pH值測定作業(yè)考核試題(答案)一、選擇題（每題2分，共30分）1.用酸度計測量溶液的pH值時，一般選用的參比電極是（）A.玻璃電極B.甘汞電極C.銀-氯化銀電極D.鉑電極答案：B解析：甘汞電極是常用的參比電極，具有電位穩(wěn)定、重現(xiàn)性好等優(yōu)點。玻璃電極是指示電極；銀-氯化銀電極也可作參比電極，但在一般的pH測量中，甘汞電極更為常用；鉑電極通常用于氧化還原電位的測量等，而非pH測量的參比電極。2.下列關(guān)于玻璃電極的說法，錯誤的是（）A.玻璃電極的膜電位與溶液的pH值呈線性關(guān)系B.玻璃電極使用前需要在蒸餾水中浸泡24h以上C.玻璃電極的內(nèi)阻較低，測量時不需要使用高輸入阻抗的儀器D.玻璃電極對氫離子具有選擇性響應(yīng)答案：C解析：玻璃電極的內(nèi)阻很高，一般可達10?-101?Ω，因此測量時必須使用高輸入阻抗的儀器，以減少測量誤差。選項A，玻璃電極的膜電位符合能斯特方程，與溶液的pH值呈線性關(guān)系；選項B，玻璃電極使用前在蒸餾水中浸泡24h以上，可使玻璃膜表面形成水化層，有利于氫離子的交換；選項D，玻璃電極對氫離子具有選擇性響應(yīng)，是其用于pH測量的基礎(chǔ)。3.用酸度計測量溶液pH值時，定位操作的目的是（）A.消除電極不對稱電位的影響B(tài).消除溫度的影響C.消除溶液離子強度的影響D.使儀器顯示的pH值與標準緩沖溶液的pH值一致答案：D解析：定位操作是用已知pH值的標準緩沖溶液校準酸度計，使儀器顯示的pH值與標準緩沖溶液的pH值一致，以消除電極等因素帶來的系統(tǒng)誤差。消除電極不對稱電位的影響通常通過浸泡等處理；溫度的影響可通過溫度補償裝置來消除；溶液離子強度的影響可通過使用離子強度調(diào)節(jié)劑等方法來減小。4.某溶液的pH值為5.00，其氫離子濃度為（）A.5.0×10??mol/LB.1.0×10??mol/LC.5.0×10??mol/LD.1.0×10??mol/L答案：B解析：根據(jù)pH的定義式pH=-lg[H?]，當pH=5.00時，[H?]=10??mol/L=1.0×10??mol/L。5.用酸度計測量溶液pH值時，下列操作正確的是（）A.測量前用蒸餾水沖洗電極，然后用濾紙擦干B.測量時電極浸入溶液的深度越深越好C.測量不同溶液時，不需要用蒸餾水沖洗電極D.測量完畢后，將電極浸泡在蒸餾水中答案：A解析：測量前用蒸餾水沖洗電極，然后用濾紙擦干，可以去除電極表面的雜質(zhì)，保證測量的準確性。測量時電極浸入溶液的深度以能浸沒玻璃球泡為宜，并非越深越好；測量不同溶液時，必須用蒸餾水沖洗電極，以防止溶液交叉污染；測量完畢后，若電極是玻璃電極，應(yīng)浸泡在飽和氯化鉀溶液中，而不是蒸餾水中，這樣可保持電極的性能穩(wěn)定。6.以下哪種緩沖溶液可用于校準酸度計測量酸性溶液的pH值（）A.硼砂緩沖溶液（pH=9.18）B.鄰苯二甲酸氫鉀緩沖溶液（pH=4.00）C.磷酸二氫鉀-磷酸氫二鈉緩沖溶液（pH=6.86）D.以上都可以答案：B解析：校準酸度計測量酸性溶液的pH值，應(yīng)選用接近酸性范圍的標準緩沖溶液。鄰苯二甲酸氫鉀緩沖溶液的pH=4.00，適合用于校準測量酸性溶液的酸度計。硼砂緩沖溶液（pH=9.18）用于堿性范圍的校準；磷酸二氫鉀-磷酸氫二鈉緩沖溶液（pH=6.86）一般用于中性范圍的校準。7.玻璃電極在使用前浸泡的目的是（）A.清洗電極B.降低電極內(nèi)阻C.使玻璃膜表面形成水化層D.活化電極答案：C解析：玻璃電極使用前浸泡在蒸餾水中，主要目的是使玻璃膜表面形成水化層，這樣氫離子才能在水化層與溶液之間進行交換，從而產(chǎn)生膜電位。清洗電極只是浸泡的一個附帶作用；浸泡并不能降低電極內(nèi)阻；活化電極不是浸泡的主要目的，形成水化層才是關(guān)鍵。8.若測量結(jié)果的pH值比實際值偏高，可能的原因是（）A.玻璃電極老化B.溶液中存在干擾離子C.測量時溫度高于校準溫度D.定位時使用的標準緩沖溶液pH值偏低答案：D解析：定位時使用的標準緩沖溶液pH值偏低，會使儀器校準的基準偏低，從而導致測量結(jié)果的pH值比實際值偏高。玻璃電極老化可能導致測量不準確，但不一定是偏高；溶液中存在干擾離子會影響測量的準確性，但不一定使結(jié)果偏高；測量時溫度高于校準溫度，若有溫度補償裝置可減少影響，且一般不會直接導致結(jié)果偏高。9.用酸度計測量溶液pH值時，電極響應(yīng)時間與下列因素無關(guān)的是（）A.溶液的溫度B.溶液的離子強度C.電極的種類D.溶液的顏色答案：D解析：溶液的溫度會影響離子的擴散速度，從而影響電極響應(yīng)時間；溶液的離子強度會影響離子的活度和擴散，對電極響應(yīng)時間有影響；不同種類的電極其響應(yīng)機制和響應(yīng)速度不同；而溶液的顏色與電極響應(yīng)時間無關(guān)，它不影響電極表面的離子交換和電位產(chǎn)生過程。10.下列關(guān)于pH標準緩沖溶液的說法，正確的是（）A.標準緩沖溶液的pH值不受溫度影響B(tài).標準緩沖溶液可以長期保存，無需定期更換C.不同的標準緩沖溶液可以混合使用D.標準緩沖溶液的pH值具有準確性和穩(wěn)定性答案：D解析：標準緩沖溶液的pH值具有準確性和穩(wěn)定性，這是其用于校準酸度計的基礎(chǔ)。標準緩沖溶液的pH值會受溫度影響，不同溫度下其pH值會有所變化；標準緩沖溶液不能長期保存，需要定期更換，以保證其準確性；不同的標準緩沖溶液不能混合使用，因為混合后會改變其原有組成和pH值。11.用酸度計測量強堿性溶液的pH值時，可能會出現(xiàn)（）A.測量值偏低B.測量值偏高C.測量值不受影響D.電極損壞答案：A解析：在強堿性溶液中，玻璃電極對鈉離子等陽離子也會有一定的響應(yīng)，導致測量的氫離子濃度比實際值偏高，根據(jù)pH=-lg[H?]，則測量的pH值會偏低。一般情況下，在正常使用范圍內(nèi)電極不會損壞；測量值會受到影響，且不是偏高。12.測量溶液pH值時，為了減少測量誤差，應(yīng)選擇（）A.與待測溶液pH值相近的標準緩沖溶液進行定位B.與待測溶液離子強度相近的標準緩沖溶液進行定位C.任意一種標準緩沖溶液進行定位D.與待測溶液溫度相同的標準緩沖溶液進行定位答案：A解析：選擇與待測溶液pH值相近的標準緩沖溶液進行定位，可以使測量在電極的線性響應(yīng)范圍內(nèi)，減少測量誤差。雖然離子強度和溫度也會影響測量，但選擇相近pH值的標準緩沖溶液更為關(guān)鍵；不能任意選擇標準緩沖溶液進行定位，否則會導致較大誤差。13.玻璃電極的膜電位產(chǎn)生的原因是（）A.玻璃膜內(nèi)外溶液中氫離子的濃度差B.玻璃膜內(nèi)外溶液中離子的種類不同C.玻璃膜的化學組成不同D.玻璃膜的厚度不同答案：A解析：玻璃電極的膜電位是由于玻璃膜內(nèi)外溶液中氫離子的濃度差，導致氫離子在玻璃膜表面進行交換，從而產(chǎn)生電位差。離子種類、玻璃膜的化學組成和厚度等因素會影響電極的性能，但不是膜電位產(chǎn)生的直接原因。14.用酸度計測量溶液pH值時，若電極斜率不符合要求，應(yīng)（）A.更換電極B.重新校準儀器C.調(diào)節(jié)儀器的斜率補償旋鈕D.對電極進行活化處理答案：C解析：當電極斜率不符合要求時，可通過調(diào)節(jié)儀器的斜率補償旋鈕來進行調(diào)整，使儀器能準確測量溶液的pH值。如果調(diào)節(jié)后仍不能滿足要求，可能需要更換電極；重新校準儀器主要是解決定位不準確等問題；對電極進行活化處理一般是針對電極性能下降等情況，而不是專門針對斜率問題。15.下列關(guān)于pH測量的說法，錯誤的是（）A.測量前應(yīng)檢查電極的性能B.測量時應(yīng)攪拌溶液，以加快電極響應(yīng)C.測量完畢后，應(yīng)及時清洗電極D.可以使用過期的標準緩沖溶液進行校準答案：D解析：不能使用過期的標準緩沖溶液進行校準，因為過期的標準緩沖溶液其組成和pH值可能已經(jīng)發(fā)生變化，會導致校準不準確，從而影響測量結(jié)果。測量前檢查電極性能、測量時攪拌溶液加快電極響應(yīng)、測量完畢后及時清洗電極都是正確的操作。二、填空題（每題2分，共20分）1.酸度計主要由______和______兩部分組成。答案：電極、測量儀表解析：酸度計的電極用于感受溶液的pH值變化并產(chǎn)生相應(yīng)的電位信號，測量儀表則對電極產(chǎn)生的電位信號進行測量和轉(zhuǎn)換，顯示出溶液的pH值。2.玻璃電極的膜電位與溶液中氫離子濃度的關(guān)系符合______方程。答案：能斯特解析：能斯特方程描述了電極電位與溶液中離子濃度之間的關(guān)系，玻璃電極的膜電位與溶液中氫離子濃度的關(guān)系也遵循能斯特方程，其表達式為$E=E^0+\frac{2.303RT}{F}pH$。3.用酸度計測量溶液pH值時，溫度對測量結(jié)果有影響，可通過______裝置來消除溫度的影響。答案：溫度補償解析：酸度計一般都配備溫度補償裝置，該裝置可以根據(jù)測量時的溫度對電極電位進行修正，從而消除溫度對測量結(jié)果的影響。4.常用的pH標準緩沖溶液有______、______和硼砂緩沖溶液等。答案：鄰苯二甲酸氫鉀緩沖溶液、磷酸二氫鉀-磷酸氫二鈉緩沖溶液解析：鄰苯二甲酸氫鉀緩沖溶液（pH=4.00）、磷酸二氫鉀-磷酸氫二鈉緩沖溶液（pH=6.86）和硼砂緩沖溶液（pH=9.18）是常用的pH標準緩沖溶液，分別用于不同pH范圍的校準。5.玻璃電極使用前應(yīng)在______中浸泡24h以上。答案：蒸餾水解析：玻璃電極使用前在蒸餾水中浸泡24h以上，可使玻璃膜表面形成水化層，有利于氫離子的交換，從而保證電極能正常工作。6.測量溶液pH值時，為了保證測量的準確性，標準緩沖溶液的pH值應(yīng)與待測溶液的pH值相差不超過______個pH單位。答案：3解析：一般要求標準緩沖溶液的pH值與待測溶液的pH值相差不超過3個pH單位，這樣可以使測量在電極的線性響應(yīng)范圍內(nèi)，減少測量誤差。7.甘汞電極中填充的內(nèi)充液是______溶液。答案：飽和氯化鉀解析：甘汞電極中填充的內(nèi)充液是飽和氯化鉀溶液，它可以提供穩(wěn)定的氯離子濃度，保證甘汞電極電位的穩(wěn)定。8.用酸度計測量溶液pH值時，定位操作一般需要使用______種標準緩沖溶液。答案：1解析：定位操作通常使用一種已知pH值的標準緩沖溶液，將酸度計校準到該標準緩沖溶液的pH值，以消除電極等因素帶來的系統(tǒng)誤差。9.若玻璃電極的內(nèi)阻過高，會導致測量結(jié)果______。答案：不準確解析：玻璃電極內(nèi)阻過高時，會使測量電路中的電流減小，測量信號變?nèi)?，容易受到外界干擾，從而導致測量結(jié)果不準確。10.測量溶液pH值時，電極的響應(yīng)時間與溶液的______和______等因素有關(guān)。答案：溫度、離子強度解析：溶液的溫度會影響離子的擴散速度，溫度越高，離子擴散越快，電極響應(yīng)時間越短；溶液的離子強度會影響離子的活度和擴散，離子強度不同，電極響應(yīng)時間也會不同。三、判斷題（每題1分，共10分）1.玻璃電極可以測量任何溶液的pH值。（）答案：錯誤解析：玻璃電極在測量一些特殊溶液時會受到限制，如強堿性溶液中會出現(xiàn)鈉差，測量結(jié)果會偏低；在含有氫氟酸等能腐蝕玻璃的溶液中，玻璃電極會被損壞，不能使用。2.用酸度計測量溶液pH值時，不需要進行定位操作。（）答案：錯誤解析：定位操作是酸度計測量溶液pH值的必要步驟，通過用已知pH值的標準緩沖溶液校準儀器，使儀器顯示的pH值與標準緩沖溶液的pH值一致，以消除電極等因素帶來的系統(tǒng)誤差，保證測量的準確性。3.標準緩沖溶液的pH值是固定不變的，不受任何因素影響。（）答案：錯誤解析：標準緩沖溶液的pH值會受溫度等因素影響，不同溫度下其pH值會有所變化，在使用標準緩沖溶液時，需要根據(jù)實際溫度進行校正。4.玻璃電極使用后應(yīng)干燥保存。（）答案：錯誤解析：玻璃電極使用后應(yīng)浸泡在飽和氯化鉀溶液中，而不是干燥保存。浸泡在飽和氯化鉀溶液中可以保持玻璃膜表面的水化層，使電極處于良好的工作狀態(tài)。5.測量溶液pH值時，攪拌溶液會影響測量結(jié)果的準確性。（）答案：錯誤解析：測量溶液pH值時，適當攪拌溶液可以加快離子的擴散，使電極更快地達到平衡，加快電極響應(yīng)時間，提高測量的準確性，但攪拌速度不宜過快，以免產(chǎn)生氣泡等影響測量。6.酸度計的精度越高，測量結(jié)果就一定越準確。（）答案：錯誤解析：酸度計的精度只是儀器本身的一個指標，測量結(jié)果的準確性還受到電極性能、標準緩沖溶液的準確性、測量操作等多種因素的影響。即使酸度計精度高，如果其他因素控制不好，測量結(jié)果也可能不準確。7.用酸度計測量溶液pH值時，只要電極插入溶液中就可以立即讀數(shù)。（）答案：錯誤解析：電極插入溶液后，需要等待一段時間，讓電極達到平衡狀態(tài)，電極電位穩(wěn)定后才能讀數(shù)，否則測量結(jié)果不準確。一般需要等待1-2分鐘，具體時間根據(jù)電極的響應(yīng)情況和溶液的性質(zhì)而定。8.可以使用蒸餾水代替標準緩沖溶液進行酸度計的校準。（）答案：錯誤解析：蒸餾水的pH值不穩(wěn)定，且其pH值不能準確反映測量所需的標準值，不能使用蒸餾水代替標準緩沖溶液進行酸度計的校準。標準緩沖溶液具有準確、穩(wěn)定的pH值，才能保證校準的準確性。9.玻璃電極的膜電位只與溶液中氫離子的濃度有關(guān)。（）答案：錯誤解析：玻璃電極的膜電位除了與溶液中氫離子的濃度有關(guān)外，還受到溫度等因素的影響。根據(jù)能斯特方程，膜電位與氫離子濃度的對數(shù)呈線性關(guān)系，同時溫度會影響能斯特方程中的常數(shù)項。10.測量溶液pH值時，電極的使用壽命是無限的。（）答案：錯誤解析：電極有一定的使用壽命，隨著使用時間的增加，電極的性能會逐漸下降，如電極的響應(yīng)時間變長、斜率降低、測量誤差增大等。當電極性能下降到不能滿足測量要求時，就需要更換電極。四、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述用酸度計測量溶液pH值的操作步驟。答案：（1）儀器預熱：接通酸度計電源，預熱30min左右，使儀器達到穩(wěn)定的工作狀態(tài)。（2）電極準備：將玻璃電極和甘汞電極從保存液中取出，用蒸餾水沖洗干凈，然后用濾紙輕輕吸干電極表面的水分。玻璃電極使用前應(yīng)在蒸餾水中浸泡24h以上。（3）選擇標準緩沖溶液：根據(jù)待測溶液的大致pH值，選擇合適的標準緩沖溶液。一般測量酸性溶液可選用鄰苯二甲酸氫鉀緩沖溶液（pH=4.00），測量中性溶液可選用磷酸二氫鉀-磷酸氫二鈉緩沖溶液（pH=6.86），測量堿性溶液可選用硼砂緩沖溶液（pH=9.18）。（4）定位操作：將電極浸入選定的標準緩沖溶液中，輕輕攪拌溶液，使電極與溶液充分接觸。調(diào)節(jié)溫度補償旋鈕，使顯示的溫度與溶液的實際溫度一致。然后調(diào)節(jié)定位旋鈕，使儀器顯示的pH值與標準緩沖溶液的pH值一致。（5）測量待測溶液：用蒸餾水沖洗電極，并用濾紙吸干后，將電極浸入待測溶液中，輕輕攪拌溶液，待儀器顯示的pH值穩(wěn)定后，讀取并記錄測量結(jié)果。（6）測量完畢后：用蒸餾水沖洗電極，然后將玻璃電極浸泡在飽和氯化鉀溶液中，甘汞電極浸泡在飽和氯化鉀溶液中保存。2.分析玻璃電極測量溶液pH值時可能產(chǎn)生誤差的原因及解決方法。答案：（1）電極老化：-原因：玻璃電極使用時間過長，玻璃膜的性能會逐漸下降，導致電極的響應(yīng)時間變長、斜率降低等，從而產(chǎn)生測量誤差。-解決方法：定期更換玻璃電極，一般電極的使用壽命為1-2年。（2）溶液溫度影響：-原因：溶液溫度會影響玻璃電極的膜電位和能斯特方程中的常數(shù)項，導致測量結(jié)果不準確。-解決方法：使用酸度計的溫度補償裝置，將溫度補償旋鈕調(diào)節(jié)到溶液的實際溫度，以消除溫度對測量結(jié)果的影響。（3）溶液離子強度影響：-原因：溶液離子強度的變化會影響離子的活度，從而使玻璃電極對氫離子的響應(yīng)發(fā)生變化，產(chǎn)生測量誤差。-解決方法：在測量溶液中加入適量的離子強度調(diào)節(jié)劑，使溶液的離子強度保持相對穩(wěn)定。（4）溶液中存在干擾離子：-原因：溶液中除氫離子外的其他離子，如鈉離子、鉀離子等，可能會對玻璃電極產(chǎn)生干擾，影響測量結(jié)果。-解決方法：選擇對氫離子選擇性更好的玻璃電極；或者對溶液進行預處理，去除干擾離子。（5）定位不準確：-原因：定位時使用的標準緩沖溶液不準確或操作不當，會導致儀器校準不準確，從而產(chǎn)生測量誤差。-解決方法：使用準確可靠的標準緩沖溶液，并嚴格按照操作規(guī)程進行定位操作。（6）電極使用不當：-原因：電極使用前未充分浸泡、測量時電極浸入深度不當、電極表面有雜質(zhì)等，都會影響測量結(jié)果。-解決方法：玻璃電極使用前應(yīng)在蒸餾水中浸泡24h以上；測量時電極浸入溶液的深度以能浸沒玻璃球泡為宜；測量前后用蒸餾水沖洗電極，并保持電極表面清潔。3.如何正確保存玻璃電極和甘汞電極？答案：（1）玻璃電極的保存：-短期保存：測量完畢后，用蒸餾水沖洗干凈玻璃電極，然后將其浸泡在蒸餾水中。這樣可以保持玻璃膜表面的水化層，使電極處于良好的工作狀態(tài)。-長期保存：如果長時間不使用玻璃電極，應(yīng)將其浸泡在飽和氯化鉀溶液中。這是因為飽和氯化鉀溶液可以提供穩(wěn)定的離子環(huán)境，防止玻璃膜干燥和損壞，延長電極的使用壽命。同時，要注意定期更換飽和氯化鉀溶液，以保證其濃度和純度。-注意事項：玻璃電極比較脆弱，在保存和使用過程中要避免碰撞和擠壓，防止玻璃膜破裂。（2）甘汞電極的保存：-甘汞電極應(yīng)浸泡在飽和氯化鉀溶液中保存。飽和氯化鉀溶液可以為甘汞電極提供穩(wěn)定的氯離子濃度，保證電極電位的穩(wěn)定。-要注意檢查甘汞電極的內(nèi)充