化學08章-可逆電池的電動勢及其應(yīng)用課件

第八章可逆電池的電動勢及其應(yīng)用主要內(nèi)容可逆電池和可逆電極電動勢的測定可逆電池的書寫方法及電動勢的取號可逆電池的熱力學電動勢產(chǎn)生的機理電極電勢和電池的電動勢電動勢測定的應(yīng)用2023/7/27第八章可逆電池的電動勢及其應(yīng)用主要內(nèi)容可逆電池和可逆電8.1 可逆電池和可逆電極電化學與熱力學的聯(lián)系組成可逆電池的必要條件可逆電極的類型2023/7/278.1 可逆電池和可逆電極電化學與熱力學的聯(lián)系組成可逆電池的電化學與熱力學的聯(lián)系橋梁公式:2023/7/27電化學與熱力學的聯(lián)系橋梁公式:2023/7/27組成可逆電池的必要條件電極上的反應(yīng)可向正、反兩個方向進行。不論是充電還是放電，通過的電流必須十分微小，使電池在接近平衡的狀態(tài)下工作。2023/7/27組成可逆電池的必要條件電極上的反應(yīng)可向正、反兩個方向進行。不組成可逆電池的必要條件原電池電解池陰極：陽極：2023/7/27組成可逆電池的必要條件原電池電解池陰極：陽極：2023/7/原電池電解池ZnCuZnCu組成可逆電池的必要條件2023/7/27原電池電解池ZnCuZnCu組成可逆電池的必要條組成可逆電池的必要條件原電池(-)Zn(s)→Zn2+(a)+2e-(+)Cu2+(a)+2e-→Cu(s)Zn(s)+Cu2+→Zn2++Cu(s)電解池（-）Zn2++2e-→Zn(s)(+)Cu(s)→Cu2++2e-Zn2++Cu(s)→Zn(s)+Cu2+2023/7/27組成可逆電池的必要條件原電池(-)Zn(s)→Zn2+(a)可逆電極的類型金屬與其陽離子組成的電極⑴第一類電極氫電極2023/7/27可逆電極的類型金屬與其陽離子組成的電極⑴第一類電極氫電極20第一類電極及其反應(yīng)氧電極鹵素電極汞齊電極2023/7/27第一類電極及其反應(yīng)氧電極鹵素電極汞齊電極2023/7/27第二類電極及其反應(yīng)金屬-難溶鹽及其陰離子組成的電極⑵第二類電極金屬-氧化物電極2023/7/27第二類電極及其反應(yīng)金屬-難溶鹽及其陰離子組成的電極⑵第二類電第三類電極及其反應(yīng)氧化-還原電極⑶第三類電極2023/7/27第三類電極及其反應(yīng)氧化-還原電極⑶第三類電極2023/7/28.2 電動勢的測定對消法測電動勢的原理對消法測電動勢的實驗裝置標準電池電動勢與溫度的關(guān)系2023/7/278.2 電動勢的測定對消法測電動勢的原理對消法測電動勢的實驗對消法測定電動勢的原理圖E≈UE=(R0+Ri)IU=R0I當R0→∞時，有：R0+Ri→R0測可逆電池的電動勢必須在幾乎無電流的情況下進行。2023/7/27對消法測定電動勢的原理圖E≈UE=(R0+Ri)IU=R0I標準電池結(jié)構(gòu)圖電池反應(yīng)：(-)Cd(Hg)→Cd2++Hg(l)+2e-(+)Hg2SO4(s)+2e-→2Hg(l)+SO42-凈反應(yīng)：Hg2SO4(s)+Cd(Hg)(a)+8/3H2O →CdSO4·8/3H2O(s)+Hg(l)2023/7/27標準電池結(jié)構(gòu)圖電池反應(yīng)：凈反應(yīng)：2023/7/27標準電池電動勢與溫度的關(guān)系ET/V=1.01845-4.05×10-5(T/K-293.15) -9.5×10-7(T/K-293.15)2 +1×10-8(T/K-293.15)3ET/V=E(293.15K)/V-{39.94(T/K-293.15) +0.929(T/K-293.15)2 -0.009(T/K-293.15)3 +0.00006(T/K-293.15)4}×10-6我國在1975年提出的公式為：通常要把標準電池恒溫、恒濕存放，使電動勢穩(wěn)定。2023/7/27標準電池電動勢與溫度的關(guān)系ET/V=1.01845-4.058.3 可逆電池的書寫方法及電動勢的取號可逆電池的書面表示法可逆電池電動勢的取號從化學反應(yīng)式設(shè)計電池2023/7/278.3 可逆電池的書寫方法及電動勢的取號可逆電池的書面表示可逆電池的書面表示法1.左邊為負極，起氧化作用；

右邊為正極，起還原作用。2.“|”表示相界面，有電勢差存在。3.“||”表示鹽橋，使液接電勢降到可以忽略不計。4.“┆”表示半透膜。5.要注明溫度，不注明就是298.15

K；要注明物態(tài)，

氣體要注明壓力；溶液要注明濃度。6.氣體電極和氧化還原電極要寫出導電的惰性電極，

通常是鉑電極。2023/7/27可逆電池的書面表示法1.左邊為負極，起氧化作用；2.“可逆電池的書面表示法2023/7/27可逆電池的書面表示法2023/7/27可逆電池電動勢的取號自發(fā)電池：

△rGm<0，E>0Zn(s)+Cu2+(a)→Zn2+(a)+Cu(s) △rGm<0，E>0非自發(fā)電池：

△rGm>0，E<0Zn2+(a)+Cu(s)→Zn(s)+Cu2+(a) △rGm>0，E<0△rGm=-zEF例如：Zn(s)|Zn2+(a)||Cu2+(a)|Cu(s)Cu(s)|Cu2+(a)||Zn2+(a)|Zn(s)2023/7/27可逆電池電動勢的取號自發(fā)電池： △rGm<0，由所給電池寫電極反應(yīng)和電池反應(yīng)總反應(yīng)2023/7/27由所給電池寫電極反應(yīng)和電池反應(yīng)總反應(yīng)2023/7/27從化學反應(yīng)設(shè)計電池發(fā)生氧化作用的物質(zhì)組成的電極放在電池的左邊作為負極；發(fā)生還原作用的物質(zhì)組成的電極放在電池的右邊作為正極。寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)，檢驗是否與原來所給化學反應(yīng)相符合。2023/7/27從化學反應(yīng)設(shè)計電池發(fā)生氧化作用的物質(zhì)組成的電極放在電池的左邊從化學反應(yīng)設(shè)計電池(1)Zn(s)+H2SO4(aq)→H2(p)+ZnSO4(aq)(+)2H+(a)+2e-→H2(p)Zn(s)|ZnSO4(a）||H2SO4(a）|H2(p)|Pt凈反應(yīng)：Zn(s)+2H+(a)→Zn2+(a)+H2(p)驗證：(-)Zn(s)→Zn2+(a)+2e-2023/7/27從化學反應(yīng)設(shè)計電池(1)Zn(s)+H2SO4(aq)→H2從化學反應(yīng)設(shè)計電池(2)AgCl(s)+e-→Ag(s)+Cl-(a-)Ag(s)|Ag+(aq)||HCl(aq)|AgCl(s)|Ag(s)AgCl(s)→Ag+(a+)+Cl-(a-)(-)Ag(s)→Ag+(a+)+e-先寫一個熟悉的氧化還原反應(yīng)(-)Ag(s)→Ag+(a+)+e-AgCl(s)→Ag+(a+)+Cl-(a-)2023/7/27從化學反應(yīng)設(shè)計電池(2)AgCl(s)+e-→Ag(s)+C從化學反應(yīng)設(shè)計電池例：2023/7/27從化學反應(yīng)設(shè)計電池例：2023/7/278.4 可逆電池的熱力學

E與活度a的關(guān)系

Eθ求平衡常數(shù)KθE,DrGm和Kθ與電池反應(yīng)的關(guān)系從E及其溫度系數(shù)求DrHm和DrSm2023/7/278.4 可逆電池的熱力學E與活度a的關(guān)系Eθ求平衡常數(shù)K（1）

E與a(活度)的關(guān)系(-)H2(p1)→2H+(aH+)+2e-(+)Cl2(p2)+2e-→2Cl-(aCl-)凈反應(yīng)：H2(p1)+Cl2(p2)→2H+(aH+)+2Cl-(aCl-) （1）

→2HCl(a) （2）Pt|H2(p1)|HCl(0.1mol·kg-1)|Cl2(p2)|Pt2023/7/27（1）E與a(活度)的關(guān)系(-)H2(p1)→2H+(（1）

E與a(活度)的關(guān)系（1）因為2023/7/27（1）E與a(活度)的關(guān)系（1）因為2023/7/27（1）

E與a(活度)的關(guān)系（2）兩種寫法，結(jié)果相同。2023/7/27（1）E與a(活度)的關(guān)系（2）兩種寫法，結(jié)果相同。202電池反應(yīng)的能斯特方程cC+dD=gG+hH2023/7/27電池反應(yīng)的能斯特方程cC+dD=gG+hH2023/7/27（2）從求

與所處的狀態(tài)不同，處于標準態(tài)，處于平衡態(tài)，只是將兩者從數(shù)值上聯(lián)系在一起。2023/7/27（2）從求與所處的狀態(tài)不同，處于標準（3）E，和與電池反應(yīng)的關(guān)系（3）E，和與電池反應(yīng)的關(guān)系例如：①H2()+Cl2()→2H+(a+)+2Cl-(a-)②1/2H2(

)+1/2Cl2(

)→H+(a+)+Cl-(a-)2023/7/27（3）E，和與電池反應(yīng)的關(guān)系（3）E（4）從E和

求DrHm和DrSm2023/7/27（4）從E和求DrHm和DrSm202在298K時，電池的電動勢及它的溫度系數(shù)分別為1.092V和9.427×10-4V·K-1。（1）寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)（2）求電池反應(yīng)的例題2023/7/27在298K時，電池解：（1）電池反應(yīng)：例題2023/7/27解：（1）電池反應(yīng)：例題2023/7/27例題2023/7/27例題2023/7/27例：電池，在298K時，E=1.015V，（1）寫出電池反應(yīng)（2個電子得失）（2）求反應(yīng)的平衡常數(shù)（3)求ZnCl2的γ±（4）當該反應(yīng)在恒壓反應(yīng)釜中進行，不做其它功。求其熱效應(yīng)是多少。（5）若反應(yīng)在可逆電池中進行，熱效應(yīng)為多少。例題2023/7/27例：電池8.5 電動勢產(chǎn)生的機理界面電勢差接觸電勢和液接電勢電動勢的值2023/7/278.5 電動勢產(chǎn)生的機理界面電勢差接觸電勢和液接電勢電界面電勢差在金屬與溶液的界面上，由于正、負離子靜電吸引和熱運動兩種效應(yīng)的結(jié)果，溶液中的反離子只有一部分緊密地排在固體表面附近，相距約一、二個離子厚度稱為緊密層；另一部分離子按一定的濃度梯度擴散到本體溶液中，稱為擴散層。緊密層和擴散層構(gòu)成了雙電層。金屬表面與溶液本體之間的電勢差即為界面電勢差。2023/7/27界面電勢差在金屬與溶液的界面上，由于正、負離接觸電勢和液接電勢兩種金屬相接觸時，在界面上產(chǎn)生的電勢差接觸電勢液接電勢在含有不同溶質(zhì)或相同溶質(zhì)而濃度不同的電解質(zhì)溶液界面上存在的微小電勢差。ZnCu2023/7/27接觸電勢和液接電勢兩種金屬相接觸時，在界面上接觸電勢液電動勢的值E=Φ接觸+Φ-+Φ擴散+Φ+Φ接觸Φ-Φ擴散Φ+2023/7/27電動勢的值E=Φ接觸+Φ-+Φ擴散+Φ+Φ接8.6 電極電勢和電池電動勢標準氫電極氫標還原電極電勢二級標準電極——甘汞電極電池電動勢的計算電極電勢計算通式2023/7/278.6 電極電勢和電池電動勢標準氫電極氫標還原電極電勢標準氫電極規(guī)定標準氫電極用鍍鉑黑的金屬鉑導電2023/7/27標準氫電極規(guī)定標準氫電極用鍍鉑黑的金屬鉑導電2023/7/2氫標還原電極電勢標準氫電極||給定電極E給定電極的氫標電極電勢（）2023/7/27氫標還原電極電勢標準氫電極||給定電極E給定電極的氫標電極電氫標還原電極電勢以標準氫電極為陽極，待測電極為陰極，因為為零，所測電動勢即為待測電極的氫標還原電極電勢。2023/7/27氫標還原電極電勢以標準氫電極為陽極，待測電極為陰極，因為電極電勢計算通式氧化態(tài)+ze-→還原態(tài)a(Ox)

+ze-→a(Red)這就是Nernst方程。2023/7/27電極電勢計算通式氧化態(tài)+ze-→還原態(tài)這就是Nernst方程二級標準電極——甘汞電極0.1 0.33371.0 0.2801飽和 0.2412氫電極使用不方便，用有確定電極電勢的甘汞電極作二級標準電極。2023/7/27二級標準電極——甘汞電極0.1 0.3337氫電極電池電動勢的計算（一）從電極電勢計算2023/7/27電池電動勢的計算（一）從電極電勢計算2023/7/27電池電動勢的計算（二）凈反應(yīng):兩種方法，結(jié)果相同直接應(yīng)用電池反應(yīng)的能斯特方程2023/7/27電池電動勢的計算（二）凈反應(yīng):兩種方法，結(jié)果相同直接應(yīng)用電池濃差電池電池凈反應(yīng)不是化學反應(yīng)，僅僅是某物質(zhì)從高壓到低壓或從高濃度向低濃度的遷移。電池標準電動勢濃差電池的特點：2023/7/27濃差電池電池凈反應(yīng)不是化學反應(yīng)，僅僅是某物質(zhì)從高壓到低壓或從濃差電池A.電極濃差電池1.2023/7/27濃差電池A.電極濃差電池1.2023/7/27濃差電池2.2023/7/27濃差電池2.2023/7/27濃差電池3.2023/7/27濃差電池3.2023/7/27濃差電池B.電解質(zhì)相同而活度不同陽離子轉(zhuǎn)移陰離子轉(zhuǎn)移4.5.2023/7/27濃差電池B.電解質(zhì)相同而活度不同陽離子轉(zhuǎn)移陰離子轉(zhuǎn)移4.5.液體接界電勢Ej1.液體界面間的電遷移（設(shè)通過1mol電量）整個變化的2023/7/27液體接界電勢Ej1.液體界面間的電遷移（設(shè)通過1mol電量）（2）液體接界電勢Ej或El

對1-1價電解質(zhì)，設(shè)：2.液接電勢的計算測定液接電勢，可計算離子遷移數(shù)。2023/7/27（2）液體接界電勢Ej或El對1-1價電解質(zhì)，設(shè)：2.液接對鹽橋作用的說明鹽橋只能降低液接電勢，但不能完全消除，只有電池反串聯(lián)才能完全消除Ej，但化學反應(yīng)和電動勢都會改變。鹽橋中離子的r+≈r-，t+≈t-，使Ej≈0。常用飽和KCl鹽橋，因為K+與Cl-的遷移數(shù)相近，當有Ag+時用KNO3或NH4NO3。鹽橋中鹽的濃度要很高，常用飽和溶液。2023/7/27對鹽橋作用的說明鹽橋只能降低液接電勢，但不能完全消除，只有電總電動勢E與Ec，Ej的關(guān)系2023/7/27總電動勢E與Ec，Ej的關(guān)系2023/7/278.7電動勢測定的應(yīng)用（2）判斷氧化還原反應(yīng)的方向（3）求離子遷移數(shù)（1）求熱力學函數(shù)的變化值（4）求平均活度因子γ±（5）計算未知的標準電極電勢值（7）測溶液的pH（8）電勢-pH圖、水的電勢-pH圖、鐵的電勢-pH圖（6）求

(不穩(wěn)定)等2023/7/278.7電動勢測定的應(yīng)用（2）判斷氧化還原反應(yīng)的方向（3）（1）求熱力學函數(shù)的變化值測定：2023/7/27（1）求熱力學函數(shù)的變化值測定：2023/7/27（2）判斷氧化還原反應(yīng)的方向已知：試判斷下述反應(yīng)向哪方進行？設(shè)活度均為1排成電池：正向進行。2023/7/27（2）判斷氧化還原反應(yīng)的方向已知：試判斷下述反應(yīng)向哪方進（3）求離子遷移數(shù)解出t+和t-2023/7/27（3）求離子遷移數(shù)解出t+和t-2023/7/27（4）測離子平均活度因子g±2023/7/27（4）測離子平均活度因子g±2023/7/27測離子平均活度因子g±和m已知，測定E，可求出g±2023/7/27測離子平均活度因子g±和m已知，測定E，可求出g±2023/（5）測定未知的根據(jù)德拜-休克爾公式：2023/7/27（5）測定未知的根據(jù)德拜-休克爾公式：2023/7/27例題鉛酸蓄電池在0-60℃范圍內(nèi)E/V=1.91737+56.1×10-6t/℃）+1.08×10-8（t/℃）2。已知25℃時，上述電池的Eθ=2.041V，設(shè)水的活度為1，求25℃時1mol·kg-1硫酸的離子平均活度因子。2023/7/27例題鉛酸蓄電池在0-60℃范圍內(nèi)E/V=1.91737+56例題解：負極

正極

Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(m)→2PbSO4(s)+2H2O25℃時,電池電動勢E/V=1.91737+56.1×10-6t/℃+1.08×10-8(t/℃)2=1.91737+56.1×10-6×25+1.08×10-8×252=？2023/7/27例題解：負極正極Pb(s)+PbO2(s)+例題已知Eq=2.041V2023/7/27例題已知Eq=2.041V2023/7/27例題2023/7/27例題2023/7/27（6）求

A.求AgCl(s)的設(shè)計電池，使電池反應(yīng)為2023/7/27（6）求 A.求AgCl(s)的設(shè)計電池，(6)求

求Hg2Cl2(s)的解：設(shè)計一個原電池，使它發(fā)生如下的電池反應(yīng)2023/7/27(6)求 求Hg2Cl2(s)的解：設(shè)計一個（6）求 (不穩(wěn)定)B.求水的設(shè)計電池，使電池反應(yīng)為：H2O→H++OH-電池Ⅰ:2023/7/27（6）求 (不穩(wěn)定)B.求水的設(shè)計電池，使電池（6）求 (不穩(wěn)定)電池Ⅱ:2023/7/27（6）求 (不穩(wěn)定)電池Ⅱ:2023/7/27例題求H2O(l)的標準生成吉布斯自由能。解：或2023/7/27例題求H2O(l)的標準生成吉布斯自由能。解：或2023/7例題設(shè)計原電池為2023/7/27例題設(shè)計原電池為2023/7/27例題在298K時，下列電池的電動勢E=1.227V(1)寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)（2）求298K時ZnCl2水溶液中的離子強度I、離子平均活度因子和電解質(zhì)溶液的活度。（3）計算電池的標準電動勢（4）求電池反應(yīng)的2023/7/27例題在298K時，下列電池（7）測溶液的pHA.醌·氫醌電極摩爾甘汞電極||醌·氫醌|Pt2023/7/27（7）測溶液的pHA.醌·氫醌電極摩爾甘汞電極||醌·氫（7）測溶液的pH使用醌氫醌電極注意事項：pH<7.1,當pH>7.1時，E為負值。pH>8.5時，氫醌酸式解離，并易發(fā)生氧化。醌-氫醌為等分子復合物，溶解度很小，用量不必太多。2023/7/27（7）測溶液的pH使用醌氫醌電極注意事項：pH<7.1,（7）測溶液的pHB.玻璃電極2023/7/27（7）測溶液的pHB.玻璃電極2023/7/27（8）電勢-pH圖在保持溫度和離子濃度為定值的情況下，將電極電勢與pH值的函數(shù)關(guān)系在圖上用一系列曲線表示出來，這種圖就稱為電勢-pH圖。什么叫電勢-pH圖？電極電勢的數(shù)值不但與溶液中離子的濃度有關(guān)，而且有的還與溶液的pH值有關(guān)。通常用電極電勢作縱坐標，pH值作橫坐標，在同一溫度下，指定一個濃度，就可以畫出一條電勢-pH曲線。2023/7/27（8）電勢-pH圖在保持溫度和離子濃度為定值的情況（8）

電勢-pH圖電勢-pH圖的應(yīng)用從電勢-pH圖可以清楚地看出各組分生成的條件及穩(wěn)定存在的范圍。因為它表示的是電極反應(yīng)達平衡時的狀態(tài)，所以電勢-pH圖也稱為電化學平衡圖。2023/7/27（8）電勢-pH圖電勢-pH圖的應(yīng)用從電勢氧電極的電勢-pH圖Pt|H2(pH2)|H2SO4(aq)|O2(pO2)|Pt氧電極：O2+4H++4e-→2H2O2023/7/27氧電極的電勢-pH圖Pt|H2(pH2)|H2SO4(aq氧電極的電勢-pH圖當氧氣壓力＜105Pa時，用紅線表示。當氧氣壓力＞105Pa時，用綠線表示當氧氣壓力為105Pa時，截距為1.229V，用藍線表示。2023/7/27氧電極的電勢-pH圖當氧氣壓力＜105Pa時，當氧氣壓力氧電極的電勢-pH圖 可見，氧氣壓力越高，氧電極的電勢也越大。 通常將藍線之上稱為氧穩(wěn)定區(qū)，之下稱為水穩(wěn)定區(qū)。2023/7/27氧電極的電勢-pH圖 可見，氧氣壓力越高，氧電極的電勢也越氫電極的電勢-pH圖

氫電極實際上起的是氧化反應(yīng)，但電極電勢仍用的是還原電勢。

根據(jù)能斯特方程，氫電極的電極電勢與pH的函數(shù)關(guān)系也是一個直線方程，第一項是截距，第二項中斜率也是-0.05916。

設(shè)定不同的氫氣壓力，可以得到截距不同的一組平行線。2023/7/27氫電極的電勢-pH圖 氫電極實際上起的是氧化反應(yīng)，但電極電勢氫電極的電勢-pH圖Pt|H2(pH2)|H2SO4(aq)|O2(pO2)|Pt

氫電極：H2(pH2)→2H++2e-2023/7/27氫電極的電勢-pH圖Pt|H2(pH2)|H2SO4(aq)氫電極的電勢-pH圖當氫氣壓力＞105Pa時，用綠線表示。當氫氣壓力為標準壓力時，截距為0V，用藍線表示。當氫氣壓力＜105Pa時，用紅線表示。2023/7/27氫電極的電勢-pH圖當氫氣壓力＞105Pa時，用綠線表示。氫電極的電勢-pH圖

可見氫氣壓力越高，電極電勢越小。所以將藍線以下稱為氫穩(wěn)定區(qū)，以上稱為水穩(wěn)定區(qū)。2023/7/27氫電極的電勢-pH圖可見氫氣壓力越高，電極電H2O的電勢-pH圖

兩者的斜率相同，僅是截距不同，所以是一組平行線，平行線之間的距離就是該燃料電池的電動勢，其值與pH無關(guān)。

顯然，當H2和O2的壓力都等于標準壓力時，該燃料電池的電動勢均為1.229V。2023/7/27H2O的電勢-pH圖兩者的斜率相同，僅是截距H2O的電勢-pH圖所以總的反應(yīng)是氧氣還原生成水，氫氣氧化成氫離子。顯然，氧氣和氫氣壓力越高，組成的電池電動勢越大，反應(yīng)趨勢也越大。

氧電極的電勢高，氫電極的電勢低。只有氧電極做正極，氫電極做負極，這樣組成的電池才是自發(fā)電池。2023/7/27H2O的電勢-pH圖所以總的反應(yīng)是氧氣還原生鐵的各種電勢-pH圖Fe2O3(s)+6H+→2Fe3++3H2Olga(Fe3+)=-1.88-3pH

該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，只與溶液的pH有關(guān)，所以在電勢-pH圖上是一組垂直于橫坐標的垂線。如（A）垂線。2023/7/27鐵的各種電勢-pH圖Fe2O3(s)+6H+→2Fe3++3鐵的各種電勢-pH圖隨著三價鐵離子濃度的不同，pH值也會不同。設(shè)三價鐵的活度為10-6，則pH=1.37。pH值越小，三價鐵的濃度越大，所以在(A)線的左側(cè)是三價鐵離子的穩(wěn)定區(qū)，右側(cè)是三氧化二鐵的穩(wěn)定區(qū)。2023/7/27鐵的各種電勢-pH圖隨著三價鐵離子濃度的不同，pH值也會不同鐵的各種電勢-pH圖Fe3++e-→Fe2+

該反應(yīng)與溶液的pH值無關(guān)，所以在電勢-pH圖上是一組平行于pH軸的水平線。如（B）線。2023/7/27鐵的各種電勢-pH圖Fe3++e-→Fe2+鐵的各種電勢-pH圖Fe2++2e-→Fe(s)a(Fe2+)=10-6(鐵被溶解的最低濃度)

該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，與溶液的pH值無關(guān)，所以在電勢-pH圖上也是一組平行于pH軸的水平線。如（C）線。2023/7/27鐵的各種電勢-pH圖Fe2++2e-→Fe(s)a(Fe鐵的各種電勢-pH圖4.Fe2O3與Fe2+Fe2O3+6H++2e-→2Fe2++3H2O

該反應(yīng)既是氧化還原反應(yīng)，又與溶液的pH值有關(guān)，所以在電勢-pH圖上是一組斜線。斜線的截距是它的標準電極電勢，為1.083V。2023/7/27鐵的各種電勢-pH圖4.Fe2O3與Fe2+Fe2O3+6H鐵的各種電勢-pH圖5.鐵防腐的電勢-pH圖（1）(c)線以下是鐵的免腐蝕區(qū)。（2）鐵與酸性介質(zhì)接觸，在無氧氣的情況下被氧化成二價鐵，所以置換反應(yīng)只生成二價鐵離子。當有氧氣參與下，二價鐵被氧化成三價鐵，這樣組成原電池的電動勢大，鐵被腐蝕的趨勢亦大。2023/7/27鐵的各種電勢-pH圖5.鐵防腐的電勢-pH圖（1）(c)線以鐵的各種電勢-pH圖

(3)(A)(D)線以左區(qū)域是鐵的腐蝕區(qū)，要遠離這個區(qū)域。常用油漆、塑料或金屬在鐵的表面形成保護層，將鐵與氧氣、水、氫離子隔離；或用強氧化劑在鐵的表面形成致密的氧化鐵層，使鐵鈍化。2023/7/27鐵的各種電勢-pH圖(3)(A)(D)線以左區(qū)域是鐵的鐵的各種電勢-pH圖(4)在(A)、(D)線以右，鐵有可能被氧化成Fe2O3或Fe3O4，這樣可保護里面的鐵不被進一步氧化，稱為鐵的鈍化區(qū)。2023/7/27鐵的各種電勢-pH圖(4)在(A)、(D)線以右，鐵有可重要公式橋梁公式和之間的關(guān)系式可逆電池熱力學2023/7/27重要公式橋梁公式和之間的關(guān)系式可逆電池熱力學2023/重要公式從電池反應(yīng)的能斯特方程式計算可逆電池電動勢的計算能斯特方程式2023/7/27重要公式從電池反應(yīng)的能斯特方程式計算可逆電池電動勢的計算能斯選擇題1．丹尼爾電池(銅-鋅電池)在放電和充電時鋅電極分別稱為：（A）負極和陰極 (B)正極和陽極(C)陽極和正極 (D)陰極和正極2、下列電池中，哪個電池的電動勢與Cl-離子的活度無關(guān)？

(A)Zn(s)│ZnCl2(aq)│Cl2(p)│Pt(B)Zn(s)│ZnCl2(aq)‖KCl(aq)│AgCl(s)│Ag(s)(C)Ag(s)│AgCl(s)│KCl(aq)│Cl2(p)│Pt(D)Hg(l)│Hg2Cl2(s)│KCl(aq)‖AgNO3(aq)│Ag(s)

2023/7/27選擇題1．丹尼爾電池(銅-鋅電池)在放電和充電時鋅電極分別稱選擇題3、用補償法（對消法）測定可逆電池的電動勢時，主要為了：(A)消除電極上的副反應(yīng)(B)減少標準電池的損耗

(C)在可逆情況下測定電池電動勢(D)簡便易行

4、電池電動勢與溫度的關(guān)系為：E/V=1.01845-4.05×10-5(t/℃-20)-9.5×10-7(t/℃-20)2，298K時，電池可逆放電，則：(A)Q>0(B)Q<0(C)Q=0(D)不能確定

2023/7/27選擇題3、用補償法（對消法）測定可逆電池的電動勢時，主要為了選擇題5、下列電池中能測定AgCl的的是：(A)Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)|Cl2(pθ)|Pt(B)Ag(s)|Ag+(aq)

||Cl–(aq)|Cl2(pθ)|Pt(C)Ag(s)|Ag+(aq)||Cl-(aq)|AgCl(s)|Ag(s)(D)Ag(s)|AgCl(s)|AgCl(s)|Ag(s)6、某電池在等溫、等壓、可逆情況下放電，其熱效應(yīng)為QR,則：

(A)QR

＝0(B)QR＝ΔH(C)QR＝TΔS(D)QR＝ΔU2023/7/27選擇題5、下列電池中能測定AgCl的的是選擇題7、某電池在標準狀況下，可逆放電過程中，當QR=-200J

時，其焓變ΔH為：(A)ΔH=-200J

(B)ΔH<-200J(C)ΔH=0

(D)ΔH>-200J8、若算得電池反應(yīng)的電池電動勢為負值時，表示此電池反應(yīng)是：（A）正向進行

(B)逆向進行(C)不可能進行(D)反應(yīng)方向不確定2023/7/27選擇題7、某電池在標準狀況下，可逆放電過程中，當QR=-20選擇題9、某燃料電池的反應(yīng)為：H2(g)＋?O2(g)→H2O(g)在400K時的ΔrHm和ΔrSm分別為-251.6kJ/mol和-50J/(K·mol),則該電池的電動勢為：(A)1.2V(B)2.4V(C)1.4V(D)2.8V10、已知下列兩個電極反應(yīng)的標準還原電勢為：Cu2++2e-→Cu，φθ=0.337V；Cu++e-→Cu，φθ=0.521V，由此求算得Cu2++e-→Cu+的φθ等于：(A)0.184V

(B) -0.184V

(C)0.352V

(D)0.153V2023/7/27選擇題9、某燃料電池的反應(yīng)為：H2(g)＋?O2(g)→H選擇題11、已知：(1)Cu│Cu2+(a2)‖Cu2+(a1)│Cu電動勢為E1，(2)Pt│Cu2+(a2),Cu+(a')‖Cu2+(a1),Cu+(a')│Pt

電動勢為E2，則：(A)E1=2E2(B)E1=?E2(C)E1=E2(D)E1≥E2

12、電池Pb(Hg)(a1)│Pb2+(aq)│Pb(Hg)(a2)要使電動勢E>0,則兩個汞齊活度關(guān)系為：(A)a1>a2(B)a1=a2

(C)a1<a2(D)a1與a2可取任意值2023/7/27選擇題11、已知：(1)Cu│Cu2