电化学习题答案
完整版)电化学练习题带答案
完整版)电化学练习题带答案1.铁镍蓄电池是一种常见的电池，其放电反应为Fe +NiO3 + 3H2O → Fe(OH)2 + 2Ni(OH)2.下列说法中，错误的是：A。
电池的电解液为碱性溶液，正极为NiO3，负极为Fe。
B。
电池放电时，负极反应为Fe + 2OH- → Fe(OH)2 + 2e。
C。
电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低。
D。
电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2 + 2OH- + 2e → NiO3 + 3H2O。
2.当镀锌铁发生析氢腐蚀时，有0.2mol电子发生转移。
正确的说法是：④在标准状况下有1.12L气体放出。
3.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H，其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2 + O2 → 2H2O。
以下说法正确的是：A。
电子通过外电路从b极流向a极。
B。
b极上的电极反应式为：O2 + 2H2O + 4e → 4OH-。
C。
每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2.D。
H由a极通过固体酸电解质传递到b极。
4.如图是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的构造示意图。
甲醇在催化剂作用下提供质子(H)和电子，电子经过电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，该电池总反应式为：2CH3OH + 3O2 → 2CO2 + 4H2O。
以下说法中，错误的是：A。
右边的电极为电池的负极，b处通入的是空气。
B。
左边的电极为电池的正极，a处通入的是甲醇。
C。
电池负极的反应式为：2CH3OH + 2H2O - 12e → 2CO2↑ + 12H+。
D。
电池正极的反应式为：3O2 + 12H+ + 12e → 6H2O。
5.铅蓄电池的工作原理为：Pb + PbO2 + 2H2SO4 →2PbSO4 + 2H2O。
以下判断不正确的是：A。
K闭合时，d电极反应式：PbSO4 + 2H2O - 2e → PbO2 + 4H+。
B。
当电路中转移0.2mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2mol。
电化学 计算题
电化学计算题
以下是5个电化学计算题及其答案：
1.题目：某原电池装置如下图所示，下列说法正确的是( )
A. 电子由A经过导线流向B
B. 负极反应为2H++2e−=H2↑
C. 工作一段时间后电解质溶液中c(SO42−)不变
D. 当A中产生22.4L气体时，转移电子的物质的量为2mol
答案：B
2.题目：将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接
一个电流计。
若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为40g，则通过导线的电子数为( )
A.1.05×1023
B.2.1×1023
C.3.75×1023
D.5.75×1023
答案：A
3.题目：用惰性电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，在电解
后的电解液中加适量水就能使电解液复原的是( )
A.NaCl
B.Na2CO3
C.CuSO4
D.K2S
答案：B
4.题目：某学生欲用\emph{98}％、密度为1.84g⋅cm−3的浓硫
酸配制1mol⋅L−1的稀硫酸\emph{100mL}，需量取浓硫酸的体
积为____\emph{mL}。
若量取浓硫酸时使用了量筒，读数时仰视刻度线，则所配溶液的浓度____（填``大于''、``等于''或``小于''）1mol \cdot L^{- 1}$。
答案：8.3；大于
5.题目：现有氢气和氧气共10g，点燃充分反应生成9g 水，则反应前氧气质量可能是 ( )
A. 6g
B. 4g
C. 8g
D. 10g
答案：C。
电化学习题及解答
rGm - zEF -1 0.06804 96500 -6.565
rSm
zF E T T
1 96500
(-3.12
10-4 ) -30.11
r Hm rGm Tr Sm -15.54
Wf - 2rGm 13.13kJ
-8.5310 - 4V/K
8. 电池：Hg(s)Hg2Cl2(s) Cl-(aq) AgCl(s) Ag(s)的 标准电动势与温度的关系为Eθ/V=0.06804 3.12×10-4 (T/K-298)。设活度都等于1
（1）写出电极反应及电池反应；
（2）计算298 K时、电池反应的rGmθ、rSmθ、 rHmθ；
6. 有一电池可用表示为：Cu(s)|Cu(Ac)2(a =1)|AgAc(s)|Ag(s)Байду номын сангаас
已知298K时，该电池的电动势E1θ=0.372V， 308K时, E2θ=0.374V。设该电池电动势的温 度系数为常数。
（1）写出电极反应及电池反应（以电子转 移数z＝2计）；
（2）计算298K时该电池反应的ΔrGmθ, ΔrSmθ, ΔrHmθ，以及电池恒温放电时的可 逆热Qr,m。
（3）在298 K、100 kPa，电池反应的反应进度 =2 mol时，求电池所作的可逆功
解：（1）负极反应： Hg(l) + Br- = 1/2 Hg2Cl2(s) + e-
正极反应： AgCl(s) + e-→ Ag(s) + Br-
电池反应：Hg(l) + AgCl(s) = 1/2 Hg2Cl2(s) + Ag(s)
(1)写出电极反应和电池反应；
电化学习题解
24410345.1104.27110652.3---⨯=⨯⨯=α（2）Ω=Ω⨯⨯==-37065010214114.05254OH KCl KCl O H 22κκR R 第八章南大5.电池Zn （S ）∣ZnCl 2（0.05mol·kg -1）∣AgCl （s ）+Ag （s ）的电动势E =[1.015-4.92×10-4（T /K-298）]V 试计算在298K 当电池有2mol 电子的电量输出时，电池反应的Δr G m 、Δr H m 、Δr S m 和此过程的可逆热效应Q R 。
解：E =1.015-4.92Χ10-4(T -298)当T =298K 时11r mol J 5.195862mol J 015.1964842--⋅-=⋅⨯⨯-=∆m G T T E 441092.4868.01466.01092.4015.1--⨯-=+⨯-=1-4K V 1092.4⋅⨯-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-pT E 11114mol K J 9.94mol K J 1092.4964842-----⋅⋅-=⋅⋅⨯⨯⨯-=∆m r S 11r r m r mol kJ 2.224mol kJ ]9.94298195860[--⋅-=⋅⨯--=∆+∆=∆m m S T G H ()11r mol kJ 3.28mol kJ 9.94298--⋅-=⋅-⨯=∆=m R S T Q 6.一个可逆电动势为1.07V 的原电池，在恒温槽中恒温至293K 。
当此电池短路时（即直接发生化学反应，不作电功），有1000C 的电量通过。
假定电池中发生的反应与可逆放电时的反应相同，试求以此电池和恒温槽都看作体系时总的熵变化。
如果要分别求算恒温槽和电池的熵变化。
还需何种数据？解：mol01036.0mol 964841000==n 当电池不作电功时m r H Q p ∆=恒温槽TH S mr ∆-=∆槽电池的熵变按可逆放电时计算Q r =△r H m +zFE TzFEH S +∆=∆mr 体△S 总=△S 体+△S 槽=11m r m r K J 65.3K J 29307.196484013.0--⋅=⋅⨯⨯==∆-+∆T ZFE T H zFE H 如果要分别求算电池和恒温槽的熵变，必须求出Δr H m 或知道pT E ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂才行。
电化学练习题及答案
电化学1. 选择题（将所有正确答案的标号填入空格内）（1）在标准条件下，下列反应均向正方向进行：2233272614267Cr O Fe H Cr Fe H O -++++++=++322422Fe Sn Fe Sn +++++=+它们中间最强的氧化剂和最强的还原剂是 （B ） （a ）23Sn Fe ++和 （b ）2227Cr O Sn -+和（c ）34Cr Sn ++和 （d ）2327Cr O Fe -+和（2）有一个原电池由两个氢电极组成，其中一个是标准氢电极，为了得到最大的电动势，另一个电极浸入的酸性溶液2()100p H kPa =⎡⎤⎣⎦设应为 （ B ）（a ）30.1mol dm HCl -⋅（b ）330.10.1mol dm HAc mol dm NaAc --⋅+⋅（c ）30.1mol dm HAc -⋅（d ）3340.1mol dm H PO -⋅（3）在下列电池反应中223()()(1.0)()Ni s Cu aq Ni mol dm Cu s ++-+=⋅+ 当该原电池的电动势为零时，2Cu +的浓度为 （B ） （a ）2735.0510mol dm --⨯⋅ （b ）2135.7110mol dm --⨯⋅ （c ）1437.1010mol dm --⨯⋅ （d ）1137.5610mol dm --⨯⋅ 有一种含Cl Br I ---、和的溶液，要使I -被氧化，而Cl Br --、不被氧化，则在以下常用的氧化剂中应选（D ）为最适宜。
（a ）4KMnO 酸性溶液，（b ）227K Cr O 酸性溶液，（c ）氯水，（d ）243()Fe SO 溶液（2）有下列原电池：23332333()(1),(0.01)(1),(1)()Pt Fe mol dm Fe mol dm Fe mol dm Fe mol dm Pt +-+-+-+--⋅⋅⋅⋅+该原电池得负极反应为（ 23Fe Fe e ++-=+ ），正极反应为（ 32Fe e Fe +-++= ）。
电化学分析习题答案
电化学分析习题一、选择题1.不属于电化学分析法的是CA．电位分析法 B. 极谱分析法 C. 电子能谱法 D. 库仑滴定2. Ag-AgCl参比电极的电极电位取决于电极内部溶液中的 BA．Ag+活度 B. Cl-活度 C. AgCl活度 D.Ag+和Cl-活度之和3.正确的饱和甘汞电极半电池组成为BA. Hg/Hg2Cl2(1mol/L)/KCl(饱和)B．Hg/Hg2Cl2(固)/KCl(饱和)C．Hg/Hg2Cl2(固)/KCl(1mol/L)D．Hg/HgCl2(固)/KCl(饱和)4．pH玻璃电极的膜电位产生是由于测定时，溶液中的 DA．H+离子穿过了玻璃膜 B.电子穿过了玻璃膜C．Na+与水化玻璃膜上的Na +交换作用 D.H+与水化玻璃膜上的H+交换作用5.玻璃电极使用前，需要CA．在酸性溶液中浸泡1h B.在碱性溶液中浸泡1hC.在水溶液中浸泡24hD.测量的pH不同，浸泡溶液不同6.氟离子选择电极对氟离子具有较高的选择性是由于 BA．只有F-能透过晶体膜 B.F-能与晶体膜进行离子交换C．由于F-体积比较小 D.只有F-能被吸附在晶体膜上7. 在电位法中离子选择性电极的电位应与待测离子的浓度 DA. 成正比B. 的对数成正比C. 符合扩散电流公式的关系D. 符合能斯特方程式8. 当金属插入其金属盐溶液时，金属表面和溶液界面会形成双电层，所以产生了电位差。
此电位差为BＡ．液接电位Ｂ．电极电位Ｃ．电动势Ｄ．膜电位9. 用ｐＨ玻璃电极测定ｐＨ为１３的试液，ｐＨ的测定值与实际值的关系为 BＡ．测定值大于实际值Ｂ．测定值小于实际值Ｃ．二者相等Ｄ．不确定10.直接电位中，加入TISAB的目的是为了 CA．提高溶液酸度B．恒定指示电极电位C．固定溶液中离子强度和消除共存离子干扰D．与待测离子形成配合物11.测量pH时，需要用标准pH溶液定位，这是为了 DA．避免产生酸差 B.避免产生碱差C．消除温度的影响 D.消除不对称电位和液接电位的影响12.玻璃电极不包括 CA．Ag-AgCl内参比电极Ｂ．一定浓度的ＨＣｌ溶液Ｃ．饱和ＫＣｌ溶液Ｄ．玻璃膜13.电位测定水中F-含量时，加入ＴＩＳＡＢ溶液，其中ＮａＣｌ的作用是 BＡ．控制溶液的ｐＨ在一定范围内Ｂ．使溶液的离子强度保持一定值Ｃ．掩蔽Ａｌ３＋和Ｆｅ３＋干扰离子Ｄ．加快响应时间14．用离子选择性电极测定离子活度时，与测定的相对误差无关的是 CＡ．待测离子的价态Ｂ．电池电动势的本身是否稳定Ｃ．温度Ｄ．搅拌速度15.pH玻璃电极玻璃膜属于 DＡ．单晶膜Ｂ．多晶膜Ｃ．混晶膜 D.非晶体膜16.通常组成离子选择电极的部分为 AA．内参比电极、内参比溶液、功能膜、电极管B．内参比电极、饱和ＫＣｌ溶液、功能膜、电极管Ｃ．内参比电极、ｐＨ缓冲溶液、功能膜、电极管Ｄ．电极引线、功能膜、电极管17.测量溶液ｐＨ通常所适用的两支电极为 AＡ．玻璃电极和饱和甘汞电极Ｂ．玻璃电极和Ag-AgCl电极Ｃ．玻璃电极和标准甘汞电极Ｄ．饱和甘汞电极和Ag-AgCl电极18.液接电位的产生是由于 BA 两种溶液接触前带有电荷B 两种溶液中离子扩散速度不同所产生的C 电极电位对溶液作用的结果D 溶液表面张力不同所致19. 电位滴定法是以测量电位的变化为基础的，下列因素中对测定影响最大的是 B Ａ．内参比电极电位Ｂ．待测离子的活度Ｃ．液接电位Ｄ．不对称电位20. 用电位法测定溶液的pH值时，电极系统由玻璃电极与饱和甘汞电极组成，其中玻璃电极是作为测量溶液中氢离子活度（浓度）的__C_。
电化学习题答案(ppt)
11、下面哪一个公式表示了离子独立移动定律 ( )
(A) =m m
(C ) m m m
(B)m + t m
(D) m= c
12、 在希托夫迁移管中，用两个铂电极电解 HCl 溶液， 在阴极部测得一定量的溶液中含Cl-的质量在通电前后 分别为 0.354 g 和 0.326 g。在串联的银库仑计上有 0.532 g 银析出,求 H+和 Cl-的迁移数。
Q1> Q2
9、 298 K时，下述电池的电动势E$= 0.268V：
Pt,H2(g)|HCl(aq)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)
(1) 写出电极反应和电池反应；
(2) 计算Hg2Cl2(s)的
fG
m
,
已知
f
G
m
[Cl
–
(aq)]
=
-
131.26
kJ·m
(3)
计算Hg2Cl2(s)的Ksp，已知
13、在 298 K 时，浓度为 0.0 1mol·dm-3的 HAc 溶液在 某电导池中测得电阻为 2220 。已知该电导池常数为 Kcell=36.7 m-1，试求该条件下 HAc 的离解度和离解平衡 常数Ka。已知H+ 和Ac – 在无限稀释时的离子摩尔电导率 分别为349.82×10-4 S·m2·mol-1和40.9×10-4 S·m2·mol-1）。
7、当把金属铅插入下列四组溶液中，有可能置 换出金属锡的是： ( )
(A )S n2 + 1 .0 , P b2 +0 .1 (A )S n2 +0 .1 , P b 2 + 1 .0
(B )S n 2 + 1 .0 , P b 2 + 1 .0 (A )S n2 +0 .5 , P b 2 +0 .5
电化学练习题及参考答案.
A．电源 B 极是正极
B． ( 甲) 、 ( 乙 ) 装置的 C、D、 E、 F 电极均有单质生成，其物质的量之比为 1∶2∶2∶２
C．欲用 ( 丙 ) 装置给铜镀银， H 应该是 Ag，电镀液是 AgNO3 溶液
D．装置 ( 丁 ) 中 Y 极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷
17．用石墨作电极，电解 1 mol ·Ｌ－1 下列物质的溶液，溶液的 pH 保持不．变的是 (
(2) 在此过程中，乙池中某一电极析出金属银
4.32 g 时，甲池中理论上消耗 O2 为
________L( 标准状况下 ) ；若此时乙池溶液的体积为 400 mL，则乙池中溶液的 pH 为
________________________________________________________________________ 。
C．每转移 0.1 mol 电子，消耗 1.12 L 的 H2 D ． H＋由 a 极通过固体酸电解质传递到 b 极
4．如图是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的构造示意图。甲醇在催 化剂作用下提供质子 (H＋) 和电子， 电子经过电路、 质子经内电路到达另一极与氧气反应， 该
电池总反应式为： 2CH3OH＋ 3O2===2CO2＋ 4H2O。下列有关该电池的说法错误的是 (
_________ ___________，反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将 ______( 填“增大”“减小”或
“不变” ) 。
(5) 若在标准状况下，有 2.24 L 氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体的分子
数为 ______；丙装置中阴极析出铜的质量为 ______。 10. 铜、锌为两个电极，烧杯中盛有 200 mL 1 mol ·Ｌ－ 1 的 CuSO4 溶液为电解质溶液组成
电化学习题答案
6Hale Waihona Puke 14、 291K ,CaF2饱和溶液的电导率 k = 38.6×10-4 S· m-1， -4 -1 m ( NaCl ), 纯水之电导率k = 1.5×10 S· m 。设 291 K 下 1 ( NaF ), 分别为 108.9×10-4，90.2×10-4 和 m m ( 2 CaCl2 ),
116.7×10-4 S· m2· mol-1，试判断： 2×10-4 mol· dm-3的 NaF 溶液中加入等体积、同浓度的 CaCl2溶液是否有沉淀生成？
7
电化学—可逆电池电动势
1、写出下列电池的电极反应和电池反应。 Sb(s)|Sb2O3(s)|KOH(m)|H2(p$),Pt
2、分别写出氧电极在碱性和酸性溶液中电极的还原反应式
C
14、 在恒温、恒压下，金属 Cd 与盐酸的反应为放热 反应，其反应热效应绝对值为 Q1，若在相同 T,p 条件下， 将上述反应组成可逆电池，亦为放热，热效应绝对值为 Q2，若两者始终态相同，则 Q1与 Q2 的大小关系是 ___ ______ 。 Q1> Q2 11
9、 298 K时，下述电池的电动势E$= 0.268V： Pt,H2(g)|HCl(aq)|Hg2Cl2(s)|Hg(l) (1) 写出电极反应和电池反应； (2) 计算Hg2Cl2(s)的 f Gm , 已知 f Gm [Cl – (aq)] = - 131.26 kJ· m (3) 计算Hg2Cl2(s)的Ksp，已知 f Gm [Hg22+(aq)] = 152.0 kJ· mol-1。
( A)Sn2+ 1.0,Pb2+ 0.1 ( A)Sn2+ 0.1,Pb2+ 1.0 ( B)Sn2+ 1.0,Pb2+ 1.0 ( A)Sn2+ 0.5,Pb2+ 0.5
电化学习题参考答案
第七章 电化学（一）辅导：电化学定义: 研究电能和化学能之间的相互转化及转化过程中有关规律的科学.一 . 基本概念1.导(电)体: 能导电的物质.可分为两类:(1).电子导体(第一类导体): 靠自由电子的定向运动而导电的一类导体.特点: 升高温度,导电能力下降.(2).离子导体(第二类导体): 依靠离子的定向迁移而导电的一类导体.特点: A.发生化学反应.B.升高温度,导电能力增强.2.电极: 与电解质溶液相接触的第一类导体. (电化学中的电极还要包括第一类导体密切接触的电解质溶液)3.电解池: 将接有外电源的两支电极浸入电解质溶液中,迫使两极发生化学反应,将电能转变为化学能的装置.4.原电池: 将两支电极插入电解质溶液中形成的,能自发地在两极发生化学反应,使化学能转化为电能的装置.5.正极: 电势较高的极.6.负极: 电势较低的极.7.阳极: 发生氧化反应的电极. 8.阴极: 发生还原反应的电极.9.电极反应: 在电极上进行的有电子得失的化学反应.10.电极反应规律: 在阳极,电极电势愈负的愈先发生氧化反应,在阴极,电极电势愈正的愈先发生还原反应.11.离子迁移规律: 在电场作用下,阳(正)离子总是向阴极迁移；阴(负)离子总是向阳极迁移.12.电流传导规律: 整个电流在溶液中的传导是由阴阳离子的移动而共同承担的. 13.离子迁移数: 离子j 所运载的电流与总电流之比.14.摩尔电导率: 指把含有1mol 电解质的溶液置于相距为单位距离的电导池的两个平行电极之间时所具有的电导.15.离子强度: 溶液中各种离子的浓度与其价数的平方的乘积之和的一半. 16.可逆电池的必备条件:(1).电池反应可逆. 电池中,在两个电极上分别进行的反应都可以向正、反两个方向可逆的进行.(2).能量的转移可逆. 即通过电池的电流必须十分微小,电极反应是在接近化学平衡的条件下进行的.17.氢标还原电极电势: 规定标准氢电极的电极电势为0V.以标准氢电极为负极,指定电极为正极组成的电池的电动势.18.液体接界电势: 在两种不同溶液或溶液相同但浓度不同的两相界面上存在的电势差.产生的原因: 因溶液中离子的扩散速度不同而引起. 19.可逆电极分类:(1).第一类电极: 将金属置于含该金属元素离子的溶液中构成的电极,又称金属电极.气体电极、卤素电极、汞齐电极及金属-配合物电极也可归入此类.(2).第二类电极: 在金属上覆盖一层该金属的难溶盐后浸入含该难溶盐负离子的溶液中构成的电极.又称难溶盐电极.金属-难溶氧化物电极、难溶氧化物-难溶盐电极均属此类.如:)(|)()(2442m SO s PbSO s PbO -+(3).第三类电极: 将惰性电极插入含有同金属两种不同价态离子的溶液中构成的电极.又称为氧化-还原电极.20.分解电压: 使电解质在两极连续不断地进行分解时所需的最小外加电压. 21.极化: 有电流流过电极时,电极的电极电势偏离平衡电极电势的现象. 22.超电势: 某一电流密度下的电极电势与其平衡电极电势的差值.其值与电极材料、电流密度、电极表面状态、温度、电解质性质和浓度及其中杂质有关.二 . 基本定律1.法拉第第一定律: 通电于电解质溶液后,在电极的两相界面上发生化学变化的物质的物质的量与通入的电量成正比,与一式量该物质发生反应时,参加反应的电子数成反比.2.法拉第第二定律: 通电于串联电解池,在各电极上发生反应的物质的物质的量与其氧化数的变化值的乘积都相同;析出物质的质量与其摩尔质量成正比.3. 离子独立迁移定律: 在无限稀释时,每一种离子都是独立移动的,不受其它离子的影响,每一种离子对∞m Λ都有恒定的贡献. 电解质的∞m Λ是正、负离子的摩尔电导率之和.三 . 常用公式1. Fz Q n j j =和F Qz n z n z n j j ====...2211 任意条件2. dldEu r j j ≡ 3. ∑≡≡≡jj j j j Q Q I I t κκ ∞∞≈mjm j Λt ,λ 强电解质稀溶液 (类元电荷计量单元) mjm j j z t Λ,λ≈ 强电解质稀溶液 (化学计量单元)4. ∞-∞+∞+=,,m m mΛλλ (类元电荷计量单元) ∞--∞++∞+=,,m m m v v Λλλ (化学计量单元)5. -+-++=+=r r r u u u t j j j 单种电解质溶液6. ItVF c z t j j j = 界面移动法7. ∑=221jj z m I 电解质溶液 8. c V Λm m κκ=≡)(12-∙∙mol m S 电解质溶液9. RK GK cell cell==κ10.c A m m -=∞ΛΛ 强电解质稀溶液 11.∞=mma ΛΛ 弱电解质稀溶液 12.vB a a ±=θm m r a BBB = θm m r a ±±±= θmm r a jj j = m v v m vv v )(-+-+±=13.I Az r jj 2lg -= 强电解质稀溶液 I z z A r ||lg -+±-= 强电解质稀溶液IIz z A r +-=-+±1||lg 浓度不太大的电解质溶液14.zFE G m r -=∆ 和 θθzFE G m r -=∆15.p m r T EzF S )(∂∂=∆16.])([E TET zF H p m r -∂∂=∆ 17.p m r R TE zFT S T Q )(∂∂=∆= 18.∏-=j v j a zF RT E E ln θ19.θθa K RT zFE ln =20.阳阳析阳阳ηϕϕϕ+==,,,R I阴阴析阴阴ηϕϕϕ-==,,,R I21.j b a lg +=η例. 在298.15K 时,用铜电极电解铜氨溶液.已知溶液中每1000g 水中含CuSO 4 15.96g,NH 3 17.0g,当有0.01 mol 电子的电量通过以后,在103.66g 阳极部溶液中含有2.091gCuSO 4, 1.571gNH 3,试求: (M NH3=17.01g/mol,M CuSO4=159.6g/mol)(1).[Cu(NH 3)x ]2+中x 的值 (2).该配离子的迁移数 解.(1).阳极上的反应为:e m Cu s Cu 2)()(2+→+,阳极部Cu 2+在通电前后物质的量的变化为:)(01.06.1591000)571.1091.266.103(96.15mol n ≈⨯--⨯=原)(0131.06.159091.2mol n ≈=终)(005.0201.0mol n ≈=电因: 迁电原终n n n n -+=)(0019.00131.0005.001.0mol n n n n =-+=-+=终电原迁对NH 3而言:)(10.001.171000)571.1091.266.103(0.17mol n ≈⨯--⨯=原)(0924.001.17571.1mol n ≈=终 )(00764.00924.0100.0mol n n n =-=-=终原迁则:402.40019.000764.0)Cu ()(NH 23≈==+迁迁n n 即[Cu(NH 3)x ]2+中x 的值为4.(2).0.380.0050.0019243])([===+电迁n n t NH Cu例. 电池:)(|)(|)()(222s Cu m CuCl s Cl Hg l Hg s +298.15K 时的电动势为0.06444伏,电动势的温度系数p TE )(∂∂=3.2081410--⋅⨯K V .已知该温度下,2CuCl 的饱和溶解度为 44.01O gH g 2100/,其摩尔质量为134.45mol g /.及:V HgClCl Hg 2676.0/,22=-θϕ, V CuCu 3370.0/2=+θϕ (1).写出电池反应.(2).求该温度下,饱和2CuCl 溶液的活度及活度系数. (3).在该温度下可逆放电时的热.(4).电池反应在烧杯中进行时与环境交换的热. 解: (1).电池反应如下:)()()(2)(222s Cl Hg s Cu l Hg m CuCl s +===+(2).据能斯特公式得:±+-=--=-+-+a FRTa F RT E HgCl Cl Hg Cu Cu CuCl HgCl Cl Hg Cu Cu ln 231ln2/,//,/2222222θθθθϕϕϕϕ即: ±+-=a ln 96485*215.298*314.8*32676.03370.00922.0所以: =±a 0.8792据题,2CuCl 的饱和溶解度为:kg mol /27.345.13410*01.44≈所以: 13/121196.5)2*1(-±⋅==kg mol m m 由定义: θγm m a ±±±=,得: 1692.0196.51*8792.0===±±±m m a θγ(3).由: p m r R TEzFT S T Q )(∂∂=∆=得: )(10457.1810208.3*15.298*96485*2)(134--⋅⨯=⨯=∂∂=mol J TEzFT Q pR(4).当反应在烧杯中等温等压进行时,其交换的热即等压热p Q ,亦即该反应的焓变,而焓是状态函数,故计算电池反应的焓变即可.由: ])([E TE T zF H p m r -∂∂=∆ 得:)(10022.6)06444.010208.3*15.298(*96485*2134--⋅⨯=-⨯=∆m ol J H m r例2. p83.7-32.电池:)(|)(|)0.1(|||)100,(|2232l Hg s Cl Hg dm mol KCl pH kPa g H Pt -⋅的溶液待测在25℃时测得电动势为0.664伏,试计算待测溶液的pH 值. 解: 据题可得电池反应: )()0.1()()(21)(213222l Hg dm mol Cl a H s Cl Hg p H H +⋅+==+--++θ因摩尔电极电势在25℃下有定值0.2800伏,故电池的电动势为:)ln (2222/,/,++---=-=-+H H PtHH Hg Cl Cl Hg a a F RT E θϕϕϕϕ 得: ++=H a lg 43429.0*9648515.2998*314.82800.0664.0所以: 508.6lg =-=+H pH α例3.已知V AgAg 7994.0/=+θϕ,V Pt Fe Fe 770.0/,32=++θϕ, 计算25℃时反应Ag Fe Ag Fe +==++++32的平衡常数θa K .若将适量银粉加到浓度为0.053/dm mol 的33)(NO Fe 溶液中,试计算平衡时+Ag 的浓度.(设各离子活度系数均为1)解: (1).设计电池:)(|)(||)(),(|32312s Ag m Ag m Fe m Fe Pt +++)(0294.0770.07994.0/,/32V E PtFe Fe Ag Ag =-=-=+++θθθϕϕ 因: θθθa m r K RT zFE G ln -=-=∆所以:140.3)15.298*314.80294.0*96485*1exp()exp(===RT zFE K a θθ(2). 设平衡时+Ag 的浓度为c ,则:Ag Fe Ag Fe +==++++32 c c 0.05-c则有: 140.305.0223=-≈=+++c c a a a K Ag Fe Fe a θ即: 3.1402c +c -0.05=0解之得: c =0.043943/dm mol例4.已知电池: Pt p H m HCl p H Pt ),(|)(|)(,2212中,氢气遵从状态方程: ap RT pV m +=,式中1351048.1--⋅⨯=mol m a ,且与温度无关.当氢气的压力θp p 201=,θp p =1时,试: (1).写出电极反应和电池反应. (2).电池在293.15K 时的电动势.(3).当电池放电时,是吸热还是放热? 为什么? 解: (1).负极反应:e m H p H 2)(2)(12+→+正极反应:)(2)(222p H e m H →++ 电池反应:)()(2212p H p H ==(2).据能斯特公式有:θθθp f p f F RT a a F RT a a F RT E E H H H H //ln2ln 2ln 2212,1,1,2,2222==-= 21ln 2f f F RT=由: f RTd dp V d m ln ==μ得: dp a pRTf RTd )(ln += 积分: ⎰⎰+=1212)(ln pp f f dp a pRT f RTd得: )(ln ln 212121p p a p p RT f f RT -+= 所以:)(03780.096485*2101325*)120(1048.120ln 96485*215.293*314.8)(2ln 252121V p p p p Fap p F RT E =-⨯+=-+=-θθ (2).由前术结果得: 21ln 2)(p p F RT E p =∂∂ 所以:)/(10301.720ln 15.293*314.8ln )(321>⨯===∂∂=∆=m ol J pp p p RT TEzFT S T Q p m r r θθ可见,是吸热的.例5. 将两个电极相同但电解质溶液浓度不同的两个电池反向串联如下: --+)()(|)(|))((1s Ag s AgCl m KCl a Hg K m))((|)(|)()(2m a Hg K m KCl s AgCl s Ag +--试: (1).写出该电池的电池反应.(2).要使该电池反应能自发进行,应满足何种条件?解:(1).显然,该电池是由两个电池反向串联而成,其电池反应即为该二电池反应的总各和. 左侧电池的电池反应为:)()()())((1s Ag m KCl s AgCl a Hg K m +==+ 右侧电池反应为:)())(()()(2s AgCl a Hg K s Ag m KCl m +==+则总反应为: )()(12m KCl m KCl ==(2).要使反应能自发进行,即要求:0ln 12>=a a F RT E ,即必须满足: 12a a >或12m m >.例6.设计合适的电池,以便用电动势法测定其指定的热力学函数(要求写出电池表达式和相应函数的计算式):(1).)()()()(22133m Fe m Ag m Fe s Ag ++++=+(2).(s)Cl Hg 22的溶度积sp K(3).)/1.0(kg mol HBr 溶液的离子平均活度系数±r (4).求)(2s O Ag 的分解压(5).)(2l O H 的标准生成吉布斯自由能 (6).)(2l O H 的离子积常数W K(7).求弱酸HA 的离解常数θa K设计电池:)()(|)(),(),(|)(,2s Ag s AgCl m NaCl m NaA m HA p H Pt Cl A H A +--θ 电池反应为:)()()()(21)(2-+-+++=+Cl H a Cl a H s Ag p H s AgCl θ 设各物质的活度系数均为1,则:θm m a H H ++=,θmm a Cl Cl --= 则: )ln(ln 2/12-+-+-=-=Cl H H Cl H m m F RTE a a aF RT E E θθ式中,-Cl m E E ,,θ均为已知,故+H m 可求.对弱酸HA 有:-++======A H HA+-H HA m m +H m +-+H A m m则: )()(++-+++-+-⨯+⨯=-+⨯=H HA H A H H HA H A H a m m m m m m m m m m m m m m K θθθθθ故θa K 可求.例: 电解池: ⊕⋅=Θ-Pt kg mol m CuSO Pt |)0.1(|104已知在电流密度为1002-⋅m A 时氢在铜上的超电势为0.6V,氧在铂上的超电势为0.85V.试求:(1).当Cu 开始析出时的外加电压(2).当外加电压为2.0V 时,溶液中+2Cu 的浓度(3).当2H 开始析出时,溶液中+2Cu 的浓度及外加电压. 解:(1).据题知其电极反应为:正极反应:e mH p O l O H H 2)(2)(21)(22++→++θ负极反应:)(2)(2s Cu e m Cu →++因正极反应与溶液中+H 浓度有关,若设电解刚开始时溶液为中性,即)(100.117--+⋅⨯≈kg mol H ,由能斯特公式可得:Pt O H PtO H HOa F RT /2/,,2221ln 2ηϕϕθ+-=++阳 )(665.185.0)101(1ln 2229.127V F RT =+⨯-=- )(337.011ln 2337.01ln 222/V F RT a F RT Cu CuCu=-=-=++θϕϕ阴 故其分解电压为:)(328.1337.0665.1V E =-=-=阴阳分解ϕϕ(2).当外加电压为2伏时,已大大高于初始外加电压,故认为溶液中的+2Cu 绝大部分已还原析出.但因硫酸的二级电离是弱酸,其电离度仅为1%,若设其水解消耗的+H 浓度为x ,剩余+2Cu 浓度为1m ,则随着电解反应的进行,同时也进行着下列反应(注: 括号内为该离子的平衡浓度):)(])(2[)(410024x HSO x m m H x m SO -+-⇔--+- 故有: x x m x m m K a /)(])(2[0102-⨯--=因溶液中的+2Cu绝大部分已还原析出, 故可近似地有010m m m ≈-, 所以:02)3(20022=++-m x m K x a将01.02=a K 1-⋅kg mol ,0.10=m 1-⋅kg mol 代入解之可得 )(990.01-⋅=kg mol x 平衡时+H 浓度:)(01.1990.00.2)(2110-⋅=-≈--kg mol x m m 则当外加电压为2.0伏时,有:)1ln 2()1ln 2(0.222222//2/,,++++--+-=Cu Cu Cu Pt O H Pt O H H O a F RT a F RT θθϕηϕ 12101ln 2337.085.0])(2[1ln 2229.1m F RT x m m F RT +-+---=201)2(ln 2742.1x m m F RT --≈ 解之得: )(1089.1191kg mol m ⋅⨯≈-(3).设开始析2H 时, +2Cu 的浓度为2m ,当开始析2H 时,必有: Cu Cu PtH H //,22++=ϕϕ,即:22201ln 2337.060.0])(2[1ln 2m F RT x m m F RT -=----显然,此时+2Cu 的浓度比上节条件下的浓度更小,将: )/(01.1990.00.220kg mol x m m H =-=-≈+代入上式可得: 3221010.2-⨯=m )/(kg mol由于在阳极析出氧气,在阴极析出氢气,故此时的电解池实际上为电解水,相应分解电压应为:)(679.2)60.00()85.0229.1()()(//,//,,22222V E Cu H PtHH Pt O Pt O H H O =--+=--+=-=++ηϕηϕϕϕ阴，析阳，析分解（二）习题及答案：一、思考题1. 原电池和电解池有什么不同？2. 测定一个电池的电动势时，为什么要在通过的电流趋于零的情况下进行？否则会产生什么问题？3. 电化学装置中为什么常用KC1饱和溶液做盐桥？4. 下列反应的计算方程写法不同时其MF E 及m r G ∆值是否相同？为什么？)1(Cu Zn 2=++a ====Cu )1(Zn 2+=+a)1(Cu 21Zn 212=++a ====Cu 21)1(Zn 212+=+a 5. 试说明Zn 、Ag 两电极插入HC1溶液中所构成的原电池是不是可逆可池？ 6. 凡 E 为正数的电极必为原电池的正极， E 为负数的电极必为负极，这种说法对不对？为什么？7. 如果按某化学反应设计的原电池所算出的电动势为负值时，说明什么问题？ 8. 超电势的存在是否都有害？为什么？9. HNO 3、H 2SO 4、NaOH 及KOH 溶液的实际分解电压数据为何很接近？ 10. 试比较和说明化学腐蚀与电化学腐蚀的不同特征。
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第七章电化学习题答案7.1用铂电极电解溶液。
通过的电流为20 A，经过15 min后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的?(2) 在的27 ?C，100 kPa下的？解：电极反应为电极反应的反应进度为因此：7.2在电路中串联着两个电量计，一为氢电量计，另一为银电量计。
当电路中通电1 h后，在氢电量计中收集到19 ?C、99.19 kPa的；在银电量计中沉积。
用两个电量计的数据计算电路中通过的电流为多少。
解：两个电量计的阴极反应分别为电量计中电极反应的反应进度为对银电量计对氢电量计7.3用银电极电解溶液。
通电一定时间后，测知在阴极上析出的，并知阴极区溶液中的总量减少了。
求溶液中的和。
解：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。
显然阴极区溶液中的总量的改变等于阴极析出银的量与从阳极迁移来的银的量之差：7.4用银电极电解水溶液。
电解前每溶液中含。
阳极溶解下来的银与溶液中的反应生成，其反应可表示为总反应为通电一定时间后，测得银电量计中沉积了，并测知阳极区溶液重，其中含。
试计算溶液中的和。
解：先计算是方便的。
注意到电解前后阳极区中水的量不变，量的改变为该量由两部分组成（1）与阳极溶解的生成，（2）从阴极迁移到阳极7.5用铜电极电解水溶液。
电解前每溶液中含。
通电一定时间后，测得银电量计中析出，并测知阳极区溶液重，其中含。
试计算溶液中的和。
解：同7.4。
电解前后量的改变从铜电极溶解的的量为从阳极区迁移出去的的量为因此，7.6在一个细管中，于的溶液的上面放入的溶液，使它们之间有一个明显的界面。
令的电流直上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直是很清晰的。
以后，界面在管内向下移动的距离相当于的溶液在管中所占的长度。
计算在实验温度25 ?C下，溶液中的和。
解：此为用界面移动法测量离子迁移数7.7已知25 ?C时溶液的电导率为。
一电导池中充以此溶液，在25 ?C时测得其电阻为。
在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为的溶液，测得电阻为。
计算（1）电导池系数；（2）溶液的电导率；（3）溶液的摩尔电导率。
解：（1）电导池系数为（2）溶液的电导率（3）溶液的摩尔电导率7.8已知25 ?C时溶液的电导率为。
一电导池中充以此溶液，在25 ?C时测得其电阻为。
在同一电导池中装入同样体积的浓度分别为，，和的溶液，测出其电阻分别为，，和。
试用外推法求无限稀释时的摩尔电导率。
解：的摩尔电导率为造表如下作图如下无限稀释时的摩尔电导率：根据Kohlrausch方程拟和得到7.9已知25 ?C时，。
试计算及。
解：离子的无限稀释电导率和电迁移数有以下关系7.10已知25 ?C时溶液的电导率为。
计算的解离度及解离常熟。
所需离子摩尔电导率的数据见表7.3.2。
解：的解离反应为查表知因此，7.1125 ?C时将电导率为的溶液装入一电导池中，测得其电阻为。
在同一电导池中装入的溶液，测得电阻为。
利用表7.3.2中的数据计算的解离度及解离常熟。
解：查表知无限稀释摩尔电导率为因此，7.12已知25 ?C时水的离子积，、和的分别等于，和。
求25 ?C时纯水的电导率。
解：水的无限稀释摩尔电导率为纯水的电导率7.13已知25 ?C时的溶度积。
利用表7.3.2中的数据计算25 ?C时用绝对纯的水配制的饱和水溶液的电导率，计算时要考虑水的电导率（参见题7.12）。
解：查表知的无限稀释摩尔电导率为饱和水溶液中的浓度为因此，7.14已知25 ?C时某碳酸水溶液的电导率为，配制此溶液的水的电导率为。
假定只考虑的一级电离，且已知其解离常数，又25 ?C无限稀释时离子的摩尔电导率为，。
试计算此碳酸溶液的浓度。
解：由于只考虑一级电离，此处碳酸可看作一元酸，因此，7.15试计算下列各溶液的离子强度：（1）；（2）；（3）。
解：根据离子强度的定义7.16应用德拜-休克尔极限公式计算25 ?C时溶液中、和。
解：离子强度7.17应用德拜-休克尔极限公式计算25 ?C时下列各溶液中的：（1）；（2）。
解：根据Debye-Hücke l极限公式，25 ?C水溶液中7.1825 ?C时碘酸钡在纯水中的溶解度为。
假定可以应用德拜-休克尔极限公式，试计算该盐在中溶液中的溶解度。
解：先利用25 ?C时碘酸钡在纯水中的溶解度求该温度下其溶度积。
由于是稀溶液可近似看作，因此，离子强度为设在中溶液中的溶解度为，则整理得到采用迭代法求解该方程得所以在中溶液中的溶解度为7.19电池在25 ?C时电动势为，电动势的温度系数为。
（1）写出电池反应；（2）计算25 ?C时该反应的，以及电池恒温可逆放电时该反应过程的。
解：电池反应为该反应的各热力学函数变化为7.20电池电动势与温度的关系为（1）写出电池反应；（2）计算25 ?C时该反应的以及电池恒温可逆放电时该反应过程的。
解：（1）电池反应为（2）25 ?C时因此，7.21电池的电池反应为已知25 ?C时，此电池反应的，各物质的规定熵分别为：；；；。
试计算25 ?C时电池的电动势及电动势的温度系数。
解：该电池反应的各热力学函数变化为因此，7.22在电池中，进行如下两个电池反应：应用表7.7.1的数据计算两个电池反应的。
解：电池的电动势与电池反应的计量式无关，因此7.23氨可以作为燃料电池的燃料，其电极反应及电池反应分别为试利用物质的标准摩尔生成Gibbs函数，计算该电池在25 ?C时的标准电动势。
解：查表知各物质的标准摩尔生成Gibbs函数为电池反应的标准摩尔Gibbs函数为7.24写出下列各电池的电池反应，并写出以活度表示的电动势公式。
解：（1）（2）7.25写出下列各电池的电池反应，应用表7.7.1的数据计算25 ?C时各电池的电动势及各电池反应的摩尔Gibbs函数变，并指明各电池反应能否自发进行。
解：（1），反应可自发进行。
（2），反应可自发进行。
7.26写出下列各电池的电池反应。
应用表7.7.1的数据计算25 ?C时各电池的电动势、各电池反应的摩尔Gibbs函数变及标准平衡常数，并指明的电池反应能否自发进行。
解：（1）电池反应根据Nernst方程（2）电池反应（3）电池反应7.27写出下列各电池的电池反应和电动势的计算式。
解：该电池为浓差电池，其电池反应为因此，7.28写出下列电池的电池反应。
计算25 oC时的电动势，并指明反应能否自发进行。
（X表示卤素）。
解：该电池为浓差电池（电解质溶液），电池反应为根据Nernst方程，由于，该电池反应可以自发进行。
7.29应用表7.4.1的数据计算下列电池在25 ?C时的电动势。
解：该电池为浓差电池，电池反应为查表知，7.30电池在25 ?C 时电动势为，试计算HCl溶液中HCl 的平均离子活度因子。
解：该电池的电池反应为根据Nernst方程7.31浓差电池，其中，已知在两液体接界处Cd2+离子的迁移数的平均值为。
1．写出电池反应；2．计算25 oC时液体接界电势E(液界)及电池电动势E。
解：电池反应由7.7.6式电池电动势7.32为了确定亚汞离子在水溶液中是以Hg+还是以形式存在，涉及了如下电池测得在18 oC时的E = 29 mV，求亚汞离子的形式。
解：设硝酸亚汞的存在形式为，则电池反应为电池电动势为作为估算，可以取，。
所以硝酸亚汞的存在形式为。
7.33与生成配离子，其通式可表示为，其中为正整数。
为了研究在约的硫代硫酸盐溶液中配离子的形式，在16 ?C 时对如下两电池测得求配离子的形式，设溶液中主要形成一种配离子。
解：（略）7.34电池在25 ?C时测得电池电动势，试计算待测溶液的pH。
解：电极及电池反应为查表知（表7.8.1），在所给条件下甘汞电极的电极电势为，则：7.35电池在25 oC，当某溶液为pH = 3.98的缓冲溶液时，测得电池的电动势；当某溶液换成待测pH的溶液时，测得电池的电动势。
试计算待测溶液的pH。
解：电池反应根据Nernst方程，电池电动势为设在两种情况下H2O的活度相同，则7.36将下列反应设计成原电池，并应用表7.7.1的数据计算25 oC时电池反应的解：（1）（2）（3）7.37（1）应用表7.7.1的数据计算反应在25 oC时的平衡常数。
（2）将适量的银粉加入到浓度为的溶液中，计算平衡时Ag+的浓度（假设各离子的活度因子均等于1）。
解：（1）设计电池（2）设平衡时Fe2+的浓度为x,则因此，，解此二次方程得到。
7.38（1）试利用水的摩尔生成Gibbs函数计算在25 oC于氢-氧燃料电池中进行下列反应时电池的电动势。
（2）应用表7.7.1的数据计算上述电池的电动势。
（3）已知，计算25 oC时上述电池电动势的温度系数。
解：（1）查表知，因此，（2）设计电池（3）7.39已知25 oC时，。
试计算应25 oC时电极的标准电极电势。
解：上述各电极的电极反应分别为显然，，因此，7.40已知25 oC时AgBr的溶度积，，。
试计算25 oC时（1）银-溴化银电极的标准电极电势；（2）的标准生成吉布斯函数。
解：（1）设计电池，电池反应为根据Nernst方程沉淀反应平衡时，所以（2）设计电池，电池反应为该反应为的生成反应，7.4125 oC时用铂电极电解的。
（1）计算理论分解电压；（2）若两电极面积均为，电解液电阻为，和的超电势与电流密度的关系分别为问当通过的电流为 1 mA时，外加电压为若干。
解：（1）电解溶液将形成电池，该电池的电动势1.229 V即为的理论分解电压。
（2）计算得到和的超电势分别为电解质溶液电压降：10-3 x 100 = 0.1 V因此外加电压为：。