电化学思考课后答案第七章
物理化学第七章课后题答案
第七章 电化学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 ØC ，100 kPa 下的？解：电极反应为电极反应的反应进度为因此：7.2 用Pb (s)电极电解23)(NO Pb 溶液，已知溶液浓度为1g 水中含有23)(NO Pbg21066.1-⨯。
通电一段时间，测得与电解池串联的银库仑计中含有0.1658g 的银沉积。
阳极区的溶液质量为62.50g ，其中含有23)(NO Pb 1.151g ，计算+2Pb 的迁移数。
解：电极反应为：阳极 -++⇒e Pb Pb 22 阴极 Pb e Pb ⇒+-+22对阳极区的+2Pb 进行物料衡算得)b (2+P n 电解前，)b (2+P n 电解后和)b (2+P n 反应，最后479.01)b)b-)b)(2222=+=++++P n P n P n Pbt （（（反应电解后电解前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：7.5已知25 ØC时溶液的电导率为。
一电导池中充以此溶液，在25 ØC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7.7 25 ØC 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，7.8 25℃时纯水的导电率为16105.5--⋅⨯m S ，密度为30.997-⋅m kg 。
第七章电化学习题解答..
第七章电化学思考题解答一、是非题1．错2．错3．对4．错5．错6．错7．对8．对9．对10．错11．对12．错13．对14．对15．错16．错17．错二、选择题1．D 2．C 3．A 4．D 5．A 6．B 7．A 8．D 9．C 10．C 11．C 12．B13．C 14．B 15．C 16．B 17．D习题解答1. 在K2SO4溶液中通过500C电量时，在阴极和阳极上分别生成KOH和H2SO4的质量是多少？解：n (KOH) = n (1/2 H2SO4)= Q/ F = 500C/ 96485C · mol1-= 0.0052 mol所以m (KOH) = 0.0052 mol×56.106g · mol1-= 0.2917gm (1/2 H2SO4) = 0.0052 mol×49.035g · mol1-= 0.2550g2. 在AgNO3溶液中插入两个银电极，通电前溶液中含AgNO3的量为0.001mol，通电后银电量计中有0.0007 mol的银析出。
电解后阳极管中含AgNO3的量为0.0014 mol，计算Ag+和NO-3的迁移数。
解：用银电极电解AgNO3溶液时的电极反应为阳极Ag →Ag++ e-阴极Ag++ e-→Ag在阳极管电解前Ag+的物质的量为0.001mol，电解时在阳极管中溶解下来的银的物质的量为0.0007mol，电解后阳极管中Ag+的物质的量为0.0014mol，所以阳极管中迁移出去的Ag+的物质的量为0.001mol + 0.0007mol − 0.0014mol= 0.0003molt+= t (Ag+)= 0.0003mol/ 0.0007mol = 0.428t -= t (NO-3)= 1 −t+= 1 − 0.428 = 0.5723.已知298K时0.01mol · dm3-KCl溶液的电导率为0.1410S · m1-，装入电导池测得电阻为4.2156Ω。
物理化学 第七章 电化学习题答案
答案：D（电池自发进行的条件是 E＞0） -1 -1 20．298K时，浓度为 0.1molkg 和 0.01molkg HCl溶液的液接电势为E j (1)，浓度为 -1 -1 0.1molkg 和 0.01molkg KCl溶液的液接电势为E j (2)，则 A. E j (1)＝E j (2)； B. E j (1)>E j (2)；C. E j (1)<E j (2)； D. E j (1)<<E j (2) 答案：B 21．为求 AgCl 的活度积，应设计电池为 A. Ag,AgCl|HCl(aq)|Cl 2 (p)(Pt)； B. (Pt)Cl 2 (p)|HCl(aq)||AgNO 3 (aq)|Ag； C. Ag|AgNO 3 (aq)||HCl(aq)|AgCl,Ag； D. Ag,AgCl|HCl(aq)|AgCl,Ag 答案：C 22．电解金属盐的水溶液时，在阴极上 A. 还原电势愈正的粒子愈容易析出； B. 还原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈容易析出； C. 还原电势愈负的粒子愈容易析出； D. 还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出 答案：B3ຫໍສະໝຸດ K 1 ＝K 2 ；2
B. E 1 ＝E 2 ， E 1 ＝E 2 ， r G m,1 ＝2 r G m,2 ， K 1 ＝(K 2 ) ；
2
C. E 1 ＝2E 2 ， E 1 ＝2E 2 ， r G m,1 ＝2 r G m,2 ，
2
K 1 ＝2K 2 ；
2
D. E 1 ＝E 2 ， E 1 ＝E 2 ， r G m,1 ＝( r G m,2 ) ，K 1 ＝(K 2 )
答案：B 16．用补偿法测定可逆电池的电动势时，主要为了： A. 简便易行； B. 减少标准电池的损耗； C. 消除电极上的副反应；D. 在可逆情况下测定电池电动势 答案：D 17．某一电池反应，若算得其电池电动势为负值时，表示此电池反应是: A. 正向进行； B. 逆向进行； C. 不可能进行； D. 反应方向不确定 答案：B ＋ － 18．下列电池中，那一个的电池反应为H ＋OH ＝H 2 O ＋ － A. (Pt)H 2 |H (aq)||OH |O 2 (Pt)； B. (Pt)H 2 |NaOH(aq)|O 2 (Pt)； C. (Pt)H 2 |NaOH(aq)||HCl(aq)|H 2 (Pt)； D. (Pt)H 2 (p 1 )|H 2 O(l)|H 2 (p 2 )(Pt) 答案：C。 19．当反应物和产物的活度都等于 1 时,要使该反应能在电池内自发进行,则: A. E为负值； B. E 为负值； C. E为零； D. 上述都不
物理化学答案——第七章-电化学
第七章 电化学（一）基本公式和内容提要1 Faraday （法拉第）定律定义：当电流通过电解质溶液时，通过每个电极的电量与发生在该电极上电极反应的物质的量成正比。
Q = nzF2 离子迁移数定义：每种离子所传输的电量在通过溶液的总电量中所占的分数，以t 表示 Q r t Q r r ++++-==+, Q r t Qr r ---+-==+3 电导G ，电导率κ，摩尔电导率m Λ1I G RU -==1κρ=， A G lκ=m m V cκκΛ== 1c e l ll K R R Aκρ===其中，cell l K A=为电导池常数，c 为电解质的浓度，单位是mol/m 34 离子独立运动定律m ∞Λ = ｖ+()m A λ∞+ + ｖ-()m B λ∞-对于强电解质，在浓度较低的范围内，有下列经验关系（科尔劳乌施经验关系）：(1m m β∞Λ=Λ-对于弱电解质： m m α∞Λ=Λ （其中，α为解离度）5 离子平均活度a ±和离子平均活度系数γ±电解质的活度：(/)v v v va a a a m m θγ+-+-±±±===其中，1/()v v v γγγ+-±+-= ， 1/()v v vm m m +-±+-=6 德拜-休克尔极限公式ln Az z γ±+-=-式中I 为溶液离子强度212i iI m z =∑；在298 K 的水溶液中，11221.172kg molA -=，上式适用于10.01m ol kg I -≤ 的稀溶液。
7 可逆电池热力学r m G n E Fθθ∆=- (只做电功) r mG nEF ∆=-(只做电功)ln R T E K nFθθ=()()r mr m p pG ES nF T T∂∆∂∆=-=∂∂式中，()p E T∂∂是电池电动势随温度的变化率，称为电池电动势的温度系数。
第七章 思考题
第七章电化学思考题1．导体分几类，它们间有何不同？答：导体分两类，第一类导体，又称电子导体，如金属、石墨等。
传导电流靠自由电子作定向运动；导电后导体本身不发生变化；温度升高，电阻变大；所导电量全部由自由电子承担；第二类导体，又称离子导体，如电解质溶液、熔融电解质等。
传导电流靠正、负离子作反向运动完成；导电离子可能在电极上发生反应；温度升高，电阻反而变小；所导电量由正、负离子分担。
2．测定离子的迁移数有几种方法？答：通常有三种方法：1. Hittorf 法；2. 界面移动法；3. 电动势测定法。
3．在电镀工业上一般都用钾盐而不用钠盐？答：钠离子的半径虽然比钾离子小，但钠离子的水合作用却强得多，因而迁移速率比较慢。
因此，在电镀工业上，为了减少电解液的电阻，一般都选用钾盐。
4．在电迁移率、电导率、摩尔电导率、离子摩尔电导率、电解质扩散系数、离子扩散系数等性质中，哪些与选择基本单元有关，哪些与选择基本单元无关? 答：与基本单元选择无关的性质有：电迁移率，电导率，电解质扩散系数；与基本单元选择有关的性质有：摩尔电导率，离子摩尔电导率，离子扩散系数。
5．极限摩尔电导率是无限稀释时电解质溶液的摩尔电导率。
既然溶液已经“无限稀释”，为什么还会有摩尔电导率？此时溶液的电导率应为多少？答：根据摩尔电导率的概念，极限摩尔电导率虽然要求溶液无限稀释，但仍要求溶液中有1 mol电解质，即对应的溶液体积应为无限大，此时离子之间已没有相互作用，因此，电解质的摩尔电导率达最大值。
但这时溶液的电导率趋于纯溶剂的电导率。
6．柯尔劳施经验公式适用条件和范围是什么？柯尔劳施离子独立运动定律的重要性何在？答：柯尔劳施经验公式：c A −Λ=Λ∞m m ，适用于强电解质水溶液，浓度低于0.01 mol·dm −3的稀溶液。
根据离子独立移动定律，可以从相关的强电解质的∞Λm 来计算弱电解质的∞Λm ，或由离子电导数值计算出电解质的无限稀释时摩尔电导。
最新物理化学第七章 电化学习题及解答学习资料
第七章 电化学习题及解答1. 用铂电极电解CuCl 2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Cu ; (2) 在27℃，100 kPa 下，阳极析出多少Cl 2？解：电极反应为阴极：Cu 2+ + 2e - = Cu阳极: 2Cl - - 2e - = Cl 2电极反应的反应进度为ξ = Q /(ZF) =It / (ZF)因此： m Cu = M Cu ξ = M Cu It /( ZF ) = 63.546×20×15×60/(2×96485.309)=5.928gV Cl 2 = ξ RT / p =2.328 dm 32. 用银电极电解AgNO 3溶液。
通电一定时间后，测知在阴极上析出1.15g 的Ag ，并知阴极区溶液中Ag +的总量减少了0.605g 。
求AgNO 3溶液中的t (Ag +)和t (NO 3-)。
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Ag +的总量的改变D m Ag 等于阴极析出银的量m Ag 与从阳极迁移来的银的量m’Ag 之差：D m Ag = m Ag - m’Agm’Ag = m Ag - D m Agt (Ag +) = Q +/Q = m’Ag / m Ag = (m Ag - D m Ag )/ m Ag = (1.15-0.605)/1.15 = 0.474t (NO 3-) = 1- t (Ag +) = 1- 0.474 = 0.5263. 已知25 ℃时0.02 mol/L KCl 溶液的电导率为0.2768 S/m 。
一电导池中充以此溶液，在25 ℃时测得其电阻为453Ω。
在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555g/L 的CaCl 2溶液，测得电阻为1050Ω。
计算（1）电导池系数；（2）CaCl 2溶液的电导率；（3）CaCl 2溶液的摩尔电导率。
化学课后答案7
（6）CH3OH(aq)+Cr2O72 (aq) → CH2O(aq)+Cr3+(aq)
－
（1）氧化剂 H2O2，还原剂 H2O2(歧化反应) （2）氧化剂 Cu ，还原剂 I （4）氧化剂 HgCl2，还原剂[SnCl4]2
－
（7）PbO2(s)+Mn2+(aq)+SO42 (aq) → PbSO4(s)+MnO4 (aq)
0.0592 0.10 × 2.0 lg ]V 2 0.0102 × 1
2 2
6.某原电池中的一个半电池是由金属钴(Co)浸在 1.0mol・L-1Co2+ 溶液中组成的；另一半电池则由铂(Pt)片浸入 1.0mol・L-1Cl-的溶液中， 并不断通入 Cl2(p(Cl2)为 100.0kPa)组成。测得其电动势为 1.642V；钴电 极为负极。回答下列问题： （1）写出电池反应方程式；
－ － － －
(aq)+2H2O(l) （8）P4(s)+10HClO(aq)+6H2O(l)══4H3PO4(aq)+10Cl (aq)+10H+(aq)
－
（5）3Ag2S(s)+2Cr(OH)3(s)+7OH (aq) ══ 6Ag(s)+3HS (aq)+2CrO42 (aq)+5H2O(l)
0.0592V 1.0 × 0.010 lg =1.70V 2 1
2
H （5）MnO4 (aq) ＋H2O2 (aq) →
－
+
H （6）S2O82 (aq) ＋Mn2+ (aq) →
－
+
7．根据标准电极电势，判断下列氧化剂的氧化性由强到弱的次序。
电化学基础第7章习题答案
电化学基础第7章习题答案电化学是研究电与化学之间相互关系的学科，涉及到电解、电极反应、电解质溶液、电池等内容。
在电化学的学习过程中，习题的解答是巩固知识和提高能力的重要方法。
本文将针对电化学基础第7章的习题进行解答，帮助读者更好地理解电化学的相关概念和原理。
1. 电解质溶液的电导率与浓度的关系是什么？电解质溶液的电导率与浓度呈正相关关系。
当溶液中电解质浓度增加时，溶液中的离子数目增多，离子间的碰撞频率增加，导致电流的传导能力增强，电导率也随之增加。
2. 什么是电导率极限？电导率极限是指在无限稀释条件下，电解质溶液的电导率达到的最大值。
当溶液中电解质的浓度趋近于无限稀释时，离子间的相互作用减弱，离子迁移速率趋于极限值，因此电导率也趋于极限值。
3. 什么是电解质溶液的离子迁移率？电解质溶液的离子迁移率是指离子在电场作用下迁移的速率。
离子迁移率与离子的电荷量、电场强度以及溶液中的粘度等因素有关。
一般来说，阳离子的迁移率大于阴离子的迁移率。
4. 什么是电解质溶液的电导率测量方法？电解质溶液的电导率可以通过电导仪进行测量。
电导仪是一种测量电解质溶液电导率的仪器，通过测量电解质溶液中的电流和电压，计算得到电导率的数值。
电导仪的原理是根据欧姆定律，通过测量电流和电压的比值来确定电解质溶液的电导率。
5. 什么是电解质溶液的电解过程？电解质溶液的电解过程是指在外加电压的作用下，电解质溶液中的阳离子和阴离子被迁移到电极上，发生氧化还原反应的过程。
在电解过程中，阳离子会向阴极迁移，发生还原反应；阴离子则向阳极迁移，发生氧化反应。
电解质溶液的电解过程是电池和电解质溶液的基础。
6. 什么是电解质溶液的电解电位？电解质溶液的电解电位是指在电解质溶液中发生氧化还原反应时，电极上的电位差。
电解电位可以通过测量电解质溶液中的电流和电压，计算得到。
电解电位的大小决定了电解过程的方向和速率。
7. 什么是电解质溶液的离子迁移数？电解质溶液的离子迁移数是指单位时间内离子的迁移量。
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思考题
1. 研究氢电极过程和氧电极过程有什么实际意义？
答：在电化学研究和电化学测试中，标准氢电极的电极电位是公认的电极电位基准；氯碱工业，燃料电池，电镀，电解，金属腐蚀等过程都与氢电极和氧电极的反应过程有密切关系，有些会带来危害，有些会带来好处。
因此，为了合理地应用氢电极和氧电极过程为人类服务，有必要对氢电极过程和氧电极过程进入深入的研究。
2. 为什么氢电极和氧电极的反应历程在不同条件下会有较大差别？ 答：氢电极和氧电极的反应历程非常复杂，在电极过程中，存在各种中间步骤和中间产物，一旦反应条件发生改变，反应就会发生变化，控制步骤也可能发生变化，产物也因此不同。
所以氢电极和氧电极的反应历程在不同条件下，会有较大差别。
3. 析氢过程的反应机理有哪几种理论？试推导出它们的动力学公式，并说明它们各自适用范围。
答：迟缓放电机理、迟缓复合机理、电化学脱附机理 迟缓放电机理动力学公式推导：
迟缓放电机理认为电化学步骤是整个电极过程的控制步骤，于是可以认为电化学极化方程式适用于氢离子的放电还原过程。
当
0c
j j 时，可直接得到
0ln ln H
c RT RT j j aF aF 或
02.3 2.3lg lg H
c
RT RT
j j aF aF
一般情况下a =0.5，将a 的树脂代入上式，则有
2.32 2.32lg lg H
c RT
RT
j j F F
若令
2.32lg 2.32RT
j a
F
RT
b
F
则原式变为
lg H
c a
b j
迟缓复合机理：
假定复合脱附步骤是控制步骤，吸附氢的表面覆盖度按照下式比较缓慢地随过电位而变化：
0=
exp
MA MA
H
F RT
则有
2.3lg 2H
c RT
C
j F
同理，假定氢原子的表面覆盖度很大，以至于可以认为
1MA
，若将其代入电化学脱附的反应速度式，经过取对数整理得：
（电化学脱附机理）
2.3
lg H
c RT
C
j aF
迟缓放电机理是在汞电极上进行的，所得结论对汞电极上的析氢反应完全适用。
对于吸附氢原子表面覆盖度小的高过电位金属也适用。
迟缓复合机理和电化学脱附机理只适用于对氢原子有较强吸附能力的低过电位金属和中过电位金属。
4. 举出实验依据说明在汞电极上，析氢过程是符合迟缓放电机理的。
答：用迟缓放电机理可以解释在汞上的析氢过电位与pH值之间的关系：实验曲线在pH=7附近发生转折，当pH<7时，pH值升高，析氢过电位升高；而当pH>7时，pH值升高，析氢过电位降低。
迟缓放电机理还可以解释，在稀浓度的纯酸溶液中，析氢过电位不随H+浓度的变化而变化；在浓度较高的纯酸溶液中，析氢过电位随H+浓度升高而降低。
5.氢的阳极氧化过程有什么特点？
答：一般认为，氢在浸于溶液中的光滑电极上进行氧化反应的历程，应包括以下几个单元步骤。
①分子氢溶解于溶液中并向电极表面进行扩散。
②溶解的氢分子在电极表面上离解吸附，形成吸附氢原子。
③吸附氢原子发生电化学氧化。
6.写出氧电极的阴极过程和阳极过程的总反应式。
为什么它们的反
应历程相当复杂？
答：阳极氧化：2H 2O O2 + 4H+ + 4e（酸）
4OH-O 2 + 2H2O + 4e（碱）
阴极还原：O 2 + 4H+ + 2e 2H2O （酸）
O 2 + 2H2O + 4e 4OH-（碱）
①它们的反应历程相当复杂是因为有4个电子参加，多电子电
化学反应，存在各种中间步骤和中间产物。
②氧电极反应的可逆性很小，几乎无法在热力学平衡电位附近研究氧电极反应的动力学规律，甚至很难用实验的手段测得准确的氧电极反应的平衡电位。
③由于氧电极过程总伴随有较大的过电位，电极表面上发生
氧或氧粒子吸附甚至会生成氧化物层。
④氧的阳极反应析出反应需要在比氧的平衡电位更正的电位
下才能实现。
7.氧阴极还原反应的基本历程如何？有什么特点？
答：（1）中间产物为H2O2或HO2-
在酸性及中性溶液中，基本历程为
①O2 + 2H+ + 2e → H2O2
②H2O2 + 2H+ + 2e → 2H2O
或 H202→ 1/2O2+OH-
在碱性溶液中，基本反应历程为
①O2 + H2O + 2e → H2O- + OH-
②HO2- + H2O + 2e → 3OH-
或 HO2- → 1/2O2 + OH-
（2）中间产物为吸附氧或表面氧化物
当以吸附氧为中间产物时，基本反应历程为
①O2→ 2MO吸
②MO吸+ 2H+ + 2e → H2O（酸性溶液）
MO吸 + H2O + 2e → 2OH-（碱性溶液）
当表面氧化物（或氢氧化物）为中间产物时，基本历程为
①M + H2O + 1/2O2→ M(OH)2
②M(OH)2 + 2e → M + 2OH-
区别上述两类反应历程的主要方法，是检查反应中是否有中间产物存在。
习题
1.用镍作阴极电解0.5mol/L H2SO4水溶液，当20℃，电极电位为
-0.479V时，阴极电流密度与析氢过电位各是多少？已知在镍上析氢时的a值是0.63V，b值是0.11V。
解：
2.25℃时，用钛板作阴极分别在pH=3和pH=5的钛盐溶液中，以恒
定的电流密度电解析氢。
问在两种溶液中钛上的析氢过电位相差多少伏？假设两种溶液的总浓度相同，
电位相同，a值均为0.48.
1
如果想在不改变溶液pH值得前提下，使钛在两种溶液中的析氢过电位相等，可以采取什么措施？
3.2×10-2A/cm2时，如果j0=1×10-4A/cm2，a=0.5。
求两者的过电位各
是多少？并用电化学基本原理说明两者为什么不同？
4.已知氧在Ir电极上析出的反应历程分为以下几个步骤：
H 2O OH + H+ + e （A）
OH O + H+ + e （B）
2O O 2（C）
在较低过电位区内，实验测得塔菲尔公式中的b值为4.6
3RT
F
试证明步骤（B）是速度控制步骤。
5.实验测得25℃时pH=1的酸性水溶液中，氢在某金属上析出的极化
曲线符合塔菲尔关系，且a值为0.7V，b值为0.128V。
试说明该电极过程的机理。
并计算该电极反应的交换电流密度和外电流密
度为1mA/
cm2时的极化电位。
（注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。
）。