资源简介

11.1.1电位分析法-电位分析法的基本原理-电极电位与能斯特方程-高一《化学实验技术》同步教学（化学工业出版社）第三版
一、选择题
1. 电位分析法是基于什么原理进行测量的？( )
A. 电流强度
B. 电压变化
C. 电阻值
D. 电容大小
答案：B
解析：电位分析法是通过测量电池电动势（即电压变化）来确定溶液中某种离子的浓度或某种物质的活度的分析方法。因此，正确答案是B。
2. 能斯特方程主要用于描述什么？( )
A. 电流与电压的关系
B. 氧化还原反应的平衡常数
C. 离子迁移速率
D. 溶液的电导率
答案：B
解析：能斯特方程（Nernst equation）是描述氧化还原反应中电极电位与离子浓度（或活度）之间关系的方程，它主要用于计算氧化还原反应的平衡常数。因此，正确答案是B。
3. 在电位分析法中，参比电极的作用是什么？( )
A. 提供电流
B. 指示溶液pH值
C. 提供稳定的电位
D. 测定离子浓度
答案：C
解析：在电位分析法中，参比电极的作用是提供一个稳定的、已知的电位，以便与工作电极形成电池，从而测量工作电极的电位。因此，正确答案是C。
4. 以下哪种电极不是常用的参比电极？( )
A. 饱和甘汞电极
B. 银-氯化银电极
C. 铂电极
D. 氢电极
答案：C
解析：铂电极通常用作工作电极，而不是参比电极。常用的参比电极包括饱和甘汞电极、银-氯化银电极和氢电极。因此，正确答案是C。
5. 能斯特方程中的R代表什么？( )
A. 气体常数
B. 电阻
C. 摩尔质量
D. 摩尔体积
答案：A
解析：在能斯特方程中，R代表气体常数，其值为8.314 J/(mol·K)。因此，正确答案是A。
6. 能斯特方程中的T代表什么？( )
A. 时间
B. 温度
C. 体积
D. 物质的量
答案：B
解析：在能斯特方程中，T代表绝对温度，通常以开尔文（K）为单位。因此，正确答案是B。
7. 在电位分析法中，工作电极的电位是由什么决定的？( )
A. 参比电极
B. 溶液浓度
C. 电流大小
D. 溶液温度
答案：B
解析：在电位分析法中，工作电极的电位是由溶液中待测离子的浓度（或活度）决定的。参比电极提供一个稳定的电位作为参考，而工作电极的电位则是相对于参比电极的电位来测量的。因此，正确答案是B。
8. 电位分析法中，电极电位的测量通常使用什么仪器？( )
A. 电流表
B. 电压表
C. 电阻表
D. 电容表
答案：B
解析：电位分析法是通过测量电池电动势（即电压）来确定溶液中某种离子的浓度或某种物质的活度的分析方法。因此，在电位分析法中，电极电位的测量通常使用电压表。正确答案是B。
9. 以下哪种情况不会影响电极电位的测量？( )
A. 溶液浓度的变化
B. 参比电极的选择
C. 溶液温度的变化
D. 电流的大小
答案：D
解析：电极电位的测量主要受到溶液浓度、参比电极的选择和溶液温度的影响。电流的大小通常不会影响电极电位的测量，因为电位分析法是基于电压的测量，而不是电流的测量。因此，正确答案是D。
10. 在电位分析法中，为什么需要参比电极？( )
A. 提供电流
B. 指示溶液pH值
C. 消除溶液电阻的影响
D. 提供稳定的电位
答案：D
解析：在电位分析法中，参比电极的作用是提供一个稳定的、已知的电位，以便与工作电极形成电池，从而测量工作电极的电位。这样可以消除溶液电阻等因素的影响，提高测量的准确性。因此，正确答案是D。
二、多项选择题
1. 电位分析法中，以下哪些因素会影响电极电位的测量？( )
A. 溶液浓度
B. 参比电极的选择
C. 溶液温度
D. 电流大小
答案：A、B、C
解析：电极电位的测量主要受到溶液浓度、参比电极的选择和溶液温度的影响。溶液浓度的变化会直接影响电极电位的大小；参比电极的选择决定了测量的基准电位；溶液温度的变化也会影响电极电位。而电流大小通常不会影响电极电位的测量，因为电位分析法是基于电压的测量，而不是电流的测量。
2. 能斯特方程中包含了哪些参数？( )
A. 气体常数R
B. 氧化还原反应的平衡常数K
C. 离子浓度（或活度）
D. 绝对温度T
答案：A、C、D
解析：能斯特方程描述了氧化还原反应中电极电位与离子浓度（或活度）和温度之间的关系。它包含了气体常数R、离子浓度（或活度）和绝对温度T这三个参数。而氧化还原反应的平衡常数K并不是能斯特方程的直接参数，但可以通过能斯特方程计算得到。
3. 在电位分析法中，参比电极的作用是什么？( )
A. 提供电流
B. 提供稳定的电位
C. 消除溶液电阻的影响
D. 指示溶液pH值
答案：B、C
解析：在电位分析法中，参比电极的作用是提供一个稳定的、已知的电位，以便与工作电极形成电池，从而测量工作电极的电位。这样可以消除溶液电阻等因素的影响，提高测量的准确性。参比电极并不提供电流，也不直接指示溶液pH值。
4. 以下哪些电极可以用于电位分析法中的工作电极？( )
A. 玻璃电极（用于测量pH值）
B. 铂电极
C. 银-氯化银电极
D. 饱和甘汞电极
答案：A、B
解析：在电位分析法中，工作电极是用于测量待测离子浓度或物质活度的电极。玻璃电极常用于测量溶液的pH值，铂电极也可以作为工作电极使用。而银-氯化银电极和饱和甘汞电极通常用作参比电极，因为它们提供了稳定的电位基准。
5. 电位分析法在化学分析中有哪些应用？( )
A. 水质分析
B. 测定金属离子的浓度
C. 测定溶液的pH值
D. 测定气体的浓度
答案：A、B、C
解析：电位分析法在化学分析中有广泛的应用。它可以用于水质分析，如测定水中的离子浓度；也可以用于测定金属离子的浓度；此外，玻璃电极作为工作电极时，还可以用于测定溶液的pH值。然而，电位分析法通常不适用于测定气体的浓度，因为气体不是离子型化合物，不适合使用离子交换或电位法进行分析。
三、填空题
1：电位分析法是通过测量电池的______来确定溶液中某种离子的浓度或某种物质的活度的分析方法。
答案：电动势（或电压）
解析：电位分析法是通过测量电池电动势（即电压）来确定溶液中某种离子的浓度或某种物质的活度的分析方法。在电位分析法中，通常会构建一个电池，其中一个电极是工作电极，与待测溶液接触，另一个电极是参比电极，具有稳定的电位。通过测量这两个电极之间的电动势，可以推断出待测溶液中某种离子的浓度或某种物质的活度。
2：在电位分析法中，参比电极的作用是提供一个______的电位。
答案：稳定且已知
解析：在电位分析法中，参比电极的作用是提供一个稳定且已知的电位，以便与工作电极形成电池，从而测量工作电极的电位。这样可以消除溶液电阻等因素的影响，提高测量的准确性。常用的参比电极包括饱和甘汞电极、银-氯化银电极等。
3：能斯特方程描述了氧化还原反应中电极电位与______和______之间的关系。
答案：离子浓度（或活度）；温度
解析：能斯特方程是一个描述氧化还原反应中电极电位与离子浓度（或活度）和温度之间关系的方程。它可以帮助我们理解电位分析法的基本原理，并预测在不同离子浓度和温度下的电极电位。通过能斯特方程，我们可以根据已知的离子浓度和温度来计算电极电位，或者反过来，根据测量的电极电位来推断离子浓度。
4：电位分析法中，电极电位的测量通常使用______仪器。
答案：电压表（或电位计）
解析：在电位分析法中，电极电位的测量通常使用电压表或电位计这样的仪器。这些仪器能够精确地测量两个电极之间的电位差，从而帮助我们确定待测溶液中某种离子的浓度或某种物质的活度。
5：电位分析法中常用的参比电极有______、______等。
答案：饱和甘汞电极；银-氯化银电极（或其他常用参比电极，如氢电极等）
解析：在电位分析法中，为了提供一个稳定的电位参考，常使用参比电极。常用的参比电极包括饱和甘汞电极、银-氯化银电极等。这些电极具有稳定的电位，并且其电位值在已知条件下是恒定的，因此可以作为电位测量的基准。
四、判断题
1. 电位分析法是通过测量电流来确定溶液中某种离子的浓度或某种物质的活度的分析方法。( )
答案：错误
解析：电位分析法是通过测量电池的电动势（即电压）来确定溶液中某种离子的浓度或某种物质的活度的分析方法，而不是测量电流。因此，该说法是错误的。
2. 能斯特方程描述了氧化还原反应中电极电位与离子浓度和温度之间的关系。( )
答案：正确
解析：能斯特方程（Nernst equation）是描述氧化还原反应中电极电位与离子浓度（或活度）和温度之间关系的方程。它可以帮助我们预测在不同离子浓度和温度下的电极电位。因此，该说法是正确的。
3. 在电位分析法中，参比电极的作用是提供电流。( )
答案：错误
解析：在电位分析法中，参比电极的作用是提供一个稳定且已知的电位，以便与工作电极形成电池，从而测量工作电极的电位。它并不提供电流。因此，该说法是错误的。
4. 电极电位的测量通常使用电流表。( )
答案：错误
解析：电极电位的测量通常使用电压表（或电位计），而不是电流表。电压表能够测量两个电极之间的电位差，从而确定电极电位。因此，该说法是错误的。
5. 电位分析法在化学分析中只能用于测定金属离子的浓度。( )
答案：错误
解析：电位分析法在化学分析中有广泛的应用，不仅可以用于测定金属离子的浓度，还可以用于测定溶液的pH值、气体浓度等。例如，使用玻璃电极作为工作电极时，可以测定溶液的pH值。因此，该说法是错误的。
简答题
1. 简述电位分析法的基本原理。
答案解析：
电位分析法的基本原理是通过测量电池的电动势（即电压）来确定溶液中某种离子的浓度或某种物质的活度。在电位分析法中，构建一个包含工作电极和参比电极的电池系统。工作电极与待测溶液接触，参比电极则提供一个稳定且已知的电位。通过测量这两个电极之间的电动势，可以推断出待测溶液中某种离子的浓度或某种物质的活度。
2. 解释能斯特方程及其在电位分析法中的应用。
答案解析：
能斯特方程（Nernst equation）描述了氧化还原反应中电极电位与离子浓度（或活度）和温度之间的关系。它的一般形式为：E=E0 nFRT lnQ，其中E是电极电位，E0是标准电极电位，R是气体常数，T是绝对温度，n是反应中转移的电子数，F是法拉第常数，Q是反应商。
在电位分析法中，能斯特方程的应用主要体现在两个方面：一是通过已知的反应物和产物的浓度来计算电极电位；二是通过测量的电极电位来反推反应物或产物的浓度。这使得电位分析法成为一种重要的定量分析方法，广泛应用于化学、生物、医学等领域。
3. 简述参比电极在电位分析法中的作用。
答案解析：
在电位分析法中，参比电极的作用是提供一个稳定且已知的电位，以便与工作电极形成电池，从而测量工作电极的电位。参比电极的电位是已知的，并且在一定条件下是恒定的，因此可以作为电位测量的基准。通过比较工作电极与参比电极之间的电位差，可以确定工作电极的电位，进而推断出待测溶液中某种离子的浓度或某种物质的活度。参比电极的选择对于电位分析的准确性和可靠性至关重要。

展开更多......

收起↑