電化學習題課

本章小結(jié)平均活度、平均活度系數(shù)及離子強度

1本章小結(jié)

可逆電池電動勢測量的應(yīng)用電極電勢標準電池可逆電池熱力學濃差電池液接電勢電解質(zhì)溶液平均活度系數(shù)求熱力學函數(shù)的變化值能斯特方程電動勢與平衡常數(shù)電動勢與熱力學函數(shù)Ka，Ksp，Kw測定pH可逆電池電動勢及其應(yīng)用

能斯特方程

2本章小結(jié)

極化作用原因超電勢析出電勢濃差極化電化學極化超電勢類型超電勢測定氫超電勢Tafel公式陰極金屬析出陽極金屬氧化濃差超電勢電化學超電勢電阻超電勢金屬分離金屬電化學腐蝕與防腐電解與極化作用

3電化學習題課一、電解質(zhì)溶液1.導電能力的表示方法及計算a.電導b.電導率c.摩爾電導率（一）電導相距1m的兩片平行電極間,一摩爾電解質(zhì)的電導。4電化學習題課2.影響導電能力的因素(1)與濃度的關(guān)系a.電導率與濃度的關(guān)系b.摩爾電導與濃度的關(guān)系科爾勞烏斯定律：科爾勞烏斯離子獨立移動定律5電化學習題課(2)，摩爾電導率與離子運動的關(guān)系6電化學習題課3.電導測定的應(yīng)用（1）計算弱電解質(zhì)電離度和平衡常數(shù)（2）測定難溶鹽的溶解度7電化學習題課（二）電解質(zhì)的平均活度和平均活度系數(shù)1.定義式8電化學習題課3.強電解質(zhì)溶液理論德拜-休克爾極限公式：2.影響活度系數(shù)的因素9電化學習題課（一）電池符號，電池表示式電池反應(yīng)（二）可逆電池熱力學（1）電池電動勢和自由能變化“互譯”二、可逆電池10電化學習題課（2）Nernst方程（3）（4）11電化學習題課（三）電極電勢1、電極電勢2、電極電勢的Nernst方程3、4、液接電勢5、濃差電勢12電化學習題課（四）電池電動勢測定的應(yīng)用（1）求平衡常數(shù)Ka，Ksp，Kw（2）測pH（3）測定電解質(zhì)溶液的平均活度系數(shù)（4）求熱力學函數(shù)的變化值13電化學習題課三、不可逆電極過程（一）極化，超電勢（二）Tafel公式14電化學習題課三、電極反應(yīng)次序1、判斷標準：比較各離子的析出電勢2、析出電勢3、應(yīng)用：a、金屬離子的分離b、共同析出c、pH控制15電化學習題課二、判斷題離子遷移數(shù)與離子速率成正比，某正離子的運動速率一定時，其遷移數(shù)也一定。對于電池Zn|ZnSO4(aq)||AgNO3(aq)|Ag，其中的鹽橋可以用飽和KCl溶液。因離子在電場作用下可以定向移動，所以測定電解質(zhì)溶液的電導率時要用直流電橋。16電化學習題課在有液體接界電勢的濃差電池中，當電池放電時，在液體接界處，離子總是從高濃度向低濃度擴散。實際電解時，在陰極上首先發(fā)生還原作用的是按能斯特方程計算的還原電勢最大者。極化和過電位是同一個概念。

17電化學習題課三、選擇題濃度為1mol·kg-1的CuSO4濃度的離子強度I1，濃度為1mol·kg-1的NaCl濃度的離子強度I2，那么I1與I2的關(guān)系為：

(A)

I1=?I2

；

(B)I1=I2；

(C)I1=4I2

；

(D)I1=2I2

。

18電化學習題課三、選擇題已知298K，?CuSO4、CuCl2、NaCl的極限摩爾電導率λ∞分別為a、b、c(單位為S·m2·mol-1)，那么Λ∞(Na2SO4)是：

(A)

c+a-b

；

(B)2a-b+2c

；

(C)2c-2a+b

；

(D)2a-b+c

。

19電化學習題課三、選擇題25℃時電池反應(yīng)H2(g)+?O2(g)=H2O(l)對應(yīng)的電池標準電動勢為E1，則反應(yīng)2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)

所對應(yīng)的電池的標準電動勢E2

是：

(A)

E2=-2E1；

(B)

E2=2E1

；

(C)

E2=-E1

；

(D)

E2=E1

。

20電化學習題課三、選擇題下列電池中能測定AgI的溶度積Ksp的是：(A)

Ag|AgI(s)|KI(aq)|I2

；

(B)

Ag|Ag+||I-|AgI(s)|Ag

；(C)

Ag|Ag+||I-|I2|Pt；

(D)

Ag|AgI|Pt

21電化學習題課三、選擇題在電解硝酸銀溶液的電解池中，隨著通過的電流加大，那么：(A)

陰極的電勢向負方向變化；(B)

陰極附近銀離子濃度增加；(C)

電解池電阻減??；(D)兩極之間的電勢差減少。

22電化學習題課三、選擇題隨著電流密度由小到大增加，電解池的實際分解電壓V(分)與原電池的端電壓V(端)將：(A)

V(分)遞增，V(端)遞減；(B)

V(分)遞減，V(端)遞增；(C)

V(分)、V(端)遞增；(D)V(分)、V(端)遞減。

23三、選擇題7．對于BaCl2溶液，以下等式成立：a=

m;(B)a=a+·a-

;(C)

±=

+·

-2;(D)m=m+·m-(E)m±3=m+·m-2；

(F)m±=4m±3。電化學習題課

248.9.

2510．11．

2613

12．2714.15.

2817.

16.

29電化學習題課例1、在25℃時電池電動勢為1.366V。設(shè)氯電極的標準電極電勢為1.360V，電池電動勢的溫度系數(shù)為-0.0026V

K-1,求可逆反應(yīng)：H2(g)+Cl2(g)

2HCl(aq)在25℃時的標準平衡常數(shù)和電池反應(yīng)的

G、

H、

S和QR？一、計算題30電化學習題課例2、25℃時1atm空氣平衡時的蒸餾水中CO2的濃度為1.682

10-5mol

dm-3,CO2溶于水后僅產(chǎn)生H+和HCO3-,已知碳酸的一級電離常數(shù)是4.7

10-7,為349.7

10-4S

m2

mol-1,

為44.5

10-4S

m2

mol-1。試求25℃時，與1atm空氣呈平衡時的蒸餾水的電導率。31電化學習題課例3、有下列不同類型的電解質(zhì)：

HCl,(2)CdCl2,(3)CdSO4,(4)LaCl3,(5)Al2(SO4)3設(shè)它們都是電解質(zhì)，當它們的溶液濃度都是0.25mol

kg-1時，試計算各種溶液的：（1）離子強度I

；（2）離子平均質(zhì)量摩爾濃度m

.32已知

1

＝

（Tl+/Tl）=

-0.34V,

2=

（Tl3+/Tl）=0.72V,試求

3=

（Tl3+/Tl+）的數(shù)值。4.解答三個電極對應(yīng)的電極反應(yīng)為

Tl+(aq)+e-

Tl(s)(1)Tl3+(aq)+3e-

Tl(s)(2)Tl3+(aq)+2e-

Tl+(aq)(3)

(2)式減(1)式得(3)式，故

ΔrGm,3=ΔrGm,2-ΔrGm,1

據(jù)Nernst

公式有

-2F

3=-3F

2–(-F

1)

所以

3=

(Tl3+/Tl+)=1.5

2–0.5

1=1.25v

所以335.將一銅片進行冷加工，壓延成薄片，再分割成兩塊，其中一塊在惰性氣氛中作退火處理。試問能否設(shè)計一種電化學方法，藉其判明哪塊銅片是經(jīng)過退火處理的？研究表明，室溫下若將銅延伸或變形30%，其所蓄積的能量相當于產(chǎn)生電位差約130

V.34解答在一定溫度下，若將兩塊金屬片置于同一電解質(zhì)溶液中形成兩個電極，只有在兩塊金屬片的化學組成以及物理狀態(tài)都完全相同的條件下，這兩個電極的電極電勢才相等。既使化學組成相同例如都是銅片，但若兩者的物理狀態(tài)有異，它們各自形成的電極之電極電勢還會顯示出差別。銅片被冷加工壓延成薄片的過程中，銅的晶面發(fā)生滑移晶格發(fā)生扭曲并出現(xiàn)缺陷，產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力，蓄積了能量，吉布斯自由能增大；但若經(jīng)過退火處理，由于晶格重排的結(jié)果，可使內(nèi)應(yīng)力全部或部分的消除，自由能減小。因此，將題給兩塊銅片浸入一硫酸銅溶液，就會形成一種特殊的（不同極）濃差原電池：35Cu(未退火)|CuSO4

（水溶液）|Cu（退火）該電池的總反應(yīng)為

Cu(未退火)

Cu（退火）如前所示,應(yīng)有ΔG<0,E=-ΔG/nF

>0,

即電動勢為正值，上面所寫電池的右端應(yīng)為正極。兩個電極的反應(yīng)分別為：負極：Cu(未退火)Cu

2++2e-

正極：Cu

2++2e-

Cu(退火)

實驗時，只要用銅導線將插入硫酸銅溶液的兩銅片分別與微伏計的兩個接線柱相連，接通電路，指示出的正極便是經(jīng)過退火處理的銅片。366.下面兩種電池的電動勢之間有何關(guān)系（甲）H2(p1)|HCl(0.001mol

kg-1)||HCl(0.01mol

kg-1)|H2(p1)(乙)H2(p1)|HCl(0.001mol

kg-1)|Cl2(p2)--Cl2(p2)|HCl(0.01mol

kg-1)|H2(p1)A.E甲=1/2E乙

B.E甲=E乙

C.E甲=2E乙

D.E甲、E乙之間沒有這么簡單的關(guān)系。37解答電池甲的兩電池反應(yīng)為：負極：1/2H2(p1)→H+(0.001mol

kg-1)+e-

正極：H+(0.01mol

kg-1)+e-→1/2H2(p1)

電池反應(yīng)為：

H+(0.01mol

kg-1)→H+(0.001mol

kg-1)

因為溶液濃度較小，所以此處用濃度代替活度，則，

rGm=RTlnaright/aleft

=RTln0.001/0.01E甲

=-(RT/F)ln0.1=0.059V電池乙實際上是由兩個電解液濃度不同的同種電池反向串聯(lián)而成，左、右兩電池的反應(yīng)分別為：381/2H2(p1)+1/2Cl2(p2)

HCl(0.001mol

kg-1)HCl(0.01mol

kg-1)

1/2H2(p1)+1/2Cl2(p2)串聯(lián)后形成的整個濃差電池的反應(yīng)便是：HCl(0.01mol

kg-1)

HCl(0.001mol

kg-1)

rGm=RTlnaright/aleft

=RTln(0.001/0.01)2(supposed:

=1)E乙

=-(RT/F)ln0.12=0.059V2電池反應(yīng)不同，電動勢不同!。397.298K時，用Pb為陰極來電解H2SO4，其濃度為0.100mol

dm-3,

=0.265。在電解過程中，把Pb陰極與另一摩爾甘汞電極相聯(lián)接。當Pb陰極上H2開始析出時，測得E(分解)=1.0685V，已知摩爾甘汞電極的氫標電勢

(甘汞)=0.2800V。若只考慮H2SO4的一級電離，試求H2在Pb電極上的超電勢。40解答Pb陰極上的析氫反應(yīng)是：2H+(a+)+2e-

H2(g,p)其平衡電勢值為

（H+/

H2

）=

-(RT/2F)

ln(aH2/a+2)=(RT/F)

ln(m+·

+)

(H+/H2)=0.0257

ln(0.100

0.265)=-0.0933V而H2剛在Pb陰極上析出時，陰極電勢為:

(H2)=

(甘汞）-E(分解)41

=0.2800-1.0685=-0.7885V所以超電勢

陰=

（H+/

H2，平）-

（H2）

=0.6952V428.已知

（Cu2+/Cu）=0.337V,并設(shè)活度系數(shù)均為1，H2SO4作一級電離處理。若H2在Cu上的超電勢為0.23V，試問當鉑電極上有H2析出時，溶液中剩余Cu2+的濃度為多少？在298K,p

下的某混合溶液中，CuSO4濃度為0.50mol

kg-1,H2SO4濃度為0.01mol

kg-1,

用鉑電極進行電解，首先銅沉積到鉑上。43