电化学计算
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。
电化学动力学参数计算方法
电化学动力学参数计算方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：电化学动力学参数计算方法是研究电化学反应动力学特性的重要工具。
电化学动力学参数计算方法可以帮助研究人员深入了解电化学反应的速率、机理和动力学特性，从而为电化学反应的机理研究和应用提供重要参考。
本文将介绍电化学动力学参数的计算方法，并分析其在研究中的应用。
一、电化学动力学参数的基本概念1. 极化曲线法极化曲线法是一种常用的计算电化学动力学参数的方法，通过测量电极的电流-电势曲线，可以得到电极的极化特性。
通过分析极化曲线的斜率和曲率等参数，可以计算出转移系数、传递系数等重要参数。
极化曲线法可以帮助研究人员了解电极的活性表面积、电子传输速率等重要信息，对于研究电化学反应速率和机理具有重要意义。
2. 循环伏安法3. 交流阻抗法三、电化学动力学参数计算方法在研究中的应用第二篇示例：电化学动力学参数计算方法是一种用来描述电化学反应速率和能量转化的工具。
在化学工程、电化学、材料科学等领域中，电化学动力学参数的计算对于理解和优化电化学反应机理和性能具有重要意义。
本文将介绍电化学动力学参数的相关概念和计算方法，并探讨其在实际应用中的意义和挑战。
一、电化学动力学参数的基本概念1. 电化学反应速率电化学反应速率是描述电化学反应进行速度的参数，通常用电流密度来表示。
在电极表面上，电子转移和离子传递是影响电化学反应速率的关键步骤。
根据电化学反应的种类和机制，电化学反应速率可以分为催化反应速率、扩散控制速率等不同类型。
2. 极化曲线极化曲线是描述电池、电解槽等电化学系统在外加电压作用下电流密度与电压之间的关系。
极化曲线上的极值点对应于电化学反应速率最大的状态，称为极化曲线的极值点。
3. 极化电阻极化电阻是影响极化曲线形状的重要因素，它包括电极电阻、电解液电导率、化学反应速率等多种因素。
通过测量极化电阻的大小，可以分析电化学系统中不同步骤的贡献。
1. Tafel斜率Tafel斜率是描述电化学反应速率对电极电势变化的敏感度的参数。
电化学反应焓变计算公式
电化学反应焓变计算公式1. 引言1.1 电化学反应焓变的概念电化学反应焓变是指在化学反应中释放或吸收的热量。
焓变计算是研究这些热量变化的重要手段，可以帮助我们了解化学反应的热力学性质。
在电化学反应中，电子转移是引发反应的主要原因，因此焓变计算也与电子传递过程密切相关。
在电化学反应中，如果反应过程放出热量，则焓变为负值；反之，吸收热量则焓变为正值。
焓变的计算公式可以通过热力学原理和电化学理论推导得出，具体计算方法包括根据反应物和产物的化学式及反应热值进行计算。
焓变计算的准确性对于理解化学反应的机理、对活化能和反应速率的研究具有重要意义。
通过电化学反应焓变的计算，可以预测化学反应的热力学性质，为工业生产和环境改善提供理论依据。
电化学反应焓变的概念及其计算公式在化学领域具有重要意义，也为相关研究及应用提供了理论基础。
1.2 焓变计算的重要性焓变计算在电化学领域中具有非常重要的意义。
电化学反应焓变是指化学反应在恒定压力下的焓变，它描述了化学反应伴随的热效应。
焓变的计算可以帮助我们了解电化学反应的热力学特性，包括反应是否放热或吸热、反应的熵变等重要信息。
焓变计算可以帮助我们预测电化学反应的方向。
根据焓变的正负可以判断反应是放热还是吸热，从而确定反应是向前进行还是向后进行。
这对于优化电化学反应条件和设计新的电化学反应过程具有重要意义。
焓变计算可以帮助我们评估电化学反应的能量效率。
通过计算焓变，我们可以确定反应的能量转化效率，从而指导实际操作中如何更好地利用电化学反应释放或吸收的能量。
焓变计算也对电化学反应机理的研究具有重要意义。
通过研究焓变的变化规律，可以揭示电化学反应的机理，为进一步优化反应条件和提高反应效率提供理论基础。
焓变计算在电化学领域中发挥着至关重要的作用，它不仅可以帮助我们深入理解电化学反应的热力学特性，还可以指导实际操作和反应机制的研究。
未来，随着电化学领域的不断发展和深入研究，焓变计算将继续发挥重要作用，并为电化学反应的研究和应用提供更加可靠的理论支持。
电化学参数计算
1.1 电极有效表面积 （Aeff）
电极在铁氰化钾与氯化钾的混合溶液中扫循 环伏安曲线
如何判断玻碳电 极磨好？
氧化峰：从负到正 还原峰：从正到负
峰峰电位差：峰值的 横坐标之间的差值
用来评价电极是否可 用（75-80 mV之间）
1.1 电极有效表面积 （Aeff）
（2）
其中，Icat和Id分别是加入被测物质的催化电流和极限电流达到稳态的基态 电流， λ=KcatCt 是误差函数，Kcat是催化速率常数，t是实验时间。
当λ>1.5时，erf(λ0.5)基本不变，（2）可简写为：
Icat 0.5 0.5 0.5 0.5 KcatCt Id
I p 2.69 10 An D
5 3/ 2
1/ 2 1/ 2 0
v C0
n 1, v 0.05V / s, 其中： D0 0.673 105 cm 2 s 1 ( K3 Fe(CN） 6在0.1M KCl中的扩散系数） C0 5mM 5 106 mol cm 3 Aeff 0.063cm 2
I p 4.909 105 A
实例
Cui, H.F., Ye, J.S., Zhang,W.D., Li, C.M., Luong, J.H.T., Sheu, F.S., 2007. Anal. Chim. Acta. 594 (2), 175–183.
1.2 电极表面覆盖度 （Γ*）(Cui et al.,2007) Γ*的定义：具有电活性的物质在单位面 积上的浓度
由I VS.t-0.5曲线的斜率，即可算得D。
1.3.2.2 催化速率常数（Kcat）
计时电流法（chronoamperometry)也可以用来计 算催化速率常数（Kcat）,如下：
电化学计算的基本方法
（1）直流电源中，M为______极．（2）Pt电极上生 成的物质是______，其质量为______g．（3）电源输出 的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的 物质的量之比为：2：______：______：______．（4） AgNO3溶液的浓度（填增大、减小或不变．下同）______ ，AgNO3溶液的pH______，H2SO4溶液的浓度______， H2SO4溶液的pH______．（5）若H2SO4溶液的质量分数由 5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液的质量为 ______g．
二、混合溶液的电解
在1L K2SO4和CuSO4的混合液中,c( SO42-)= 2moL/L,用石墨做电极电解，两极均收集到 22.4L气体（标况），则原混合液中K+的物质的 量浓度为？
三、非惰性电极做阳极的电解
用质量均为100g的铜做电极，电解AgNO3 溶液， 一段时间后，两电极质量相差28g,此时两电极质量 分别为：
四、串联电路的电解：
把两个电解槽串联起来如图示，电解一段时间后，铜 阴极的质量增加了0.192g,金属X阴极质量增加了0.195g,已 知X的相对原子质量为65，求X离子所带电荷数？
X
X Cu
Cu
X的硫酸盐
CuSO4
例4 . 图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石 墨电极．通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL（标准 状态）气体．回答：
电解硫酸钠溶液实际上是电解水，阴极氢离子得电子，生成 氢气amol，就有amol水被电解。析出mg硫酸钠晶体，那么 晶体与amol水混合得到的是该温度下硫酸钠的饱和溶液。最 终的还是饱和溶液，质量分数(142m/322)/(m+18a)*100%。
化学电化学滴定计算
化学电化学滴定计算化学电化学滴定是一种常用的分析化学方法，用于测定溶液中含量有机物或无机物的浓度。
在电化学滴定中，滴定过程中的电位变化与反应物的浓度成正比，从而可以通过电位变化来计算溶液中物质的浓度。
本文将介绍电化学滴定计算的基本原理和常见的计算方法。
一、电化学滴定原理电化学滴定法是利用电化学方法测定物质浓度的一种分析方法，它利用氧化还原反应和电位变化的关系来确定物质的浓度。
在滴定过程中，滴定电极浸入待测溶液中，滴定计滴定剂溶液，当滴定剂与待测溶液中的物质发生氧化还原反应时，会产生电位变化，通过记录电位变化来计算物质的浓度。
二、电位-体积曲线在进行电化学滴定之前，需要先制作滴定曲线来标定电位与体积的关系。
制作滴定曲线时，需要在电位计记录电位的同时记录滴定计的滴定体积，从而得到电位-体积曲线。
电位-体积曲线呈现出斜率递增或递减的特点，根据具体滴定反应的特点确定曲线的特征。
三、电化学滴定计算方法1. 直接测定法：根据滴定结束时电位的读数，以及电位-体积曲线，可以直接使用曲线上的读数确定待测溶液中物质的浓度。
2. 差示测定法：将待测溶液和空白溶液进行电化学滴定，在滴定过程中分别记录两者的电位变化。
根据差值计算出待测溶液中物质的浓度。
3. 标准曲线法：制作一组含有确定浓度的标准溶液，对这些溶液进行电化学滴定并记录电位变化。
根据标准溶液的滴定曲线和待测溶液的滴定曲线，可以将待测溶液中物质的浓度转化为标准溶液中的体积值，从而计算出物质的浓度。
四、注意事项1. 使用合适的参比电极和工作电极，保证电位测量的准确性。
2. 确保溶液中没有其他可能干扰滴定的物质存在。
3. 严格控制滴定的速度和滴定剂的用量，以确保滴定过程中的准确性。
4. 进行多次滴定，取平均值以提高测量结果的精确性。
总结：电化学滴定是一种常用的分析化学方法，通过电位变化来计算溶液中物质的浓度。
根据滴定过程中电位与体积的关系制作电位-体积曲线，并根据不同的滴定方法进行计算。
电化学计算题举例
κ (难溶盐) = κ (溶液) − κ (H2O)
运用摩尔电导率的公式就可以求得难溶盐饱和溶 液的浓度 c 。 κ (难溶盐) = κ (溶液) − κ (H 2 O) ∞ ∞ Lm Λm (难溶盐) =
c
c
例2 根据电导的测定得出25℃时氯化银饱和水溶液的电导率为 3.14 ×10―4S·m―1 。已知同温度下配制此溶液所用的水的电导 率为1.60 ×10―4S·m―1 。试计算25℃时氯化银的溶解度。 解： 氯化银在水中的溶解度极微，其饱和水溶液的电导率
原电池热力学----热力学与电化学的桥梁 原电池热力学 热力学与电化学的桥梁
桥梁公式: 桥梁公式:
(∆ r G )T , P , R = Wf,max = −nEF nEF (∆ r Gm )T , P , R = − = − zEF
ξ
例： 25℃时，反应Cd+2AgCl→CdCl2+2Ag. 试设计成电池，写出电池的表达式 和电极反应，并计算电池反应的∆G、∆S、∆H. 已知该电池25℃时的电 动势为0.6753V，温度每升高1K，电动势降低6.5×10-4V/K. 解：设计电池： （-）Cd（s）|CdCl2（aq）|AgCl（s），Ag（s）（+） 反应：正极 2AgCl+2e→2Ag+2Cl负极 Cd-2e→Cd2+ 电池 2AgCl→2Ag+CdCl2 由电极反应知Z=2，故： ∆G=-ZFE=-2×96500×0.06573=-130.34KJ ∆S=（ dE/dT）p × ZF=2×96500×（-6.5×10-4）=-0.1255J/K ∆H =∆G +T∆S=-130.34+298×（-0.1255）=-167.80KJ
电化学相关计算
电化学的基本计算思考并填空。
1．计算的原则(1)阳极_______的电子数＝阴极________的电子数。
(2)串联电路中通过各电解池的电子总数__________。
(3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数__________。
2．计算的方法(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。
(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。
(3)根据关系式计算：根据_________________守恒的关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。
如电解计算时常用的定量关系为4e－～4Ag～2Cu～2Cl2～2H2～O2～4H＋～4OH－。
3．计算步骤首先要正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料)；其次注意溶液中有多种离子共存时，要根据离子放电顺序确定离子放电的先后；最后根据得失电子守恒进行相关计算。
例1、将含有0.4 mol CuSO4和0.2 mol NaCl的水溶液1 L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上得到0.3 mol Cu，另一个电极上析出气体在标准状况下的体积为() A．4.48 L B．5.6 LC．6.72 L D．13.44 L(1)若不考虑电解质溶液体积的变化，此时溶液中c(H＋)为多少？(2)若电极上得到0.1 mol Cu时不再电解，加入何物质能使电解质溶液复原？其物质的量是多少？练习1．把两个惰性电极插入500 mL的AgNO3溶液中，通直流电电解。
当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是()A．27 mg B．54 mg C．108 mg D．216 mg练习2．用惰性电极电解下列溶液，在阴、阳两极生成气体的体积比为1∶1的是() A．NaCl溶液B．CuCl2溶液C．CuSO4溶液D．KOH溶液练习3．用惰性电极电解CuSO4溶液。
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电化学计算
电化学计算
1、电解质溶液的p Ｈ变化：电解时，由于ＯＨ或Ｈ不断放电，或使得原电解质溶液
的浓度的改变；或使得c （Ｈ）或c （ＯＨ）浓度发生改变，溶液的p Ｈ也会发生变化。
若电解时，只生成Ｈ２，而不生成Ｏ２，溶液的p Ｈ；
若只生成Ｏ２，而不生成Ｈ２，溶液的p Ｈ；
若既生成Ｈ２又生成Ｏ２，实际上就是电解；此时，
若原溶液为弱酸性，其p Ｈ，若为碱性，其p Ｈ，若为中性，其p Ｈ不变；若既不生成Ｈ２，也不生成Ｏ２，溶液的p Ｈ。
2、现有500 mL食盐水，其中含有少量的NaOH ，该溶液的pH 值等于10，用石墨电
极电解，当阴极产生的气体体积为5.60升（标况）时停止电解，此时溶液的pH 值约为（忽略溶液的体积变化）A 、13 B、12.3 C、12 D、14
3、用铂电极电解CuSO 4溶液，在阳极收集到0.32gO 2，加水稀释到400mL 是溶液
的pH 为
4、以惰性电极电解CuSO 4溶液。
若阳极上产生气体的物质的量为0.0100 mol，则阴极上析出
Cu 的质量为A ．0．64 g ... B ．1．28 g C ．2．56 g D ．5．12 g
5、将分别盛有熔融的KCl ，MgCl 2，Al 2O 3三个电解槽串联，在一定条件下通电
一段时间后，析出K ，Mg ，Al 的物质的量之比为
A ．1：2：3
B ．3：2：1
C ．6：3：1
D ．6：3：2
6、用质量均为100 g的Cu 作电极，电解AgNO 3溶液。
稍电解一段时间后，两电极
的质量相差
28 g，此时两电极的质量分别为
A 、阳极100 g，阴极128 g B、阳极93.6 g，阴极121.6 g
C 、阳极91.0 g，阴极119.0 g D、阳极86.0 g，阴极114.0 g
7、将0.1 L含有0.02mol CuSO4和0.01molNaCl 的水溶液用惰性电极电解。
电解一
段时间后，
一个电极上得到0.01 mol Cu，另一电极析出的气体
A ．只有Cl 2 D ．只有H 2
B ．只有O 2
C ．既有Cl 2又有O 2 ＋－－＋
8、用两支惰性电极插入500mLAgNO 3溶液中，通电电解。
当电解液的pH 从6.0变为3.0时（设
电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略），电极上析出银
的质量大约是 A ．27mg B ．54mg C ．108mg D ．216mg
9、电解 100 mL 含c(H)=0.30 mol·L 1 的下列溶液，当电路中通过0.04 mol 电子时，理论上＋－
析出金属质量最大的是
A ．0.10mol·L 1 Ag
B ．0.20 mol·L 1 Zn2－＋－＋
C ．0.20 mol·L 1 Cu2
D ．0.20 mol·L 1 Pb2 －＋－＋
10、以铁为阳极、以铜为阴极，对足量的NaOH 溶液进行电解，一段时间后得到
2molFe(OH)3沉
淀，此间共消耗水的物质的量为 A．2mol B．3mol C．4mol D．5mol
11、Zn —MnO 2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl 2—NH 4Cl 混合溶液。
（1）该电池的负极材料是。
电池工作时，电子流向（填“正极”或“负极”）。
（2）若ZnCl 2—NH 4Cl 混合溶液中含有杂质Cu 2，会加速某电极的腐蚀，其主要
原因是＋
Cu 2+，最好选用下列试剂中的（填代号）。
a ．NaOH
b ．Zn
c ．Fe
d ．NH 3·H 2O
（3）MnO 2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO 4溶液。
阴极的电极
反应式
是。
若电解电路中通过2mol 电子，MnO 2的理论产量为。
12、某混合溶液中只含有两种溶质NaCl 和H 2SO 4，且n (NaCl)︰n (H2SO 4)=3︰1。
若以石墨电极
电解该溶液，下列推断中不正确的是
A ．阴极产物为H 2
B ．阳极先析出Cl 2，后析出O 2
C ．电解液的pH 不断增大，最终大于7
D ．整个电解的过程实质是电解水
13、将含有0.4 mol CuSO4和0.2 mol KCl的水溶液1 L，用惰性电极电解一段时间后，在一个
电极上析出19.2 g Cu，此时在另一电极上放出的气体在标准状况下的体积为（忽略气体在水中的溶解）
A ．3.36 L
B ．4.48 L
C ．5.60 L
D ．6.72 L
14、电解500mL 饱和氯化钠溶液时，若电路中转移了0.4mol 的电子时，阳极生成气体________g，
阳极和阴极生成气体物质的量之比为_____________。
假定反应前后体积不变，电解后的溶液中氢氧根离子的浓度为___________mol/L。
15、用Pt 电极电解500mL 含KNO 3和Cu(NO3) 2混合溶液一段时间，在两极均生成标准状况下的
气体11.2L ，则电路中通过的电子的物质的量为________mol，混合液中Cu 的物质的量浓度为_______________mol/L。
16、下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH 溶液、足量的CuSO 4
溶液和100g10.00%的K 2SO 4溶液，电极均为石墨电极。
（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K 2SO 4
浓度为10.47%，乙中c 电极质量增加。
据此回答问
题：① 电源的N 端为极；
② 电极b 上发生的电极反应
为；
③ 列式计算电极b 上生成的气体在标准状况下
的体积：；
④ 电极c 的质量变化是 g ；
⑤ 电解前后个溶液的酸、碱性大小是否发生
变化，简述其原因：
甲溶液；
乙溶液；
丙溶液；
17、蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。
有一种蓄电池在充电和放电时发生的
反应是：
2＋（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？
NiO 2 + Fe + 2H2O Fe(OH)2 + Ni(OH)2。
（1）若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是（填序号）。
A．NiO 2 B．Fe C．Fe(OH)2 D．Ni(OH)2
（2）用此蓄电池分别电解以下两种溶液，假如电路中转移了0.02 mole-，且电解池
的电极均为惰性电极，试回答下列问题。
①电解M(NO3)x 溶液时某一电极增加了ag M，则金属M 的相对原子质量为用含“a 、x ”的表达式表示）。
②电解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100mL ，阳极产生的气体
在标准状况下的体积是；将电解后的溶液加水稀释至1L ，此时溶液的PH= 。