w电化学计算的基本方法
金属锰电解过程阴极电化学反应与电化平衡W
金属锰电解过程阴极电化学反应与电化平衡由于锰是高负电势的金属，自从美国矿业局20世纪20年代提出隔膜电解法生产金属锰以来，全世界一直采用中性MnSO4-(NH4)2SO4-H2O系阴极液进行隔膜电解。
电解中必须调氨和添加抗氧剂。
至于电解过程的原理，有关文章中作国许多介绍，但多偏重于定性的论述。
有关工作人员则对金属锰电解进行了电化平衡计算，借以说明溶液成分和调氨的重要作用。
在负电极化条件下，在不锈钢阴极上将发生两个相互竞争的电化学反应：Mn2++2e-===MnφMn2+/Mn=-1.1795+0.02951lg[Mn2+]2H2++2e-===H2(g)φH+/H2=-0.0591pH基于锰电解生产中均采用MnSO4-(NH4)2SO4-H2O系电解液，技术人员提出了电荷平衡、总氨平衡和Mn2+水解平衡，并进行热力学计算。
1.电荷平衡设溶液中[MnSO]4=A,[(NH4)2SO4]=B,加入NH3后，NH3与Mn2+生成Mn(NH3)2+和Mn(NH3)22+两种配合物，其生成常数分别为4.金属锰电势对氢电势之差φ值φ=-1.1795+0.0295lg[Mn2+]+0.0591pH (5) 基于上述(1),(2),(3),(4),(5)式进行计算，我们可作出图1，图2，图3。
图1为Mn-NH3-SO42--H2O系φ-pH图。
从图1可见：(1)在MnSO4-(NH4)2SO4-H2O系溶液中添加氨可增大溶液的稳定性，即Mn2+的水解pH增大，金属锰的电势变负；(2)添加氨溶液pH增加，氢电极电势φH +/H2比金属锰φMn2+/Mn下降程度要大得多，即电势差值φ增加，有利于Mn的优先电还原析出：(3)氨的增加量是有限度的，对于[MnSO4]=[(NH4)2SO4]=1oml/L的溶液，[NH3]加入等于0.4089mol/L.图2为A=0.5mol/L,B=1mol/L溶液中添加氨对φ，pH,pHA的影响曲线。
卡尔费休水分测定仪计算公式
卡尔费休水分测定仪计算公式卡尔费休（Karl Fischer）水分测定仪是一种常用于测定物质中水分含量的仪器。
它使用卡尔费休水分分析法，该方法通过电化学滴定的方式测量水分含量。
下面将介绍卡尔费休水分测定仪的计算公式。
1.计算样品中的水分含量（%）：水分含量（%）=(V2-V1)*N*F/W其中，V1为滴定前的水表读数（mL），V2为滴定后的水表读数（mL），N为标准溶液中I2的浓度（mol/mL），F为I2与H2O的摩尔比（通常为1:5），W为样品质量（g）。
2. 计算样品中水分的含量（mg/g）：水分含量（mg/g）= (V2 - V1) * N * F3. 计算样品中的水分含量（ppm）：水分含量（ppm）= (V2 - V1) * N * F * 1000 / W其中，ppm表示每百万份。
需要注意的是，上述计算公式中的N、F和W需要根据实际情况进行确定。
通常情况下，N为标准溶液中I2的浓度，可以通过溶媒中I2含量的测定来确定。
F为I2与H2O的摩尔比，一般为1:5、W为样品质量，通常用天平称重后获得。
卡尔费休水分测定仪通过电化学滴定的方式测量样品中的水分含量。
其原理是将样品溶解于溶剂中，然后添加一定量的I2和K2CO3溶液作为滴定液。
I2与水反应生成HI，并且滴定液中I2的浓度可以通过电位滴定的方式确定。
测定时，滴定液通过滴定管滴入溶样中，并且滴定过程中会使用电位滴定法测量I2的浓度变化。
当I2与样品中的水完全反应后，滴定过程结束。
根据滴定前后的水表读数，可以计算出样品中的水分含量。
卡尔费休水分测定仪的计算公式是根据水的滴定过程和化学反应原理得出的。
通过根据滴定前后的水表读数、标准溶液中I2的浓度和样品质量，可以计算出样品中的水分含量。
这种计算方法准确、快速，并且可以适用于各种样品类型。
电化学计算基本方法
电化学计算基本方法依据：电子得失守恒原理，通过“转移电子数相等”为桥梁，寻找关系式进行计算。
如以通过4mol e -为桥可构建如下关系式：+222222Cl Br I O 4H 44OH 2H 2Cu 4Ag M n - 阳极产物： （、）阴极产物：(M 为金属，n 为化合价)电量的计算公式：-19A Q=It=n(e ) 1.6010C N -⨯⨯⨯一、电解产物计算例1：（1）将锌片和银片侵入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应为： ；银片上发生的电极反应为： 。
（2）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47g ，试计算：①产生氢气的体积（标准状况）；②通过导线的电量。
练习：1 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0.01mol 。
则阴极上析出Cu 的质量为 。
2 用惰性电极电解M(NO 3)X 的水溶液，当阴极上增重ag 时，在阳极上同时产生bL (标准状况)氧气，从而可知M 的相对原子质量是 。
3 将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联起来，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为 。
4 在水中加入等物质的量的Ag +、Pb 2+、Na +、SO 4、NO 3、Cl -，该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物的质量之比是 。
5 在25°C 时，将两个铜电极插入一定量的Na 2SO 4饱和溶液中，通直流电电解并不断搅拌，当阴极收集到amol 气体的同时，溶液中析出了bmol 的结晶水合物242Na SO 10H O ,若保持温度不变，则所剩溶液中溶质的质量分数是 。
二、pH 计算例2：如图所示，若电解5min 时，测得铜电极的质量增加2.16g 。
试回答：（1）电源中X 极是 极。
（2）通电5min 时，B 中共收集到224ml （标准状况）气体，溶液体积为200ml （电解前后溶液体积变化忽略不计），则通电前c （CuSO 4）= 。
物理化学笔记公式c超强
热力学第一定律功：δW ＝δW e ＋δW f（1） 膨胀功 δW e ＝p 外dV 膨胀功为正，压缩功为负。
（2） 非膨胀功δW f ＝xdy 非膨胀功为广义力乘以广义位移。
如δW （机械功）＝fdL ，δW （电功）＝EdQ ，δW （表面功）＝rdA 。
热 Q ：体系吸热为正，放热为负。
热力学第一定律： △U ＝Q ＋W ＝Q —W e ＝Q —p 外dV （δW f ＝0） 焓 H ＝U ＋pV 理想气体的内能和焓只是温度的单值函数。
热容 C ＝δQ/dT（1） 等压热容：C p ＝δQ p /dT ＝ （∂H/∂T ）p （2） 等容热容：C v ＝δQ v /dT ＝ （∂U/∂T ）v理想气体ΔU,ΔH 的计算： 对理想气体的简单状态变化过程：定温过程：Δ U =0； Δ H =0变温过程：对理想气体， 状态变化时 dH=dU+d(PV) 若理想气体的摩尔热容没有给出，常温下有：理想气体绝热可逆过程方程式:标准态：气体的标准态：在任一温度T 、标准压力 P 下的纯理想气体状态；液体(或固体)的标准态：在任一温度T 、标准压力下的纯液体或纯固体状态。
标准态不规定温度，每个温度都有一个标准态。
摩尔反应焓：单位反应进度(ξ=1mol)的反应焓变Δr H m 。
标准摩尔生成焓：一定温度下由热力学稳定单质生成化学计量数 νB=1的物质B 的标准摩尔反应焓，称为物质B 在该温度下的标准摩尔生成焓。
用 表示 (没有规定温度，一般298.15 K 时的数据有表可查)标准摩尔燃烧焓:一定温度下， 1mol 物质 B 与氧气进行完全燃烧反应，生成规定的燃烧产物时的标准摩尔反应焓，称为B 在该温度下的标准摩尔燃烧焓。
用 表示.单位：J mol-1为可逆过程中体积功的基本计算公式，只能适用于可逆过程。
计算可逆过程的体积功时，须先求出体系的 p~V 关系式，然后代入积分。
⎰-=21d V V V p W 2112ln ln p pnRT V V nRT W -=-=适用于理想气体定温可逆过程。
电化学体系的相间电位和热力学
（2）克服试验电荷与物相P（1mol带电粒子）之 间短程力所作的化学功叫化学位μ ：Ｗ化=μ
7
将一个单位正电荷从无穷远处移入P相内所做 的电功是外电位ψ与表面电位χ之和，称为内电 位，用φ表示，则
φ＝ψ+χ （3-1）
1mol带电粒子进入Ｐ相中所作的电功等于所带 的电量zF与内电位φ的乘积，即zFφ。所做的化 学功等于该粒子在Ｐ相中的化学位μi 。则1mol 粒子移入P相时所涉及的全部能量变化为电功 和化学位之和，称为电化学位，以 表示，则
相间平衡条件为 Z S2n 2eMZ Mn0 （3-3）
锌原子是电中性， 故
M Zn
M Zn
已知
2F S
S
S
Z2n
Z2n
eM eMFM
代入(3-3)式，推导得
M S
S Z2n
M
M
Zn e
2F F
电极反应平衡条件的通式
（3-4）
MS ii e nF F
（3-5）
Z Z n 4 n a Z 2 S n 1 C O 4 u a C 2 u S 1 C O u
凡是能将化学能直接转变成电能的电化学装置 叫做原电池
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2、构成条件
丹尼尔电池如图3-5 有两种活泼性不同的金属
作电极（或金属与能导电 的非金属或化合物） 有电解质溶液 构成闭合的回路 能自发发生氧化还原反应
必须依附在惰性金属(如铂)做成的极板上。此时应注明惰 性金属种类。 必要时可注明电池反应进行的温度和电极的正、负性。
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4、电极反应
阳极（-） Zn-2e→Zn2+
阴极（+） Cu2+ +2e→Cu
电化学(电解)去毛刺的基本原理
电化学去毛刺的基本原理电化学去毛刺的基本原理是利用金属在电解工作液中产生阳极溶解的电化学反应现象。
如下图所示：以工件为阳极，工具电极为阴极，当强迫使电解液通过工件上的毛刺和特殊设计的工具电极之间十分狭小的间隙同时，短时间加以电解电压，这时在工件的毛刺或棱边部分电流最集中，电流密度也最大，因而使毛刺很快被溶除，棱角也被倒圆。
在电化学去毛刺的过程中，工件和工具电极二者是相对固定不动的，即属于固定式工具阴极的电化学加工方法。
适合去除高硬度、高韧性金属零件的毛刺，可以在工件的特定部位进行限定加工,对于手工难以处理、可达性差的复杂内腔部位，尤其是交叉孔相贯线的毛刺。
脉冲电化学去毛刺是一种符合“绿色制造”要求的先进去毛刺工艺。
该工艺采用脉冲电源代替直流电源，并在非线性电解液中进行加工；加工时，工件接脉冲电源的正极，与毛刺部位相对应的工具电极接脉冲电源的负极，工件阳极与工具阴极之间保持较小的加工间隙，且工具阴极无进给。
该工艺具有以下特点：①由于加工所用电解液为中性无机盐水溶液，因此不会污染环境；②由于脉冲电流的间隙作用和压力波的搅拌作用改善了加工间隙内的电场和流场条件，降低了对电解液流动特性的要求，因此有利于获得稳定、理想的加工过程；③由于在加工过程中无切削力，不会形成附加应力和表面变质层，因此可改善加工表面微观几何形貌以及零件的物理、化学和机械性能。
脉冲电化学去毛刺加工的基本原理。
工件接脉冲电源的正极，工具电极接脉冲电源的负极，工具阴极与工件毛刺部位对应放置。
加工时，首先在加工间隙内加入电解液，然后接通脉冲电源，此时工件阳极表面将发生氧化反应，工具阴极则将发生还原反应。
工件阳极的基本电化学反应式为M-ne→Mn+Mn++n(OH)→Fe(OH)n↓工具(阴极)的基本电化学反应式为2H++2e→H2↓加工时，在工件阳极附近形成一层很薄的氧化膜，可在工件阳极与电解液之间起到隔离作用。
该氧化膜具有较高的电阻和较小的电导率，可阻止工件阳极表面进一步溶解，对工件阳极具有一定保护作用。
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。
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A. 4.48L
B. 5.6L
C. 6.72L
D. 7.84L
二、混合溶液的电解
练习四： 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
练习二：
在100mL H2SO4和CuSO4的混合液中用 石墨做电极电解，两极均收集到
2.24L气体（标况），则原混合液中
Cu2+的物质的量浓度为
A. 1moL/L
B. 2moL/L
C. 3moL/L
D. 4moL/L
二、混合溶液的电解
练习三：
将0.2moL AgNO3 、0.4moLCu(NO3)2
四、串联电路的电解：
练习：把两个电解槽串联起来如下图所 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
三、非惰性电极做阳极的电解
练习四： 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： A. 阳极93.6g 阴极121.6g B. 阳极100g 阴极128g C. 阳极91.0g 阴极119.0g D. 阳极86.0g 阴极114.0g
电解原理及应用 电化学计算的基本方法
—关于电解计算的基本方法
东营市第一中学 杨同刚
一、单一溶液的电解
练习一：
用两个惰性电极插入500mL AgNO3 溶液中，通电电解。当电解液的 从6.0变为3.0时（设电解时阴极没 有氢气逸出，且电解液体积变化可 以忽略），电极上析出的质量是多 少？
二、混合溶液的电解