无机化学原电池计算.doc

无机化学原电池的有关计算1将铜片插入0.10 molL1 Cu (NO3)2溶液中构成原电池的半电池，再将银片插入硝酸银溶液中构成另一个半电池，在银半电池中加入过量的HBr 以产生AgBr 沉淀，并使溴离子浓度Br0.10 molL1 。在上述条件下原电池的电动势 E0.22 v ，Ag 电极为负极 。计算 AgBr 的溶度积 Ksp ，并写出电池反应式 。（已知：j(Ag+ / Ag) 0.80 v ，j(Cu2+ / Cu) 0.34 v ）解：j (Cu2+ / Cu)j(Cu2+ / Cu) lg Cu2 0.34 lg 0.10 0.31 (v) j (Ag+ / Ag) j(Ag+ / Ag) 0.0591 lg Ag Ag j (Ag+ / Ag) 0.80 0.0591 lg 而 E j (Cu2+ / Cu) j (Ag+ / Ag) 0.22 0.31 j (Ag+ / Ag) j (Ag+ / Ag) 0.31 0.22 0.09 (v) 则 0.09 0.80 0.0591 lg 9.710142某氢氧燃料电池，其电池反应为：2 H2 (g) O2 (g) 2 H2O ( l )电极反应在碱性溶液中进行，写出该电池反应的两个半反应 ，确定正 、负极 ；计算反应的标准吉布斯函数变rGm ，电池的电动势 E ，电池反应的标准平衡常数 K。 （已知： f Gm (298 K，H2O，l ) 237.2 kJ mol1 ） 解：正极反应 O2 2 H2O 4 e 4 OH负极反应 2 H2 4 OH 4 e 4 H2O 即得电池反应式 2 H2 (g) O2 (g) 2 H2O ( l ) rGm 2 f Gm (298 K，H2O，l ) 2(237.2) 474.4 (kJmol1 ) rGm n F E E 1.23 (v) lg K83.25 K1.7810833现有下列两个电极： 金属银插在AgBr的饱和溶液中； 氢电极 100 kPa ，溶液中 HAc0.1 molL1。 已知 j(Ag+ / Ag)0.7996 v ，KspAgBr5.351013 ，KaHAc1.8105， 把上述两个电极组成原电池，写出电池符号，计算其电动势。解：Ag 电极电势的计算 ： j (AgBr饱和 / Ag)j(Ag+ / Ag) 0.0591 lg Ag 在AgBr的饱和溶液中 ，Ag(KspAgBr)1/2 所以 j (AgBr饱和 / Ag)0.7996 0.0591 lg (5.351013)1/2 0.437 (v) 氢电极电势的计算 ： j (H/ H2)j(H/ H2) lg 0.0591 lg 0.17 (v)该电池的Ag 电极为正极 ，氢电极为负极 ，电动势 E 0.437 0.17 0.607 (v) 电池符号 Pt ，H2 (100 kPa) HAc (0.1 molL1) Br(AgBr饱和液) AgBr ，Ag 4已知 j(Cu+ / Cu)0.52 v ，j(CuCl / Cu)0.14 v 。若将这两个电对组成原电池，写出电池符号，电池反应式，计算KspCuCl和电池反应的 rGm 及标准平衡常数K。 解：电池符号 Cu CuCl Cl(1.0 molL1) Cu(1.0 molL1) Cu 电池反应式 Cu2 Cu Cl Cu CuCl j(CuCl / Cu)j (Cu+ / Cu)j(Cu+ / Cu) 0.0591 lg KspCuCl 0.14 0.52 0.0591 lg KspCuCl lg KspCuCl6.43 KspCuCl3.7107 rGm n F E 196.485(0.52 0.14) 36.7 (kJ mol1) lg K6.43 K2.71065有一原电池，其中一电极是将银片插入 0.10 molL1 ，AgNO3 溶液中，另一电极是：往镀有铂黑的铂片上不断地通入101325 Pa的 H2( g )，并将其插入 0.10 molL1 HA溶液中( HA为一元弱酸 ，Ka 1.0105 ) ： 指出该电池的正、负极 ； 写出两极上的电极反应式和电池反应式 ； 写出该原电池的符号 ； 计算该原电池的电动势 E 。 （已知：j( Ag/ Ag) 0.80 v ，j( H/ H2) 0.00 v ） 解： 银电极 j ( Ag/ Ag) j( Ag/ Ag) lg Ag 0.80 lg 0.10 0.741 (v) 氢电极 j ( H/ H2) j( H/ H2) lg 0.00 0.0591 lg ()0.177 (v) 故银电极为正极 ，氢电极为负极 。 正极反应 Ag e Ag 负极反应 H2 2 e 2 H 电池反应 2 Ag H2