电位分析习题大学分析化学习题+课后答案.doc

电位分析法 习题
一、选择题
1．下列参量中，不属于电分析化学方法所测量的是 (    )
A  电动势　　B  电流    C  电容　   D  电量
2．下列方法中不属于电化学分析方法的是 (    ) 
A  电位分析法     B  伏安法    C  库仑分析法    D  电子能谱
3．区分原电池正极和负极的根据是 (    )
A  电极电位   B  电极材料    C  电极反应     D  离子浓度
4．区分电解池阴极和阳极的根据是 (    )
A  电极电位    B  电极材料    C  电极反应    D  离子浓度
5．下列不符合作为一个参比电极的条件的是 (      )
A  电位的稳定性   B  固体电极   C  重现性好   D  可逆性好
6．甘汞电极是常用参比电极，它的电极电位取决于 (     )
A  温度    B  氯离子的活度    C  主体溶液的浓度    D  K+的浓度
7．下列哪项不是玻璃电极的组成部分？ (     )
A  Ag-AgCl 电极    B  一定浓度的HCl 溶液
C  饱和KCl溶液     D  玻璃管
8．测定溶液pH值时，常用的指示电极是： (     ) 
A  氢电极    B  铂电极    C  氢醌电极    D  pH玻璃电极
9．玻璃电极在使用前，需在去离子水中浸泡24小时以上，其目的是： (     )
A  清除不对称电位    B  清除液接电位   
C  清洗电极          D  使不对称电位处于稳定
10．晶体膜离子选择电极的检出限取决于 (     )
A  响应离子在溶液中的迁移速度     B  膜物质在水中的溶解度
C  响应离子的活度系数             D  晶体膜的厚度
11．氟离子选择电极测定溶液中F-离子的含量时，主要的干扰离子是 (     )
A  Cl-       B  Br-      C  OH-        D  NO3-
12．实验测定溶液pH值时，都是用标准缓冲溶液来校正电极，其目的是消除何种的影响。
A  不对称电位     B  液接电位     C  温度      D  不对称电位和液接电位
13．pH玻璃电极产生的不对称电位来源于 (      )
A内外玻璃膜表面特性不同            B 内外溶液中H+ 浓度不同
C 内外溶液的 H+ 活度系数不同    D 内外参比电极不一样
14．用离子选择电极标准加入法进行定量分析时，对加入标准溶液的要求为 (     )
A体积要大，其浓度要高       B 体积要小，其浓度要低
C 体积要大，其浓度要低       D 体积要小，其浓度要高
15．离子选择电极的电位选择性系数可用于        (      )
A估计电极的检测限           B 估计共存离子的干扰程度
C 校正方法误差                  D 计算电极的响应斜率
16．用氯化银晶体膜离子选择电极测定氯离子时，如以饱和甘汞电极作为参比电极，应选用的盐桥为：                  (      )
A KNO3      B KCl        C KBr        D KI
17．pH玻璃电极产生酸误差的原因是                      （    ）
A 玻璃电极在强酸溶液中被腐蚀
B H+度高，它占据了大量交换点位，pH值偏低
C H+与H2O形成H3O+，结果H+降低，pH增高
D 在强酸溶液中水分子活度减小，使H+ 传递困难，pH增高
18．玻璃膜钠离子选择电极对氢离子的电位选择性系数为 100，当钠电极用
于测定1×10-5mol/L Na+时，要满足测定的相对误差小于 1%，则试液的 pH 应当控制在大于(     )
A 3       B 5       C 7        D 9
19．钾离子选择电极的选择性系数为，当用该电极测浓
度为1.0×10-5mol/L K+，浓度为 1.0×10-2mol/L Mg溶液时，由 Mg引起的
K+测定误差为(      )
A 0.00018%         B 134%         C 1.8%          D 3.6%
20．pH玻璃电极在使用前一定要在水中浸泡几小时, 目的在于       (       )
 A清洗电极   B 活化电极    C 校正电极    D 除去沾污的杂质
21．用钙离子选择性电极测定Ca2+的浓度，若电动势测量误差为±1mV，那么由此产生的浓度相对误差为：
A. ±2% B. ±4% C. ±8% D. ±1%
22. 下列哪种离子选择性电极使用前，需在水中充分浸泡：
A. 晶体膜电极 B. 玻璃电极
C. 气敏电极 D. 液膜电极
二、、填空题
1．正负离子都可以由扩散通过界面的电位称为______, 它没有_______性和______性, 而渗透膜, 只能让某种离子通过, 造成相界面上电荷分布不均, 产生双电层，形成______电位。
2．用氟离子选择电极的标准曲线法测定试液中F-浓度时, 对较复杂的试液需要加入____________试剂, 其目的有第一________；第二_________；第三___________。
3．用直读法测定试液的pH值, 其操作定义可用式_____________________来表示。用pH玻璃电极测定酸度时, 测定强酸溶液时, 测得的pH比实际数值_______, 这种现象称为 ________。测定强碱时, 测得的pH值比实际数值______, 这种现象称为__________。
4．由LaF3单晶片制成的氟离子选择电极, 晶体中________是电荷的传递者, ________是固定在膜相中不参与电荷的传递, 内参比电极是________________, 内参比溶液由_____________________组成。
5．在电化学分析方法中, 由于测量电池的参数不同而分成各种方法:测量电动势为______方法；测量电流随电压变化的是_____方法,其中若使用_______电极的则称为______方法； 测量电阻的方法称为__________；测量电量的方法称为_________。
6．电位法测量常以____________________作为电池的电解质溶液, 浸入两个电极, 一个是指示电极, 另一个是参比电极, 在零电流条件下, 测量所组成的原电池______________。
7．离子选择电极的选择性系数KA,B表明_______离子选择电极抗______离子干扰的能力。系数越小表明____。
8．离子选择电极用标准加入法进行定量分析时, 对加入的标准溶液要求体积要________，浓度要_____，目的是____________。
9. 常用的仪器分析方法，按其分析原理，通常可分为以下几类，即： 、
、 和其它仪器分析方法。
10.电位分析用到的两个电极，它们分别是 和 电位分析法根据其原理不同可分为 和 。
三、正误判断
1．电化学分析法仅能用于无机离子的测定。                                （    ）
2．电位测量过程中，电极中有一定量电流流过，产生电极电位。              （    ）
3．液接电位产生的原因是由于两种溶液中存在的各种离子具有不同的迁移速率。（    ）
4．液接电位的产生是由于两相界面处存在着电阻层。                        （    ）
5．参比电极必须具备的条件是只对特定离子有响应。                         （    ）
6．参比电极的电极电位不随温度变化是其特性之一。                         （    ）
7．甘汞电极的电极电位随电极内KCl溶液浓度的增加而增加。                （    ）
8．参比电极具有不同的电极电位，且电极电位的大小取决于内参比溶液。      （    ）
9．Hg电极是测量汞离子的专用电极。                                     （    ）
10．晶体膜电极具有很高的选择性，这是因为晶体膜只让特定离子穿透而形
成一定的电位。（    ）
11．甘汞电极和Ag一AgCl电极只能作为参比电极使用。                    （    ）
12．具有不对称电位是膜电极的共同特性，不同类型膜电极的不对称电位的
值不同，但所有同类型膜电极（如不同厂家生产的氟电极），不对称电
位的值相同。          （    ）
13．玻璃膜电极使用前必须浸泡24 h，在玻璃表面形成能进行H十离子交换
的水化膜，故所有膜电极使用前都必须浸泡较长时间。                                   （    ）
14．离子选择电极的电位与待测离子活度成线性关系。                       （    ）
15．改变玻璃电极膜的组成可制成对其他阳离子响应的玻璃电极。             （    ）
16．玻璃电极的不对称电位可以通过使用前在一定pH溶液中浸泡消除。       （    ）
17．不对称电位的存在主要是由于电极制作工艺上的差异。                    （    ）
18．氟离子选择电极的晶体膜是由高纯LaF3晶体制作的。                    （    ）
19．Kij称为电极的选择性系数，通常Kij<<1，Kij值越小，表明电极的选择
性越高。

20．离子选择性电极的选择性系数是与测量浓度无关的常数，可以用来校正
干扰离子产生的误差，使测量更准确。                                                 （    ）
21．离子选择性电极的选择性系数在严格意义上来说不是一个常数，仅能用
来评价电极的选择性并估算干扰离子产生的误差大小。                                   （    ）
22．待测离子的电荷数越大，测定灵敏度也越低，产生的误差越大，
故电位法多用于低价离子测定。                                                             （    ）
23．用总离子强度调节缓冲溶液（TISAB）保持溶液的离子强度相对稳定，
故在所有电位测定方法中都必须加人TISAB。                                           （    ）
24．pH测量中，采用标准pH溶液进行定位的目的是为了校正温度的影响及
校正由于电极制造过程中电极间产生的差异。                                           （    ）
25．测定溶液的pH通常采用比较的方法，原因是由于缺乏标准的pH溶液。    （    ）
26．标准加人法中，所加入的标准溶液的体积要小，浓度相对要大。           （    ）
（    ）
四、简答题
1．电位测定法的根据是什么？
2．何谓指示电极及参比电极？试各举例说明其作用
3．为什么离子选择性电极对欲测离子具有选择性？如何估量这种选择性？
4．直接电位法的主要误差来源有哪些？应如何减免之？
5．为什么一般来说，电位滴定法的误差比电位测定法小？
6．简述离子选择性电极的类型及一般作用原理
7．列表说明各类反应的电位滴定中所用的指示电极及参比电极，并讨论选择指示电极的原则。
8.设溶液中 pBr = 3, pCl =1. 如用溴离子选择性电极测定Br- 离子活度,将产生多大误差?已知电极的选择性系数KBr-, Cl-=6×10-3.
9.某钠电极,其选择性系数KNa+,H+ =30. 如用此电极测定pNa等于3的钠离子溶液,并要求测定误差小于3%,则试液的pH必须大于多少?
10.用标准加入法测定离子浓度时, 于100mL铜盐溶液中加入1mL 0.1mol.L-1Cu(NO3)2后,电动势增加4mV,求铜的原来总浓度.

电化学分析习题解答
一、选择题
1~5 C、D、A、C、B、 6~10 B、C、 D、D、B、
11~15 C、D、A、D、B、 16~20 A、D、D、C、B、
21~22 C、B
二、填空题
1．扩散电位；    强制；    选择；    Donnan。
2．总离子强度调节剂（TISAB）；
     维持试样与标准试液有恒定的离子活度；
     使试液在离子选择电极适合的pH范围内，避免H＋或OH－干扰；
使被测离子释放成为可检测的游离离子。
3．；   偏高；    酸差；    偏低；    碱差或钠差。
4．F－；La3＋； Ag|AgCl；0.1mol/LNaCl和0.1mol/LNaF溶液。
5．电位分析法；    伏安法；滴汞；极谱法；   电导分析法；库仑分析法。
6．待测试液；电动势 。
7．A；B；抗干扰的能力越强。
8．小；高；减小稀释效应。
三、正误判断
、、√Ö、、、、、√Ö、、、、、、、√Ö、、、、√Ö、、√Ö、√Ö、、、、√Ö、
四、简答题
1．电位测定法的根据是什么？

答：对于一个氧化还原体系：Ox + ne- = Red

根据能斯特方程式：E = E0Ox/Red + TR/nF log (aOx/aRed)

对于纯金属，活度为1，故上式变为：
可见，测定了电极电位，即可测定离子的活度(或浓度)，这就是电位测定法的理论依据。
2．何谓指示电极及参比电极？试各举例说明其作用
答：
指示电极：用来指示溶液中离子活度变化的电极，其电极电位值随溶液中离子活度的变化而变化，在一定的测量条件下，当溶液中离子活度一定时，指示电极的电极电位为常数。例如测定溶液pH时，可以使用玻璃电极作为指示电极，玻璃电极的膜电位与溶液pH成线性关系，可以指示溶液酸度的变化。
参比电极：在进行电位测定时，是通过测定原电池电动势来进行的，电动势的变化要体现指示电极电位的变化，因此需要采用一个电极电位恒定，不随溶液中待测离子活度或浓度变化而变化的电极作为基准，这样的电极就称为参比电极。例如，测定溶液pH时，通常用饱和甘汞电极作为参比电极。
3．为什么离子选择性电极对欲测离子具有选择性？如何估量这种选择性？
答：因为离子选择性电极都是由对特定离子有特异响应的敏感膜制成.
可以用选择性电极的选择性系数来表征.

称为j离子对欲测离子i的选择性系数.

4．直接电位法的主要误差来源有哪些？应如何减免之？
答：
误差来源主要有：
(1)温度：主要影响能斯特响应的斜率，所以必须在测定过程中保持温度恒定。
(2)电动势测量的准确性：一般相对误差%=4nDE，因此必须要求测量电位的仪器要有足够高的灵敏度和准确度。
(3)干扰离子：凡是能与欲测离子起反应的物质，能与敏感膜中相关组分起反应的物质，以及影响敏感膜对欲测离子响应的物质均可能干扰测定，引起测量误差，因此通常需要加入掩蔽剂，必要时还须分离干扰离子。
(4)另外溶液的pH，欲测离子的浓度，电极的响应时间以及迟滞效应等都可能影响测定结果的准确度。
5．为什么一般来说，电位滴定法的误差比电位测定法小？
答：直接电位法是通过测量零电流条件下原电池的电动势，根据能斯特方程式来确定待测物质含量的分析方法。而电位滴定法是以测量电位的变化为基础的，因此，在电位滴定法中溶液组成的变化、温度的微小波动、电位测量的准确度等对测量影响较小。
6．简述离子选择性电极的类型及一般作用原理
答：主要包括晶体膜电极、非晶体膜电极和敏化电极等。晶体膜电极又包括均相膜电极和非均相膜电极两类，而非晶体膜电极包括刚性基质电极和活动载体电极，敏化电极包括气敏电极和酶电极等。
晶体膜电极以晶体构成敏感膜，其典型代表为氟电极。其电极的机制是：由于晶格缺陷（空穴）引起离子的传导作用，接近空穴的可移动离子运动至空穴中，一定的电极膜按其空穴大小、形状、电荷分布，只能容纳一定的可移动离子，而其它离子则不能进入，从而显示了其选择性。
活动载体电极则是由浸有某种液体离子交换剂的惰性多孔膜作电极膜制成的。通过液膜中的敏感离子与溶液中的敏感离子交换而被识别和检测。
敏化电极是指气敏电极、酶电极、细菌电极及生物电极等。这类电极的结构特点是在原电极上覆盖一层膜或物质，使得电极的选择性提高。典型电极为氨电极。
以氨电极为例，气敏电极是基于界面化学反应的敏化电极，事实上是一种化学电池，由一对离子选择性电极和参比电极组成。试液中欲测组分的气体扩散进透气膜，进入电池内部，从而引起电池内部某种离子活度的变化。而电池电动势的变化可以反映试液中欲测离子浓度的变化。
7．列表说明各类反应的电位滴定中所用的指示电极及参比电极，并讨论选择指示电极的原则。
答：
反应类型
指示电极
参比电极
酸碱滴定
玻璃电极
甘汞电极
氧化还原滴定
铂电极
甘汞电极
沉淀滴定
离子选择性电极或其它电极
玻璃电极或双盐桥甘汞电极
络合滴定
铂电极或相关的离子选择性电极
甘汞电极
选择指示电极的原则为指示电极的电位响应值应能准确反映出离子浓度或活度的变化。
8.设溶液中 pBr = 3, pCl =1. 如用溴离子选择性电极测定Br- 离子活度,将产生多大误差?已知电极的选择性系数KBr-, Cl-=6×10-3.
解:已知

将有关已知条件代入上式得:

E% = 6×10-3 ×10-1/10-3 ×100=60%
RE% = 6×10-3 ×10-1/10-3 ×100=60%
9.某钠电极,其选择性系数KNa+,H+ =30. 如用此电极测定pNa等于3的钠离子溶液,并要求测定误差小于3%,则试液的pH必须大于多少?
解: 30 × a(H+)/10-3 < 0.03
a(H+)< 10-6 故: pH > 6
10.用标准加入法测定离子浓度时, 于100mL铜盐溶液中加入1mL 0.1mol.L-1Cu(NO3)2后,电动势增加4mV,求铜的原来总浓度.
解:已知:

故:Cx = 2.73 × 10-3 mol.L-1