电化学
电化学基础知识讲解及总结

电化学基础知识讲解及总结电化学是研究电与化学之间相互作用的学科,主要研究电能转化为化学能或者化学能转化为电能的过程。
以下是电化学的基础知识讲解及总结:1. 电化学基本概念:电化学研究的主要对象是电解质溶液中的化学反应,其中电解质溶液中的离子起到重要的作用。
电池是电化学的主要应用之一,它是将化学能转化为电能的装置。
2. 电化学反应:电化学反应可以分为两类,即氧化还原反应和非氧化还原反应。
氧化还原反应是指物质失去电子的过程称为氧化,物质获得电子的过程称为还原。
非氧化还原反应是指不涉及电子转移的反应,如酸碱中的中和反应。
3. 电解和电解质:电解是指在电场作用下,电解质溶液中的离子被电解的过程。
电解质是指能在溶液中形成离子的化合物,如盐、酸、碱等。
4. 电解质溶液的导电性:电解质溶液的导电性与其中的离子浓度有关,离子浓度越高,导电性越强。
电解质溶液的导电性也受温度和溶质的物质性质影响。
5. 电极和电位:在电化学反应中,电极是电子转移的场所。
电极可以分为阳极和阴极,阳极是氧化反应发生的地方,阴极是还原反应发生的地方。
电位是指电极上的电势差,它与电化学反应的进行有关。
6. 电池和电动势:电池是将化学能转化为电能的装置,它由两个或多个电解质溶液和电极组成。
电动势是指电池中电势差的大小,它与电化学反应的进行有关。
7. 法拉第定律:法拉第定律是描述电化学反应速率的定律,它表明电流的大小与反应物的浓度和电化学当量之间存在关系。
8. 电解质溶液的pH值:pH值是衡量溶液酸碱性的指标,它与溶液中的氢离子浓度有关。
pH值越低,溶液越酸性;pH值越高,溶液越碱性。
总结:电化学是研究电与化学之间相互作用的学科,主要研究电能转化为化学能或者化学能转化为电能的过程。
其中包括电化学反应、电解和电解质、电极和电位、电池和电动势等基本概念。
掌握电化学的基础知识对于理解电化学反应和电池的工作原理具有重要意义。
《电化学基础》课件

电化学反应速率
总结词
电化学反应速率描述了电化学反应的快 慢程度,是衡量反应速度的重要参数。
VS
详细描述
电化学反应速率与参与反应的物质的浓度 、温度、催化剂等条件有关。在一定条件 下,反应速率可由实验测定,对于一些特 定的电化学反应,也可以通过理论计算来 预测其反应速率。
反应速率常数
总结词
反应速率常数是描述电化学反应速率的重要参数,它反映了电化学反应的内在性质。
详细描述
反应速率常数与参与反应的物质的性质、温度等条件有关。在一定条件下,反应速率常数可以通过实验测定,也 可以通过理论计算得到。反应速率常数越大,表示该反应的速率越快。
反应机理
总结词
电化学反应机理是描述电化学反应过程中各步骤的详细过程和相互关系的模型。
详细描述
电化学反应机理可以帮助人们深入理解电化学反应的本质和过程,从而更好地控制和优化电化学反应 。不同的电化学反应可能有不同的反应机理,同一电化学反应也可能存在多种可能的反应机理。 Nhomakorabea05
电化学研究方法
实验研究方法
01
重要手段
02
实验研究是电化学研究的重要手段,通过实验可以观察和测量电化学 反应的过程和现象,探究反应机理和反应动力学。
03
实验研究方法包括控制电流、电位、电场等电学参数,以及观察和测 量电流、电位、电导等电化学参数。
04
实验研究需要精密的实验设备和仪器,以及严格的操作规范和实验条 件控制。
01
02
03
电池种类
介绍不同类型电池的制造 过程,如锂离子电池、铅 酸电池、镍镉电池等。
电池材料
阐述电池制造过程中涉及 的主要材料,如正负极材 料、电解液、隔膜等。
电化学的本质

电化学的本质
电化学是研究电与化学之间相互作用的科学领域。
它涉及电流在电解质溶液或电化学界面中的传输,以及在这些过程中发生的化学反应。
电化学的本质可以从以下几个方面来理解:
1. 电子转移:电化学过程中的关键是电子的转移。
在电解质溶液中,当电解质分子或离子接受或释放电子时,就会发生氧化还原反应。
电子转移可以通过电极上的氧化还原反应来实现。
2. 离子传输:电解质溶液中的离子在电场作用下可以迁移,这称为离子传输。
电化学过程中,电流是由正负电荷的离子在电解质中的迁移所产生的。
离子传输通过电解质溶液中的电导性来实现。
3. 电化学反应:电化学反应是电子转移和离子传输的综合结果。
当电子在电极上转移时,溶液中的离子也会参与反应。
电极上发生的氧化还原反应涉及电子和离子的参与。
4. 电化学界面:电化学界面是电解质溶液与电极之间的接触面。
在这个界面上,电子和离子的转移和反应发生。
电化学界面的特性对于电化学过程的理解和控制非常重要。
电化学的应用广泛,涉及能源转换、电池技术、腐蚀、电镀、传感器等领域。
通过研究电化学,我们可以深入了解电与化学之间的关系,以及在电化学过程中发生的物理和化学现象。
电化学原理和方法

电化学原理和方法电化学是研究电荷在电化学界面上转移和反应的学科,是物理化学的重要分支之一。
通过电化学实验和研究,可以揭示物质的电化学性质,并应用于电池、电解池、电解制备和分析等领域。
本文将介绍电化学的基本原理和常用的实验方法。
一、电化学基本原理1. 电解学和电池学电解学研究的是电解液中电荷的转移现象,它关注电离和非电离物质在电解液中的电化学行为。
电池学则研究的是电池的性质和工作原理,包括原电池、电解池和燃料电池等。
2. 电化学反应电化学反应可以分为氧化还原反应和非氧化还原反应。
在氧化还原反应中,电荷由氧化物传递给还原物,形成氧化物和还原物之间的电荷转移反应。
在非氧化还原反应中,电荷转移到非氧化还原剂和氧化剂之间,但没有氧化或还原的过程。
3. 电化学方程式电化学方程式是描述电化学反应的方程式,它将反应物和生成物之间的电荷转移过程表示为化学方程式。
在方程式中,电子传递通常用电子符号“e-”表示,离子迁移则用相应的离子符号表示。
4. 电极和电动势电极是电化学反应发生的场所,分为阳极和阴极。
阳极是发生氧化反应的地方,而阴极则是发生还原反应的地方。
电动势是衡量电化学反应自发性的物理量,通过比较不同半反应的电动势可以判断反应的进行方向。
二、常用电化学实验方法1. 极化曲线法极化曲线法是一种常见的电化学实验方法,用于研究电化学界面上的电荷转移和反应过程。
它通过改变外加电势的大小,并测量电流的变化,绘制电流对电势的曲线图,从而得到电化学反应的特征。
2. 循环伏安法循环伏安法是研究电化学反应动力学过程的重要实验方法。
它通过不断改变电势,使电化学反应在阳极和阴极之间来回进行,然后测量反应的电流响应,从而得到电化学反应的动力学参数。
3. 旋转圆盘电极法旋转圆盘电极法是一种用于研究电化学反应速率的实验方法。
它通过将电极固定在旋转的圆盘上,使电解液与电极之间产生强制对流,从而提高反应速率,并测量反应的电流响应,得到反应速率的信息。
电化学基础-PPT课件

3. 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,
它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍
电池的总反应式是:
1/2H2+NiO(OH)
Ni(OH)2
CD
据此反应判断,下列叙述中正确的是( )
A. 电池放电时,负极周围溶液的pH不
断增大
B. 电池放电时,镍元素被氧化
C. 电池充电时,氢元素被还原
D. 电池放电时,H2是负极
Ag
电解质溶液Y是__A_g_N__O_3_溶__液_;
(2)银电极为电池的___正_____极,CuSO4溶液 Y
发生的电极反应为__A_g_+__+__e_-__=_A__g___
X电极上发生的电极反应为
__C_u___-2__e_-___=__C__u_2_+__________;
(3)外电路中的电子是从__负__(_C_u_电) 极流向
14
6. 双液原电池的工作原理(有关概念)
(1)盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的 胶冻,胶冻的作用是防止管中溶液流出
(2)盐桥的作用是什么?
可提供定向移动的阴阳离子,
使由它连接的两溶液保持电
中性,盐桥保障了电子通过
外电路从锌到铜的不断转移
,使锌的溶解和铜的析出过 程得以继续进行。
盐桥的作用: (1)形成闭合回路。
?思考
1、银器皿日久表面逐渐变黑色,这是由于生成硫
化银,有人设计用原电池原理加以除去,其处理方 法为:将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中, 再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段时间后,黑 色会褪去而银不会损失。 试回答:在此原电池反应中,负极发生的反应
为 Al -3e- = Al3+ ; 正极发生的反应为 Ag2S+2e- = 2Ag;+S2-
电化学学科分类

电化学学科分类
电化学是研究电学和化学之间相互作用的学科,其研究的主要对象是电化学反应和电化学过程。
根据研究对象和方法的不同,电化学可以分为几个不同的学科。
1. 基础电化学:研究电化学理论和基本原理,包括热力学和动力学等方面。
2. 电化学分析:利用电化学方法进行分析和检测,如电位滴定、电化学溶出、电化学荧光谱等。
3. 电化学合成:利用电化学方法进行合成和制备,如电沉积、电解制氧等。
4. 生物电化学:研究生物体内的电化学过程和反应机制,如酶促电化学反应等。
5. 电化学能源:研究电化学能量转化和储存,如电池、燃料电池等。
6. 环境电化学:研究环境中电化学反应的影响和调控,如电化学降解废水等。
7. 电化学材料:研究电化学材料的性质和应用,如储能材料、传感器等。
电化学的研究领域广泛,与生产、生活、环保等方面密切相关。
通过不断深入的研究和应用,电化学将在更多领域展现其重要作用。
- 1 -。
电化学的原理

电化学的原理
电化学是研究电荷转移和电化学反应的科学领域。
它通过在电极之间施加电压,利用电解质溶液中的离子在电场作用下的迁移来产生电流。
电化学原理涉及两个重要的概念:电极和电解质。
电极是电化学反应发生的地方。
它由导电性材料制成,分为阳极和阴极。
阳极是电子的来源,它在反应中失去电子,变成阳离子。
阴极则是电子的接受者,它在反应中接受电子,形成阴离子。
这种电子的流动使电化学反应得以进行。
电解质是电化学反应必不可少的组成部分。
它是能在溶液中形成离子的物质,如盐、酸和碱。
在电场的作用下,正离子朝阴极迁移,负离子朝阳极迁移。
这个过程被称为电离。
在电化学反应中,发生两种类型的电荷转移:氧化和还原。
氧化是指物质失去电子的过程,它导致阳离子的生成。
还原则是指物质接受电子的过程,它导致阴离子的生成。
氧化和还原是互相对应的反应,称为氧化还原反应。
电化学反应的速率和方向取决于电势差。
电势差是电解池中两个电极之间的电压差。
它的大小和极性决定了电流的方向和强度。
如果电势差足够大,电化学反应就会发生,电流通过解决方案。
如果电势差不够大,电化学反应将不会发生,电流将停止流动。
电化学在很多领域具有重要应用,如电池、电解制氢和金属防
腐等。
通过深入研究电化学原理,我们可以更好地理解和控制这些电化学过程,从而推动科学技术的发展。
化学实验中的电化学实验

化学实验中的电化学实验电化学是研究电与化学之间相互作用的学科,它在化学实验中扮演着重要的角色。
电化学实验是一种通过电流作用于化学体系进行实验研究的方法,可以用于分析物质的性质、反应机制以及合成新物质等。
本文将介绍电化学实验的基本原理、常见实验方法以及它们在化学研究中的应用。
一、电化学实验的基本原理电化学实验的基本原理是基于电解和电池的原理。
电解是指通过外加电压使电解液中发生化学反应,将化学能转化为电能的过程。
而电池则是通过化学反应产生电能的装置。
在电化学实验中,通过连接电解池和电池,我们可以通过观察电流的变化来了解电化学反应的特性和机理。
二、常见的电化学实验方法1. 电解实验电解实验是最常见的电化学实验之一。
它通过在电解池中通电,引发电解液中的化学反应。
常见的电解实验有电解水制氢气和氧气的实验,电解氯化钠制取氯气和氢氧化钠等实验。
这些实验可以通过观察电解液的气体产生、电极的气味变化等来揭示反应机制和产物性质。
2. 电化学分析实验电化学分析实验是应用电化学方法进行定量和定性分析的重要手段。
例如,电化学滴定法可以通过测定反应物的氧化还原电位来确定物质的浓度。
电化学分析实验也广泛应用于环境监测、食品安全检测等领域。
3. 电极制备实验电极是电化学实验的重要组成部分。
制备合适的电极材料对于实验结果的准确性和稳定性至关重要。
电极制备实验包括金属电极的沉积、碳纳米管电极的合成等。
这些实验可以通过改变电极材料和制备条件来探索电极性能的影响因素。
三、电化学实验在化学研究中的应用1. 电化学合成反应电化学合成反应是一种通过电流驱动化学反应进行合成的方法。
通过控制电流密度、反应时间等条件,可以实现对产物形态、结构和纯度的精确控制。
电化学合成反应在有机合成、材料合成等领域具有广泛应用。
2. 电化学催化电化学催化是指通过电流作用下改变化学反应速率和选择性的现象。
电化学催化在燃料电池、电解水制氢等领域发挥着重要作用。
通过电化学实验可以研究催化剂的性能、反应机制以及提高催化性能的方法。
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电化学一、选择题1.在电位法中以金属电极作为指示电极,其电位应与待测离子的浓度()A.成正比;B.符合扩散电流公式的关系;C.的对数成正比;D.符合能斯特公式的关系。
2.用离子选择性电极进行测量时,需用磁力搅拌器搅拌溶液,这是为了()A.减小浓差极化;B.加快响应时间;C.使电极表面保持干净;D.降低电极内阻。
3.在恒电流电解中由于阴、阳极电位的不断变化,为了保持电流恒定,必须()A.增大外加电压;B.减小外加电压;C.保持外加电压恒定;D.保持阳极电位恒定。
4.在经典极谱分析中,一般不搅拌溶液,这是为了()A.消除迁移电流;B.减少充电电流的影响;C.加速达到平衡;D.有利于形成浓差极化。
5.在电重量分析法中作为沉淀剂的是()A.电流;B.电压;C.电量;D.电动势。
6.用离子选择性电极测定离子活度时,常用选择性常数来描述电极的选择性,因此选择性常数的作用是()A.一个真实的常数;B.可用于分析测定时干扰的校正;C.拟定分析方案时起主要作用;D.估计干扰离子给测定带来的误差。
7.在CuSO4溶液中,用铂电极以0.100A的电流通电10min,在阴极上沉淀的铜的质量(mg)是(A r,Cu=63.54)()A.60.0;B.46.7;C.19.8;D.9.0。
8.测定溶液的PH值时,所用的指示电极是()A.氢电极;B.铂电极;C.氢醌电极;D.玻璃电极。
9.一价离子选择性电极的研究特别受重视,这主要是因为()A.灵敏度高;B.选择性好;C.受PH影响小;D.测量误差小。
10.离子选择性电极的响应时间与下列哪个因素无关?()A.待测离子到达电极表面的速率;B.待测离子活度;C.电动势的数值;D.介质的离子强度。
11.有关库仑滴定的叙述,下列哪个是正确的?()A.它是一个容量分析方法;B.它既是容量分析法,又是电化学分析法;C.它不是容量分析法,而是电化学分析法;D.它是根据滴定剂消耗的体积来确定被测组分含量。
12.极谱分析时,被测试液可重复多次进行分析,其原因是()A.使用了滴汞电极;B.加到电解池两极上的电压很小;C.电解池中通过的电流很小;D.被测溶液的浓度很低。
13.不属于电化学分析法的是()A.电位分析法;B.极谱分析法;C.电子能谱法;D.库仑滴定。
14.有以下四种电极A.Ag2S电极:B.Pt电极;C.氟电极;D.玻璃电极。
用Ce4+滴定Fe2+中应选用什么电极作指示电极?()15.在极谱分析法中,用来进行定性分析、定量分析的极谱图是()A.电流对浓度;B.电流对电压;C.电流对体积;D.电压对浓度。
16.在经典极谱分析中,一般不搅拌溶液,这是为了()A.消除迁移电流;B.减少电容电流的影响;C.加速达到平衡;D.有利于形成浓差极化。
17.氢氧库仑计当电流密度低于50mA·cm-2时,会产生负误差,因此改用氢氮库仑计,即将电解管中的硫酸钾改为下列哪种物质即可达此目的?()18.PH玻璃电极膜电位的产生是由于()A.氢离子透过半透膜;B.电子的得失;C.氢离子得到电子;D.溶液中氢离子和玻璃膜中水化层中的氢离子的交换作用。
19.库仑滴定是一个精密度和准确度都很高的方法,一般相对误差可小于0.2%。
这是由于该方法可以精确测量()A.电位;B.电阻;C.电压;D.电流。
4.在极谱分析法中,用来进行定性分析、定量分析的极谱图是()A.电流对浓度;B.电流对电压;C.电流对体积;D.电压对浓度。
20.PH玻璃电极膜电位的产生是由于()B.氢离子透过半透膜;B.电子的得失;C.氢离子得到电子;D.溶液中氢离子和玻璃膜水化层中的氢离子的交换作用。
21.直接电位法中,加入TISAB(总离子强度缓冲液)的目的是为了()A.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。
二、填空题1.玻璃膜钠离子电极对钾离子的电位选择性系数为2×10-3,这意味着电极对钠离子的敏感响应为钾离子的()倍。
2.库仑滴定分析不适用于常量、较高含量的试样分析是因为()。
3.库仑滴定中,溶液中有两对(四个)电极,一对供()用,另一对用以()。
4.最早使用的离子选择性电极是()。
它属于离子选择性电极中的()电极。
5.在氧化还原反应中,电极电位的产生是由于(),而膜电位的产生是由于()的结果。
6.在极谱分析中,完全的极化电极是()。
去极化电极是()。
7.干扰离子活度(a j)10倍于待测离子活度(a i)时,干扰离子(j)所提供的电位才等于被测离子(i)所提供的电位,此时K i,j=()。
8.在经典极谱分析中,一般不搅拌溶液,这是为了()。
9.库仑分析法的两个先决条件是:(1)(),(2)()。
10.利用氟离子选择性电极测定饮用水中离子含量时,加入总离子强度缓冲液(TISAB)的作用是()。
11.库仑滴定法和普通容量滴定法的主要区别在于()。
12.氟电极的关键部件是()。
13.在尤考维奇公式中,扩散电流常数是(),毛细管常数是()。
三、判断题1.恒阴极电位中,电解分析完成的时间取决于溶液的起始浓度。
()2.配离子的半波电位比简单金属离子的要负。
且配离子越稳定,即K稳越大或配合剂的浓度越大,则半波电位就越负。
()3.库仑滴定法中,主要测量的参数是电解电流。
()4.脉冲极谱能很好地克服充电电流,从而提高信噪比。
()5.在电解分析法中,通常的情况下,所施加的外加电压都要小于理论分解电压。
()6.仪器具有很高的灵敏度就一定具有很低的检出限。
()7.液接电位产生的原因是由于两种溶液中存在的各种离子具有不同的迁移速率。
()8.在控制电位电解中,为了保持工作电极电位恒定,应保持外加电压不变。
()9.不同的物质具有不同的半波电位,这是极谱定性分析的依据。
()10.极谱分析是一种在特殊条件下进行的电解过程。
()11.H2和O2在不同电极上的超电位与电极电位有关。
()12.电化学分析、光学分析与色谱分析构成了仪器分析的主体。
()13.待测离子的电荷数越大,测定灵敏度也越低,产生的误差越大,故电位法多用于低价离子测定。
()14.库仑分析法可以用于对物质的常量分析。
()15.按电极反应的氧化还原性质,可将极谱波分为还原波、氧化波和综合波。
()四、简答题1.什么是极谱波的半波电位?能否依据半波电位进行极谱定量分析?为什么?2.简述极化电极和去极化电极的区别。
3.库仑滴定分析中,为什么要在滴定溶液中加入大量的辅助电解质?4.什么是离子选择性电极?简述膜电位的形成。
5.残余电流产生的原因是什么?它对极谱分析有什么影响?6.库仑滴定和极谱分析都需加入某一量较大的电解质,请问它们的作用是否相同,为什么?7.在用氟离子选择性电极测量水中的氟离子的浓度时,加入缓冲溶液的作用有哪几方面?五、计算题1.某钙离子选择电极的选择性系数K(Ca2+,Na+)=0.0016,测定溶液中Ca2+离子的浓度,测得浓度值为2.80×10-4mol·L-1。
若溶液中存在0.150 mol·L-1的NaCl,计算:(1)由于NaCl的存在,产生的相对误差是多少?(2)若要使相对误差减少到2%以下,NaCl的浓度不能大于多少?2.在1 mol·L-1的盐酸介质中,四氧化锇产生一极谱波,得到的扩散电流常数I为9.59(单位为:uA·s1/2·mg-2/3·mmol·L),其扩散系数D为9.8×10-6cm2·s-1,求电极反应的电子数。
3.用控制电位库仑法测定溶液中Fe2(SO4)3的含量,使Fe3+定量地在铂电极上还原成Fe2+。
当电解完毕时,库仑计氢氧混合气体的体积为39.3mL(230C,765mmH柱)。
计算Fe2(SO4)3的毫克数。
(标准状况下(00C,760mmHg)氢氧库仑计产生混合气体:0.1742mL/C,M r,Fe2(SO4)3=400,F=96487C·mol-1)4.在干净烧杯中准确加入试液Vx=50.00mL,用钙离子选择性电极和另一参比电极测的电动势Ex=-0.0225V。
然后,向试液中加入钙离子浓度为0.10mol·L-1的标准溶液0.50mL,搅拌均匀后测的电池电动势E X+S=-0.0145V。
计算原试液中钙离子的浓度。
5.用库仑法测定废水中含酚量,将100mL水样变为微酸性并加入过量KBr,通以0.0208A的恒电流以产生Br2,滴定反应为:C6H5OH+3Br2Br3C6H2OH+3HBr滴定580S到达终点,试求水样中的含酚量。
(已知M r,苯酚=94;F=96487C·mol-1)。
6.用PH玻璃电极测定PH=5的溶液,其电极电位为+0.0435V;测定另一未知试液时,电极电位为+0.0145V。
电极的响应斜率为58.0mV/PH,此未知液的PH值是多少?7.用控制电位分析法测定铜合金中的铜。
称1.000g样品,铜电解定量析出后,氢氧库仑计指示产生气体的量为475.7mL(标准状况下),求铜合金中铜的百分含量。
(氢氧库仑计:0.1742mL/C;A r,Cu=63.546;F=96487C/mol)8.在298K时,用标准加入法测定离子浓度时,于100mL铜盐溶液中添加0.1mol·L-1硝酸铜溶液1.00mL后,电动势增加4mV,求铜原来的总浓度。
9.锌在1mol/LNaOH中的扩散电流常数为 3.14。
一个1mol/LNaOH中的锌未知溶液,在Ed,e=1.70V处,测得其极限扩散电流为7.00uA。
在此电位时m和t数值分别为2.83mg/s和3.02s。
求此溶液中锌的浓度。
10.设溶液中PBr=3,PCl=1。
如用溴离子选择性电极测定Br-离子活度,将产生多大误差?已知电极的选择性系数K Br-,Cl-=6×10-3。
11.某金属离子在盐酸介质中能产生一可逆的极谱还原波。
分析测得其极限扩散电流为44.8uA,半波电位为-0.750V,电极电位-0.726V处对应的扩散电流为6.000uA。
试求该金属离子的电极反应电子数。
12.取0.1309g仅含CHCl3与CH2Cl2的混合试样溶于甲醇,控制汞阴极的电位为-1.80V(对SCE)进行电解,两者均还原为CH4,电极反应如下:2CHCl3+6H++6e-+6Hg=2CH4+3Hg2Cl2CH2Cl2+2H++2e-+2Hg= CH4+Hg2Cl2电解完成后消耗的电量为306.7C,求出CHCl3和CH2Cl2的质量分数。
Mr(CHCl3)=119.4, Mr(CH2Cl2)=84.93已知:法拉第常数F=96485C·mol-113.设溶液中PBr=3,PCl=1。