第七章 电化学
第七章 电化学
一、填空题
1、 Pt|Cu 2+
,Cu +
电极上的反应为Cu 2+
+ e -→Cu +
，当有1F 的电量通过电池时，发生反应的Cu 2+
的物质的量
为＿＿＿＿。
2、 同一电导池测得浓度为0.01mol ·dm -3
的A 溶液和浓度为0.1 mol ·dm -3
的B 溶液的电阻分别为1000Ω
和500Ω，则它们的摩尔电导率之比Λm （A ）/Λm （B ）等于＿＿＿。 3、 已知Λ
m
∞（Na +）=50.11×10-4S ·m 2·mol -1，Λ
m
∞（OH -）=198.0×10-4S ·m 2·mol -1
,在无限稀释的NaOH
溶液中t ∞
(Na +
)等于＿＿＿＿，t ∞
(OH -
)等于＿＿＿＿。 4、 25℃时，在0.002mol ·kg -1
CaCl 2水溶液中离子平均活度系数为γ
±1
，在0.002mol ·kg -1
CuSO 4水溶液中离子平均活度系数为γ
±2
，则γ
±1
γ
±2
。
5、 电池的可逆电动势为E r ，若该电池以一定的电流放电，两电极的电势差为E ，则E ＿E r 。
6、 铅电极Pb （汞齐）（a=0.1）|Pb 2+
（a=1）和Pb|Pb 2+
（a=1）的电极电势分别为φ1和φ2，则φ1＿＿φ2。 7、 25℃时，电池Pb(汞齐)(a 1)|Pb(NO 3)(aq)| Pb(汞齐) (a 2)的电动势E>0，则a 1 a 2 ，电池反应
为 。
8、 电池Pt|X 2(g,100kPa)|X -(a 1)||X - (a 2,)| X 2 (g,100kPa)| Pt 的电动势E>0，则a 1 a 2,，电池反应
为 。
9、 对电池反应AgCl(s)+I -(aq)→ AgI(s)+ Cl -(aq)，所设计的原电池为
。
10、电池Pt| H 2 (g,110kPa)| HCl(b)| Cl 2 (g,110kPa)|Pt ，电池反应可写作
。
11、电解硫酸铜水溶液时，溶液的pH 值将 。
12、电池不可逆放电时，电流密度增大，阳极的电极电势变得更 ，阴极的电极电势变得更 ，两极
的电势差 ；电池不可逆充电时，电流密度增加，阳极的电极电势变 得更 ，阴极的电极电势变得更 ，两极电势差 。
二、单选题
1、已知Cu 的原子量为63.54，用0.5F 电量可以从CuSO 4溶液中沉淀出多少克Cu （ ）
A.64克
B.127克
C.32克
D.16克 2、科尔劳乌施定律)1(c m m β-Λ=Λ∞
适用于（ ）
A.弱电解质
B.强电解质
C.无限稀释溶液
D.强电解质稀溶液 3、在质量摩尔浓度为b 的MgSO 4中，MgSO 4的活度a 为（ ）
A.22)/(±γθb b
B.22)/(2±γθb b
C.33)/(4±γθb b
D.4
4)/(8±γθb b
4、K 3[Fe(CN)6]水溶液，其质量摩尔浓度为b ，离子平均活度系数为±γ，则此溶液的离子平均活度a ±等于
（ ）
A.b ±γ427.
B.33.427.b ±γ
C.33b ±γ
D. 22b ±γ
5、298K 时，KNO 3水溶液的浓度由1mol ·dm -3增大到2 mol ·dm -3
,其摩尔电导率Λm 将( )
A.增大
B.减小
C.不变
D.不确定 6、德拜—休克尔极限公式适用于 ( )
A.弱电解质稀溶液
B.强电解质稀溶液
C.弱电解质浓溶液
D.强电解质浓溶液 7、298K 时，下列两电极反应的标准电极电势为: Fe 3+
+ 3e -→ Fe E θ
(Fe 3+
/Fe)=-0.036V
Fe 2+
+ 2e -→ Fe E θ
(Fe 2+
/Fe)=-0.439V 则反应Fe 3+
+ e -→ Fe 2+
的E θ
(Pt/Fe 3+
, Fe 2+
)等于 ( )
A.0.184V
B.0.352V
C.-0.184V
D.0.770V 8、某电池的电池反应可写成: （1）H 2 (g)+
2
1
O 2 (g)→ H 2O(l) （2）2H 2 (g)+ O 2 (g)→ 2H 2O(l)
相应的电动势和化学反应平衡常数分别用E 1，E 2和K 1，K 2表示，则 ( ) A.E 1=E 2 K 1=K 2 B.E 1≠E 2 K 1=K 2 C.E 1=E 2 K 1≠K 2 D.E 1≠E 2 K 1≠K 2
9、通过电动势的测定，可以求难溶盐的活度积。欲测AgCl(s)的活度积K SP ，应设计的电池是（ ）
A.Ag|AgCl(s)|HCl(aq)|Cl 2 (g,p θ
)|Pt B.Pt| Cl 2 (g,p θ
)| HCl(aq)||AgNO 3 (aq)|Ag C.Ag |AgNO 3 (aq)| HCl(aq)|AgCl(s)|Ag D.Ag|AgCl(s)| HCl(aq)||AgNO 3 (aq)|Ag
10、下列能直接用于测定水的离子积K wW 的电池是 ( )
A.H 2 (g,p θ)|H 2SO 4(aq)| O 2 (g,p θ
)| Pt B.Pt| H 2 (g,p θ)|NaOH(aq)| O 2 (g,p θ
)| Pt
C.Pt| H 2 (g,p θ
)|H +
(aq)||(OH -
) (aq)| O 2 (g,p θ
)| Pt
D.Pt| H2 (g,110kPa)| (OH-) (aq)|| H+(aq)| H2 (g,100kPa) | Pt
11、下列电池中，电动势E与Cl-的浓度无关的是（）
A.Ag|AgCl(s)|KCl(aq)| Cl2 (g,100kPa)| Pt
B.Ag|Ag+(aq)|| Cl- (aq)| Cl2 (g,100kPa)| Pt
C.Ag|Ag+(aq)|| Cl- (aq)| AgCl(s) |Ag
D.Ag|AgCl(s) |KCl(aq)|Hg2Cl2 (s)|Hg
12、电池在恒温恒压及可逆条件下放电，则系统与环境间的热交换Q r值是（）
A.Δr H m
B.TΔr S m
C.Δr H m - TΔr S m
D.0
13、在电池Pt| H2 (g,p )| HCl （1mol·kg-1）||CuSO4（0.01 mol·kg-1）|Cu的阴极中加入下面四种溶
液，使电池电动势增大的是（）
A.0.1 mol·kg-1CuSO4
B.0.1 mol·kg-1Na2SO4
C.0.1 mol·kg-1Na2S
D.0.1 mol·kg-1氨水
14、K4Fe(CN)6溶液的离子强度I与质量摩尔浓度m的关系为 ( )
A.I=5m
B.I=10m
C.I=12m
D.I=15m
15、以KCl溶液滴定AgNO3溶液，溶液电导对KCl溶液体积作图所得滴定曲线为( )
16、298K时，电池Zn|ZnCl2(m=0.5mol·kg-1)|AgCl(s)-Ag的电动势E=1.015V，其温度系数为-4.92×10-3V·K-1，
若电池以可逆方式输出2法拉第的电量，则电池反应的Δr H m(单位：kJ·mol-1)应为 ( )
A.–196
B.–95
C.224
D.–224
17、有一电池，已知298K时电动势的温度系数小于零，则该电池反应的Δr H m ( )
A.>0
B.<0
C.=0
D.难于判断
18、已知φ? (Mg2+/Mg)= -2.5V，MgC2O4的K sp=9.0×10-5，则298K时半电池反应
Mg + C2O42-→ MgC2O4 + 2e-
的φ? (MgC2O4/Mg)为 ( )
A.-2.65V
B.-2.35V
C.2.35V
D.2.65V
19、298K时，有一电池反应Sn + Pb2+(a1) →Pb + Sn2+(a2)，已知φ?(Pb2+/Pb)=-0.126V，φ?
(Sn2+/Sn)=-0.140V。将固体锡投入铅离子溶液中，则Sn2+与Pb2+的活度比约为( )
A.1.725
B.1.605
C.2.974
D.1.267
20、实验室中测电池的电动势，下列装置不能采用的是 ( )
A.电势计
B.标准电池
C.伏特计
D.直流检流计
21、在298K时，为了测定待测液的pH值而组成电池：
Pt，H2(p?)|pH(x)溶液|甘汞电极
已知φ? (甘汞)=0.3356V，测得电池的电动势E=0.7940V。则溶液的pH为( )
A.7.00
B.8.00
C.7.75
D.7.45
22、请指出下列图中的四条极化曲线，哪一条表示了原电池的阳极。( )
23、造成活化极化的主要因素是 ( )
A.电极反应的迟缓性
B.电极表面形成氧化膜
C.离子扩散缓慢
D.电流密度过大，电极反应太快
24、由于极化而使电极电势降低的电极是 ( )
A.原电池的负极
B.原电池的阳极
C.电解池的阳极
D.电解池的负极
25、在海上航行的轮船，常将锌块镶嵌于船底四周，这样船身可减轻腐蚀，此种方法称为
( )
A.阴极保护牺牲阳极法
B.阳极保护法
C.金属保护层法
D.电化学保护法
26、把一钢制设备放入电解质溶液中，并与直流电源的正极相连，引入惰性电极，使其与直
流电源的负极相连，其结果( )
A.减轻金属的腐蚀
B.加速金属的腐蚀
C.金属不发生腐蚀
D.是否腐蚀取决于正负两极的电势差
27、298K时，溶液中有Ag+(a=1)，Ni2+(a=1)和H+(a=0.001)离子，已知氢在Ag、Ni上的超电势分别为0.20V
和0.24V，φ? (Ag/Ag+)=0.799 V，φ? (Ni/Ni2+)=-0.250V，电解时外加电压从零开始逐步增加，则在阴极上析出物质的顺序是( )
A.Ag、Ni、H2
B.Ni、Ag、H2
C.Ag、H2、Ni
D.Ni、H2、Ag
28、某电极的化学反应为Fe2+ + e-→ Fe3+，如果该电极通过了1法拉第的电量，则发生上述化学变化的Fe2+
的量是( )
A.1 mol
B.0.33 mol
C.0.5 mol
D.需视另一电极上发生反应种类而定
29、用铜电极电解CuCl2的水溶液，在阳极发生的反应是（）
A.析出氯气
B.析出氧气
C.铜电极溶解
D.析出金属铜
30、电解时，当一定的电流通过一含有金属离子的电解质溶液时，在阴极上析出的金属的量正比于( )
A.阴极表面积
B.通过的电量
C.电解质溶液的浓度
D.溶液温度
三、多选题
1、同浓度m的1-3价型和1-4价型电解质的离子强度分别为 ( )
A.2m
B.6m
C.8m
D.10m
E.12m
2、下列化合物中，哪种物质的无限稀释摩尔电导可以用Λm对c作图外推至c=0的方法
得到 ( )
A.K2SO4
B. NH4OH
C.HAc
D.KOH
E.丁酸
3、依靠离子定向运动而导电的物体是第二类导体，对于它特点的描述中正确的是( )
A.通电后，第二类导体电离产生导电的离子
B.浓度的改变不影响电阻的大小
C.电阻随温度的升高而减小
D.导电的原因是因离子的定向运动
E.电流通过时电极上有化学反应发生
4、指出下列浓差电池中实际的正、负极 ( )
（1） Pt，H2(p1)∣HCl(aq)∣H2(p2)，Pt p2>p1
（2） Pt，Cl2(p1)∣HCl(aq)∣Cl2(p2)，Pt p2>p1
A.(1)左为正极，右为负极
B.(1)左为负极，右为正极
C.(2)左为负极，右为正极
D.左为负极，右为正极
E.(1)(2)左均为负极，右均为正极
5、对于电池：
Na(s)|NaI(在C2H5OH中)|Na(汞齐)(0.206%)
下列说法哪个不正确 ( )
A.它是单液化学电池
B.它是单液浓差电池
C.它是在同一溶液中插入种类相同而浓度不同的两个电极所组成的电池
D.电池电动势为正值
E.电池电动势为负值
6、下列电池中，属于不可逆电池的是 ( )
A.Pt，H2(p1)∣HI(m)∣H2(p2)，Pt
B.Pt，H2(p? )∣HI(m1)‖HI(m2)∣H2(p?)，Pt
C.Pt，H2(p?)∣HCl(m1)‖HI(m2)∣H2(p?)，Pt
D.Pt，H2(p)∣HCl(m1)∣AgCl-Ag-Ag-AgCl∣HCl(m2)∣H2(p)，Pt
E.Pt，H2(p)∣HCl(m1)‖HCl(m2)∣H2(p)，Pt
7、下列说法正确的是 ( )
A.对电解池来说，负极是阴极，正极是阴极
B.对电解池来说，负极是阳极，正极是阴极
C.对原电池来说，负极是阴极，正极是阳极
D.对原电池来说，负极是阳极；正极是阴极
E.对原电池和电解池来说，均是正极为阳极，负极为阴极
四、简答题
1、无限稀释时，HCl、KCl、和NaCl三种溶液在相同温度，相同浓度，相同电势梯度下，
溶液中Cl-的运动速度是否相同？Cl-的迁移数是否相同？为什么？
2、Zn和Ag插在HCl溶液中所构成的原电池是否是可逆电池？为什么？
3、下列两个反应设计成电池，此两个电池的Eθ、电池反应的ΔGθ及Kθ是否相同？为什么？（1）
H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l)
（2）2H2(g)+ O2(g)→2H2O(l)
4、已知电池Ag-AgCl(s)|HCl（m=0.01 mol·kg-1）| Cl2(g, pθ)| Pt在25℃时，E=1.135V，如果以m=0.10
mol·kg-1代替m=0.01 mol·kg-1的HCl，电池电动势将改变多少?
5、当电流通过下列电解池时，判断有哪些物质生成或消失，并写出反应式。
（1）银为阳极，镀有氯化银的银为阴极，溶液为氯化钠；
（2）两铂电极之间盛有硫酸钾溶液。
6、已知在25℃时，φθA=-0.763V, φθB =0.337V，A可从纯水中转换出氢气，而B则不能，为什么？
7、电解ZnCl2水溶液，两极均用铂电极，电解反应如何？若均改用锌电极，结果又如何？
8、在海上航行的轮船，常用锌块镶嵌于船底四周，请说明原因。
9、E和Eθ与什么因素有关？它们是强度因素还是容量因素？Eθ是标准压力下，各物质浓度均为1时的电
动势，这句话对否？
10、同一反应，如Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+，化学反应的热效应和电池反应的热效应是否相同？为什么？
11、下列电池属于那一种类型的电池？
(1)Ag,AgCl|HCl(m1)|H2(pθ),(Pt)—(Pt),H2(pθ) |HCl(m2) |AgCl,Ag(s)
(2)Hg-Zn(a1)|ZnSO4(a) |Zn(a2)-Hg a1＞a2
(3)Na(汞齐)(0.206％) |NaI(在C2H5OH中) |Na(s)
12、有A,B,C,D四种金属,组成下列原电池,电解池
(1)A(s)|A盐(a=1)‖B盐(a=1)|B(s) E1<0
(2)若用B盐和D盐混合液(a=1,η=0)通以电流，阴极先析出B
(3)A(s)|A盐(a=1)‖C盐(a=1)|C(s) E2>0
据此判断四种金属离子(均为2价)氧化性递增的次序。
五、判断题
1、负极发生氧化反应，正极发生还原反应。（）
2、可逆电池反应的ΔH与反应热Q不相等。（）
3、可以通过电导测定法求离子的平均活度系数。（）
4、标准电极就是标准氢电极。（）
5、浓度相同的NaCl和HCl两种溶液交界面不会产生液接电势。（）
6、温度越高，电解质溶液的电阻越大。（）
7、电解质溶液的电导率随浓度增大而增大。（）
8、稀释强电解质溶液时，其摩尔电导率Λm将增大。（）
9、电解质溶液的摩尔电导率可以看作是正、负离子的摩尔电导率之和。（）
10、电解时，实际提供的电压远大于所对应的可逆电池的电动势。（ ）
六、证明题
1、已知电解质-+ννA M 的离子平均活度系数为±γ，质量摩尔浓度为m ，离子活度为a ，试证明下面关系：
υ
ννυυγm a ??=--
++±)( 2、对任一化学反应hH gG bB aA +?+在温度T 时，平衡常数为θ
K ，活度商为a Q ，试推证电池电动势E 与各物质的浓度关系为：
b B
a A h H g G
a a a a nF RT E E ??-=ln θ
3、将氢电极，甘汞电极及pH 值待测溶液组成电池，并推出25℃测pH 值的关系式。
4、25℃，根据电池 玻璃电极|待测液?)(=+H a 或标准缓冲液|甘汞电极导出下列关系：
05915
.0p X S
X S E E pH H -+
=
七、计算题
1、BaSO 4饱和溶液在291K 时，κ为3.648×10-4S ·m -1，水的κ为1.5×10-4S ·m -1
，求BaSO 4的溶解度。(已知λ
m
∞(1/2Ba 2+)=55×10-4 S ·m 2·mol -1，λ
m
∞(1/2SO 42+)=68.5×10-4S ·m 2·mol -1
)
2、291K 时HI 溶液的极限摩尔电导为381.5×10-4
S ·m 2
·mol -1
，测得浓度为0.405mol ·dm -3
溶液的电导率为13.32S ·m -1
，试计算此时HI 的电离常数。 3、求1-1价型NaCl 、2-1价型MgCl 2电解质的a 、m 和γ
±、m ±间的具体关系。
4、293K 时HI 溶液的极限摩尔电导为381.5×10-4
S ·m 2
·mol -1
，浓度为0.405mol ·dm -3
时的电导率为13.32S ·m -1
，试求此时HI 的电离度。
5、将氢电极插入某溶液并与饱和甘汞电极组成电池：(Pt)H 2(p ?
)|H +
‖饱和甘汞电极；298K 时，测得其电池反应：
1/2H 2 + 1/2Hg 2Cl 2 → H +
+ Cl
+ Hg Δr H m =-6.35×104
J ·mol -1
；
电池的温度系数为4.0×10-4
V ·K -1
。求溶液的pH 值。已知φ?
(甘汞)=0.2444 V 。 6、291K 时下述电池：
Ag ，AgCl|KCl(0.05mol ·kg -1
，γ
±
=0.84)‖AgNO 3|(0.10mol ·kg -1
，γ
±
=0.72)|Ag
电动势E=0.4312 V ，试求AgCl 的溶度积K sp 。 7、下列电池：Pt ，H 2(p ?
)|H 2SO 4(aq)|O 2(p ?
)，Pt
298K时E=1.228V，已知液体水的生成热Δf H m? (298K,H2O,l)=-2.851×105J·mol-1。
（1）写出电极反应和电池反应；
（2）计算此电池电动势的温度系数；
（3）假定273K～298K之间此反应的Δr H m为一常数，计算电池在273K时的电动势。
8、计算298K时：1/2H2(g) + AgCl(s)→Ag(s) + HCl(aq)反应的标准平衡常数。已知：φ?(Ag/Ag+)=0.799V；
K sp(AgCl)=1.8×10-10。
9、电池：Ag-AgCl|HCl(a=1)|Cl2(p?)(Pt)，在298K下测得E=1.1372V，温度系数为-5.95×10-4V·K-1。
（1）写出电极反应及电池反应方程式；
（2）求可逆通电1法拉第后的热效应；
（3）若此反应为热化学反应，则其热效应为多少?
10、电流密度 i=0.01A·cm-2时，H2在Zn电极上的超电势η(H2)=0.76 V，若电解液中Zn2+的活度为0.01，
要使Zn2+在阴极上析出，而不使氢析出，求溶液的pH值应控制在什么范围(298K时φ?[Zn]=-0.763V)。
11、Pt电极电解H2SO4(0.1 mol·dm-3，γ±=0.265)反应温度为298K，压力是101325Pa。若电解过程中，
将Pb电极与另一甘汞电极相联，测得E=1.0685V，求H2在Pb电极上的超电势。已知φ?(甘汞)=0.2801V。
12、电解碱性的KCl溶液，可制备KClO3，其电极反应为6OH- + Cl-→ClO3- + 3H2O + 6e-，若电流效率为60%，
试问用2安培的电流需通电多少时间才能获得10克的KClO3？[M(KClO3)=122.55]
13、298K，101325Pa时，以Pt为阴极，石墨为阳极，电解含有FeCl2(0.01mol·dm-3)和CuCl2(0.02 mol·dm-3)
的水溶液，若电解过程中不断搅拌，并设超电势均可忽略不计，活度系数为1。问（1）何种金属先析出？（2）第二种金属析出时，至少需加多少电压？（3）第二种金属离子析出时，第一种金属离子在溶液中的浓度为若干？[φ?(Fe)=-0.44021V；φ?(O2/H+)=1.229V；φ?(Cu)=0.337V；φ?(Cl2)=1.360V] 14、某电导池盛以0.02mol·dm-3，在298K测得其电阻为82.4Ω，再换用0.0050mol·dm-3测得电阻为163Ω，
求K
2SO
4
溶液的电导率和摩尔电导？已知0.02mol·dm-3溶液在298K时κ为2.767×10-1S·m-1。
15、某溶液在298K下，经分析知a（H+）=1，a（Zn2+）=1，如以锌做阴极进行电解，要使Zn2+全部析出
（只允许Zn2+在溶液中的浓度约为10-7mol），需控制溶液的pH值为若干？已知H+在Zn电极上的η（H+）=0.7V，Zn2+在锌电极上的η（Zn2+）=0。
16、在Zn2+和Cd2+浓度各为1mol·dm-3，pH=3的溶液中进行电解，问哪种离子先析出？当第二种离子析出
时，溶液中第一种离子的浓度为若干？在氢析出前，第二种离子的浓度为若干？假定氢在第二种金属上的超电势为0.72V。
17、下列电池在298K时的电动势为0.2860V，
Cd|CdI2（溶液）|AgI(s)-Ag
求离子的平均活度，已知φ
θAgI
=-0.1522V(a ±=0.40)。
18、25℃时，将浓度为15.81mol ?m -3
的醋酸注入电导池，测得电阻为655Ω。已知电导池常数K=13.7m -1
,
Λ
m
∞（H +）=349.82×10-4S ·m 2·mol -1，Λ
m
∞（Ac -）=40.9×10-4S ·m 2·mol -1
，
求给定条件下醋酸的电离度和电离常数。
19、298K 时，电池Cd|CdCl 2 (0.01 mol ?dm -3
)|AgCl(s)|Ag 的电动势为0.7588V ，标准电动势为0.5732V 。
试计算CdCl 2溶液中的平均活度系数。
20、电池Hg|Hg 2Br 2(s)| Br -(aq)|AgBr(s)|Ag ，在标准压力下，电池电动势与温度的关系是：
E=68.04/mV+0.312×(T/K-298.15)/ mV, 写出通过1F 电量时的电极反应与电池反应，计算25℃时该电池反应的Δr G m θ
，Δr H m θ
，Δr S m θ
。
21、25℃时，用铂电极电解1mol ?kg -1
H 2SO 4水溶液，当电流密度为50A ?m -2
时，η（H 2）=η（O 2）=0.487V ，
求此H 2SO 4水溶液的分解电压。
八、综合题
1、25℃时，纯水的电导率κ=5.50×10-6
S ·m -1
，计算该温度下纯水的电离度及离子的活度积。 2、设25℃时有下列电池：Au|AuI(s)|HI(a)|H 2 (g,p θ
)|Pt
（1）写出电极反应和电池反应；
（2）当b(HI)= 10-4
mol ·kg -1
时，E=-0.97V ；求当b(HI)=3.0 mol ·kg -1
时，HI 溶液的平均活度系数γ
±
；
（3）已知E θ
（Au +
/Au ）=1.68V,计算AuI 的溶度积K sp
3、根据自行设计的电池，求298K 时AgBr 的标准生成自由能。已知：298K 时φ?
(Ag +
/Ag)=
0.799V ；φ?
(Br 2/Br -)=1.065 V ，AgBr 的溶度积为K sp =5×10-13
。
4、在298K 时，电池Zn|ZnSO 4 (0.01 mol ·kg -1
)|Ag 2SO 4(s)|Ag 的电动势E=1.559V ，已知此温度下Ag 2SO 4
溶度积K sp =9.586
10-?,E θ
(Ag +
|Ag)=0.799V 。
（1）写出电极反应和电池反应；
（2）用德拜—休格尔极限公式(式中常数A=0.509（mol -1
·kg ）1/2
),计算ZnSO 4在此浓度下的离子平均活度系数γ
±
；
（3）计算298K 时，电极Zn 2+
|Zn 的标准电极电势。 5、298K 时，用Pb(s)电极来电解H 2SO 4溶液（0.01 mol ·kg -1
，γ
±
=0.265），若在电解过程中，把Pb 阴极
与另一摩尔甘汞电极相连组成原电池，测得其电动势E=1.0685V 。试求H 2 (g)在Pb 阴极上的超电势(只考虑H 2SO 4的一级电离)。已知φ=(Hg 2Cl 2 (s)/Hg)=0.2801V 。
6、25℃时，测得电池Pt| H2 (p )| H2SO4（0.01 mol·kg-1）| Hg2SO4(s)|Hg（l）的电动势
为0.798V。已知电池在25℃可逆放电2F时,其电池的反应Δr S m=15J·K-1·mol-1，Eθ（Hg2SO4/Hg/SO42-）=0.615V。
（1）写出电极反应和电池反应；
（2）计算25℃时该H2SO4溶液的离子平均活度系数γ±；
（3）计算25℃时电池反应的Δr G m，Δr H m，Q r,m和温度系数。
第七章电化学答案(最新整理)
第七章 电化学 第七章 电化学 7.1 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20A ，经过15min 后，问：⑴在阴极上能析出多少质量的Cu ？⑵在阳极上能析出多少体积的27℃、100kPa 下的Cl 2(g) ? 解：⑴ 阴极反应：Cu 2++2e -=Cu 阳极反应：2Cl -=Cl 2+2e - 电解反应：Cu 2++2Cl -= Cu + Cl 2 溶液中通过的电量为： Q=I·t = 20A×15×60s=18000C 由法拉第定律和反应进度知： (Cu)(Cu)/(Cu)(Cu)(Cu) Q n m M zF ξνν?===(Cu)(Cu)1800064g/mol (Cu) 5.969g 296485.309C/mol Q M C m zF ν???∴===? ⑵ 22(Cl )(Cl ) n ξν?= 222(Cl )(Cl )0(Cl )0.0933mol n n νξ?=-=?=
2 30.09338.314300.15dm 100 nRT V p ??∴== = 2.328dm 3 7.3用银电极电解AgNO 3水溶液。通电一段时间后，阴极上有0.078g 的Ag(s)析出，阳极区溶液质量23.376g ，其中含AgNO 3 0.236g 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g 的AgNO 3。求t(Ag +)和t(NO 3-)。 解：方法一： t +=阳离子迁出阳极区的物质的量发生电极反应的物质的量 电解后阳极区溶液质量23.376g ，其中含AgNO 3 0.236g ，设电解前后水量不变，则电解前阳极区 AgNO 3的量为：=0.1710g 37.39(23.3760.236)(AgNO )1000 m g ?-=电解过程阳极反应为：Ag = Ag ++e -产生的Ag +溶入阳极区。因此迁出阳极区的Ag +的物质的量为：n n n n =-迁出电电应 +解前解后反
电化学思考课后答案第七章#试题
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 h =-+
或 02.32.3l g l g H c RT RT j j aF aF h =-+ 一般情况下a =0.5，将a 的树脂代入上式，则有 02.32 2.32lg lg H c RT RT j j F F h 创=-+ 若令 02.32lg 2.32RT j a F RT b F ′-=′= 则原式变为 lg H c a b j h =+ 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 b q q h 骣÷?÷?÷ ?桫 则有 2.3lg 2H c RT C j F h b =+ 同理，假定氢原子的表面覆盖度很大，以至于可以认为 1MA q ?，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） 2.3lg H c RT C j aF h =+ 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。
物理化学第七章 电化学习题及解答
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)=5.928g V Cl 2 = ξ RT / p =2.328 dm 3 2. 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’Ag m’Ag = m Ag - D m Ag t (Ag +) = Q +/Q = m’Ag / m Ag = (m Ag - D m Ag )/ m Ag = (1.15-0.605)/1.15 = 0.474 t (NO 3-) = 1- t (Ag +) = 1- 0.474 = 0.526 3. 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。 解：（1）电导池系数K Cell 为 K Cell = k R = 0.2768×453 =125.4 m -1 （2）CaCl 2溶液的电导率 k = K Cell /R = 125.4/1050 = 0.1194 S/m （3）CaCl 2溶液的摩尔电导率 Λm = k/C = 110.983×0.1194/(0.555×1000)= 0.02388 S·m 2 ·mol - 4. 25 ℃时将电导率为0.141 S/m 的KCl 溶液装入一电导池中，测得其电阻为525Ω。在同一电导池中装入0.1mol/L 的NH 4OH 溶液，测得电阻为2030Ω。利用表7.1.4中的数据计算NH 4OH 的解离度α及解离常数K 。 解：查表知NH 4OH 无限稀释摩尔电导率为 ∞Λm (NH 4OH)=∞Λm (NH 4+)+∞ Λm (OH -) =73.4×10-4+198.0×10-4 =271.4 ×10-4S·m 2 ·mol - 因此， α = ∞ΛΛm m O H)(NH O H)(NH 44= O H) (NH O H)l)/cR(NH k(KCl)R(KC 4m 4Λ∞
第7章电化学练习题练习题及答案
第七章电化学练习题 一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画× 1、设ZnCl 2水溶液的质量摩尔浓度为b ，离子平均活度因子为 ± γ，则离子平均活度θγαb b B ±=34。（ ） 2、298K 时，相同浓度（均为0.01mol.kg -1）的KCl 、CaCl 2和LaCl 3三种电解质水溶液，离子平均活度因子最大的是LaCl 3。（ ） 3、0.05mol.kg -1 BaCl 2水溶液，其离子强度I=0.03mol.kg -1。（ ） 4、实际电解时，在阴极上首先发生还原作用的是按能斯特方程计算的还原电势最大者。（ ） 5、对于一切强电解质溶液—I Z AZ -+-=±γln 均适用。（ ） 6、电解质溶液与非电解质溶液的重要区别是电解质溶液含有由电解质离解成的正负离子。（ ） 7、电解质溶液可以不偏离理想稀溶液的强电解质溶液。（ ） 8、离子迁移数 t ++t -<1。（ ） 9、离子独立移动定律只适用于无限稀的强电解质溶液。（ ） 10、无限稀薄时，KCl 、HCl 和NaCl 三种溶液在相同温度、相 同浓度、相同单位电场强度下，三种溶液中的Cl －迁移数 相同。（ ） 11、在一定的温度和较小的浓度情况下，增大弱电解质溶液的
浓度，则该弱电解质的电导率增加，摩尔电导率减少。（ ） 12、用Λm 对C 作图外推的方法，可以求得HAC 的无限稀释之摩尔电导。（ ） 13、恒电位法采用三电极体系。（ ） 14、对于电池()() ()() s Ag b AgNO b NO Ag s Ag 2313，b 较小的一端为 负极。（ ） 15、一个化学反应进行时，10220--=?mol KJ G m r ..，如将该化学反应安排在电池中进行，则需要环境对系统做功。（ ） 16、原电池在恒温、恒压可逆的条件下放电时，0=?G 。（ ） 17、有能斯特公式算得电池的E 为负值，表示此电池反应的方向是朝正向进行的。（ ） 18、电池()()()()s Ag s AgCl kg mol Cl Zn s Zn 01002012.,..,=±-γ其反应为 ()()()()010*******.,..,=+→+±-γkg mol ZnCl s Ag s Zn s AgCl ， 所以其电动势的计算公式为 ()010020222..ln ln ?-=-=F RT E F RT E E ZnCl θθα。（ ） 19、标准电极电势的数据就是每个电极双电层的电势差。（ ） 20、电池反应的E 与指定电池反应计量方程式的书写无关，而 电池反应的热力学函数m r G ?等则与指定电池反应计量方 程式的书写有关。（ ） 21、锌、银两金属片同时插入HCl 水溶液中，所构成的电池是可逆电池。（ ）
物理化学习题七章 电化学
第七章电化学 一.基本要求 1.理解电化学中的一些基本概念,如原电池与电解池的异同点,电极的阴、阳、正、 负的定义,离子导体的特点与Faraday 定律等。 2.掌握电导率、摩尔电导率的定义、计算、与浓度的关系及其主要应用等。了解 强电解质稀溶液中,离子平均活度因子、离子平均活度与平均质量摩尔浓度的定义,掌握离子强度的概念与离子平均活度因子的理论计算。 3.了解可逆电极的类型与正确书写电池的书面表达式,会熟练地写出电极反应、电 池反应,会计算电极电势与电池的电动势。 4.掌握电动势测定的一些重要应用,如:计算热力学函数的变化值,计算电池反应 的标准平衡常数,求难溶盐的活度积与水解离平衡常数,求电解质的离子平均活度因子与测定溶液的pH等。 5.了解电解过程中的极化作用与电极上发生反应的先后次序,具备一些金属腐蚀 与防腐的基本知识,了解化学电源的基本类型与发展趋势。 二.把握学习要点的建议 在学习电化学时,既要用到热力学原理,又要用到动力学原理,这里偏重热力学原理在电化学中的应用,而动力学原理的应用讲得较少,仅在电极的极化与超电势方面用到一点。 电解质溶液与非电解质溶液不同,电解质溶液中有离子存在,而正、负离子总就是同时存在,使溶液保持电中性,所以要引入离子的平均活度、平均活度因子与平均质量摩尔浓度等概念。影响离子平均活度因子的因素有浓度与离子电荷等因素,而且离子电荷的影响更大,所以要引进离子强度的概念与Debye-Hückel极限定律。 电解质离子在传递性质中最基本的就是离子的电迁移率,它决定了离子的迁移数与离子的摩尔电导率等。在理解电解质离子的迁移速率、电迁移率、迁移数、电导率、摩尔电导率等概念的基础上,需要了解电导测定的应用,要充分掌握电化学实用性的一面。 电化学在先行课中有的部分已学过,但要在电池的书面表示法、电极反应与电池反应的写法、电极电势的符号与电动势的计算方面进行规范,要全面采用国标所规定的符号,以便统一。会熟练地书写电极反应与电池反应就是学好电化学的基础,以后在用Nernst方程计算电极电势与电池的电动势时才不会出错,才有可能利用正确的电动势的数值来计算其她物理量的变化值,如:计算热力学函数的变化值,电池反应的标准平衡常数,难溶盐的活度积,水的解离平衡常数与电解质的离子平均活度因子等。
第七章电化学
第七章电化学 一、重要概念 阳极（发生氧化反应的是阳极）、阴极（发生还原反应的是阴极），正极（与外电源正极相接的是正极）、负极（与外电源负极相接的是负极），原电池，电解池，电导L，电导率κ，(无限稀释时)摩尔电导率Λ，迁移数t（把离子B所运载的电流与总电流之比称为离子B的迁移数（transference number）用符号t B表示。），可逆电池，电池的电动势E，电池反应的写法，分解电压，标准电极电位、电极的类型、析出电位，电极极化，过电位，电极反应的次序 二、重要定律与公式 1．电解质部分 (1) 法拉第定律：对反应氧化态+ z e－→还原态 n M = Q/zF = It / zF 法拉第定律的意义：⒈是电化学上最早的定量的基本定律，揭示了通入的电量与析出物质之间的定量关系。⒉该定律在任何温度、任何压力下均可以使用。 ⒊该定律的使用没有什么限制条件。 (2) 电导G=1/R = A/l 电导率： ?G (l/A)，(l/A)-称为电导池常数 摩尔电导率：?m= ? c 摩尔电导率与浓度关系：稀的强电解质?m= ?m∞-A c (3)离子独立定律：在无限稀释的溶液中，每种离子独立移动，不受其他离子的干扰，电解质的无限稀释摩尔电导率可认为是两种离子无限稀释摩尔电导率之和。 (4) 电导应用： i. 计算弱电解质的解离度α和解离常数K θ
ii. 计算难溶盐的溶解度 (5) 平均活度及活度系数：电解质-+- + -++→z z v v v v A C A C -+- +±==v v v a a a a ，- +-+± =v v v b b b ，v = v + + v -， a ±=γ± b ±/ b θ 离子氛：若中心离子取正离子，周围有较多的负离子，部分电荷相互抵消，但余下的电荷在 距中心离子 处形成一个球形的负离子氛；反之亦然。一个离子既可为中心离子，又是另一离子氛中的一员。 (6) 德拜-休克尔公式： I z Az ||lg -+±-=γ，其中A =0.509(mol -1·kg)1/2，I = (1/2) ∑b B Z B 2 2. 原电池 (1) 热力学 ?G = -zFE ?S = -(?G /?T )p = zF (?E /? T)p ?H =?G + T ? S = -zFE +zFT (?E /?T )p
物理化学第七章电化学
第七章电化学 7.1电极过程、电解质溶液及法拉第定律 原电池：化学能转化为电能（当与外部导体接通时，电极上的反应会自发进行，化学能转化为电能，又称化学电源） 电解池：电能转化为化学能(外电势大于分解电压，非自发反应强制进行） 共同特点： （1)溶液内部:离子定向移动导电 (2)电极与电解质界面进行的得失电子的反应----电极反应（两个电极反应之和为总的化学反应，原电池称为电池反应，电解池称为电解反应） 不同点： （1）原电池中电子在外电路中流动的方向是从阳极到阴极，而电流的方向则是从阴极到阳极，所以阴极的电势高，阳极的电势低，阴极是正极，阳极是负极；（2）在电解池中，电子从外电源的负极流向电解池的阴极，而电流则从外电源的正极流向电解池的阳极，再通过溶液流到阴极，所以电解池中，阳极的电势高，阴极的电势低，故阳极为正极，阴极为负极。不过在溶液内部阳离子总是向阴极移动，而阴离子则向阳极移动。
两种导体：第一类导体（又称金属导体，如金属，石墨）； 第二类导体（又称离子导体，如电解质溶液，熔融电解质） 法拉第定律: 描述通过电极的电量与发生电极反应的物质的量之间的关系 =F = n z Qξ F 电 F -- 法拉第常数; F = Le =96485.309 C/mol = 96500C/mol Q --通过电极的电量； z -- 电极反应的电荷数（即转移电子数），取正值； ξ--电极反应的反应进度； 结论：通过电极的电量，正比于电极反应的反应进度与电极反应电荷数的乘积，比例系数为法拉第常数。 依据法拉第定律，人们可以通过测定电极反应的反应物或产物的物质的量的变化来计算电路中通过的电量。相应的测量装置称为电量计或库仑计coulometer,通常有银库仑计和铜库仑计。 7.2 离子的迁移数 1. 离子迁移数:电解质溶液中每一种离子所传输的电量在通过的总电量中所占的百分数，用tB表示
1 电化学小测 带答案
姓名 学号 第七章 电化学小测题 一、选择题 1、科尔劳乌施定律)1(c ΛΛm m β-=∞ 适用于（D ） A 、弱电解质 B 、强电解质 C 、无限稀释溶液 D 、强电解质稀溶液 2、在质量摩尔浓度为b 的MgSO 4中，MgSO 4的活度a 为（A ） A 、22θ)/(±γb b B 、22θ)/(2±γb b C 、33θ)/(4±γb b D 、4 4θ)/(8±γb b 3、某电池的电池反应可写成: ⑴H 2 (g)+ 2 1 O 2 (g)→ H 2O(l) ⑵2H 2 (g)+ O 2 (g)→ 2H 2O(l) 相应的电动势和化学反应平衡常数分别用E 1，E 2和K 1，K 2表示，则 (C) A 、E 1=E 2 K 1=K 2 B 、E 1≠E 2 K 1=K 2 C 、E 1=E 2 K 1≠K 2 D 、E 1≠E 2 K 1≠K 2 4、下列电池中，电动势E 与Cl -的浓度无关的是（A 、D ） A 、Ag|AgCl(s)|KCl(aq)| Cl 2 (g,100kPa)| Pt B 、Ag|Ag +(aq)|| Cl - (aq)| Cl 2 (g,100kPa)| Pt C 、Ag|Ag +(aq)|| Cl - (aq)| AgCl(s) |Ag D 、Ag|AgCl(s) |KCl(aq)|Hg 2Cl 2 (s)|Hg 5、电池在恒温恒压及可逆条件下放电，则系统与环境间的热交换 Q r 值是（B ） A 、Δr H m B 、T Δr S m C 、Δr H m T Δr S m D 、0 6、在电池Pt| H 2 (g, p θ)| HCl （1mol·kg -1）||CuSO 4（ mol·kg -1）|Cu 的阴极中加入下面四种溶液，使电池电动势增大的是（A ） A 、 mol·kg -1CuSO 4 B 、 mol·kg -1Na 2SO 4 C 、 mol·kg -1Na 2S D 、 mol·k g -1氨水 7、298K 时，下列两电极反应的标准电极电势为： Fe 3+ + 3e -→ Fe E θ(Fe 3+/Fe)=
第七章电化学习题
第七章 电化学习题 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？ 2. 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-)。 3. 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。 4. 25 ℃时将电导率为0.141 S/m 的KCl 溶液装入一电导池中，测得其电阻为525Ω。在同一电导池中装入0.1mol/L 的NH 4OH 溶液，测得电阻为2030Ω。利用表7.1.4中的数据计算NH 4OH 的解离度α及解离常数K 。 5. 试计算下列各溶液的离子强度：（1）0.025 mol/Kg NaCl ；（2）0.025 mol/Kg CuSO 4；（3）0.025 mol/Kg LaCl 3。 6. 应用德拜-休克尔极限公式计算25℃时下列各溶液中的γ±：（1）0.005 mol/Kg NaBr ；（2）0.001 mol/Kg ZnSO 4。 7. Zn(s)|ZnCl 2 (0.05 mol·kg -1)|AgCl(s)|Ag(s)，该电池电动势E 与T 的关系为E /V = 1.015-4.92×10-4(T /K-298)，试计算298K 时有1 mol 的电子电量输出时，电池反应的Δr G m 、Δr S m 、Δr H m 和Q r （写出电池电极反应） 8. 25℃电池Pb | Pb(SO 4) | NaSO 4(饱和) | Hg 2SO 4 | Hg(l) 的电池电动势E = 0.9647V ，p T E ??? ????= 1.74×10-4V·K -1。 (1) 写出电极反应和电池反应；(2) 恒温恒压下电池可逆放电2F ，求电池反应的Δr G m 、Δr S m 、Δr H m 和可逆电池过程的热效应Q R ； 9. 有一电池可用表示为：Cu(s)|Cu(Ac)2(a =1)|AgAc(s)|Ag(s) 已知298K 时，该电池的电动势E 1θ=0.372V ，308K 时, E 2θ=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Δr G m θ, Δr S m θ, Δr H m θ，以及电池恒温放电时的可逆热Q r,m 。
物理化学第7章-电化学参考答案
第7章 电化学 习题解答 1. 将两个银电极插入AgNO 3溶液，通以0.2 A 电流共30 min ，试求阴极上析出Ag 的质量。 解：根据B ItM m zF = 得 Ag Ag 0.23060107.87 g 0.4025 g 196500 ItM m zF ???= = =? 2. 以1930 C 的电量通过CuSO 4溶液，在阴极有0.009 mol 的Cu 沉积出来，问阴极产生的H 2的物质的量为多少？ 解：电极反应方程式为： 阴极 2Cu 2e Cu(s)+ -+→ 阳极 222H O(l)H (g)2OH 2e -- →++ 在阴极析出0.009 mol 的Cu ，通过的电荷量为: Cu Q (0.009296500) C 1737 C nzF ==??= 根据法拉第定律，析出H 2的物质的量为 2H Cu 19301737 mol 0.001 mol 296500 Q Q Q n zF zF --= = ==? 3. 电解食盐水溶液制取NaOH ，通电一段时间后，得到含NaOH 1 mol/dm 3 的溶液0.6 dm 3 ， 同时在与之串联的铜库仑计上析出30.4 g 铜，试问制备NaOH 的电流效率是多少？ 解：根据铜库仑计中析出Cu(s)的质量可以计算通过的电荷量。 Cu Cu 30.4 mol 0.957 mol 11 63.5 2 m n M = ==?电 理论上NaOH 的产量也应该是0.957 mol 。而实际所得NaOH 的产量为 (1.0×0.6) mol = 0.6 mol 所以电流效率为实际产量与理论产量之比，即 0.6 100%62.7%0.957 η= ?= 4. 如果在10×10 cm 2 的薄铜片两面镀上0.005 cm 厚的Ni 层[镀液用Ni(NO 3)2]，假定镀层能均匀分布，用2.0 A 的电流强度得到上述厚度的镍层时需通电多长时间？设电流效率为 96.0%。已知金属的密度为8.9 g/cm 3 ，Ni(s)的摩尔质量为58.69 g/mol 。 解：电极反应为： 2+Ni (aq)2e Ni(s)-+= 镀层中含Ni(s)的质量为：
物理化学第七章课后答案完整版
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 ?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
电化学习题答案
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。
物理化学第七章电化学
物理化学第七章电化学
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第七章电化学 7.1电极过程、电解质溶液及法拉第定律 原电池：化学能转化为电能（当与外部导体接通时，电极上的反应会自发进行，化学能转化为电能，又称化学电源） 电解池：电能转化为化学能(外电势大于分解电压，非自发反应强制进行） 共同特点： （1)溶液内部:离子定向移动导电 (2)电极与电解质界面进行的得失电子的反应----电极反应（两个电极反应之和 为总的化学反应，原电池称为电池反应，电解池称为电解反应） 不同点： （1）原电池中电子在外电路中流动的方向是从阳极到阴极，而电流的方向则是从阴极到阳极，所以阴极的电势高，阳极的电势低，阴极是正极，阳极是负极； （2）在电解池中，电子从外电源的负极流向电解池的阴极，而电流则从外电源的正极流向电解池的阳极，再通过溶液流到阴极，所以电解池中，阳极的电势高，阴极的电势低，故阳极为正极，阴极为负极。不过在溶液内部阳离子总是向阴极移动，而阴离子则向阳极移动。 两种导体：第一类导体（又称金属导体，如金属，石墨）； 第二类导体（又称离子导体，如电解质溶液，熔融电解质） 法拉第定律: 描述通过电极的电量与发生电极反应的物质的量之间的关系 =F n = z F Qξ 电 F -- 法拉第常数; F = Le =96485.309 C/mol = 96500C/mol Q --通过电极的电量； z -- 电极反应的电荷数（即转移电子数），取正值；
ξ--电极反应的反应进度； 结论： 通过电极的电量，正比于电极反应的反应进度与电极反应电荷数的乘积， 比例系数为法拉第常数。 依据法拉第定律，人们可以通过测定电极反应的反应物或产物的物质的量的变化 来计算电路中通过的电量。相应的测量装置称为电量计或库仑计coulometer,通常有银库仑计和铜库仑计 。 7.2 离子的迁移数 1. 离子迁移数:电解质溶液中每一种离子所传输的电量在通过的总电量中所占 的百分数，用 tB 表示 1 =∑±=-++t 或显然有1:t t 离子的迁移数主要取决于溶液中离子的运动速度，与离子的价数无关，但离子的 运动速度会受到温度、浓度等因素影响。 影响离子电迁移速度的因素：①离子的本性 ②溶剂性质 ③温度 ④溶液浓度 ⑤电场强度等 2. 离子淌度:为了便于比较，将离子在电场强度 E = 1 V ·m-1 时的运动速度 称为离子的电迁移率（历史上称为离子淌度），用 u 表示。某一离子 B 在电场强度 E 下的运动速度 vB 与电迁移率的关系为; E v u B B = 电迁移率单位是：m2·V-1·s-1，在无限稀溶液中，H+ 与 OH- 的电迁移率比 较大。 由离子迁移数的定义，有： - ++++= u u u t - +--+= u u u t 电场强度虽然影响离子运动速度，但不影响电迁移数，因为电场强度变化时，阴、 阳离子运动速度按相同比例改变。
物理化学第七章电化学习题及解答
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)=5.928g V Cl 2 = ξ RT / p =2.328 dm 3 2. 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’Ag m’Ag = m Ag - D m Ag t (Ag +) = Q +/Q = m’Ag / m Ag = (m Ag - D m Ag )/ m Ag = (1.15-0.605)/1.15 = 0.474 t (NO 3-) = 1- t (Ag +) = 1- 0.474 = 0.526 3. 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。 解：（1）电导池系数K Cell 为 K Cell = k R = 0.2768×453 =125.4 m -1 （2）CaCl 2溶液的电导率 k = K Cell /R = 125.4/1050 = 0.1194 S/m （3）CaCl 2溶液的摩尔电导率 Λm = k/C = 110.983×0.1194/(0.555×1000)= 0.02388 S·m 2 ·mol - 4. 25 ℃时将电导率为0.141 S/m 的KCl 溶液装入一电导池中，测得其电阻为525Ω。在同一电导池中装入0.1mol/L 的NH 4OH 溶液，测得电阻为2030Ω。利用表7.1.4中的数据计算NH 4OH 的解离度α及解离常数K 。 解：查表知NH 4OH 无限稀释摩尔电导率为 ∞ Λm (NH 4OH)=∞Λm (NH 4+)+∞Λm (OH - ) =73.4×10-4+198.0×10-4 =271.4 ×10-4S·m 2 ·mol - 因此， α =∞ΛΛm m OH)(NH OH)(NH 44= OH)(NH OH)l)/cR(NH k(KCl)R(KC 4m 4Λ∞
(完整word版)天津大学高等教育出版社第五版《物理化学》课后习题答案第七章
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 ?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
第7章 电化学习题答案
第7章 电化学 7.1 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 °C ，100 kPa 下阳极上能析出多少体积的Cl 2（g ）？ 解： Pt 电极电解CuCl 2溶液时的电极反应，为 电极反应的反应进度为 因此： 7.2 用Pb(s)电极电解Pb （NO 3）2溶液，已知溶液浓度为1 g 水中含有Pb （NO 3）2 1.66 × 10-2 g 。通电一定时间后，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。阳极区的溶液质量为62.50 g ，其中含有Pb （NO 3）2 1.151g ，计算Pb 2+的迁移数。 解：1231 229.331])(NO [9.107)(--?=?=mol g Pb M mol g Ag M 用Pb （s ）电极电解Pb （NO 3）2溶液时的阳极反应为 -++→e Pb Pb 22 设电解过程中水量保持不变，电解前阳极区Pb （NO 3）2的物质的量为 mol mol mol g Pb Pb n 3 12 232310075.322.3310184.122.331)] 151.150.62(11066.1[])(NO M[])(NO m[---?==?-??==电解前 电解后阳极区Pb （NO 3）2的物质的量为
mol 10475.3mol 22 .331151 .1])(NO M[])(NO m[3-2323?=== ）（电解后Pb Pb n 电解过程中因电极反应溶解下来的Pb 2+的物质的量为 mol mol Ag n n 3107683.0)9 .1071658.0(21)(21-?=?== 反应 Pb 2+迁移的物质的量 mol mol 4 3 10683.310475.3-7683.0075.3n -n n n --?=?+=+=）（电解后 反应电解前迁移 于是，479.0107683.010683.3n n )(342=??== --+ mol mol Pb t 反应迁移 7.3 用银电极电解AgNO 3溶液。通电一定时间后，阴极上有0.078 g 的Ag （s ）析出，阳极区溶液质量为23.376 g ，其中AgNO 3 0.236g 。已知通电前溶液浓度为1 Kg 水中溶有7.39 g AgNO 3。求Ag +和NO 3-的迁移数。 解：131 94.169]NO [9.107)(--?=?=mol g Ag M mol g Ag M 用银电极电解AgNO 3溶液时，电极反应为 阳极- + +→e Ag Ag 阴极Ag e Ag →+-+ 电解过程中水量保持不变，电解前阳极区AgNO 3的物质的量为 mol mol mol g g n 313310006.194 .168171.094.168] 100039 .714.23[]]M[AgNO ]m[AgNO --?==?? ==电解前 电解后阳极区AgNO 3的物质的量为 mol 10389.1mol 94 .169236 .0]M[AgNO ]m[AgNO 3-33?=== ）（电解后n 电解过程中，阳极反应溶解Ag 的物质的量为 mol mol g 41 10229.78.107078 .0Ag M Ag m n --?=?== ）（）（反应 Ag +迁移阳极区的物质的量为
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．B 13．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-= 0.2917g m (1/2 H2SO4) = 0.0052 mol×49.035g · mol1-= 0.2550g 2. 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= 0.0003mol t + = t (Ag+)= 0.0003mol/ 0.0007mol = 0.428 t -= t (NO- 3 )= 1 ?t + = 1 ? 0.428 = 0.572 3.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。装入HCl溶液时测得电阻为1.0326Ω，计算（1）电导池常数；（2）HCl溶液的电导率。 解：（1）由KCl的数据计算电导池常数 K cell = l/A = κ·R = 0.1410 S · m1-×4.2156Ω= 0.5944 m1- (2) 由电导池常数计算HCl溶液的电导率κ κ= K cell/ R = 0.5944 m1-/1.0326Ω = 0.5756 S · m1- 4. 某电导池分别盛以浓度均为0.001 mol · dm3-的HCl，NaCl和NaNO3溶液，测得电阻分别为468Ω，1580Ω和1650Ω。已知 m Λ(NaNO3)=121×104-S · m2· mol1-，计算（1）NaNO3溶液的电导率；（2）当电导池盛以0.001 mol · dm3-的HNO3溶液时的电阻及其摩尔电导率。 解：（1） m Λ= κ/c，所以