MΏ，响应斜率为50mV/pH，测量时通过电池回路的电流为1.0⨯10-12A，由此

产生的电压降引起的测量误差相当于( ) pH单位。[ D ]

A. 2

B. 0.2

C. 0.02

D. 0.002

10. 有两支性能完全相同的氟电极，分别插入体积为25mL的含氟试液和体积为50mL的空白溶液中（两

溶液中均含有相同浓度的离子强度调节缓冲液），两溶液间用盐桥连接，测量此电池的电动势，向空白溶液中滴加浓度为1.0⨯10-4 mol.L-1的氟离子标准溶液，直至电池电动势为零。所需标准溶液的体积为

5.27mL，则试液中氟离子含量为( )mg.L-1。[ A ]

A. 0.18

B. 0.36

C. 0.54

D. 0.72

二、解释下列名词(3分⨯3=9分)

1. 不对称电位

敏感膜内外表面结构和性质的差异，如表面的几何形状不同、结构上的微小差异、水化作用的不同等引起的微小电位差称为不对称电位。

2. 碱差

当用玻璃电极测定pH>10的溶液或Na+浓度较高的溶液时，玻璃膜除对H+响应，也同时对其它离子如Na+响应，因此测得的pH比实际数值偏低，这种现象称为碱差。

3. 电位选择性系数

在相同条件下，当被测离子i与共存干扰离子j提供相同的膜电位时，被测离子i与共存干扰离子j的活度比称为干扰离子j对被测离子i的电位选择性系数(K i,j)。

三、简答题(6分 4+11分=35分)

1. 全固态Ag2S电极比普通离子接触型Ag2S电极有什么优越性？

①消除了压力和温度对含内部溶液的电极所加的限制。(2分)

②制作容易(2分)

③电极可任意方向倒置使用。(2分)

2. 用电位法测定溶液的pH时，为什么必须使用标准缓冲溶液？

测量电极组成为：左pH玻璃电极‖饱和甘汞电极右

(2分) 由于K中包含不对称电位，无法准确测定，所以必须使用标准缓冲溶液，通过测量电动势后，求出K后，再应用于测定。(4分)

3. 以pH玻璃电极为例简述膜电位的形成机理。

当一个处理好的pH玻璃电极插入被测试液中时，被H+占有交换点位的水化胶层与被测试液接触时，由于他们的H+活(浓)度不同就会发生扩散(1分)，即：当溶液中的H+活（浓）度大于水化胶层中的H+活（浓）度时，则H+从溶液进入水化胶层；反之，则H+由水化胶层进入溶液(2分)。H+的扩散破坏了膜外表面与试液间两相界面的电荷分布，从而产生电位差。同样，玻璃内表面与内参比溶液接触的结果一样，也产生电位差(2分)，这样，内外界面形成双电层结构，都产生电位差，但方向相反(1分)。这个电位差称为膜电位。

4. 总离子强度调节缓冲液(Total Ionic Strength Adjustment Buffer, 缩写TISAB)一般由什么组成？它有什

么作用？举例说明。

一般由中性电解质、掩蔽剂和缓冲溶液组成。

作用：(1) 中性电解质：保持试液和标准溶液有相同的总离子强度。(1分)

(2) 掩蔽剂：掩蔽干扰离子。(1分)

(3) 缓冲溶液：控制溶液的pH值。(1分)

例如：氟电极的TISAB由氯化钠、柠檬酸钠和HAc-NaAc缓冲溶液组成。

氯化钠：保持溶液总离子强度恒定。(1分)

柠檬酸钠：掩蔽Fe3+、Al3+等干扰离子。(1分)

HAc-NaAc缓冲溶液：控制pH在5.0~6.0之间。(1分)

5. 以CO2气敏电极为例说明气敏电极的响应机理。

气敏电极的响应机理包括两个过程：

(1) 被测气体透过透气膜进入中介溶液，并与中介溶液中的某一组分发生化学反应，产生能被指示电极（离子选择性电极）响应的离子或改变响应离子的活度。(6分)

(2) 指示电极测量中介溶液中产生的响应离子或响应离子活度的变化，从而求得试液中被测气体的分压（含量）。(5分) CO2气敏电极插入试液中后，发生下列平衡：(2分)

进入中介溶液的CO2与H2O发生下列反应：(2分)

总平衡为：

反应平衡常数为：(3分)

由于中介溶液中HCO3-是平衡离子，浓度很大，不会因渗入CO2而发生明显变化，可认为其浓度为常数，故：(2分)