第5章伏安分析

仪器分析自测试题

第五章 伏安分析法

一、判断题（对的内打√, 错的打×）

1、极谱分析中电级的特殊性表现在电解过程中使用的电极都是极化电极，其中一支是面积很小的滴汞电极和另一支面积很大的饱和甘汞电极。（ ）

2、电容电流又叫充电电流，它是由电极反应产生的，所以又称之为法拉第电流。（ ）

3、在电位分析中，是在通过的电流接近于零的条件下，测量指示电极的平衡电位；而在极谱或伏安分析中，工作电极是有电流通过的。（ √ ）

4、残余电流包括充电电流和微量杂质的还原所产生的电流，而充电电流的大小只约为10-7A数量级，因此其对极谱和伏安分析的灵敏度影响不大。（ ）

5、极谱分析中，电解电流的大小主要决定于离子由溶液本体到达电极表面的扩散运动所控制。（ √ ）

6、消除极谱极大现象的方法是在溶液中加入Na2SO4或抗坏血酸等物质。 （ ） 7、极谱波可以分为可逆波和不可逆波，可逆波是指在相同的测定条件下，其还原波与氧化波的半波电位相同。（ √ ） 二、选择题

1、极谱波形成的根本原因为 （ C ）

A、汞滴表面的不断更新 B、溶液中的被测物质向电极表面扩散 C、电极表面附近产生浓差极化 D、电化学极化的存在

2、极谱分析是特殊条件下进行的电解分析，其特殊性表现在 （ D ） A、使用了两支性能相反的电极，溶液静止 B、试液浓度越小越好 C、通过电解池的电流很小，加有大量电解质 D、A+C 3、极谱法使用的指示电极是 ( C )

A、玻璃碳电极 B、铂微电极 C、滴汞电极 D、饱和甘汞电极 4、恒电位电解时，为减小浓差极化，下列措施不正确的是 （ D ） A、增大工作电极面积或减小电流密度 B、提高溶液的温度 C、加强机械搅拌 D、减小溶液的浓度

5、极谱分析的电解池由三部分组成，即滴汞电极，饱和甘汞电极与铂丝辅助电极，这是为了 ( A )

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A、有效地减少iR电位降 B、消除充电电流的干扰 C、提高方法的灵敏度 D、增加极化电压的稳定性

6、下面说法正确的是 （ C ） A、极谱半波电位相同的，都是同一种物质 B、极谱半波电位随被测离子浓度的变化而变化 C、当溶液的组成一定时，任一物质的半波电位相同 D．半波电位是定量分析的依据

7、在方程 id = 607nD1/2m2/3t1/6c中，id 是表示 （ D ）

A、极限电流 B、扩散电流 C、残余电流 D、平均极限扩散电流

8、极谱法测定某元素，汞滴滴下时间为5s时，获得扩散电流为7.3μA，若保持汞流速度不变，当汞滴滴下时间为3s时，其扩散电流为： （ A ） A．6.7μA B．2.9μA C．7.3μA D．5.4μA

9、某未知液10.0mL中锌的波高为4.0cm，将0.50mL 1×10-3mol/L的锌标准溶液加到该未知液中去，混合液中锌的波高增至9.0cm，未知液中锌的浓度是多少? （ C ） A、1.34×10-4 mol/L B、2×10-4 mol/L C、3.67×10-5 mol/L D、4×10-4mol/L 10、在进行极谱定量分析时，为什么要求保持标准溶液和试样溶液的组成基本一致 （ B ）

A、使干扰物质的量保持一致 B、使被测离子的扩散系数相一致； C、使充电电流的大小保持一致 D、使迁移电流的大小保持一致

11、极谱法测定一个成分很复杂的试样中的某成分时，首选的定量分析法是( A ) A、标准加入法 B、直接比较法 C、标准曲线法 D、内标法 12、在电解池中加入支持电解质的目的是为了消除 （ D ） A、氢波 B、极谱极大 C、残余电流 D、迁移电流 13、在下列极谱分析操作中哪一项是错误的? （ D ）

A、通N2除溶液中的溶解氧 B、加入表面活性剂消除极谱极大 C、恒温消除由于温度变化产生的影响 D、在搅拌下进行减小浓差极化的影响 14、下面哪一种方法不适用于消除氧波 （ D ）

A、在中性或碱性底液中加入亚硫酸钠 B、溶液中通入惰性气体氩 C、在微酸性可碱性底液中加入抗坏血酸 D、在碱性底液中通入二氧化碳 15、极谱分析中，氧波的干扰可通过向试液中加入以下何种物质消除 （ A ）

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A、 通入氮气 B、通入氧气 C、加入硫酸钠固体 D、加入动物胶。 16、在3mol.L-1盐酸介质中，铜的半波电位为0V左右，铅的半波电位为－0.46V，镉的半波电位为－0.70V，在大量铜存在下用极谱法测定铅和镉，为什么比较困难？ （ B ）

A、叠波干扰 B、前波干扰 C、氢波干扰 D、氧波干扰 17、对可逆电极反应, 下列哪种说法是正确的? ( C ) A 、E1/2＝(Ox／Red) B、E 1/2与条件电位完全相等 C、Ox的阴极波的半波电位与Red的阳极波的半波电位相等 D、阴极波和阳极波的半波电位不等

18、对于一个两电子还原的电极反应，其不可逆电极过程的循环伏安曲线 （ A ） A、阴极峰电位与阳极峰电位之差要大于28mV B、阴极峰电位与阳极峰电位之差要大于56 mV

C．阴极支与阳极支较对称 D．阴极峰和阳极峰相隔越近越不可逆 19、极谱催化波测定的是 （ D ）

A、催化剂本身的电流 B、被催化物质的电极反应所产生的电流 C、电极过程中受扩散控制的电解电流 D、催化剂本身的电流和催化电流之和 20、影响经典极谱分析灵敏度的主要因素为 ( D )

A、迁移电流 B、扩散电流 C、极限电流 D、充电电流 21、下列伏安分析方法中，灵敏度最高的是 ( C )

A、经典极谱分析法 B、示波极谱分析法 C、溶出伏安法 D、脉冲极谱法 22、在电位滴定中，以Δ2E/ΔV2～V作图绘制滴定曲线，滴定终点为 （ C ） A、Δ2E/ΔV2为最正值时的点 B、Δ2E/ΔV2为最负值时的点 C、Δ2E/ΔV2为零时的点 D、Δ2E/ΔV2接近零时的点 三、填充题

1、以测定电解过程中的电流—电压曲线（伏安曲线）为基础的一大类电化学分析法称为伏安法，通常将使用_滴汞________电极的伏安法称为极谱法。

2、在极谱波中，波的高度与溶液中待测离子的浓度有关，因而可作为___定量分析____________的基础。电流等于扩散电流一半时的滴汞电极的电位则称为_____半波电位____________，它可作为极谱____定性分析___________的依据。 3、在极谱分析中，由于滴汞电极与溶液界面上双层的充电过程所产生的电流，称为

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___电容电流______，它是_残余电流____________ 的主要组成部分。

4、电位分析的Nernst响应区，250C时被测离子Mn+的活度改变一个数量级，理论上电位变化值应改变____56/n __________ mV。

5、对于可逆反应，在循环伏安图上其阴极峰和阳极峰的电位差应满足于 0.056/n V ，阴极峰电流与阳极峰电流之比 近似等于1 。 四、简答题：

1、产生浓差极化的条件是什么？

1、答：产生浓差极化的条件是：（1）使用小面积的极化电极如滴汞电极或微铂电极，以保证电极反应的电流密度大；（2）溶液处于静止；（3）溶液浓度要小。

2、在极谱分析中，为什么要加入大量支持电解质？加入电解质后电解池的电阻将降低，但电流不会增大，为什么？

2、答：在极谱分析中，加入大量支持电解质的目的是消除迁移电流。

由于极谱分析是利用形成浓差极化后的极限扩散电流而进行定量分析的，极限扩散电流的大小只与待测离子的扩散速度（浓度）有关，加入支持电解后，待测离子的浓度不变，其扩散速度不变，则极限扩散电流不变。所以加入支持电解质不会引起电流的增大。

3、简述溶出伏安法的基本原理及优点

3、答：溶出伏安法是将恒电位电解富集与伏安分析相结合的一种分析技术。溶出伏安法由预电解和溶出两个过程构成。预电解是在恒电位和溶液搅拌的条件下进行，被测物质还原沉积在阴极上，其目的是富集痕量组分。富集后，让溶液静止 30s 或 1min，再施加反向电压, 使还原沉积在阴极(此时变阳极)上的金属离子氧化溶解(溶出)，产生电流信号而进行测定。

由于事先对被测物质进行了富集，所以本法具有很高的灵敏度，检出限最低可达10

五、计算题：

1、在25oC时，Zn2+在1mol/L KCl支持电解质中尤考维奇常数为3 .14。某含Zn2+ 未知液在该条件下于?DME =1.70V( 对SCE)处测得其平均扩散电流为7.0?A。在此电位时其毛细管特性m和t分别为2.83mg/s和3.02s，求未知液中Zn2+的浓度和该条件下Zn2+的扩散系数D。

－12

mol/L，同时本法的精密度较高。

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1、[解］ id=KC K=3.14,

C (Zn2+) =7.0?A/3.14 =2.23mmol/L K = 607 n D 1/2 m 2/3 t 1/ 6=3.14

D =(3.14/607 n m 2/3 t 1/ 6)2 =3.142 /6072×22×2.83 4/3×3.021/3 =1.157×10-6 cm2/s

答：Zn2+的浓度为2.23mmol/L，扩散系数为1.157×10-6 cm2/s

2、某含有铜离子的水样10.0 mL，在极谱仪上测定得扩散电流12.3 μA。取此水样5.0mL，加入0.l0rnL1.00×10-3mol.L-1铜离子，得扩散电流为28.2μA，求水样中铜离子的浓度。 2、[解］

设水样中铜离子的浓度为Cx 根据id=KC

得方程 12.3＝KCx (1) 28.2＝K（CxVx + CsVs）/ Vx+ Vs (2) (1)/(2) 12.3/28.2 = Cx (5.00+0.10)/(5.00 Cx + 0.l0×1.00×10-3) Cx =1.5×10-5 mol.L-1

答：水样中铜离子的浓度为1.5×10-5 mol.L-1

3、用极谱法测定氯化镁溶液中的微量镉离子。取试液5 mL，加入0.04%明胶 5 mL，用水稀释至50 mL，倒出部分溶液于电解池中，通氮气 5-10 min后，于-0.3 – 0.9V 电压间记录极谱图，得波高 50 μA。另取试液5 mL，加入 0.50 mg mL-1 镉离子标准溶液 1.0 mL，混合均匀后再加入0.04%明胶 5 mL，用水稀释至50 mL，倒出部分溶液于电解池中，通氮气 5-10 min后，于-0.3 – 0.9V 电压间记录极谱图，得波高 90 μA。 （1） 请解释操作手续中各步骤的作用；

（2） 能否用还原铁粉、亚硫酸钠或通CO2替代氮气？

试计算试样中镉离子的含量（以g L-1表示）

3、[解］（1）加入0.04%明胶的作用是消除极谱极大，通氮气 5-10 min是除氧。

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（2）由于还原铁粉必须在强酸性介质中使用，而在氯化镁溶液中因酸度不够而不能使用，另一方面，即使将溶液调至强酸性，则产生的铁离子也会干扰镉的测定。 若加入亚硫酸钠或通CO2后，都能形成难溶的亚硫酸盐或碳酸盐沉淀而干扰测定，所以不能用上述三种物质除氧。 （3）设水样中镉离子的浓度为Cx

50＝K（5Cx / 50） (1) 90＝K（5Cx + 0.5×1.0）/ 50 解之，Cx＝0.125 g L-1

(2)

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