《分析化学》电极（举一反三考点练）- 课后自测（卷2）

举一反三考点练 电极-课后自测 知识点一 指示电极类型 1. （名词解释题）第一类金属基电极 2. （简答题）简述电位滴定法中离子选择性膜电极的工作原理。 3. （简答题）说明在氧化还原滴定中为什么常选用铂电极作为指示电极？ 4. （简答题）电位滴定法进行沉淀滴定时，如何根据沉淀反应选择指示电极？请举例说明。 5. （简答题）简述 pH 玻璃电极作为酸碱滴定指示电极的优点。 知识点二 参比电极的类型 1. （名词解释题）参比电极 2. （名词解释题）饱和甘汞电极 3.（简答题）简述饱和甘汞电极的构造及工作原理。 4.（简答题）说明银 - 氯化银电极作为参比电极的优点有哪些？ 5.（简答题）为什么标准氢电极通常不直接用作参比电极，而是作为二级标准？ 知识点三 指示电极、参比电极的类型及主要作用 1. （名词解释题）指示电极 2. （名词解释题）金属 - 金属离子电极 3. （简答题）简述惰性金属电极的构成及特点，并举例说明其应用。 4. （简答题）说明离子选择性电极的主要部件有哪些，并阐述其关键部件的作用。 5. （简答题）参比电极有哪些常见类型？为什么说饱和甘汞电极是常用的参比电极？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 举一反三考点练 电极-课后自测 知识点一 指示电极类型 1. （名词解释题）第一类金属基电极 【答案】是一种基本的金属基指示电极，基于金属与该种金属离子所组成的半电池反应来响应该种金属离子活度。例如，将银丝插入 Ag⁺溶液构成的银指示电极，其半电池反应为 Ag⁺ + e⁻ ⇌ Ag，电极电位与溶液中 Ag⁺离子活度符合能斯特方程，可用于指示溶液中 Ag⁺离子活度。 2. （简答题）简述电位滴定法中离子选择性膜电极的工作原理。 【答案】离子选择性膜电极基于离子在溶液和选择性敏感膜之间的扩散和交换形成膜电位。敏感膜对特定离子有选择性响应，当溶液中待测离子与膜接触时，会在膜表面发生离子交换和扩散，使膜两侧产生电位差，该电位差与待测离子活度符合能斯特方程，从而可通过测量电位来确定待测离子浓度。 3. （简答题）说明在氧化还原滴定中为什么常选用铂电极作为指示电极？ 【答案】氧化还原滴定中，反应过程中氧化态和还原态的浓度比值发生变化导致电位发生突变。铂电极是惰性金属电极，属于零类电极，自身并没有电子的得失，只是提供了其他电极半反应交换电子的场所，能响应溶液中氧化还原电对的电位变化，其电位与溶液中氧化态和还原态离子浓度比符合能斯特方程，所以常被用作氧化还原滴定的指示电极。 4. （简答题）电位滴定法进行沉淀滴定时，如何根据沉淀反应选择指示电极？请举例说明。 【答案】沉淀滴定时，应根据沉淀反应中涉及的离子来选择指示电极。例如，以 AgNO₃标准溶液滴定卤素离子（Cl⁻、Br⁻、I⁻）时，可选用银电极作指示电极，因为银电极能响应溶液中 Ag⁺离子活度，而滴定过程中 Ag⁺与卤素离子反应生成沉淀，溶液中 Ag⁺浓度变化会通过银电极反映为电位变化；若用 K₄Fe (CN)₆标准溶液滴定 Pb²⁺、Cd²⁺等金属离子，可在试液中加入少量与滴定反应无关的氧化还原电对（如 Fe³⁺/Fe²⁺），再插入铂电极作指示电极，通过铂电极响应氧化还原电对的电位变化来确定滴定终点。 5. （简答题）简述 pH 玻璃电极作为酸碱滴定指示电极的优点。 【答案】pH 玻璃电极作为酸碱滴定指示电极，优点有：对溶液中的 H⁺离子活度具有良好的选择性响应，能准确反映溶液 pH 变化；电极电位与 H⁺离子活度符合能斯特方程，测量准确度较高；可用于弱酸、弱碱、多元酸（碱）或混合酸（碱）的滴定，即使是难以用指示剂判断终点的浑浊或有色溶液，也能适用；且电极性能稳定，使用方便，无需复杂的预处理。 知识点二 参比电极的类型 1. （名词解释题）参比电极 【答案】参比电极是电位分析中电极电位不受溶液组成变化的影响，且数值较稳定的电极。它是测量电池电动势、计算电极电位的基准，其电极电位已知且恒定，在测量过程中有微弱电流通过时，电位能保持不变，与不同测试溶液间的液体接界电位差异很小，装置简单，使用寿命长，常见的有饱和甘汞电极、银 - 氯化银电极等。 2. （名词解释题）饱和甘汞电极 【答案】饱和甘汞电极是由金属汞、氯化亚汞（Hg₂Cl₂）和饱和氯化钾（KCl）溶液组成的参比电极。其电极反应为 Hg₂Cl₂ + 2e⁻ ⇌ 2Hg + 2Cl⁻，在 25℃时，电极电位取决于 KCl 溶液中 Cl⁻浓度，由于 KCl 是饱和溶液，Cl⁻浓度固定，所以电极电位恒定，通常为 0.2438V，温度变化时可根据相应公式进行校正，是电位滴定中常用的参比电极之一。 3.（简答题）简述饱和甘汞电极的构造及工作原理。 【答案】饱和甘汞电极由金属汞、氯化亚汞（Hg₂Cl₂）和饱和氯化钾（KCl）溶液组成。其工作原理是基于电极反应 Hg₂Cl₂ + 2e⁻ ⇌ 2Hg + 2Cl⁻。由于 KCl 溶液是饱和的，溶液中 Cl⁻浓度固定，根据能斯特方程，在一定温度下，电极电位保持恒定，不受待测溶液组成变化的影响，可作为电位测量的基准电极。 4.（简答题）说明银 - 氯化银电极作为参比电极的优点有哪些？ 【答案】银 - 氯化银电极的优点包括电位稳定，在一定温度下，其电极电位只与 Cl⁻浓度有关，当内充液中 Cl⁻浓度恒定时，电位恒定；电极制作相对简单，只需将银丝镀上一层 AgCl 沉淀，浸入一定浓度的 KCl 溶液中即可；使用寿命较长，不易受外界因素干扰；而且与不同测试溶液间的液体接界电位差异很小，可忽略不计，能较好地满足参比电极的要求。 5.（简答题）为什么标准氢电极通常不直接用作参比电极，而是作为二级标准？ 【答案】标准氢电极电位值为零，理论上是理想的参比电极。但它制作麻烦，需要控制氢气的净化、压力等条件；且铂黑容易中毒，若氢气中含有杂质，会影响电极性能，导致电位不稳定；实际操作中难以满足其严格的使用要求，所以直接用作参比电极不方便，通常将其作为二级标准，用于校准其他参比电极。 知识点三 指示电极、参比电极的类型及主要作用 1. （名词解释题）指示电极 【答案】对溶液中参与半反应的离子的活度或不同氧化态的离子的活度能产生能斯特响应的电极，其电极电位与待测离子浓度有关，主要用于测定溶液中参与半反应的离子活度。 2. （名词解释题）金属 - 金属离子电极 【答案】由某种金属插入该金属离子的溶液中构成的电极，也称为第一类电极。其电极电位的变化能准确地反映溶液中金属离子活度的变化，电极反应是金属与该金属离子在界面上发生可逆的电子转移，如 Ag - AgNO₃电极。 3. （简答题）简述惰性金属电极的构成及特点，并举例说明其应用。 【答案】惰性金属电极由惰性材料如铂、金或石墨炭作成片或棒状，浸入含有均相和可逆的同元素的两种不同氧化态的离子溶液中组成。其特点是电极不参与反应，但其晶格间的自由电子可与溶液进行交换，可作为溶液中氧化态和还原态获得电子或释放电子的场所。例如在氧化还原滴定中，铂电极可用于测定 Fe³⁺/Fe²⁺电对的电位变化。 4. （简答题）说明离子选择性电极的主要部件有哪些，并阐述其关键部件的作用。 【答案】离子选择性电极的主要部件包括电极杆、内参比电极、内参比溶液和敏感膜。其关键部件是敏感膜，主要作用是对特定离子有选择性响应，基于内部溶液与外部溶液之间由于被测离子活度不同产生电位差，即膜电位，从而实现对特定离子活度的测定。 5. （简答题）参比电极有哪些常见类型？为什么说饱和甘汞电极是常用的参比电极？ 【答案】参比电极常见类型有标准氢电极、饱和甘汞电极、银 - 氯化银电极等。饱和甘汞电极是常用的参比电极，因为其电极电位稳定，重现性好，且制备简单、使用方便，其电极电位只与氯离子活度有关，在一定温度下，当氯离子活度恒定时，电极电位恒定，能为电位测量提供稳定的基准。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $