精选第九章 电解质溶液
第九章 电化学(电解质溶液)..
H e 1
1 H2 2
HCl水溶液
9
在（+）极液面接界处则 发生反应
Cl Cl2 e1
不断放出电子，可以看作 电子不断由溶液流出，进 入金属导体，电流从此流 过。 整个效果：电子仍然从负 极有电子流入溶液而又在 正极流出，这就构成了整 个回路中连续的电流 ，电 极反应使得电流在导体/ 液体接界面得以流通。
温度、溶液浓度、外加电场的电场强度
31
三、 离子的电迁移率u
离子的运动速率与外电场强度E的一般关系：
dE dE u u dl dl
u称为离子的电迁移率(有时称为离子淌度) 离子的电迁移率u：某离子在指定溶液中在 电场强度E=1V/m时的运动速率。m2 s1 V1
当通电结束，阴、阳两极部溶液浓度相同，但比原溶 液各少了2mol，而中部溶液浓度不变。
26
（2）正负离子运动速率不相同(+= 3-)
设正离子迁移速率是负离子的三倍， υ+=3υ-，则正 离子导3F电量，负离子导1F电量。在假想的AA、 BB平面上有3mol正离子和1mol负离子逆向通过。
度加快，在水溶液中离子水化作用减弱等
原因，电阻下降
导电总量分别由正、负离子分担
5
2. 电池 由第一类导体联结两个电极并使电流在两极间 通过，构成外电路的装置叫做电池。
3. 原电池 电池能自发地在两极上发生化学 反应，并产生电流，将化学能转 变为电能的装置称为原电池。
4. 电解池 将电能转变为化学能的装置。
18
*电流效率
实际电解过程中，电极上常发生副反应或次级反应，析出一定 数量的某一物质时所消耗的电量要比按照法拉第定律计算所需 的理论电量多一些。此两者之比称为电流效率，通常用百分数 来表示。
化学工艺学 第九章-2电解食盐水溶液制烧碱
第九章电化学反应过程和氯化过程9.2电解食盐水溶液制烧碱一、基本概念1.法拉第电解定律法拉第在1834年提出的电解定律可表示为：在电解中，96500C(即1法拉第)的电量产生1克当量物质的化学变化。
G= (M/nF)*It＝K*QM：物质的相对原子量，n：物质的原子价（电极反应中的电子数）Q=It F=96500C=26.8Ah电化当量：为1Ah电量析出的物质克数。
K= M/nF例如：电解食盐水的反应整个阴极反应总反应：在阳极极上析出C12的电化当量为：在阴极生成的烧碱的电化当量：K＝40/26.8=1.4925(g/Ah)2.分解电压、过电压和电压效率a分解电压：对于化学反应：此反应的逆反应需要的电压即为理论分解电压。
化学反应达到平衡时，理论分解电压为：还可以通过阴极、阳极半反应的能斯特方程计算。
Er ＝φ（阳极）－φ（阴极），φ表示半反应的平衡电位，E 表示实际电位，Er 表示理论分解电位。
如，298.15K ，阳极液中NaCl 265kg/m 3,阴极液中NaOH 100 kg/m 3时， φ（Cl ）＝1.332V φ（H ）＝-0.840VEr ＝φ（阳极）－φ（阴极）＝1.332+0.840＝2.172Vb 过电压实际反应的电极电位与理论分解电压的差称为该电极的过电压。
影响过电压的因素：电极材料、电极表面状态、电流密度、温度、电解时间、电解质的性质和浓度以及电解质中的杂质等。
气体电极过程，产生的过电压相当大，而析出金属则除Fe 、Co 和Ni 外，产生的过电压一般均很小。
电极表面粗糙，电解的电流密度降低以及电解液的温度升高，可以降低电解时的过电压。
其中，电极材料对过电压的影响最大。
如：石墨阳极上析出氯气、析出氧气的实际电位（1000A/cm 2, NaCl 265kg/m 3） E （Cl ）＝φ（Cl ）+E o （Cl ）＝1.332+0.25＝1.582V E （O ）＝φ（O ）+ E o （O ）＝0.814+1.09＝1.904Vc 槽电压和电压效率电解槽两极上所加的电压称为槽电压，即实际分解电压， E （实）＝Er ＋Eo ＋△E （降） △E （降）：电流通过电解液、电极、导线、接点等的电压降 电压效率（ηE ）3. 电流效率、电流密度和电能效率电流效率I η：在实际生产过程中，由于有一部分电流耗于电极上产生的副反应和漏电现象，电流不能100％被利用，所以不能按前述的法拉第电解定律来精确计算所需的电量。
《电解质溶液》PPT课件_OK
氧化数：整数、分数，可能超过化合价的值。
决定电子得失数，如：Fe3O4→ FeO
Fe：+(8/3) → +2 ， (8/3) -2 = 2/3 ， 3×(2/3) = 2
Fe3O4 + 2e- + 2H+ === 3FeO +H2O 氧化数高的状态：氧化态
氧化数低的状态：还原态
6
二、氧化还原反应的概念
解质的溶液的电导，用Λm表示。
Λm
c
在SI制中摩尔电导率的单位是S·m2·mol-1，c的单
位为mol·m-3，而物质的量浓度习惯上常用
mol·dΛmm-3，故：c103
注意：摩尔电导率是指摩尔电荷的电导率；
摩尔浓度是指摩尔物质量；
两者可能不相等。
23
如：浓度为1mol·dm-3的MgCl2水溶液，其正、负 离子（Mg2+，Cl-）所带的电荷均为2mol·dm-3，故
3. 共价化合物中，元素的氧化数等于其电子 偏移个数，电负性大的元素的氧化数为负， 电负性小要氧化数为正。
4. 结构未知的化合物中，某元素的氧化数可 按如下规则求得：中性分子中各元素氧化 数的代数和等于零；复杂离子中各元素氧 化数的代数和等于该离子的电荷数。
5
例：K2MnO4、KMnO4、Cr2O72-、HClO中各原 子的氧化数各为多少？
21
κ/(Sm-1)
80 H2SO4
60 KOH
KCl 40
20
MgSO4
CH3COOH
0
5
10
15
c/(moldm-3)
298K 电导率与浓度的关系
强酸、强碱的电 导率较大，其次 是盐类，它们是 强电解质；而弱 电解质， CH3COOH 等为最低。
物理化学__华东理工大学(16)--单元测试卷
第九章 电解质溶液单元测试卷一、选择题（每小题1分，共30分） 1. 电解质HCl 在溶剂中电离HCl H ++Cl -并达到平衡，则未电离电解质HCl 的化学势HClµ与正负离子的化学势H µ+和-Cl µ之间的关系式为 。
A: HCl µ>H µ++-Cl µ；B ：HCl µ=H µ++-Cl µ；C ：HCl µ<H µ++-Cl µ2. 24H SO 在溶剂中电离24H SO 242H +SO +−并达到平衡，则未电离电解质24H SO 的化学势24H SO µ与正负离子的化学势+H µ、24SO µ−之间的关系式为 。
A: 24H SO µ=+H µ+24SO µ−；B ：24H SO µ=+2H µ+24SO µ−；C ：24H SO µ=2+H µ+24SO µ− 3. 在1-1型、1-2型、2-2型、3-1型第一类电解质溶液中，b ±=b 的是 。
A. 1-1型和2-2型；B. 1-2型和3-1型；C. 1-1型和1-2型4. 在1-1型、1-2型、2-2型、3-1型第一类电解质溶液中，b ±>b 是 。
A. 1-1型和2-2型；B. 1-2型和3-1型；C. 1-1型和1-2型5. 电解质溶液中含+4NH 、OH −和+H 三种离子，它们的质量摩尔浓度分别记为a 、b 和 c (-1mol kg ⋅)，则电中性条件是 。
A. 0a b c ++=；B. a c b +=；C. a c b −= 6. 对于第一类电解质溶液，电解质作为整体的活度B a 与±a 间的关系为 。
A. ν±=a a B ； B . ±=a a B ； C. ν/1B ±=a a7. 要使K 2SO 4水溶液的离子强度I 与-11.20mol kg b ⋅的KCl 水溶液的离子强度相等，则K 2SO 4水溶液的浓度b = -1mol kg ⋅。
电解质溶液课件 PPT
Kb AC-=Kw/Ka =1、0 ×10-14 /1、76×10-5 =5、68 ×10-10
pOH=-lg[OH-]=-lg7、54×10-6=5、12
pH=14-pOH=14-5、12=8、88
例 计算0、100mol、L-1NH4Cl溶液的 pH值。
Cb
=
—40—0×—0—、—10—－—10—0×—0、—10= 400 +100
0、06
(molБайду номын сангаасL-1)
pKa = pKa(NH4+ ) = 9、25
pH = pKa + lg—C—b = 9、25 + lg0—、—06 =9、73
Ca
0、02
三、缓冲容量与缓冲范围
(一)缓冲容量(buffer capacity)
Kb =
—Kw— = Ka
1、0×10-14 1—、—8×—1—0-5 =
5、6×10-10
酸与碱的离解常数具体反映了酸碱的强度,酸的 Ka越大,酸就越强;若碱Kb的越大,碱就越强, 在共轭酸碱对中,酸Ka的越大,则碱的Kb越小
第三节 溶液的酸碱性及PH值计算
一、水的质子自递平衡
➢水的离子积常数
Kw
例: 1L缓冲溶液中含有0、10molHAc与0、20molNaAc, 求该缓冲溶液的pH值。
解:该缓冲溶液中含有HAc-NaAc缓冲对 又 Ka(HAc) =1、76×10-5 Ca =0、10mol·L-1 Cb = 0、20 mol·L-1
pH = pKa + lg —CCa—b = 4、75 + lg00—、 、—2100
NaOH Na OH
溶液中的质子酸碱平衡
HAc（酸1） + H2O （碱2）
共轭酸碱对
9.2.2质子酸碱反应的实质
酸碱半反应: 酸给出质子或碱接受质子的反应
氨在水中的离解：
半反应1 半反应2 NH3（碱1）+ H+ H2O（酸2） NH4+（酸1） OH-（碱2）+ H+ OH- （碱2） + NH4+ （酸1）
NH3（碱1） + H2O （酸2）
共轭酸碱对
酸碱反应的实质——质子的转移（或得失）
① 酸的离解：
HAc H + + Ac+ H + + H 2O H 3 O
③
水的质子自递常数 水的自递： KW=c（H+）c（OH-） =10-14（25℃） + + H 2 O + H即 HWO pK 3 =14（25℃）
HAc + H 2 O
H+
+
④中和反应：
NH+ 4 + NH+ 4 OH- + H + H 2 O
-
H 2 O H + OH
H + + Ac- HAc H+
+ OH
NH+H+ OH- NH3 + H 2 O 4 +
H+
⑤ 盐的水解反应是质子转移反应
H2O + Ac–
酸I 碱II
H+
HAc + OH–
酸II 碱I
-
[HAc] [HAc]Ka [HAc]+ [H+]
cHAc
电解质溶液PPT教学课件
> 、=)
解析：因为稀释10倍，pH小于6，所以如pH=6，要大 于10倍
例：有相同pH的三种酸HX、HY、HZ的溶液，
稀释相同倍数后，pH的变化值依次增大，则
HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是( )
A、HX、 HY、 HZ
(3)溶液中的盐中弱离子水解，破坏了水的电离平衡， 从而使溶液呈酸碱性。
c(H+)>c(OH-) 酸性
c(H+)=c(OH-) 中性 c(H+)<c(OH-) 碱性
pH试纸的正确使用方法 (08海南)用pH试纸测定溶液pH的正确操作是 A．将一小块试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测
液点在试纸上，再与标准比色卡对照 B．将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上，用玻璃
例：在溶液中的电离方程式书写正确的是
A、 H2CO3
2H + CO32 （E）
B、 NaHCO3
Na + H +CO32
C、 CH3COOH
CH3COO +H
D、 BaCO3（固）
Ba 2 +CO3 2
E、HCO3 +H2O
CO3 2 + H3O
F、HCO3 + H2O
H2CO3 +OH 返回
（三）电离平衡
4、强酸与强酸混合 pH=2的盐酸和pH=5的硫酸溶液等体积混合后，
所得溶液的pH＝ 2.3 。
两种pH值不同的强酸等体积混合时
△pH≥2时， pH混=pH小+0.3
5、强碱与强碱混合 pH=13 的Ba(OH)2 溶液与pH=10的NaOH溶液 体积比按1∶1混合后的pH值__1_2_.7__。
电解质溶液课件
电导的定义与测量
总结词
电导是衡量电解质溶液导电能力的物理量，其测量方法包括 电导率仪直接测量和电导池法。
详细描述
电导是电解质溶液导电能力的量度，定义为单位时间内通过 电导池的两个电极之间的电流与电位差的比值。电导率则是 指电解质溶液的电导值与其截面积和长度之比。
电导率与电导的关联
详细描述
在工业上，电导可用于监测和控制电解、电镀等工业过程，保证产品质量和节约能源。在环保领域， 电导可用于水质监测，评估水体的污染程度。在医疗领域，电导可用于研究生物体的生理和病理状态 ，如监测病人电解质平衡和肾功能等。
PART 05
电极过程动力学
REPORTING
电极过程动力学基础
定义
电极过程动力学是研究电极反应 速度以及影响电极反应速度因素
电解质溶液的性质
总结词
电解质溶液的性质主要包括导电性、离子反应和渗透压等。
详细描述
导电性是电解质溶液最基本的性质，其导电能力与电解质的种类、浓度和温度等因素有关。离子反应是电解质溶 液中的离子之间相互作用的过程，涉及到离子之间的结合、交换和分离等。渗透压是指电解质溶液对于半透膜的 压强，与电解质的种类和浓度有关，对于维持细胞内外平衡具有重要意义。
解离平衡常数（Ka或Kb）是描述解离平衡的重要参数，其值越大，解离程度越大。
解离常数
解离常数是平衡常数的一种，表 示电解质在水中解离成离子的平
衡状态。
解离常数的大小取决于电解质的 性质和温度，是判断电解质强弱
的重要依据。
解离常数的应用广泛，可以用于 计算电解质的浓度、比较不同浓
度电解质溶液的解离程度等。
温度对电极反应速率的影响比较复杂。一 般来说，温度越高，电极反应速率越快， 但也有例外情况。
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(D)
极限摩尔电导 。
3．在一定温度和较小的浓度情况下，增大强电解质溶液的浓度，则溶液
的电导率κ与摩尔电导Λm变化为：
(A) κ增大，Λm增大 ；
(B)
κ增大，Λm减少 ；
(C) κ减少，Λm增大 ；
(D)
κ减少，Λm减少 。
4．在一定的温度下，当电解质溶液被冲稀时，其摩尔电导变化为：
(A) 强电解质溶液与弱电解质溶液都增大 ；
(D)
浓度为1mol·dm－3的溶液 。
8．已知298K，?CuSO 4、CuCl2、NaCl的极限摩尔电导率? ∞分别为a、b、
c(单位为S·m2·mol－1)，那么Λ∞(Na2SO4)是：
(A) c＋a－b ；
(B)
2a－b＋2c ；
(C) 2c－2a＋b ；
(D) 2a－b＋c 。
9．已知298K时，(NH4)2SO4、NaOH、Na2SO4的? ∝分别为3.064×10－2、
3．对。
?Hale Waihona Puke ? m(Cu 2?
)
?
2?
? m
(
1 2
Cu
2?
)
；若是基元单位的摩尔电导率与价态有关。
4 ．对。
? ? t? ,i ? t? ,i ? 1
i
i
5．错。电解质分子中正、负离子所带电荷不一定为 1，若是（ Cu2+）只能反应 0.5mol 。
6 ． 错。因为当直流电通过电解池时，两极将发生电极反应，电解质浓度发生变化。电导率会发生改变。
6．因离子在电场作用下可以定向移动，所以测定电解质溶液的电导率时要用
直流电桥。
7．无限稀电解质溶液的摩尔电导率可以看成是正、负离子无限稀摩尔电导率
之和，这一规律只适用于强电解质。
1．错。正、负离子离子的迁移数是不一定相等。
2．错。某离子的迁移数除了与离子的运动速率有关，还与其他离子浓度、运动速度
有关，其他离子浓度增加，该离子的迁移数就减少。
(B) 强电解质溶液与弱电解质溶液都减少 ；
(C) 强电解质溶液增大，弱电解质溶液减少 ；
(D) 强弱电解质溶液都不变 。
5．分别将CuSO4、H2SO4、HCl、NaCl从0.1mol·dm－3 降低到0.01mol·dm－3，
则Λm变化最大的是：
(A) CuSO4 ；
(B)
H2SO4 ；
(C) NaCl ；
(A) Cl－离子的淌度相同 ；
(B) Cl－离子的迁移数都相同 ；
(C) Cl－离子的摩尔电导率都相同 ；
(D) Cl－离子的迁移速率不一定相同 。
11．某温度下，纯水的电导率κ = 3.8×10－6 S·m－1，已知该温度下，H+、OH－
的摩尔电导率分别为3.5×10－2与2.0×10－2S·m2·mol－1，那么该水的Kw是多少(单 位是mol2·dm－6)：
? m,4
下列关系式是否正确：
(1) ? ∞,1＜? ∞,2＜? ∞,3＜? ∞,4 (2) κ1＝κ2＝κ3＝κ4 (3) ? ∞,1＝? ∞,2＝? ∞,3＝? ∞,4 (4) ? m,1＝? m,2＝? m,3＝? m,4
极限摩尔电导率
? ∞,1 ? ∞,2 ? ∞,3 ? ∞,4
10．德拜—休克尔公式适用于强电解质。
7 ． 错。对强电解质、弱电解质都适用。
8．电解质的无限稀摩尔电导率Λ
? m
可以由Λm作图外推到c1/2 = 0得到。
9．不同浓度的醋酸溶液的电导率、摩尔电导率和极限摩尔电导率的数值如下：
浓度（mol/dm3）
电导率
摩尔电导率
1.0
?1
? m,1
0.5
?2
? m,2
0.1
?3
? m,3
0.01
?4
二、单选题：
1．下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大：
(A) 0.1M KCl水溶液 ；
(B)
0.001M HCl水溶液 ；
(C) 0.001M KOH水溶液 ； (D)
0.001M KCl水溶液 。
2．对于混合电解质溶液，下列表征导电性的量中哪个不具有加和性：
(A) 电导 ；
(B)
电导率 ；
(C) 摩尔电导率 ；
第九章
电解质溶液练习题
一、判断题：
1．溶液是电中性的，正、负离子所带总电量相等，则正、负离子离子的迁移
数也相等。
2．离子迁移数与离子速率成正比，某正离子的运动速率一定时，其迁移数也
一定。
3．离子的摩尔电导率与其价态有关系。
4．电解质溶液中各离子迁移数之和为1。
5．电解池通过lF电量时，可以使1mol物质电解。
11．对于BaCl2溶液，以下等式成立：
(1) a = γb/b； 0
(2) a = a+·a - ；
(3) γ± = γ+·γ - 2 ；
(4) b = b+·b- ；
(5) b±3 = b+·b-2 ； (6) b± = 4b3 。
12．若a(CaF2) = 0.5，则 a(Ca2+) = 0.5 ， a(F－) = 1。
2.451×10－2、2.598×10－2 S·m2·mol－1，则NH4OH的? ∝为：（单位 S·m2·mol－1）
(A) 1.474×10－2；
(B)
2.684×10－2；
(C) 2.949×10－2；
(D)
5.428×10－2。
10．相同温度下，无限稀时HCl、KCl、CdCl2三种溶液，下列说法中不正确的 是：
(D)
HCl 。
6．影响离子极限摩尔电导率λ ?m的是：①浓度、②溶剂、③温度、④电极材
料、⑤离子电荷。
(A) ①②③ ；
(B)
②③④ ；
(C) ③④⑤ ；
(D)
②③⑤ 。
7．科尔劳施的电解质溶液经验公式 Λ ＝ Λ∞－Ac1/2，这规律适用于：
(A) 弱电解质溶液 ；
(B)
强电解质稀溶液 ；
(C) 无限稀溶液 ；
(A) 6.9×10－8 ；
(B)
3.0×10－14 ；
(C) 4.77×10－15 ；
(D)
1.4×10－15 。
12．不能用测定电解质溶液所得的电导来计算出的物理量是：
(A) 离子迁移数 ；
8．错。只适用于强电解质，弱电解质不可以。 9．(1)错。同种电解质的极限摩尔电导率相同。 (2) 错。浓度不同，电导率 κ不同。 (3)对。同种电解质的极限摩尔电导率相同。 (4) 错。浓度不同，摩尔电导率不相等。 10．错，适用于强电解质的稀溶液（ I<0.01 ），浓度较大溶液不适合。 11．(1)、(5)正确，其余是错的。 12．错。 a(CaF 2) = a(Ca2+)·a2(F－)。 a(CaF2) ＝a(Ca2+) a2(F－) 不能确定 a(Ca2+)＝0.5 ， a (F－)＝1。