实验十六-可逆电池电动势的测定

实验报告数据记录和处理1.室温时各电池的电池电动势测定T室温=289.15K表1室温时各电池的电池电动势电池E/V/V123a0.4558270.4550270.4550970.455317b0.2023230.2004010.1990000.200575c0.5002980.5004380.5005130.500416d0.4444300.4436990.4436460.4439252.数据处理（1）写出a、b、c、d各被测电池的表达式、电极反应和电池反应。a.电池的表达式：Hg│Hg2Cl2(s)│KCl(饱和)‖AgNO3(0.0100mol/L)│Ag电极反应:Hg+Cl-（饱和）+Ag+=1/2Hg2Cl2+Ag负极：Hg

+

Cl-（饱和）=1/2Hg2Cl2+

e-

正极：Ag+

+e-

=Agb.电池的表达式：Hg│Hg2Cl2(s)│KCl(饱和)‖Q,QH2,H+│Pt电极反应:C6H4O2（醌）+2H++2e-=C6H4(OH）2（氢醌）负极：2Hg+2Cl--2e-→Hg2Cl2正极：Q+2H++2e-→QH2c.电池的表达式：Hg│Hg2Cl2(s)│KCl(饱和)‖AgNO3(0.100mol/L)│Ag电极反应:Hg+Cl-（饱和）+Ag+=1/2Hg2Cl2+Ag负极：Hg

+

Cl-（饱和）=1/2Hg2Cl2+

e-

正极：Ag+

+e-

=Agd.电池的表达式：Ag│AgCl(s)│HCl(0.1mol/L)‖AgNO3(0.100mol/L)│Ag电极反应:Ag+

+Cl-

=Ag负极：Ag+Cl--e-→AgCl正极：Ag++e-→Ag（2）由电池（a）的电动势计算银电极电势。根据能斯特公式计算银电极的标准电极电势。与文献值比较，求相对误差（已知0.0100AgNO3溶液的离子平均活度系数=0.90）。饱和甘汞电极电势和银电极的标准电极电势文献值见附表9-17。查附表9-17计算饱和甘汞电极的电极电势和银电极的标准电极电势：0.24735V=0.80773V由得：0.70267V再由能斯特方程得=0.70267+8.314*289.15/96500*ln(1/0.01)=0.81739V并计算银电极标准电极电势的相对误差：相对误差=(0.81739-0.80773)/0.80773*100%=1.20%得：0.74777V再由=0.0451V该浓差电池的负极反应：Ag(s)-e-→Ag+(aq)正极反应：Ag+(aq)+e-→Ag(s)电池反应：Ag+(0.1000mol·Kg-1)→Ag+(0.0100mol·Kg-1)由浓差电池的能斯特方程求===0.050615V（6）*由电池（d）的电动势计算氯化银溶度积。已知0.10HCl溶液离子平均活度系数=0.796。由电池d的电池反应写出能斯特方程求氯化银的：由于此电池反应的标准平衡常数为氯化银溶度积的倒数经简化得===-22.96所以=1.065×10-10回答问题及讨论测定电池电动势为什么要用补偿法？本实验的测定过程中，在找到光点不偏转的位置之前，仍有电流通过被测定电池，对测量会带来什么影响？如何减少这些影响？答：热力学可逆电池的条件之一就是必须非常接近平衡状态，即通过的电流无限小，所以因此要用补偿法来削减电流，使待测电池工作在可逆状态。影响：有电流通过时会使电极极化，使测得的电动势偏小。措施：减少电流通过电池的时间，可以实现预估电池电动势的大小，然后迅速调节。在测量时找到平衡点后（即检流计光点不偏转时），附图4-3中段电阻中有无电流通过？电流方向如何？段线路中有无电流通过？电流方向如何？答：CC’段有电流通过，方向由C到C’，段无电流通过。UJ25型电位差计中Ⅰ～Ⅳ测量盘线路（见附图4-4）对应附图4-3中的哪部分线路？答：对应CC’段电阻。若检流计光点只向一边偏转，因而找不到光点不发生偏转的平衡点，试分析可能的原因是什么？答：待测电池的正负极接反了；工作电池的电压太低。盐桥的作用是什么？一般物理化学教科书中介绍的比较理想的盐桥用电解质是KCl与NH4NO3。本实验中为什么不用这两种电解质，而用饱和KNO3溶液制备盐桥？答：盐桥作用：降低液面接触电势，并且连通电路。本实验中由于Cl-及NH4+都会与Ag+发生反应，分别生成沉淀和络合物，影响电极电势测定，故选用饱和KNO3溶液制备盐桥。检流计的使用及维护中最重要的注意事项是什么？标准电池及工作电池的作用有什么不同？使用标准电池时应注意哪些问题？答：检流计注意事项：①检流计使用时不能剧烈震动；②通过检流计的电流在额定的范围内并且时间尽量短；③检流计使用后将量程调节至短路档位。标准电池作用：电位差测量实验中的标准量具，在直流电位差实验中提供标