第四章 电化学分析法
基本要求
1．了解玻璃电极的构造，掌握玻璃电极的作用原理及特性。 2．掌握溶液的pH 值的测定方法。
PH x = PH s +
059
.0S
x E E -
3．了解常见离子选择性电极的种类，掌握离子选择性电极的膜电位的表示方法
膜=K+0.059lg (a i +a j ?K ij )
K ij =
j
i
a a 利用K ij 估量某种干扰离子对测定造成的误差
相对误差= K ij
100)(?i
n n j a a j
i
4.掌握测定离子活度的基本原理和测定方法，计算溶液的离子浓度。
（1） 组成原电池
甘汞电极‖试液‖离子选择性电极 （2） 比较法测定离子浓度
阳离子：s
E E s x s x c c )(10-?= 阴离子：s
E E s x x S c c )(10-?=
s =
nF
RT
303.2 （3） 标准加入法测定离子活度
1)110
(-??-=s
E
x c c
0V c V c s s =
? nF
RT
s 303.2= 5．掌握用二阶微商内插法测定滴定终点的方法 V b
a a
V V ep ?-+
= 6．掌握永停滴定确定终点的方法。
典型例题解析
例1．当下列电池中溶液是pH=4的缓冲溶液时,电池电动势为0.209V
玻璃电极H +
(a=x)‖SCN
当缓冲溶液由未知溶液代替时,测得电池电动势为0.312V,计算未知溶液的pH 值。 解：设标准pH 缓冲溶液为s ，待测溶液为x 。则
pH x =pH s +
059
.0s
x E E -
=4.00+
059
.0209
.0312.0-=5.75
例2．用氯离子选择性电极测定果汁中氯化物含量时，在100ml 的果汁中测得电动势为-26.8mv ，加入1.00mL0.500mol/L 经酸化得NaCl 溶液，测得电动势为-54.2mv ，计算果汁中氯化物的浓度？
解：已知：L mol C s /500.0= ml V s 00.1= ml V x 100= mV E 8.261-=
mV E 2.542-=
根据式=x C x
S
E s x s
s V V V V C -+=
?10)( =
100
10)00.1100(500
.000.1059.00274.0-+?-=0.00499
0.531=2.59mol/L 10
3
-?
例3．用0.1052 mol/LNaOH 标准溶液电位滴定含25.00mlHCl 溶液,用玻璃电极作指示)(ml V NaOH
25.60 25.70 25.80 25.90 26.00 26.10 26.20 26.30 26.40 26.50
pH
3.41 3.45 3.50 3.75 7.50 10.20 10.35 10.47 10.52 10.56
计算：（1）用二阶微商计算法确定滴定终点体积；
（2）计算HCl 溶液浓度。
解：（1）用滴定终点附近的几组数据，求出2
E ／V 2正负号改变前后的数值。
V
pH ?pH/? V ?2
pH/? V 2 25.70 3.45
0.5
25.80 3.50 20
2.5
25.90 3.75 350
37.5
26.00
7.50 -105
27.0
26.10 10.20 -268.5 0.15 26.20
10.35
则：
V b
a a
V V ep ??-+
= =25.90+0.1[
)
105(350350
--]=25.98ml
(2) 0.1052?25.98=25.00HCl C mol/L 1093.000
.2598
.251052.0HCl =?=
C
第五章 光学分析法
基本要求
一、紫外-可见分光光度法
1．掌握紫外-可见分光光度法的基本原理，朗伯—比尔定律的数学表达式及吸光系数的物理意义，定性、定量分析方法。
2．掌握电子跃迁类型及紫外光谱中的常用术语。
3．掌握有机化合物紫外吸收光谱的特征。 （1）饱和烃
产生*
跃迁，吸收光谱在远紫外区。当烷烃分子中H 原子被杂原子（N 、O 、S 、X ）
取代时，可以产生n →*
跃迁,λmax 向长波方向移动，且随着杂原子个数的增多，λmax 向长波方向移动得越多。如：CH 4（125nm ）、CH 3I(257nm)、CH 2I 2(289nm)。
(2) 不饱和烃 a.孤立双键的烯烃 产生*跃迁，λmax 在远紫外区（200nm 附近），当分子中的H 原子被助色团（如-Cl 、-NR 2、-OR ）或烷基取代时，λmax 红移，如：CH 2=CH 2（λmax =170nm ）, CH 2=CHCl(λmax =175nm)。
b.共轭双键烯烃
*跃迁，λmax 在紫外区，共轭体系越大，λmax 红移越大。如：乙烯（λmax =175nm ），
己三烯（λmax =258nm ）癸五烯（λmax =335nm ）。
(3)芳香烃
当苯环上有烷基或助色团取代时，B 吸收带红移；当苯环上有不饱和基团取代时，B 吸收带强烈红移。
4．掌握紫外吸收光谱的影响因素 （1）共轭体系的影响
当分子中的共轭体系延长时，*跃迁所需的能量降低，λmax 红移。 （2）溶剂的影响
a. 当溶剂从非极性变为极性时，吸收曲线变得平滑，精细结构全部消失。
b.由n →*跃迁所产生的吸收峰随溶剂极性的增加，λmax 蓝移。
c.由*跃迁所产生的吸收峰随溶剂极性的增加，λmax 红移。 5．了解紫外分光光度计的组成及各部分的作用。
二、荧光分析法
1．掌握荧光分析法的基本原理
2．荧光分光光度计
三、红外分光光度法
1．掌握红外吸收光谱的产生及条件。 2．理解分子的振动形式。
双原子分子的振动：简谐振动
多原子分子的振动?
?
?
??????????面外弯曲面内弯曲弯曲振动反对称伸缩
对称伸缩伸缩振动
3．掌握红外吸收峰数与振动自由度的关系。
线性分子的振动自由度为3 5 非线性分子的振动自由度为3 6
4．掌握简并、红外非活性振动、基频峰、泛频峰、特征峰、相关峰、特征区、指纹区、不饱和度等基本概念。
5. 掌握一些重要基团的红外特征吸收峰 （1）烷烃
主要特征峰：
C-H
30002850cm -1
（s ）；
as
3
CH ：14701450cm -1
(m ，s)；
s 3
CH ：
1375 cm -1
（s ） （2）烯烃
主要特征峰：=CH ：31003000cm -1（m ）；=CH ：1010650cm -1
（s ） ；C=C ：16801600cm -1
（w ） （3）炔烃
主要特征峰：C-H ：
3300 cm -1（s ） ；C C ：21402100 cm -1
；非末端的C C 为22602200 cm -1
，是炔烃区别于烷、烯烃的重要标志。
（4）芳香烃
主要特征峰：=CH 31003000cm -1（m ）；C=C 1600 cm -1（m 或s ）及1500 cm -1
（m
或s ）；=CH 910665cm -1（s ）；=CH 12501000cm -1(w)；泛频峰20001667cm -1
（w 或vw ）。前三种特征峰是决定苯环存在的最主要吸收峰。
（5）醇、酚、醚
醇、酚的主要特征峰：OH 游离羟基 36503590cm -1
(s 或变) 锐峰；缔合羟基 3500
3200cm -1(s 或m) 钝峰 ；C-O 12501000cm -1
(s)。
醚的主要特征峰：C-O 12701010cm -1
(s)。 （6）羰基化合物
酮类：主要特征峰：C=O ：1715 cm -（1
s ，基准值）
醛类：主要特征峰：C=O ：1725 cm -1
（s ，基准值） 酰氯：主要特征峰：C=O ： 1800cm -1（s ，基准值）
酸类：主要特征峰：OH ：34002500 cm -1；C=O ：17401680cm -1
；C-O ：13201200 cm -1；OH ：14501410 cm -1
酯类：主要特征峰：C=O ：1735cm -1（s ，基准值）；C-O-C ：13001000cm -1
（ s
和 as ） 酸酐类：主要特征峰：
C=O
双峰：as ：18501800cm -1(s)；s ：17801740cm -1
(s)。
C-O ：1300
900cm -1
，s 。 6．了解红外分光光度计的主要部件。 练习题
一、选择题
1．某物质摩尔吸光系数（）很大，则表明（ ）。
A ．该物质对某波长的吸光能力很强
B ．该物质浓度很大
C ．光通过该物质溶液的光程长
D ．测定该物质的精密度高
2．已知KMnO 4的摩尔式量为158.04, 545=2.2?103
,今在545nm 处用浓度为0.0020%KMnO 4溶液,3.00比色皿测得透光率为( )。
A ．15%
B ．83%
C ．25%
D ．53%
3．某化合物max (正己烷)=329nm ，max (水)=305nm ，该吸收跃迁类型为（ ）。
A ．n →σ*
B ．n →π*
C ．σ→σ*
D ．π→π*
4. 电子能级间隔越小，电子跃迁时吸收光子的（ ）。 A ．能量越高 B ．波长越长 C ．波长越大 D ．频率越高
5.下列四种化合物中，在紫外区出现两个吸收带的是（ ） A ．乙烯 B ．1，4-戊二烯 C ．1，3-丁二烯 D ．丙烯醛 6．荧光分光光度计常用的光源是：（ ）
A ．空心阴极灯
B ．氙灯
C ．氘灯
D ．硅碳棒
7．中红外区的特征区是指（ ）cm -1
范围内的波数
A ．4000400
B ．40001250
C ．1250400
D ．1000010
8．有一物质分子式为C 5H 10O ，其IR 光谱表明在1725cm -1
处有强吸收，请判断它可能属于下列何种物质（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
9．CO 2的下列振动中，何种属于红外非活性振动（ ）
A ．
B ． O
O C CH 2 CH 2 CH 3
CH 3
OH
OH CH 3
O → ← O C O
O →
← C → + O
O C - +
O O C ↓
↑ ↑
C ． D.
10.已知CO 2的结构式为O=C=O ，请推测其红外光谱中，基本振动数为（ ） A ．4个 B ．3个 C ．2个 二、填空题
1．测量某有色络合物的透光度时，若吸收池厚度不变，当有色络合物浓度为c 时的透光度为T ，当其浓度为
3
1
c 时的透光度为 。 2．苯酚在水溶液中摩尔吸光系数为6.17?103
L ?mol -1
?cm -1
,若要求使用1cm 吸收池时的透光度为0.150.65之间,则苯酚的浓度应控制在 。
3．影响有色络合物的摩尔吸光系数的因素是 。
4．称取苦味酸胺0.0250g,处理成1L 有色溶液,在380nm 处以1cm 吸收池测得吸光度
A=0.760,已知其摩尔吸光系数为104.13L ?mol -1?cm -1
,则其摩尔质量为 。
5．分子的运动包括三种，它们是 ， 和 。其中能量最大的是 ，能量最低的是 。
6．某共轭二烯的乙烷
m ax λ=219nm,如果改在乙醇中测定，则max
将_______ ____,该
吸收是由____________引起的。
三、溶解在乙烷中的异丙叉丙酮的nm 329m ax =己烷λ,该化合物溶解在乙醇中时，
nm 309m ax =乙醇λ。问该吸收是什么跃迁引起的。并说明max λ位移的原因。
四、红外吸收光谱产生的条件是什么？什么是红外非活性振动？
练习题答案：
一、1. A 2. A 3.B 4.B 5.B 6.B 7.B 8.B 9.A 10.A
二、1．3
1
T 2．3.2?10-5
?mol/L 至1.3?10-4
?mol/L 3．入射光的波长 4．444g/mol
5．电子相对于原子核的运动 核间相对位移的振动 转动 电子的跃迁 分子的转动 6．向长波方向移动
三、答： 是n →π*跃迁引起的。
乙醇的极性大于己烷，溶剂极性增强，生成氢键的能力增强，n →π*跃迁在乙醇中跃迁比在己烷中所需能量高，故x ma λ向短波方向移动。
四、答：红外吸收光谱产生的条件是：（1）电磁辐射的能量与分子的振动和转动能级之间的跃迁所需要的能量相当。（2）被红外辐射作用的分子必须要有偶极矩的变化。
不能吸收红外线发生能级跃迁的振动称为红外非活性振动。
材料分析方法课后练习题参考答案 2015-1-4 BY：二专业の学渣 材料科学与工程学院
3.讨论下列各组概念的关系 答案之一 (1）同一物质的吸收谱和发射谱； 答：λk吸收〈λkβ发射〈λkα发射 (2）X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。 答：λkβ发射（靶）〈λk吸收(滤波片)〈λkα发射（靶）。任何材料对X射线的吸收都有一个Kα线和Kβ线。如Ni 的吸收限为0.14869 nm。也就是说它对0.14869nm波长及稍短波长的X射线有强烈的吸收。而对比0.14869稍长的X射线吸收很小。Cu靶X射线:Kα=0.15418nm Kβ=0.13922nm。 (3）X射线管靶材的发射谱与被照射试样的吸收谱。 答：Z靶≤Z样品+1 或Z靶>>Z样品 X射线管靶材的发射谱稍大于被照射试样的吸收谱，或X射线管靶材的发射谱大大小于被照射试样的吸收谱。在进行衍射分析时，总希望试样对X射线应尽可能少被吸收，获得高的衍射强度和低的背底。 答案之二 1）同一物质的吸收谱和发射谱； 答：当构成物质的分子或原子受到激发而发光，产生的光谱称为发射光谱，发射光谱的谱线与组成物质的元素及其外围电子的结构有关。吸收光谱是指光通过物质被吸收后的光谱，吸收光谱则决定于物质的化学结构，与分子中的双键有关。 2）X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。 答：可以选择λK刚好位于辐射源的Kα和Kβ之间的金属薄片作为滤光片，放在X射线源和试样之间。这时滤光片对Kβ射线强烈吸收，而对Kα吸收却少。 6、欲用Mo 靶X 射线管激发Cu 的荧光X 射线辐射，所需施加的最低管电压是多少？激发出的荧光辐射的波长是多少？ 答：eVk=hc/λ Vk=6.626×10-34×2.998×108/(1.602×10-19×0.71×10-10)=17.46(kv) λ0=1.24/v(nm)=1.24/17.46(nm)=0.071(nm) 其中h为普郎克常数，其值等于6.626×10-34 e为电子电荷，等于1.602×10-19c 故需加的最低管电压应≥17.46(kv)，所发射的荧光辐射波长是0.071纳米。 7、名词解释：相干散射、非相干散射、荧光辐射、吸收限、俄歇效应 答：⑴当χ射线通过物质时，物质原子的电子在电磁场的作用下将产生受迫振动，受迫振动产生交变电磁场，其频率与入射线的频率相同，这种由于散射线与入射线的波长和频率一致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干条件，故称为相干散射。 ⑵当χ射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后，可以得到波长比入射χ射线长的χ射线，且波长随散射方向不同而改变，这种散射现象称为非相干散射。
第四章氧化还原反应 思考题 1. 分别将元素Mn、N在下列两组物质中的氧化数按高到低顺序排列。 (1) ⑤KMnO4, ③MnO2, ④K2MnO4, ①MnSO4, ②MnO(OH) (2) ②N2,⑦N2O5, ③N2O, ⑤N2O3,⑥NO2, ④NO, ①NH3 2. 试分别写出碳在下列各物质中的共价键数目和氧化数. CH3Cl（-2）, CH4（-4）, CHCl3（+2）, CH2Cl2（0）, CCl4（+4）(共价键数目均为4) 3. 指出下列各物质中各元素的氧化数。 Cs+,（+1） F-,（-1） NH4+,（-3，+1） H3O+,（+1，-2） H2O2,（+1，-1） Na2O2（+1，-1）, KO2,（+1，-1／2） CH3OH,（-2，+1，-2） Cr2O72-,（+6，-2） KCr(SO4)2·12H2O（+1，+3，+6，-2，+1） 4. 判断下列氧化还原反应方程式书写是否正确,并把错误予以改正。 (1) 3Ag2S + 8HNO3─→ 6AgNO3+ 3S↓+ 2NO↑+ 4H2O√ (2) 4MnO4- + 4H+─→ 4M nO2 + （3）2O2↑+ 2H2O× (3) （2）NO2- + （4）2H+ + 2I-─→（2）NO + I2 + （2）H2O× (4) K2Cr2O7 + 6Fe2+ + 14H+─→2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O + 2K+× Cr2O7 + 6Fe2+ + 14H+─→2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O (5) FeS + 4HNO3 ─→ Fe(NO3)3 + S↓+ NO↑ + 2H2O√ (6) （3）Fe2+ + NO3- + 4H+─→（3）Fe3++ NO↑+ 2H2O×
第四章氧化还原反应（计划学时数：4）[教学要求] 1．熟练掌握氧化数、氧化还原反应的功能基本概念； 2．掌握电极电势的概念； 3．掌握电极电势在判断氧化还原反应进行方向、次序方面的应用。[教学重点] 1．氧化数等基本概念； 2．电极电势的概念及其应用。 [教学难点] 电极电势的概念。 [每节时分配] 第一节氧化还原反应的基本概念1节时 第二节电极电势2节时 第三节电极电势的应用1节时 [教学方法] 讲授结合启发式 [使用教具] 挂图，投影，多媒体课件 [作业] 74页1、4、6、9
第一节氧化还原的基本概念 （本节关于氧化还原反应的概念初中、高中均有涉及，在原有基础上给出更确切的定义，引出氧化数的概念。） [提问] 1．回忆氧化还原的概念。什么是氧化反应？什么是还原反应？ 2．2Na + Cl2 == 2NaCl H2 + Cl2 ==2HCl 以上两个氧化还原反应有何不同？（HCl形成过程中无电子得失，只是电子的重排，没有发生电子得失，难于判断氧化作用还是还原作用。从而引出“氧化数”。 一、氧化数 1．定义 假设把化合物中成键的电子归电负性更大的原子，从而求得原子所带得形式电荷数。此电荷数即是该原子在该化合物中的氧化数。（有正、负之分） 2．确定元素氧化数的规则 （1）单质的氧化数等于零。 （2）单原子离子的氧化数等于它所带的电荷数；多原子离子中各元素氧化数的代数和等于该离子所带电荷数。 （3）通常氢的氧化数为1，只有活泼金属的氢化物中为-1，氧的氧化数为-2，在过氧化物（H2O2 Na2O2）中为-1; NaO2(-1/2); KO3(-1/3) OF2(+2) （4）中性分子中，各元素氧化数的代数和为零。 [例题1]计算Fe3O4中Fe的氧化数 Fe=+8/3 [例题2]计算S4O62-中的氧化数 S=+5/2 3．氧化数与化合价的区别与联系 区别：氧化数是人为规定的概念，不考虑分子结构，是一个形式电荷数，它可以是正、负正数和分数，而化合价（某元素一定数目的原子与另一数目的原子相化合的性质）：分子中原子键相互结合的能力，反映了分子的结构；与分子结构有关系，不会是分数。 （化合价分为离子价和共价。离子价指得失电子的数目，得电子为负，失电子为正；共价指共享电子对数，无正负之分） 联系：氧化数是一个在化合价基础上发展起来的一个新概 二、氧化还原反应 1．氧化还原反应
第一章 射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？ 答： 射线学分为三大分支： 射线透射学、 射线衍射学、 射线光谱学。 射线透射学的研究对象有人体，工件等，用它的强透射性为人体诊断伤病、用于探测工件内部的缺陷等。 射线衍射学是根据衍射花样，在波长已知的情况下测定晶体结构，研究与结构和结构变化的相关的各种问题。 射线光谱学是根据衍射花样，在分光晶体结构已知的情况下，测定各种物质发出的 射线的波长和强度，从而研究物质的原子结构和成分。 试计算当管电压为 时， 射线管中电子击靶时的速度与动能，以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大能量是多少？ 解：已知条件： 电子静止质量： × 光速： × 电子电量： × 普朗克常数： × 电子从阴极飞出到达靶的过程中所获得的总动能为： × × × 由于 所以电子击靶时的速度为： × 所发射连续谱的短波限 的大小仅取决于加速电压： （?）＝ 伏 ＝ ? 辐射出来的光子的最大动能为： ＝ ＝ ＝ × 说明为什么对于同一材料其λ λ β λ α 答 导致光电效应的 光子能量＝将物质 电子移到原子引力范围以外所需作的功 以 α 为例
α – – – ∴ α ∴λ λ α 以 β 为例 β – – – ∴ β ∴ λ λ β – – ∴ α β ∴λ β λ α 如果用 靶 光管照相，错用了 滤片，会产生什么现象？ 答： 的 α α β线都穿过来了，没有起到过滤的作用。 特征 射线与荧光 射线的产生机理有何不同？某物质的 系荧光 射线波长是否等于它的 系特征 射线波长？ 答：特征 射线与荧光 射线都是由激发态原子中的高能级电子向低能级跃迁时，多余能量以 射线的形式放出而形成的。不同的是：高能电子轰击使原子处于激发态，高能级电子回迁释放的是特征 射线；以 射线轰击，使原子处于激发态，高能级电子回迁释放的是荧光 射线。某物质的 系特征 射线与其 系荧光 射线具有相同波长。 连续谱是怎样产生的？其短波限 与某物质的吸收限 有何不同（ 和 以 为单位）？ 答：当 射线管两极间加高压时，大量电子在高压电场的作用下，以极高的速度向阳极轰击，由于阳极的阻碍作用，电子将产生极大的负加速度。根据经典物理学的理论，一个带负电荷的电子作加速运动时，电子周围的电磁场将发生急剧变化，此时必然要产生一个电磁波，或至少一个电磁脉冲。由于极大数量的电子射到阳极上的时间和条件不可能相同，因而得到的电磁波将具有连续的各种波长，形成连续 射线谱。 在极限情况下，极少数的电子在一次碰撞中将全部能量一次性转化为一个光量子，这个光量子便具有最高能量和最短的波长，即短波限。连续谱短波限只与管压有关，当固定管压，增加管电流或改变靶时短波限不变。
选修4 第四章《电化学基础》教材分析与教学建议 荔湾区教育发展研究中心常芸 一、教材分析 1、地位和作用 （1）本章是高中化学基本理论知识体系中的一个重要内容，也是学生所学高中知识的难点之一。有关电化学知识考点是高考考查的必考点、热点。 （2）本章在必修2教材“化学能与电能” 内容的基础上进一步拓宽和加深，同时，在学习了前面溶液中离子平衡知识已经为学生建立了微观、动态、相互作用的认识深度，并且建立了分析反应体系中微粒及运动情况的认识思路，因此电化学是对氧化还原反应、离子反应等知识进行深化和应用。 （3）本章知识在了解和掌握了原电池、电解池工作原理的基础上，通过对碱性锌锰干电池（一次电池）、铅蓄电池（二次电池）、燃料电池、电镀、金属精炼的分析，体会电化学知识与生产、生活、国防等工业的密切联系以及对人类社会发展和进步的重要作用。其中涉及的“化学能与电能的相互转化”是选修4第一章“化学反应与能量”学习的延续。 （4）通过对金属腐蚀和防护原理和实验的探究，培养学生的实验技能和应用所学知识分析、解决实际问题的能力（理论联系实际）。 2、知识结构 本章的知识结构为：
二．课程标准、考试说明对本章的要求 三、课时分配建议 第一节原电池（含原电池的设计）1课时 第二节化学电源 【一、二次电池、燃料电池】1课时 第三节电解池2课时 第四节金属的电化学腐蚀与防护2课时 复习2课时 测验、评讲2课时 合共10课时。 四、各节教学目标 （1）知识与技能： ①在氧化还原的知识基础上，进一步理解原电池、电解池的反应原理与它们的装置。能够根据电极材料、氧化还原反应原理写出电极反应式。 ②了解原电池、电解池的工作原理在实际的一些应用。 ③了解金属腐蚀的原理与种类，认识金属腐蚀的危害，知道防止金属腐蚀的方法。（2）过程与方法： ①在运用氧化还原反应原理来分析原电池、电解池及各类化学电源工作原理的过
第四章 电化学与电位分析法 一、简答题 1.化学电池由哪几部分组成？如何表达电池的图示式？电池的图示式有那些规定？ 2.电池的阳极和阴极，正极和负极是怎样定义的？阳极就是正极，阴极就是负极的说法对吗？为什么？ 3.电池中"盐桥"的作用是什么？盐桥中的电解质溶液应有什么要求？ 4.电极电位及电池电动势的表示式如何表示？应注意什么问题？何谓式量电位？如何表示？ 5.电极有几种类型？各种类型电极的电极电位如何表示？ 6.何谓指示电极、工作电极、参比电极和辅助电极？ 7.何谓电极的极化？产生电极极化的原因有哪些？极化过电位如何表示？ 8.写出下列电池的半电池反应和电池反应，计算电动势。这些电池是原电池还是电解池？极性为何？（设T 为25℃,活度系数均为1） （1）Pt│Cr 3+（1.0×10－4mol·L －1），Cr 2+（0.10mol·L －1）‖Pb 2+(8.0× 10－2mol·L －1)│Pb 已知： 322//E 0.41,E 0.126Cr Cr Pb Pb V V θθ+++=-=- 已知： 2332//E 1.00,E 0.77VO VO Fe Fe V V θθ++++== （3）Pt,H 2(20265Pa)│HCl (0.100mol·L －1)‖HClO 4(0.100mol·L －1 )│Cl 2(50663Pa),Pt 已知： 22//E 0.0,E 1.359H H Cl Cl V V θθ +-== （4）Bi│BiO +(8.0×10－2mol·L －1)，H +(1.00×10－2mol·L －1)‖I－(0.100mol·L －1)，AgI(饱和)│Ag 已知： 17,//E 0.32,E 0.799,8.310sp AgI BiO Bi Ag Ag V V K θθ++-===? 9. 电位分析法的理论基础是什么？它可以分成哪两类分析方法？它们各有何特点？ 10.以氟离子选择性电极为例，画出离子选择电极的基本结构图，并指出各部分的名称。 11.写出离子选择电极膜电位和电极电位的能斯特方程式。 ⑵
第一章X 射线物理学基础 2、若X 射线管的额定功率为1.5KW，在管电压为35KV 时，容许的最大电流是多少？ 答：1.5KW/35KV=0.043A。 4、为使Cu 靶的Kβ线透射系数是Kα线透射系数的1/6，求滤波片的厚度。 答：因X 光管是Cu 靶，故选择Ni 为滤片材料。查表得：μ m α＝49.03cm2／g，μ mβ＝290cm2／g，有公式，，，故：，解得:t=8.35um t 6、欲用Mo 靶X 射线管激发Cu 的荧光X 射线辐射，所需施加的最低管电压是多少？激发出的荧光辐射的波长是多少？ 答：eVk=hc/λ Vk=6.626×10-34×2.998×108/(1.602×10-19×0.71×10-10)=17.46(kv) λ 0=1.24/v(nm)=1.24/17.46(nm)=0.071(nm) 其中h为普郎克常数，其值等于6.626×10-34 e为电子电荷，等于1.602×10-19c 故需加的最低管电压应≥17.46(kv)，所发射的荧光辐射波长是0.071纳米。 7、名词解释：相干散射、不相干散射、荧光辐射、吸收限、俄歇效应 答：⑴当χ射线通过物质时，物质原子的电子在电磁场的作用下将产生受迫振动，受迫振动产生交变电磁场，其频率与入射线的频率相同，这种由于散射线与入射线的波长和频率一致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干条件，故称为相干散射。 ⑵当χ射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后，可以得到波长比入射χ射线长的χ射线，且波长随散射方向不同而改变，这种散射现象称为非相干散射。 ⑶一个具有足够能量的χ射线光子从原子部打出一个K 电子，当外层电子来填充K 空位时，将向外辐射K 系χ射线，这种由χ射线光子激发原子所发生的辐射过程，称荧光辐射。或二次荧光。 ⑷指χ射线通过物质时光子的能量大于或等于使物质原子激发的能量，如入射光子的能量必须等于或大于将K 电子从无穷远移至K 层时所作的功W，称此时的光子波长λ称为K 系的吸收限。 ⑸原子钟一个K层电子被光量子击出后，L层中一个电子跃入K层填补空位，此时多余的能量使L层中另一个电子获得能量越出吸收体，这样一个K层空位被两个L层空位代替的过程称为俄歇效应。 第二章X 射线衍射方向 2、下面是某立方晶第物质的几个晶面，试将它们的面间距从大到小按次序重新排列：（123），（100），（200），（311），（121），（111），（210），（220），（130），（030），（221），（110）。 答：立方晶系中三个边长度相等设为a，则晶面间距为d=a/ 则它们的面间距从大小到按次序是：（100）、（110）、（111）、（200）、（210）、（121）、（220）、（221）、（030）、（130）、
第四章 氧化还原反应 板书： 第4章 氧化还原反应 板书： 4.1 氧化还原方程式的配平 板书： 4.1.1 氧化数法 板书： 1. 氧化数：元素原子在其化合态中的形式电荷数 副板书： 离子化合物：阴、阳离子所带的电荷数，例如：NaCl 共价化合物：共用电子对的偏向，例如：HCl 板书： 2. 配平原则：（1）元素原子氧化数升高的总数等于元素原子氧化数降低的总数； （2）反应前后各元素的原子总数相等。 板书： 4.1.2 离子－电子法 板书： 1. 配平原则：（1）氧化剂所得到的电子数等于还原剂失去的电子数 （2）反应前后各元素的原子总数相等。 板书： 例1：在酸性溶液中，高锰酸钾将亚硫酸氧化。 反应的离子方程式： 2224342MnO SO H Mn SO H O --++- ++→++ 在此反应中：氧化剂为：7 4 M nO +-→ 2 2M n ++ 还原反应 还原剂为： 4 23 S O +- → 6 24S O +- 氧化反应 还原半反应： 2? 242584MnO e H Mn H O -++ ++→+ 电子转移数5e 氧化半反应： 5? 2232422SO H O SO e H --+ +→++ 电子转移数为2e 取电子转移最小公倍数，相加得：2224342256253MnO SO H Mn SO H O --++- ++==++ 板书： 例2 氯气在热的氢氧化钠溶液中发生歧化反应的配平 反应式为： 23270 o C Cl NaOH NaCl NaClO H O ? >+???→++ （条件：加热，温度>70℃） 歧化反应： 0 2C l →1 NaCl - 还原反应 0 2C l (5) 3Na Cl O + 氧化反应
第一章 一、选择题 1.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是（） A.X射线透射学； B.X射线衍射学； C.X射线光谱学； D.其它 2. M层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（） A.Kα； B. Kβ； C. Kγ； D. Lα。 3. 当X射线发生装置是Cu靶，滤波片应选（） A．Cu；B. Fe；C. Ni；D. Mo。 4. 当电子把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称（） A.短波限λ0； B. 激发限λk； C. 吸收限； D. 特征X射线 5.当X射线将某物质原子的K层电子打出去后，L层电子回迁K层，多余能量将另一个L层电子打出核外，这整个过程将产生（）（多选题） A.光电子； B. 二次荧光； C. 俄歇电子； D. （A+C） 二、正误题 1. 随X射线管的电压升高，λ0和λk都随之减小。（） 2. 激发限与吸收限是一回事，只是从不同角度看问题。（） 3. 经滤波后的X射线是相对的单色光。（） 4. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发状态。（） 5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料，而不需要考虑厚度。（） 三、填空题 1. 当X射线管电压超过临界电压就可以产生X射线和X射线。 2. X射线与物质相互作用可以产生、、、、 、、、。 3. 经过厚度为H的物质后，X射线的强度为。 4. X射线的本质既是也是，具有性。 5. 短波长的X射线称，常用于；长波长的X射线称 ，常用于。 习题 1.X射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？ 2.分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？ （1）用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射； （2）用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射； （3）用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射。 3.什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱
分析化学概述 学习要求： 1．熟悉定量分析的一般程序；理解分析化学的任务和作用；掌握分析化学分类的方法。 2．掌握化学计量点、滴定终点及终点误差的基本概念； 3．掌握标准溶液配制方法、基准物质的用途及其应用符合的条件，了解常用基准物质的干燥条件和应用范围； 4．掌握滴定度和物质的量浓度的表示方法；掌握滴定分析中的定量依据及各种计算方法。了解分析化学的发展趋势。 第一节分析化学的任务、方法及发展趋势 分析化学是获取物质化学组成和结构信息的科学，分析化学包括成分分析和结构分析，成分分析是分析化学的基本内容。分析化学不仅对化学本身的发展起着重大的作用，而且在医药卫生、工业、农业、国防、资源开发等许多领域中都有广泛的应用（都需要分析化学的理论、知识和技术）。因此，人们常将分析化学称为生产、科研的“眼睛”，是认知“未知”的强有力手段，是让人们“放心”的科学，是打击“伪科学”和防伪科学、打击犯罪科学的有力工具。它在实现我国工业、农业、国防和科学技术现代化宏伟目标中具有举足轻重的作用。 一、分析化学的任务 分析化学是获取物质化学组成、含量、结构及相关信息的科学。分析化学是化学的一个重要分支。它的任务主要有三个方面：确定物质的化学组分（由那些元素、离子、官能团或化合物组成）、测定有关成分的含量、确定物质中原子间的结合方式（化学结构、晶体结构、空间分布等），它们分别属于分析化学的定性分析、定量分析及结构分析的内容。 二、分析化学方法的分类 按照不同的分类方法，可将分析化学方法归属于不同的类别。现将根据分析化学任务、分析对象、分析原理、操作方法等分类方法简要说明如下： (一) 定性、定量、结构分析 根据分析化学任务不同可分为定性、定量、结构分析。定性分析是根据反应现象、特征鉴定物质的化学组成，鉴定试样有哪些元素、原子、原子团、官能团或化合物；定量分析是根据反应中反应物与生成物之间的计量关系测定各组分的相对含量；结构分析是研究物质的分子结构或晶体结构。 (二) 无机分析与有机分析
第五章氧化还原反应 一、填空题 1.原电池通过反应将直接转化为电能。 2.利用氧化还原反应组成原电池，其电动势可判断氧化还原的方向。若εΘ时，△GΘ，反应将正向自发进行。若εΘ时，△GΘ，反应将逆向自发进行。 3.将铜片插入盛有0.5mol·L－1CuSO4溶液的烧杯中，银片插入盛有0.5mol·L－1 AgNO3溶液的烧杯中，组成电池，电池反应为，该电池中的负极是。 4.在下列情况下，铜锌原电池的电动势是增大还是减少？ (1)向ZnSO4溶液加入一些NaOH 浓溶液； (2)向CuSO4溶液加入一些NH3浓溶液 5.已知EΘFe3＋/Fe2＋=0.77V，EΘMnO4－/Mn2＋=1.51V，EΘF2/F－=2.87V。在标准状态下，上述三个电对中，最强的氧化剂是，最强的还原剂是。 6.将下述反应设计为电池，Ag+(aq)+Fe2+(aq)?Ag(s) + Fe3+(aq)，其电池符号为。 7.反应3ClO－→ ClO3－+2Cl－是属于氧化还原反应中的反应。 8.某反应B(s) + A2+(aq)?B2+(aq) +A(s)，EΘA2＋/A =0.8920V，EΘB2＋/B =0.3000V，该反应的平衡常数是。 9.氢电极插入纯水中通氢气（p H2=100kPa），在298K时，其电极电势为，是因为。 10.以Mn2+ +2e ? Mn及Mg2+ +2e ?Mg两个标准电极组成电池，则电池符号是。 11.在强酸性溶液中，高锰酸钾和亚铁盐反应，配平的离子方程式是。 12.电极电势是某电极与组成原电池的电动势值，如果此电极发生反应，则此值应加上负号。 13.在原电池中通常采用填充盐桥。 二、判断题(正确的请在括号内打√，错误的打×) 14.当原电池没有电流通过或通过的电流接近零时，两极间的电势差叫做电池
~ 第一章 X 射线物理学基础 2、若X 射线管的额定功率为，在管电压为35KV 时，容许的最大电流是多少 答：35KV=。 4、为使Cu 靶的Kβ线透射系数是Kα线透射系数的1/6，求滤波片的厚度。 答：因X 光管是Cu 靶，故选择Ni 为滤片材料。查表得：μ m α ＝／g，μ mβ ＝290cm2／g，有公式，，，故：，解得:t= t 6、欲用Mo 靶X 射线管激发Cu 的荧光X 射线辐射，所需施加的最低管电压是多少激发出的荧光辐射的波长是多少 答：eVk=hc/λ Vk=×10-34××108/×10-19××10-10)=(kv) ￥ λ 0=v(nm)=(nm)=(nm) 其中 h为普郎克常数，其值等于×10-34 e为电子电荷，等于×10-19c 故需加的最低管电压应≥(kv)，所发射的荧光辐射波长是纳米。 7、名词解释：相干散射、不相干散射、荧光辐射、吸收限、俄歇效应 答：⑴ 当χ 射线通过物质时，物质原子的电子在电磁场的作用下将产生受迫振动，受迫振动产生交变电磁场，其频率与入射线的频率相同，这种由于散射线与入射线的波长和频率一致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干条件，故称为相干散射。 ⑵ 当χ 射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后，可以得到波长比入射χ 射线长的χ 射线，且波长随散射方向不同而改变，这种散射现象称为非相干散射。 ⑶ 一个具有足够能量的χ 射线光子从原子内部打出一个K 电子，当外层电子来填充K 空位时，将向外辐射K 系χ 射线，这种由χ 射线光子激发原子所发生的辐射过程，称荧光辐射。或二次荧光。 （ ⑷ 指χ 射线通过物质时光子的能量大于或等于使物质原子激发的能量，如入射光子的能量必须等于或大于将K 电子从无穷远移至K 层时所作的功W，称此时的光子波长λ 称为K 系的吸收限。 ⑸原子钟一个K层电子被光量子击出后，L层中一个电子跃入K层填补空位，此时多余的能量使L层中另一个电子获得能量越出吸收体，这样一个K层空位被两个L层空位代替的过程称为俄歇效应。 第二章 X 射线衍射方向
第三章 氧化还原反应 一、选择题 （30分） 1．在- 272O Cr + I - + H + ?→?Cr 3+ + I 2 + H 2O 反应式中，配平后各物种的化学计量数从左至右依次为……………………………………………………………………… （ ） (A) 1，3，14，2，121，7 (B) 2，6，28，4，3，14 (C ) 1，6，14，2，3，7 (D) 2，3，28，4，12 1，14 2．常用的三种甘汞电极，即(1) 饱和甘汞电极 (2) 摩尔甘汞电极 (3) 0.1 mol ·dm -3 甘汞电极，其电极反应为：Hg 2Cl 2(s) + 2e - = 2Hg(l) + 2Cl -(aq)，在25℃ 时三种甘汞电极的?的大小次序为…………………………………………………………………… （ ） (A) 1?＞2?＞3? (B) 2?＞1?＞3? (C ) 3?＞2?＞1? (D) 1?＝2?＝3? 3．根据标准电极电势值判断下列各组离子在酸性介质不能够共存的是 （ ） （A ） Br 2 和 ClO 3- （B ） Fe 2+ 和 Sn 4+ （C ） Fe 2+ 和 Pb 2+ （D ） Sn 2+ 和 I 2 （3 2 1.52BrO Br V ?-= ；3 2 1.47ClO Cl V ?- = ；320.771Fe Fe V ?+ + = ；420.15Sn Sn V ?+ + = ； 20.13Pb Pb V ?+ =- ；2 0.54I I V ?- = ） 4．下列电对的电极电势不受介质酸度影响的是 （ ） （A ） MnO 4-/ MnO 42- （B ） MnO 2/Mn 2+ （C ） S/H 2S （D ） O 2/H 2O 5．已知：2///S ZnS S MnS S S ???->> ，则（ ） （A ）()()SP SP K ZnS K M nS > （B ）()()SP SP K ZnS K M nS < （C ）()()SP SP K ZnS K M nS = （D ）无法确定 6．已知φΘ（MnO 4-/ MnO 2）＝1.68 V φΘ（MnO 2/ Mn 2+）=1.23 V 则φΘ（MnO 4-/ Mn 2+）为 （ ） （A ） 2.91 V （B ） 0.45V （C ） 1.51V （D ） 1.825V 7．原电池 Zn|Zn 2+ (c 1)|| Zn 2+ (c 2)|Zn (c 1≠c 2)，下列叙述中正确的是 （ ） A E Θ≠0 E ＝0 B E Θ＝0 E ≠0 C E Θ＝0 E ＝0 D E Θ≠0 E ≠0 8．下列电极反应中，若将离子浓度减少一半，而其它条件不变，则电极电势增大的是 （ ） （A ） ClO 4- ＋2H + ＋2e = ClO 3- ＋H 2O ； （B ） Co 3+ ＋e = Co 2+ （C ） S 2O 82-＋2e = 2SO 42- （（D ） 2Hg 2+ ＋2e = Hg 22+ 9．已知φΘ（Pb 2+/ Pb ）＝-0.126V K sp θ( PbCl 2) =1.6×10－5，则φΘ（PbCl 2 / Pb ）为（ ） (A) 0.268V (B) -0.41V (C) -0.268V (D) -0.016V 10．已知φΘ（Ag +/ Ag ）=0.799V K sp θ( AgCl)= 1.56×10－10，若在半电池Ag +/Ag(1.0 mol·L -1) 中加入KCl ，使得溶液中KCl 的浓度为1.0 mol·L -1 ，则其电极电势将 （ ） （A ） 增加0.581V （B ） 增加0.220V （C ） 降低0.581V （D ） 降低0.220V 11．将反应Fe 2++Ag +=Fe 3++Ag 组成原电池，下列哪种表示符号是正确的 （ ）。
材料物理专业2013级《材料分析测试方法A 》作业 第一章 电磁辐射与材料结构 一、教材习题 1-1 计算下列电磁辐射的有关参数： （1）波数为3030cm -1的芳烃红外吸收峰的波长（μm ）； （2）5m 波长射频辐射的频率（MHz ）； （3）588.995nm 钠线相应的光子能量（eV ）。 1-3 某原子的一个光谱项为45F J ，试用能级示意图表示其光谱支项与塞曼能级。 1-5 下列原子核中，哪些核没有自旋角动量？ 12C 6、19F 9、31P 15、16O 8、1H 1、14N 7。 1-8 分别在简单立方晶胞和面心立方晶胞中标明（001）、（002）和（003）面，并据此回答： 干涉指数表示的晶面上是否一定有原子分布？为什么？ 1-9 已知某点阵∣a ∣=3?，∣b ∣=2?，γ = 60?，c ∥a ×b ，试用图解法求r *110与r *210。 1-10 下列哪些晶面属于]111[晶带？ )331(),011(),101(),211(),231(),132(),111(。 二、补充习题 1、试求加速电压为1、10、100kV 时，电子的波长各是多少？考虑相对论修正后又各是多 少？ 第二章 电磁辐射与材料的相互作用 一、教材习题 2-2 下列各光子能量（eV ）各在何种电磁波谱域内？各与何种跃迁所需能量相适应？ 1.2×106~1.2×102、6.2~1.7、0.5~0.02、2×10-2~4×10-7。 2-3 下列哪种跃迁不能产生? 31S 0—31P 1、31S 0—31D 2、33P 2—33D 3、43S 1—43P 1。 2-5 分子能级跃迁有哪些类型？紫外、可见光谱与红外光谱相比，各有何特点？ 2-6 以Mg K α（λ=9.89?）辐射为激发源，由谱仪（功函数4eV ）测得某元素（固体样品） X 射线光电子动能为981.5eV ，求此元素的电子结合能。 2-7 用能级示意图比较X 射线光电子、特征X 射线与俄歇电子的概念。 二、补充习题 1、俄歇电子能谱图与光电子能谱图的表示方法有何不同？为什么？ 2、简述X 射线与固体相互作用产生的主要信息及据此建立的主要分析方法。 第三章 粒子（束）与材料的相互作用 一、教材习题 3-1 电子与固体作用产生多种粒子信号（教材图3-3），哪些对应入射电子？哪些是由电子 激发产生的？
第一章 X 射线物理学基础 3.讨论下列各组概念的关系 答案之一 (1）同一物质的吸收谱和发射谱； 答：λk 吸收 〈λk β发射〈λk α发射 (2）X 射线管靶 材的发射 谱与其配 用的滤波 片的吸收谱。 答：λk β发射（靶）〈λk 吸收(滤波片)〈λk α发射（靶）。任何材料对X 射线的吸收都有一个K α线和K β线。如 Ni 的吸收限为0.14869 nm 。也就是说它对0.14869nm 波长及稍短波长的X 射线有强烈的吸收。而对比0.14869稍长的X 射线吸收很小。Cu 靶X 射线:K α=0.15418nm K β=0.13922nm 。 (3）X 射线管靶材的发射谱与被照射试样的吸收谱。 答：Z 靶≤Z 样品+1 或 Z 靶>>Z 样品 X 射线管靶材的发射谱稍大于被照射试样的吸收谱，或X 射线管靶材的发射谱大大小 于被照射 试样的吸 收谱。在进行衍材料分析方法 综合教育类 2015-1-4 BY ：二专业の学渣 材料科学与工程学院
射分析时，总希望试样对X射线应尽可能少被吸收，获得高的衍射强度和低的背底。 答案之二 1）同一物质的吸收谱和发射谱； 答：当构成物质的分子或原子受到激发而发光，产生的光谱称为发射光谱，发射光谱的谱线与组成物质的元素及其外围电子的结构有关。吸收光谱是指光通过物质被吸收后的光谱，吸收光谱则决定于物质的化学结构，与分子中的双键有关。 2）X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。 答：可以选择λK刚好位于辐射源的Kα和Kβ之间的金属薄片作为滤光片，放在X射线源和试样之间。这时滤光片对Kβ射线强烈吸收，而对Kα吸收却少。 6、欲用Mo 靶X 射线管激发Cu 的荧光X 射线辐射，所需施加的最低管电压是多少？激发出的荧光辐射的波长是多少？ 答：eVk=hc/λ Vk=6.626×10-34×2.998×108/(1.602×10-19×0.71×10-10)=17.46(kv) λ 0=1.24/v(nm)=1.24/17.46(nm)=0.071(nm) 其中 h为普郎克常数，其值等于6.626×10-34 e为电子电荷，等于1.602×10-19c 故需加的最低管电压应≥17.46(kv)，所发射的荧光辐射波长是0.071纳米。 7、名词解释：相干散射、非相干散射、荧光辐射、吸收限、俄歇效应 答：⑴当χ射线通过物质时，物质原子的电子在电磁场的作用下将产生受迫振动，受迫振动产生交变电磁场，其频率与入射线的频率相同，这种由于散射线与入射线的波长和频率一致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干条件，故称为相干散射。
一、 选 择 题 ( )1. 下列氧化还原电对中，标准电极电势值最小的是： a) Ag +/ Ag b) AgCl/ Ag c) AgBr/ Ag d) AgI/ Ag ( )2. 反应3A 2+ + 2B 3A + 2B 3+ 在标准状态时电池电动势 O E =1.8V ，在某浓度时该反应的电池电动势E = 1.6V ，则该反应的lg O K 值为： a) 0592 .08.13? b) 0592 .06.13? c) 0592 .06.16? d) 0592 .08.16? ( )3. 某氧化还原反应在标准状态下其平衡常数O K =104，其电子转 移数为2，则该反应的标准电池电动势为： a) 0.059V b) 0.08V c) 0.12V d) 0.24V ( )4. 对于氧化还原反应：Cu 2+ + Zn Zn 2+ + Cu 当反应达到平 衡时，则： a) Cu 2+离子的浓度与Zn 2+ 离子的浓度相等 b)O E (Zn 2+/ Zn) = O E (Cu 2+/ Cu) c)反应中消耗的Cu 2+ 离子物质的量与生成的Zn 2+ 离子物质的量相等 d)该反应的平衡常数O K = c (Zn 2+)/c (Cu 2+) ( )5. 已知M 3+ 0.30 M + －0.60 M ， 则O E (M 3+ / M)为： a) 0.00V b)－0.15V c) 0.075V d) 0.30V ( )6. 下列化学反应中，哪一个不是氧化还原反应？ a) Na 2S 2O 8 + 2HCl 2NaCl + S↓ + 2O 2↑ + H 2SO 4 b) 2CCl 4 +K 2Cr 2O 7 COCl 2 +2CrO 2Cl 2 +2KCl +CO 2 c) ClO － +-2NO - 3 NO + Cl － d) (NH 4)2S 2O 8 +3KI (NH 4)2SO 4 +K 2SO 4 + KI 3
电化学分析法 [日期：2011-06-24] 来源：作者：[字体：大中小] 电化学分析法（electroanalytical chemistry）是根据电化学原理和物质在溶液中的电化学性质及其变化而建立起来的一类分析方法。这类方法都是将试样溶液以适当的形式作为化学电池的一部分，根据被测组分的电化学性质，通过测量某种电参量来求得分析结果的。 电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型，是利用试样溶液的浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的，这些电参量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等；第二种类型是通过测定化学电池中某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示，所以又称为电容量分析法，如电位滴定法、电导滴定法等；第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相，然后用重量法测定其质量，称为电重量分析法，实际上也就是电解分析法。 电化学分析法与其他分析方法相比，所需仪器简单，有很高的灵敏度和准确度，分析速度快，特别是测定过程的电信号，易与计算机联用，可实现自动化或连续分析。目前，电化学分析方法已成为生产和科研中广泛应用的一种分析手段。 第一节电势分析法 电势分析法是一种电化学分析方法，它是利用测定原电池的电动势(即用电势计测定两电极间的电势差)，以求得物质含量的分析方法。电势分析法又可分为直接电势法(potentiometric analysis)和电势滴定法(potentiometric titration)。 直接电势法是根据测量原电池的电动势，直接求出被测物质的浓度。应用最多的是测定溶液的pH。近些年来，由于离子选择性电极的迅速发展，各种类型的离子选择性电极相继出现，应用它作为指示电极进行电势分析，具有简便、快速和灵敏的特点，特别是它能适用于其它方法难以测定的离子。因此，直接电势法在土壤、食品、水质、环保等方面均得到广泛的应用。 电势滴定法是利用电极电势的变化来指示滴定终点的分析方法。电势滴定法确定的滴定终点比指示剂确定的滴定终点更为准确，但操作相对麻烦，并且需要仪器，所以电势滴定法一般适用于缺乏合适的指示剂，或者待测液混浊、有色，不能用指示剂指示滴定终点的滴定分析。 ?基本原理 在电势分析法中，构成原电池的两个电极，其中一个电极的电极电势能够指示被测离子活度(或浓度)的变化，称为指示电极；而另一个电极的电极电势不受试液组成变化的影响，具有恒定的数值，称为参比电极。将指示电极和参比电极共同浸入试液中构成一个原电池，通过测量原电池的电动势，即可求得被测离子的活度(或浓度)。 例如某种金属M与其金属离子Mn+组成的指示电极Mn+/M，根据能斯特公式，其电极电势可表示为：
第一章X射线物理学基础 1.连续X射线：从某一短波限λSWL开始，直至波长等于无穷大λ∞的一系列波 长。（这种谱用于X射线衍射分析的劳埃法） 2.特征X射线：具有一定波长的特强X射线，叠加于连续X射线谱上。（这 种谱用于X射线衍射分析的德拜法） 3.特征X射线的产生机理:X射线管中高速电子流轰击阳极，若管电压超过 某一临界值，电子的动能足以将阳极中原子的____内层电子_____轰击出来。 这种被激发的原子，在电子跃迁时会辐射光子。它们是一组能量一定的射线，构成___特征X射线__。这种谱适用于X射线衍射分析的____德拜____法。 4.波长与强度成反比。 5.当U/Uk=（3-5）Uk时，I特/I连获得最大值。（降低连续X射线，提 高特征X射线的方法） 6.荧光辐射：由入射X射线所激发出来的特征X射线。入射能量束的粒子与 和物质原子中电子相互作用碰撞，当粒子能量足够大就能激出的内层电子，同时原子外层向内层空位跃迁，辐射出一定的特征荧光射线，被称为荧光辐射。 7.光电效应：当入射光子的能量等于或略大于吸收体原子某壳层电子的结合 能时，此光子就很容易被电子吸收，获得能量的电子从内层溢出，成为自由电子，即光电子，原子则处于相应的激发态，这种原子被入射光子电离的现 象即光电效应。（应用于重元素的成分分析） 8.俄歇效应：原子中一个K层电子被入射光子击出后，L层一个电子跃入K 层填补空位，此时多余的能量不以辐射X光子的方式放出，而是另一个L层电子获得能量跃出吸收体，这样的一个K层空位被两个L层空位代替的过程 称俄歇效应。（应用于表层轻元素的成分分析） 9.相干散射：X射线与物质原子内层电子相撞，入射光子的能量全部转给相撞 电子，在X射线电场作用下，产生强迫振动，电子成为新电磁波源，向四周辐射与入射光子等波长的电磁波。 10.非相干散射：入射线与束缚较弱的外层电子或自由电子作用，电子获一部
第四章氧化还原反应 思 考 题 1. 分别将元素Mn、N在下列两组物质中的氧化数按高到低顺序排列。 (1) ⑤KMnO4, ③MnO2, ④K2MnO4, ①MnSO4, ②MnO(OH) (2) ②N2, ⑦N2O5, ③N2O, ⑤N2O3,⑥NO2, ④NO, ①NH3 2. 试分别写出碳在下列各物质中的共价键数目和氧化数. CH3Cl（-2）, CH4（-4）, CHCl3（+2）, CH2Cl2（0）, CCl4（+4）(共价键数目均为4) 3. 指出下列各物质中各元素的氧化数。 Cs+,（+1） F-,（-1） NH4+,（-3，+1） H3O+,（+1，-2） H2O2,（+1，-1） Na2O2（+1，-1）, KO2, （+1，-1／2） CH3OH, （-2，+1，-2） Cr2O72-,（+6，-2） KCr(SO4)2·12H2O（+1，+3，+6，-2，+1） 4. 判断下列氧化还原反应方程式书写是否正确,并把错误予以改正。 (1) 3Ag2S + 8HNO3 ─→ 6AgNO3 + 3S↓+ 2NO↑+ 4H2O√ (2) 4MnO4- + 4H+ ─→ 4MnO2 + （3）2O2↑+ 2H2O× (3) （2）NO2- + （4）2H+ + 2I- ─→（2）NO + I2 + （2）H2O× (4) K2Cr2O7 + 6Fe2+ + 14H+ ─→2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O + 2K+× Cr2O7 + 6Fe2+ + 14H+ ─→2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O (5) FeS + 4HNO3 ─→ Fe(NO3)3 + S↓+ NO↑ + 2H2O√ (6) （3）Fe2+ + NO3- + 4H+ ─→（3）Fe3+ + NO↑+ 2H2O× 5. 指出下列各原电池符号的表示式是否正确, 并把错误的予以改正。 (1) 氧化还原反应: Fe(s) + Ag+(aq) ─→ Fe2+(aq) + Ag(s) 原电池符号: (-)Ag∣Ag+‖Fe2+│Fe(+)× (-)Fe∣Fe2+（c1）∥Ag+（c2）│Ag (+) (2) 氧化还原反应: Fe3+(aq) + 2I-(aq) ─→ Fe2+(aq) + I2(s)原电池符号: (-)Pt,I2(s)∣I-(c1)‖Fe2+(c2)│Fe3+(c3) (+)×