第二十二章 电位分析法 章节过关卷《基础化学》(人卫版第2版)(原卷版+解析版)
2026-01-22
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《基础化学》(人卫版第2版)
章节过关卷
第二十二章 电位分析法
考试时间:90分钟 满分:100分
姓名 班级 学号 1
一、单选题(本题共20小题,每题2分,共40分)
1. 下列关于电位分析法的核心原理,说法正确的是( )
A. 基于酸碱中和反应
B. 基于氧化还原反应的电子转移
C. 基于物质对光的吸收特性
D. 基于指示电极与参比电极间的电位差
E. 基于沉淀反应的溶度积原理
2. 电位分析法中,参比电极必须满足的核心条件是( )
A. 电极电位随待测离子浓度变化
B. 电极电位稳定且已知
C. 能直接指示待测离子浓度
D. 电极反应可逆性差
E. 对温度变化敏感
3. 饱和甘汞电极(SCE)的电极电位取决于溶液中( )的浓度
A.
B.
C.
D.
E.
4. 下列电极中,属于指示电极的是( )
A. 饱和甘汞电极
B. 银-氯化银电极
C. 玻璃电极
D. 标准氢电极
E. 甘汞电极
5. 玻璃电极测定溶液pH时,其膜电位的产生是由于( )
A. 玻璃膜表面的氧化还原反应
B. 玻璃膜对的选择性吸附
C. 玻璃膜两侧的浓度差
D. 玻璃膜的电子转移
E. 玻璃膜的离子交换反应
6. 用pH计测定溶液pH时,定位操作的目的是( )
A. 校正玻璃电极的不对称电位
B. 消除参比电极的电位误差
C. 设定溶液的温度补偿
D. 确定标准溶液的pH
E. 校准pH计的测量范围
7. 下列关于离子选择性电极的说法,错误的是( )
A. 具有选择性响应特定离子的能力
B. 电极电位与待测离子浓度符合能斯特方程
C. 无需进行标定即可直接测定
D. 膜电位是其核心电位
E. 可分为晶体膜电极、非晶体膜电极等
8. 电位分析法中,能斯特方程的表达式正确的是( )
A.
B.
C.
D.
E.
9. 用玻璃电极测定强碱性溶液(pH>12)的pH时,会产生( )
A. 酸差
B. 碱差(钠差)
C. 温度误差
D. 不对称电位误差
E. 定位误差
10. 下列标准缓冲溶液中,用于pH计定位的是( )
A. 0.1mol/L HCl溶液
B. 0.1mol/L NaOH溶液
C. pH=4.00的邻苯二甲酸氢钾溶液
D. 0.1mol/L NaCl溶液
E. pH=7.00的中性溶液
11. 离子选择性电极的选择性系数表示( )
A. 电极对i离子的选择性高于j离子的倍数
B. 电极对j离子的选择性高于i离子的倍数
C. 电极对i、j离子的选择性相同
D. i离子与j离子的浓度比
E. 电极的响应斜率
12. 电位分析法中,测量原电池电动势时,要求电路中的电流( )
A. 尽可能大
B. 为零或极小
C. 恒定不变
D. 随浓度变化
E. 与电极电位成正比
13. 银-氯化银电极的电极反应是( )
A.
B.
C.
D.
E.
14. 下列关于pH计的说法,正确的是( )
A. pH计的核心是伏特计
B. pH计只能测定溶液的pH,不能测定其他离子浓度
C. pH计的玻璃电极无需浸泡即可使用
D. pH计的测量精度不受温度影响
E. pH计需要定期用标准缓冲溶液校准
15. 电位分析法中,指示电极的电极电位与待测离子浓度的关系符合( )
A. 朗伯-比尔定律
B. 质量守恒定律
C. 能斯特方程
D. 法拉第定律
E. 分配定律
16. 用离子选择性电极测定离子浓度时,常用的定量方法不包括( )
A. 标准曲线法
B. 直接比较法
C. 标准加入法
D. 返滴定法
E. 格氏作图法
17. 标准加入法的优点是( )
A. 无需配制标准溶液
B. 能消除基体效应的影响
C. 操作简单,耗时短
D. 适用于大批量样品分析
E. 不需要校正电极
18. 玻璃电极使用前必须在蒸馏水中浸泡24小时,其目的是( )
A. 清洗电极表面的杂质
B. 活化玻璃膜,形成水化层
C. 降低电极的内阻
D. 消除不对称电位
E. 校准电极的响应斜率
19. 下列因素中,不会影响离子选择性电极响应斜率的是( )
A. 温度
B. 离子电荷数
C. 电极膜的特性
D. 待测离子的浓度
E. 能斯特因子
20. 电位分析法测定溶液pH时,若玻璃电极的不对称电位发生变化,会导致( )
A. 测定结果偏高
B. 测定结果偏低
C. 测定结果不准确
D. 无影响
E. 仪器无法读数
二、多选题(本题共5小题,每题3分,共15分)
21. 下列电极中,属于参比电极的有( )
A. 饱和甘汞电极
B. 银-氯化银电极
C. 标准氢电极
D. 玻璃电极
E. 氟离子选择性电极
22. 玻璃电极的组成部分包括( )
A. 玻璃膜
B. 内参比溶液(0.1mol/L HCl)
C. 内参比电极(银-氯化银电极)
D. 电极导线
E. 饱和KCl溶液
23. 影响电位分析法测定准确性的因素有( )
A. 温度
B. 溶液的pH
C. 干扰离子
D. 电极的选择性
E. 仪器的精度
24. 离子选择性电极的性能指标包括( )
A. 选择性系数
B. 响应斜率
C. 检测下限
D. 响应时间
E. 稳定性
25. 用pH计测定溶液pH的操作步骤包括( )
A. 电极浸泡活化
B. 仪器预热
C. 用标准缓冲溶液定位
D. 用待测溶液润洗电极
E. 测量并读取pH值
三、简答题(本题共3小题,每题7分,共21分)
26.简述电位分析法的基本原理,并说明指示电极与参比电极的区别。
27.简述用pH计测定溶液pH的操作步骤及注意事项。
28.什么是离子选择性电极的选择性系数?其意义是什么?如何减小干扰离子对测定的影响?
四、综合分析题(本题共2小题,每题12分,共24分)
29.某同学用pH计测定未知溶液的pH,实验操作如下:
步骤1:直接从包装盒中取出玻璃电极,插入待测溶液中;
步骤2:打开pH计电源,未进行预热,直接用pH=6.86的标准缓冲溶液定位;
步骤3:定位完成后,用待测溶液润洗电极3次,插入待测溶液中,读取pH值为5.20;
步骤4:测量完毕,将玻璃电极直接放回包装盒中保存。请回答下列问题:
(1)指出实验操作中的错误之处,并说明理由。(4分)
(2)分析错误操作对测定结果的影响(偏高、偏低或不准确),并说明原因。(4分)
(3)写出正确的实验操作步骤。(4分)
30.用氟离子选择性电极测定某水样中的浓度,实验数据如下:
已知:氟离子选择性电极的响应斜率为
实验步骤:
1. 取50.00mL水样,测得原电池电动势;
2. 向水样中加入。
请回答下列问题:
(1)该测定采用的定量方法是什么?该方法的优点是什么?(4分)
(2)写出氟离子选择性电极的能斯特方程表达式(25℃)。(4分)
(3)计算水样中的浓度(忽略稀释效应)。(4分)
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《基础化学》(人卫版第2版)
章节过关卷
第二十二章 电位分析法
考试时间:90分钟 满分:100分
姓名 班级 学号 1
一、单选题(本题共20小题,每题2分,共40分)
1. 下列关于电位分析法的核心原理,说法正确的是( )
A. 基于酸碱中和反应
B. 基于氧化还原反应的电子转移
C. 基于物质对光的吸收特性
D. 基于指示电极与参比电极间的电位差
E. 基于沉淀反应的溶度积原理
【答案】D
【解析】电位分析法是通过测量指示电极与参比电极组成的原电池的电动势(电位差)来确定物质浓度的分析方法,D正确;A、B、E分别对应酸碱滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定的原理,C是分光光度法的原理,均错误。
2. 电位分析法中,参比电极必须满足的核心条件是( )
A. 电极电位随待测离子浓度变化
B. 电极电位稳定且已知
C. 能直接指示待测离子浓度
D. 电极反应可逆性差
E. 对温度变化敏感
【答案】B
【解析】参比电极的核心要求是电极电位稳定、可逆性好且数值已知,不受待测溶液组成变化的影响,常用的有饱和甘汞电极(SCE)、银-氯化银电极,B正确;A、C是指示电极的特点,D、E与参比电极要求相反,错误。
3. 饱和甘汞电极(SCE)的电极电位取决于溶液中( )的浓度
A.
B.
C.
D.
E.
【答案】E
【解析】。
4. 下列电极中,属于指示电极的是( )
A. 饱和甘汞电极
B. 银-氯化银电极
C. 玻璃电极
D. 标准氢电极
E. 甘汞电极
【答案】C
【解析】指示电极是能响应待测离子浓度变化、电极电位随待测离子浓度改变的电极,玻璃电极可指示浓度(用于pH测定),属于指示电极,C正确;A、B、D、E均为参比电极,错误。
5. 玻璃电极测定溶液pH时,其膜电位的产生是由于( )
A. 玻璃膜表面的氧化还原反应
B. 玻璃膜对的选择性吸附
C. 玻璃膜两侧的浓度差
D. 玻璃膜的电子转移
E. 玻璃膜的离子交换反应
【答案】C
【解析】玻璃电极的膜电位源于膜两侧溶液中能选择性透过玻璃膜,导致膜两侧产生电位差,该电位差与待测溶液符合能斯特方程,C正确。
6. 用pH计测定溶液pH时,定位操作的目的是( )
A. 校正玻璃电极的不对称电位
B. 消除参比电极的电位误差
C. 设定溶液的温度补偿
D. 确定标准溶液的pH
E. 校准pH计的测量范围
【答案】A
【解析】玻璃电极存在不对称电位(膜两侧在相同浓度溶液中仍有微小电位差),定位操作通过用标准缓冲溶液校准,可消除不对称电位和仪器系统误差,A正确。
7. 下列关于离子选择性电极的说法,错误的是( )
A. 具有选择性响应特定离子的能力
B. 电极电位与待测离子浓度符合能斯特方程
C. 无需进行标定即可直接测定
D. 膜电位是其核心电位
E. 可分为晶体膜电极、非晶体膜电极等
【答案】C
【解析】离子选择性电极需通过标准曲线法或直接比较法标定,才能确定待测离子浓度,C错误;A、B、D、E均为离子选择性电极的正确特性。
8. 电位分析法中,能斯特方程的表达式正确的是( )
A.
B.
C.
D.
E.
【答案】A
【解析】能斯特方程的核心表达式为,其中为标准电极电位,n为转移电子数,2.303RT/F为能斯特因子,A正确。
9. 用玻璃电极测定强碱性溶液(pH>12)的pH时,会产生( )
A. 酸差
B. 碱差(钠差)
C. 温度误差
D. 不对称电位误差
E. 定位误差
【答案】B
【解析】玻璃电极在pH>12的强碱性溶液中,会与竞争透过玻璃膜,导致测定的pH值偏低,这种误差称为碱差(或钠差),B正确;酸差是pH<1时的误差,A错误。
10. 下列标准缓冲溶液中,用于pH计定位的是( )
A. 0.1mol/L HCl溶液
B. 0.1mol/L NaOH溶液
C. pH=4.00的邻苯二甲酸氢钾溶液
D. 0.1mol/L NaCl溶液
E. pH=7.00的中性溶液
【答案】C
【解析】pH计定位需使用标准缓冲溶液,常用的有pH=4.00(邻苯二甲酸氢钾)、pH=6.86(磷酸二氢钾-磷酸氢二钠)、pH=9.18(硼砂),C正确;A、B、D、E均非标准缓冲溶液,不能用于定位。
11. 离子选择性电极的选择性系数表示( )
A. 电极对i离子的选择性高于j离子的倍数
B. 电极对j离子的选择性高于i离子的倍数
C. 电极对i、j离子的选择性相同
D. i离子与j离子的浓度比
E. 电极的响应斜率
【答案】A
【解析】选择性系数的物理意义是:电极对干扰离子j的响应相当于对待测离子i的响应的倍,即越大,电极对i离子的选择性越高,A正确。
12. 电位分析法中,测量原电池电动势时,要求电路中的电流( )
A. 尽可能大
B. 为零或极小
C. 恒定不变
D. 随浓度变化
E. 与电极电位成正比
【答案】B
【解析】电位分析法的测量基于“零电流法”,即测量时电路中电流为零或极小,避免电极发生极化,确保测得的是平衡电极电位,B正确。
13. 银-氯化银电极的电极反应是( )
A.
B.
C.
D.
E.
【答案】B
【解析】银-氯化银电极的电极反应为浓度决定,是常用的参比电极,B正确。
14. 下列关于pH计的说法,正确的是( )
A. pH计的核心是伏特计
B. pH计只能测定溶液的pH,不能测定其他离子浓度
C. pH计的玻璃电极无需浸泡即可使用
D. pH计的测量精度不受温度影响
E. pH计需要定期用标准缓冲溶液校准
【答案】E
【解析】pH计本质是高阻抗的电位计,需定期用标准缓冲溶液校准(定位)以消除误差,E正确;A错误(核心是电位计);现代pH计可通过更换离子选择性电极测定其他离子浓度,B错误;玻璃电极使用前需在蒸馏水中浸泡24小时以上,活化膜表面,C错误;温度会影响能斯特因子,需进行温度补偿,D错误。
15. 电位分析法中,指示电极的电极电位与待测离子浓度的关系符合( )
A. 朗伯-比尔定律
B. 质量守恒定律
C. 能斯特方程
D. 法拉第定律
E. 分配定律
【答案】C
【解析】指示电极的核心特性是电极电位随待测离子浓度变化,且符合能斯特方程,这是电位分析法定量的基础,C正确;A是分光光度法的依据,D是电解分析的依据,均错误。
16. 用离子选择性电极测定离子浓度时,常用的定量方法不包括( )
A. 标准曲线法
B. 直接比较法
C. 标准加入法
D. 返滴定法
E. 格氏作图法
【答案】D
【解析】电位分析法的定量方法包括标准曲线法、直接比较法、标准加入法、格氏作图法等;返滴定法是滴定分析的方式,不适用于电位分析法,D正确。
17. 标准加入法的优点是( )
A. 无需配制标准溶液
B. 能消除基体效应的影响
C. 操作简单,耗时短
D. 适用于大批量样品分析
E. 不需要校正电极
【答案】B
【解析】标准加入法是向待测溶液中加入已知量的标准溶液,通过测量加入前后的电动势变化计算待测离子浓度,能有效消除样品基体(共存组分)对测定的干扰,B正确;A错误(需配制标准溶液);C、D是标准曲线法的优点,错误。
18. 玻璃电极使用前必须在蒸馏水中浸泡24小时,其目的是( )
A. 清洗电极表面的杂质
B. 活化玻璃膜,形成水化层
C. 降低电极的内阻
D. 消除不对称电位
E. 校准电极的响应斜率
【答案】B
【解析】玻璃电极的玻璃膜表面需形成水化层,才能对产生选择性响应,浸泡24小时的核心目的是活化玻璃膜、形成稳定的水化层,B正确;清洗杂质是辅助作用,A错误;不对称电位通过定位操作消除,D错误。
19. 下列因素中,不会影响离子选择性电极响应斜率的是( )
A. 温度
B. 离子电荷数
C. 电极膜的特性
D. 待测离子的浓度
E. 能斯特因子
【答案】D
【解析】离子选择性电极的响应斜率由能斯特因子(与温度、离子电荷数相关)和电极膜特性决定,与待测离子浓度无关,D正确;温度影响2.303RT/nF的值,离子电荷数影响n,均会改变斜率,A、B错误。
20. 电位分析法测定溶液pH时,若玻璃电极的不对称电位发生变化,会导致( )
A. 测定结果偏高
B. 测定结果偏低
C. 测定结果不准确
D. 无影响
E. 仪器无法读数
【答案】C
【解析】不对称电位是玻璃电极的固有误差,若其发生变化而未通过定位操作校正,会直接导致测定的pH值不准确,C正确;偏高或偏低取决于不对称电位的变化方向,无法确定,A、B错误。
二、多选题(本题共5小题,每题3分,共15分)
21. 下列电极中,属于参比电极的有( )
A. 饱和甘汞电极
B. 银-氯化银电极
C. 标准氢电极
D. 玻璃电极
E. 氟离子选择性电极
【答案】ABC
【解析】参比电极包括饱和甘汞电极、银-氯化银电极、标准氢电极等,其电极电位稳定已知,A、B、C正确;D、E属于指示电极(离子选择性电极),错误。
22. 玻璃电极的组成部分包括( )
A. 玻璃膜
B. 内参比溶液(0.1mol/L HCl)
C. 内参比电极(银-氯化银电极)
D. 电极导线
E. 饱和KCl溶液
【答案】ABCD
【解析】玻璃电极的结构包括:敏感玻璃膜、内参比溶液(0.1mol/L HCl,提供稳定浓度)、内参比电极(银-氯化银电极)、电极导线,A、B、C、D正确;饱和KCl溶液是饱和甘汞电极的组成部分,E错误。
23. 影响电位分析法测定准确性的因素有( )
A. 温度
B. 溶液的pH
C. 干扰离子
D. 电极的选择性
E. 仪器的精度
【答案】ABCDE
【解析】温度影响能斯特因子,溶液pH影响离子存在形态,干扰离子通过选择性系数影响测定,电极选择性直接决定抗干扰能力,仪器精度影响电动势测量准确性,A、B、C、D、E均正确。
24. 离子选择性电极的性能指标包括( )
A. 选择性系数
B. 响应斜率
C. 检测下限
D. 响应时间
E. 稳定性
【答案】ABCDE
【解析】离子选择性电极的核心性能指标包括选择性系数(抗干扰能力)、响应斜率(符合能斯特方程的程度)、检测下限(能检测的最低离子浓度)、响应时间(达到平衡电位的时间)、稳定性(电位漂移程度),A、B、C、D、E均正确。
25. 用pH计测定溶液pH的操作步骤包括( )
A. 电极浸泡活化
B. 仪器预热
C. 用标准缓冲溶液定位
D. 用待测溶液润洗电极
E. 测量并读取pH值
【答案】ABCE
【解析】pH测定的正确步骤:仪器预热→玻璃电极浸泡活化→标准缓冲溶液定位(校准)→测量待测溶液pH值,A、B、C、E正确;电极无需用待测溶液润洗,否则会污染样品、改变待测溶液浓度,D错误。
三、简答题(本题共3小题,每题7分,共21分)
26.简述电位分析法的基本原理,并说明指示电极与参比电极的区别。
【答案】
(1)基本原理
电位分析法的核心是利用指示电极与参比电极组成原电池,通过测量原电池的电动势()来确定待测物质的浓度。
指示电极的电极电位随待测离子浓度变化,符合能斯特方程:
参比电极的电极电位稳定且已知,不随待测溶液组成变化;
通过测量电动势,结合能斯特方程即可计算待测离子的浓度。
(2)指示电极与参比电极的区别
对比项目
指示电极
参比电极
核心功能
响应待测离子浓度变化
提供稳定已知的电位基准
电极电位特性
随待测离子浓度改变(符合能斯特方程)
稳定不变,数值已知
典型例子
玻璃电极、氟离子选择性电极
饱和甘汞电极、银-氯化银电极
关键要求
选择性好、响应迅速
可逆性好、电位稳定、重现性好
27.简述用pH计测定溶液pH的操作步骤及注意事项。
【答案】
(1)操作步骤
1. 仪器预热:打开pH计电源,预热10~15分钟,使仪器处于稳定工作状态。
2. 电极活化:将玻璃电极浸泡在蒸馏水中24小时以上(若短期不用,需浸泡在蒸馏水中保存),活化玻璃膜。
3. 仪器定位(校准):
选择与待测溶液pH接近的标准缓冲溶液(如待测pH约4~6,选pH=4.00的缓冲溶液;约6~8选pH=6.86);
将电极插入标准缓冲溶液中,搅拌均匀,调节“定位”旋钮,使仪器显示该缓冲溶液的标准pH值,完成定位。
4. 样品测定:
用蒸馏水冲洗电极,用滤纸吸干电极表面水分(避免污染样品或稀释样品);
将电极插入待测溶液中,搅拌均匀,待仪器读数稳定后,记录待测溶液的pH值。
5. 结束操作:测量完毕,用蒸馏水冲洗电极,浸泡在蒸馏水中,关闭仪器电源。
(2)注意事项
1. 玻璃电极易碎,操作时需轻拿轻放,避免碰撞;
2. 定位用的标准缓冲溶液需新鲜配制,且pH与待测溶液接近,以提高测定准确性;
3. 电极不能接触强氧化剂、强碱或含氟溶液(会腐蚀玻璃膜);
4. 测量时需进行温度补偿(部分仪器自动补偿),确保能斯特因子准确;
5. 若测定多个样品,需按pH由低到高的顺序测量,避免交叉污染。
28.什么是离子选择性电极的选择性系数?其意义是什么?如何减小干扰离子对测定的影响?
【答案】
(1)选择性系数()的定义
选择性系数是衡量离子选择性电极对待测离子(i)与干扰离子(j)选择性差异的指标,其定义为:使电极产生相同电位响应时,待测离子浓度与干扰离子浓度的比值,表达式为:,其中分别为待测离子与干扰离子的电荷数。
(2)意义
越大,说明电极对待测离子i的选择性越高,干扰离子j的影响越小;反之,越小,干扰越严重。例如,,表示电极对的10万倍,测定的干扰极小。
(3)减小干扰离子影响的措施
1. 选择大的离子选择性电极,提高对待测离子的选择性;
2. 控制溶液pH,使干扰离子形成沉淀或稳定配合物,降低其游离浓度;
3. 加入掩蔽剂,与干扰离子配位,消除其干扰(如测定);
4. 分离干扰离子(如通过沉淀、萃取等方法除去干扰离子);
5. 降低干扰离子与待测离子的浓度比,减少干扰贡献。
四、综合分析题(本题共2小题,每题12分,共24分)
29.某同学用pH计测定未知溶液的pH,实验操作如下:
步骤1:直接从包装盒中取出玻璃电极,插入待测溶液中;
步骤2:打开pH计电源,未进行预热,直接用pH=6.86的标准缓冲溶液定位;
步骤3:定位完成后,用待测溶液润洗电极3次,插入待测溶液中,读取pH值为5.20;
步骤4:测量完毕,将玻璃电极直接放回包装盒中保存。请回答下列问题:
(1)指出实验操作中的错误之处,并说明理由。(4分)
(2)分析错误操作对测定结果的影响(偏高、偏低或不准确),并说明原因。(4分)
(3)写出正确的实验操作步骤。(4分)
【答案】
(1)错误之处及理由
① 步骤1错误:玻璃电极未进行浸泡活化。理由:玻璃电极需在蒸馏水中浸泡24小时以上,形成稳定水化层才能对产生选择性响应,未活化会导致电极响应迟钝、测定不准确。
② 步骤2错误:仪器未预热。理由:pH计需预热10~15分钟,使仪器电路稳定,未预热会导致电动势测量误差,影响pH读数准确性。
③ 步骤3错误:用待测溶液润洗电极。理由:润洗会使电极表面残留待测溶液,污染后续样品或改变待测溶液浓度,导致测定结果不准确。
④ 步骤4错误:玻璃电极未浸泡保存。理由:测量完毕后,玻璃电极应浸泡在蒸馏水中,防止玻璃膜干燥、老化,影响后续使用。
(2)对测定结果的影响及原因
测定结果不准确,具体影响如下:
① 玻璃电极未活化:电极响应斜率异常、不对称电位增大,导致pH读数偏离真实值,无法确定偏高或偏低;
② 仪器未预热:电路不稳定,电动势测量误差大,pH读数波动,准确性下降;
③ 待测溶液润洗电极:若润洗后残留溶液浓度与待测溶液不一致,会稀释或浓缩样品,导致读数偏差;
④ 电极未浸泡保存:玻璃膜干燥后,下次使用时需重新活化,本次测定已因未活化产生误差。
(3)正确实验操作步骤
① 提前24小时将玻璃电极浸泡在蒸馏水中活化;
② 打开pH计电源,预热10~15分钟;
③ 选择pH与待测溶液接近的标准缓冲溶液(如待测pH约5,可选pH=4.00或6.86),将电极插入缓冲溶液中,搅拌均匀,调节“定位”旋钮,使仪器显示标准pH值,完成定位;
④ 用蒸馏水冲洗电极,用滤纸吸干表面水分,插入待测溶液中,搅拌均匀,待读数稳定后,记录pH值;
⑤ 测量完毕,用蒸馏水冲洗电极,浸泡在蒸馏水中保存,关闭pH计电源。
30.用氟离子选择性电极测定某水样中的浓度,实验数据如下:
已知:氟离子选择性电极的响应斜率为
实验步骤:
1. 取50.00mL水样,测得原电池电动势;
2. 向水样中加入。
请回答下列问题:
(1)该测定采用的定量方法是什么?该方法的优点是什么?(4分)
(2)写出氟离子选择性电极的能斯特方程表达式(25℃)。(4分)
(3)计算水样中的浓度(忽略稀释效应)。(4分)
【答案】
(1)定量方法及优点
① 定量方法:标准加入法。
② 优点:能消除水样基体效应(共存组分、溶液酸度等)的影响,无需配制一系列标准溶液,操作简便,适用于复杂样品的测定。
(2)氟离子选择性电极的能斯特方程(25℃)
氟离子选择性电极的电极电位(指示电极电位)为:
(3)计算水样中的浓度
① 设定变量
② 列出电动势表达式
原电池电动势,结合能斯特方程:
加入标准溶液前: (1)
加入标准溶液后: (2)
③ 两式相减,消去
(2)-(1)得:
最终结果 。
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