2025年大學(xué)《化學(xué)測(cè)量學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫(kù)——電化學(xué)方法在分析中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.在電化學(xué)分析中，能斯特方程描述的是下列哪個(gè)關(guān)系？A.電極電位與溶液pH值的關(guān)系B.電極電位與溶液離子濃度的關(guān)系C.電極電流與電極電位的關(guān)系D.電極電流與溶液離子活度的關(guān)系2.下列哪種電化學(xué)分析方法屬于基于測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)變化的方法？A.線性掃描伏安法B.循環(huán)伏安法C.電位滴定法D.線性電位掃描法3.在使用離子選擇性電極進(jìn)行測(cè)量時(shí)，為了減小測(cè)定誤差，通常需要：A.選擇響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)的電極B.使用較高的測(cè)定溫度C.盡量避免共存離子的干擾D.使用內(nèi)參比電極代替外參比電極4.極化曲線測(cè)量中，當(dāng)電位足夠正（或負(fù)）時(shí)，電流達(dá)到一個(gè)極限值，稱為：A.道南電流B.擴(kuò)散電流C.活化電流D.電化學(xué)電流5.下列哪種伏安法可以實(shí)現(xiàn)無(wú)信號(hào)背景電流的測(cè)量？A.線性掃描伏安法B.循環(huán)伏安法C.溶出伏安法D.脈沖伏安法6.電導(dǎo)分析法中，當(dāng)電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨濃度變化時(shí)，通常采用：A.摩爾電導(dǎo)率B.表觀電導(dǎo)率C.條件電導(dǎo)率D.相對(duì)電導(dǎo)率7.電化學(xué)分析儀器中，用于提供可變電位掃描或施加特定波形電壓的部件是：A.參比電極B.工作電極C.對(duì)電極（輔助電極）D.控制和測(cè)量單元8.電化學(xué)阻抗譜（EIS）主要研究的是：A.電極體系的電容和電阻隨頻率的變化B.電極體系的電流隨電位的變化C.電極體系的電位隨時(shí)間的變化D.電極體系的電導(dǎo)隨濃度的變化9.在電位滴定中，為了獲得清晰的電位突躍，選擇指示電極時(shí)通常要求其：A.對(duì)被測(cè)離子響應(yīng)范圍寬B.對(duì)被測(cè)離子選擇性高C.電極電位易于測(cè)量D.電極電位不隨滴定進(jìn)行而變化10.下列哪種電化學(xué)方法常用于研究電化學(xué)反應(yīng)速率？A.電位分析法B.伏安分析法C.電化學(xué)阻抗譜D.電導(dǎo)分析法11.金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的基本過(guò)程可以理解為：A.金屬原子失去電子形成陽(yáng)離子B.金屬原子得到電子形成陰離子C.金屬表面發(fā)生物理磨損D.金屬與溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)12.在生物電化學(xué)傳感中，常將生物分子（如酶、抗體）固定在電極表面，這種技術(shù)稱為：A.電極修飾B.電極活化C.電極選擇D.電極催化13.電化學(xué)分析相比其他分析手段，其主要優(yōu)點(diǎn)之一是：A.通常需要昂貴的樣品前處理B.儀器設(shè)備復(fù)雜且操作困難C.靈敏度高，可檢測(cè)痕量物質(zhì)D.只能進(jìn)行定量分析，無(wú)法進(jìn)行定性分析14.掃描伏安法中，掃描速率增大，通常會(huì)導(dǎo)致：A.峰電位向正方向移動(dòng)B.峰電位向負(fù)方向移動(dòng)C.峰電流減小D.峰電流增加15.測(cè)量水的電導(dǎo)率常用于：A.直接測(cè)定水中溶解性鹽的濃度B.間接判斷水樣的純度C.測(cè)定水中酸堿的濃度D.研究水的電化學(xué)行為二、填空題1.電化學(xué)分析是利用物質(zhì)的__________變化來(lái)測(cè)定物質(zhì)組成或含量的分析方法。2.電極電位是指電極與參比電極構(gòu)成電池時(shí)的__________。3.在伏安分析中，當(dāng)電位掃描停止后，電流隨時(shí)間衰減的過(guò)程稱為__________。4.離子選擇性電極的響應(yīng)電位符合__________方程。5.電位滴定中，指示電極電位突變所對(duì)應(yīng)的滴定體積稱為__________。6.摩爾電導(dǎo)率是指電解質(zhì)溶液濃度為__________時(shí)的電導(dǎo)率。7.電化學(xué)分析中，三電極體系中的工作電極、參比電極和對(duì)電極分別起到__________、__________和__________的作用。8.循環(huán)伏安法通過(guò)在電極電位上施加__________的掃描方式來(lái)獲取信息。9.電化學(xué)阻抗譜中，阻抗值隨頻率變化的曲線稱為__________。10.能斯特方程表明，在可逆電極上，當(dāng)電流為零時(shí)，電極電位與溶液中相關(guān)離子活度的__________呈線性關(guān)系。11.電化學(xué)腐蝕通常包括__________和__________兩個(gè)基本過(guò)程。12.分子印跡技術(shù)可用于制備具有特定識(shí)別位點(diǎn)的電化學(xué)傳感器，提高分析的__________。13.電導(dǎo)分析法中，電解質(zhì)電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系通常是非線性的，需要使用__________來(lái)描述。14.在線性掃描伏安法中，電位掃描速率的單位通常是__________。15.電化學(xué)分析儀器通常需要使用__________來(lái)提供穩(wěn)定的參考電位。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述能斯特方程的適用條件。2.比較線性掃描伏安法(LSV)和差分脈沖伏安法(DPV)在原理和特點(diǎn)上的主要區(qū)別。3.簡(jiǎn)述電位滴定法中，選擇合適的指示電極和參比電極的重要性。4.簡(jiǎn)述電化學(xué)分析方法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中可能遇到的主要干擾及其消除方法（至少列舉兩種）。四、計(jì)算題1.某可逆電極對(duì)Cl?離子響應(yīng)符合能斯特方程，在25°C時(shí)，當(dāng)Cl?活度為0.01mol/L時(shí)，電極電位為0.23V(相對(duì)于飽和甘汞電極SCE)。若Cl?活度增加到0.1mol/L，電極電位將變?yōu)槎嗌俜兀浚ㄒ阎猄CE的電位為0.2415Vvs.標(biāo)準(zhǔn)氫電極，溫度系數(shù)為-0.059V/°C）。2.某一元弱酸HA的濃度為0.1mol/L，pH=3.0時(shí)進(jìn)行電位滴定。已知該酸的電離常數(shù)Ka=1.0×10??。請(qǐng)說(shuō)明在此pH條件下，選擇哪種指示電極（如pH玻璃電極或金屬指示電極）更合適？并簡(jiǎn)述理由。---（試卷結(jié)束）試卷答案一、選擇題1.B2.C3.C4.B5.C6.A7.D8.A9.B10.C11.A12.A13.C14.D15.B二、填空題1.電化學(xué)2.電位差（或電動(dòng)勢(shì)）3.極化電流（或電流弛豫）4.能斯特5.終點(diǎn)6.1mol/L7.發(fā)生氧化還原反應(yīng)、提供穩(wěn)定電位參考、提供與工作電極電流平衡的電流8.循環(huán)9.阻抗譜10.對(duì)數(shù)11.氧化、還原12.選擇性13.電導(dǎo)率-濃度工作曲線（或柯爾勞施方程）14.mV/s(毫伏/秒)15.參比電極三、簡(jiǎn)答題1.答：能斯特方程適用的條件包括：①電極反應(yīng)可逆；②電極過(guò)程只涉及一個(gè)電子轉(zhuǎn)移步驟；③反應(yīng)物和產(chǎn)物均處于理想狀態(tài)（活度等于濃度，或氣體分壓等于總壓）；④溶液離子強(qiáng)度恒定；⑤溫度恒定。2.答：主要區(qū)別：①LSV是恒定速率的線性掃描，DPV是在LSV基礎(chǔ)上疊加脈沖電壓（正向或反向），使分析信號(hào)（峰電流）對(duì)電位微分（或微分平方）的響應(yīng)更強(qiáng)；②DPV的峰形更尖銳，分辨率更高，靈敏度通常優(yōu)于LSV，對(duì)背景電流抑制更好，尤其適用于峰電流較小的分析物或復(fù)雜體系。3.答：選擇合適的指示電極對(duì)于準(zhǔn)確判斷滴定終點(diǎn)至關(guān)重要，其選擇性高可以減少干擾；選擇合適的參比電極需要確保其在整個(gè)滴定過(guò)程中電位穩(wěn)定、重現(xiàn)性好，并與測(cè)量體系兼容。錯(cuò)誤的電極選擇會(huì)導(dǎo)致電位突躍不明顯、終點(diǎn)拖沓或錯(cuò)誤，影響測(cè)定準(zhǔn)確性。4.答：主要干擾及消除方法：①同離子效應(yīng)：增加干擾離子濃度，可選用選擇性更高的電極或采用標(biāo)準(zhǔn)加入法；②pH影響：對(duì)于金屬離子或酸堿滴定，控制溶液pH或選用pH電極同時(shí)監(jiān)測(cè)；③其他離子干擾：選擇選擇性系數(shù)低的電極，或通過(guò)加入掩蔽劑掩蔽干擾離子；④氧或其他雜質(zhì)干擾：通入惰性氣體（如N?或Ar）除氧，使用除氧劑。四、計(jì)算題1.解：根據(jù)能斯特方程：E=E°-(0.05916/n)*log(a_X)初始條件：E?=0.23V,a_Cl??=0.01mol/L新條件：a_Cl??=0.1mol/L,E?=?由于是可逆電極對(duì)Cl?響應(yīng)，E°（相對(duì)于SCE）=E?+(0.05916/n)*log(a_Cl??)E°=0.23V+(0.05916/1)*log(0.01)=0.23V-0.11832V=0.11168V新條件下的電位：E?=E°-(0.05916/n)*log(a_Cl??)E?=0.11168V-(0.05916/1)*log(0.1)=0.11168V+0.05916V=0.17084V考慮SCE的電位：E?(vs.SHE)=0.17084V+0.2415V=0.41234V答：電極電位將變?yōu)?.412VV(vs.SHE)(保留三位有效數(shù)字)。思路：先利用初始條件求出電極電位與Cl?活度的斜率項(xiàng)對(duì)應(yīng)的電極標(biāo)準(zhǔn)電位（E°），再利用新的活度和斜率項(xiàng)計(jì)算新電位（E?），最后加上參比電極電位得到最終答案。2.解：選擇pH玻璃電極更合適。理由：該弱酸HA的Ka=1.0×10??，對(duì)應(yīng)的pKa=5.0。滴定在pH=3.0進(jìn)行，此時(shí)溶液中H?濃度遠(yuǎn)高于A?濃度。pH玻璃電極對(duì)H?離子響應(yīng)，其電位變化能準(zhǔn)確反映