电解和库仑

分析化学习题：电解与库仑分析习题分析化学是一门研究化学元素及其化合物的标志性和定量性质的学科。

在实验室中，通过使用电解和库仑分析方法，可以对物质的组成和化学反应进行准确的定量分析。

本文将介绍一些基于电解和库仑分析的典型习题，助您更好地理解和掌握这方面的知识。

习题一：电解质溶液的电导率计算给定一个强电解质NaCl的质量浓度为0.1 mol/L的溶液，假设该溶液的电导率为10 mS/cm。

求该溶液的电解质的电离度和电阻率。

解答：电解质的电离度（α）定义为溶液中电解质分子的离解率，可以通过电导率计算得到。

电离度的计算公式为α = （κ/κ0）×100%，其中κ代表电解质溶液的电导率，κ0代表在同样条件下水的电导率。

首先，需要计算水的电导率。

根据文献数据，纯水的电导率约为0.055 mS/cm。

因此，κ0 = 0.055 mS/cm。

利用给定条件，κ = 10 mS/cm，将这两个值带入公式，可以求得电离度：α = （10/0.055）×100% ≈ 18181.82%电解质的电阻率（ρ）定义为单位体积电解质溶液的电阻。

根据库仑定律，电解质的电阻率与电导率之间有反比关系，即ρ = 1/κ。

因此，可以计算得到电解质的电阻率：ρ = 1/10 ≈ 0.1 Ω·cm习题二：电解质溶液的浓度计算已知KCl溶液的质量浓度为0.05 mol/L，其电导率为11 mS/cm。

求该溶液中K+离子和Cl-离子的浓度。

解答：根据电解质的电导率和离子的电荷数，可以通过带入公式计算离子的浓度。

对于KCl溶液，K+离子与Cl-离子的浓度相等。

利用给定条件，κ = 11 mS/cm，电解质的电离度为100%，K+离子和Cl-离子的电荷数均为1。

根据公式，电解质的浓度（C）等于κ/24900（其中24900为水的摩尔电导率），因此可以计算得到电解质的浓度：C = 11/24900 ≈ 0.00044 mol/L由于K+离子和Cl-离子的浓度相等，因此K+离子和Cl-离子的浓度均为0.00044 mol/L。

第十一章电解及库仑分析法1、什么叫做分解电压？为什么实际分解电压的数值比按电解产物所形成的原电池的反电动势要大？答：分解电压：在电解时，能够使被电解物质在两电极上产生迅速、连续的电极反应，所需的最低外加电压。

因为当电流通过电解池时，电极的实际电位常偏离平衡电位，即产生极化现象。

极化使阳极电位变得更正，阴极电位变得更负，即产生过电位（η=ηa－ηc），而分解电压是原电池电动势、电池过电位、电解池电压降iR之和，即：U = (E a +ηa) －(E c +ηc) + iR所以，实际分解电压比电池反电动势大。

2、控制电流电解分析和控制电位电解分析各有何优缺点？答：控制电流电解分析，由于电解电流大，并且基本恒定，因此电解效率高，分析速度快。

但由于阴极电位不断负移，其它离子也可能沉积下来，故选择性差。

而控制阴极电位能有效防止共存离子的干扰，选择性好，该法即可作定量测定，又可广泛作为分离技术，常用于多种金属离子共存情况下某一种离子的测定。

3、库仑分析与电解分析在原理、装置上有何异同点？答：电解分析与库仑分析在原理、装置上有许多共同之处，都需要通过控制分解电压或阴极电位来实现不同金属离子的分离，库仑分析也属于电解分析的范畴。

不同的是通常的电解分析是通过测量电解上析出的物质的质量来进行定量分析，而库仑分析是通过测量通过体系的电量（Q nFM m ）来进行定量测定。

在测量装置上，二者也有共同之处，均需要有阴极电位控制装置，不同之处在于库仑分析中需要在电解回路中串联一个库仑计以测量通过体系的电量。

4、用库仑法在定量分析时，要取得准确的分析结果应注意些什么？答：要求电极反应单纯，电流效率100%，应注意消除各种影响电流效率的因素。

5、在恒电流库仑分析法和控制电位库仑分析法中，是如何测得电量的？答：在控制电位库仑分析法中，是用精密库仑计来测量电量的。

常用的有气体库仑计和电子积分库仑计等。

在恒电流库仑滴定中，由于电流是恒定的，因而通过精确测定电解进行的时间及电流强度，即可计算出电量。

第12章电解与库仑分析法电解与库仑分析电解分析法是一种经典的电化学分析法，它包括两种内容:电重量分析法――通过电解后直接称量电极上被测物质的质量进行分析的，常用于高含量物质的分析；电解分析法――控制一定的电解条件进行电解以达到不同物质的分离。

库仑分析法也是建立在电解过程上的分析法，它是通过测量电解过程所消耗的电量来进行分析的，主要用于微量或痕量物质的分析。

第一节电解分析法一、电解分析法的基本原理（一）电解过程中电流与电压的关系图12.1 电解装置电解装置主要由电解池（包括电极、电解溶液及搅拌器）、外加电压装置（分压器）及显示仪器三部分，如图12.1所示。

电解是利用外部电能使化学反应向非自发方向进行的过程。

在电解池的两电极上施加的直流电压达到一定值时，电极上就发生氧化还原反应，电解池中（及回路）就有电流通过，这个过程称为电解。

以在0.1mol/L HNO3 介质中电解0.1mol/LCuSO4为例，当移动分压器的滑线电阻，使施加到两铂电极上的电压（V）达到一定值时，电解就发生，即电极反应发生：与外电源负极连接的Pt电极（此时也是负极）上Cu2+被还原，此电极为阴极：Cu2+ + 2e → Cu与外电源正极连接达的Pt电极（此时也是正极）上有气体O2产生，此电极为阳极：2H2O → 4H＋+ O2↑ + 4e此时在外线路的电表上可以看到有电流（i）通过，若加大外电压，则电流迅速上升。

i-V关系曲线为图12.2所示。

应该注意到：电解所产生的电流（电解电流）是与电极上的反应密切相关的，电流进出电解池是通过电极反应来完成的，与电流通过一般的导体有本质的不同。

这是电解的一大特点。

（二）分解电压和析出电位图12.2 电解过程电流-电压曲线图12.2的i-V曲线中，AB段为残余电流，此时尚未观察到电极反应的明显发生，主要是充电电流，当到达一定的外加电压V（B点）时，电极反应开始发生，产生了电解电流，并随着V的增大而迅速上升为BC直线，BC线的延长线与i=0的V轴交点D所对应的电压，叫做分解电压V分。

一．判断题1.电解分析法是借用外部电源的作用来实现化学反应向着自发方向进行的过程。

（×）2.电解分析是以测量沉积于电极表面的沉积物质量为基础的。

（√）3.在电解分析法中，通常的情况下，所施加的外加电压都要小于理论分解电压。

（×）4.电解分析法是以电压为“沉淀剂”的重量分析法。

（×）5.欲实现电解分析，则要加直流电压于电解池的两个电极上。

（√）6.在利用电解分析法对物质进行分析的过程中部需要基准物质和标准溶液。

（√）7.电极电位值偏离平衡电位的现象，称为电极的极化现象。

一般来说，阳极极化时，其电极电位更负。

（×）8.通常情况下，析出金属离子的超电位都较小，可以忽略。

（√）9.H和O在不同电极上的超电位与电极电位有关。

（×）2210.对金属离子来说，在阴极上越容易被还原的离子析出电位越正越容易还原。

（√）11.在控制电位电解中，为了保持工作电极电位恒定，应保持外加电压不变。

（×）12.在控制电流电解中，电流应保持恒定而外加电压变化较大。

该种电解方式的选择性较控制阴极电位电解方式要差。

（√）13.在控制电位电解过程中，随着金属离子的析出，电解电流越来越小，其随时间的变化呈直线衰减。

（×）14.在控制电位电解过程中，电解电流的变化与金属离子的起始浓度无关。

（√）15.在控制电位电解过程中，应用控制外加电压的方式即可以达到很好的分离效果。

（√）16.在利用库仑分析法对物质进行分析的过程中需要基准物质和标准溶液。

（×）17.在利用库仑分析法对物质进行分析时，需要考虑温度、湿度、大气压等条件的影响。

（×）18.应用库仑分析法对物质进行分析时，要求电极反应的电流效率为100%。

（√）19.在库仑分析法中，若待测物质的摩尔质量为M，通过电解池的电量是96487C，则根据法拉第定律，在阴极上析出的物质的质量应为M。

（×）20.在相同条件下，电解池阴极沉淀出来的物质的量与组成电解池的电极间距离有关。

第16章电解和库仑法16-1比较电解分析方法与库仑分析方法的异同点?答：相同点：○1：都是可以控制电流和电位的分析方法。

○2：都是通过减小电流增加温度，搅拌增加电极表面积以提高准确度。

不同点：○1：恒电流电解恒电流分析法准确度高,选择性不同,可分离电动序中氢以上和氢以下的金属离子.库仑电流分析法可测量衡量物质,准确度高,不制备标准溶液,指示终点的方法多,适用面广.○2: 恒电压电解恒电压法被电解的只有一种物质,电流连续变化,选择性高.库仑恒电压法则测量点解所消耗的电荷量,可不受称量产物的状态限制,特别适用于混合物的测定.16-2：如何理解理论分解电压与实际分解电压的关系？答：理论分解电压为理想情况下的引起电解质分解的最低外加电压，他不考虑实际过程中的电解质溶液的非理想化，电极的非理想化，化学反应的非理想化。

然实际分解电压则需要考虑这些，特别是电解质溶液的电阻，电极的过电位，化学副反应等的影响。

这些影响将使阴极析出电位更负，阳极析出电位更正，从而导致实际分解电压比理论分解电压大。

16-3 控制电位库仑分析和库仑滴定法在原理上有何不同？答：控制电位库仑分析是用恒电位装置控制阴极电位，以100℅的电流效率进行电解，电流趋于零是电解完成，由串联在电路中能精确测量的库仑计测得电荷量，根据Faraday定律求出被册物质的含量。

库仑滴定法是由电流发生器产生的恒电流通过电解池，用记时器记录电解时间，再根据公式计算被测物质的质量。

16-4为什么库仑分析中要求电流效率在100%下进行电解？答：库仑法要求电流效率100%，即电极反应按化学计量进行，无副反应。

只有在电流效率100%的情况下，所消耗的电荷量才能完全用于待测物质的测量上，求得的结果才准确。

16-5为什么恒电流库仑分析法又称为库仑滴定法?答:恒电流库仑分析法是恒电流发生器产生的恒电流通过电解池,用计时器记录电解时间,被测物质直接在电极上反应或在电极附近由于电解反应产生一种能与被测物质起作用的试剂,恒电流库仑分析法之所以称之为库仑滴定法其主要原因就是因为它能电解产生滴定剂,电生滴定剂的量又与电解所消耗的电荷量成正比.所以恒电流库仑分析法又称为库仑滴定法.16-6、比较化学滴定、电位滴定和库仑滴定的异同。