物理化学简明教程(印永嘉)-电化学习题课ppt课件

第七章电化学 习题课 一 概念和公式 一 电导G 电导率 和摩尔电导率 m m 强 m m m 弱 m m m m m c 离子 c 电解质 m ici 离子 二 离子平均活度a 离子平均活度系数 a 电解质 a m my 其中 三 Debye极限公式 离子强度 四 可逆电池热力学 rGm T p Wr nFE 反应平衡时 rGm 0 五 能斯特公式 六 电极的极化 a r c r 二 例题 例1填空和选择填空1 某一电池反应 rSm 298K 0 则25 原电池可逆工作时是吸热还是放热 因为 2 用同一电导池分别测定浓度为0 01和0 1mol kg 1的两个电解质溶液 其电阻分别为1000 500 则 m之比为 A 1 5 B 5 1 C 10 5 D 5 10 吸热 Qr T rSm B 2 解 3 下列电解质溶液中 0 01mol kg 1 最大的是 A NaCl B CaCl2 C LaCl3 D CuSO44 对于同一电解质水溶液 当其浓度逐渐增加时 何种性质将随之增加 A 稀溶液范围内的 B m C D Kcell5 某一电解质M A 则其a 与a之间关系是 A a a B a a2 C a a D a a1 A A D 3 解 根据ln Az z I1 2 右式中 NaCl 的数最小 6 1mol kg 1K4Fe CN 6溶液的离子强度 A 10 B 7 C 4 D 15mol kg 17 将两铂丝插入m Sn2 0 2 m Sn4 0 02mol kg 1的溶液中构成电池 则E A Ey 0 059 2 B Ey 0 059 2 C 0 D Ey 0 0598 将Ag s Ag Au 合金aAg 0 120 设计成电池 则该电池在25 时的电动势E A C Ag s Ag Ag Au s 0 0591lga 0 054V 6 解 I 4 12 1 42 2 10mol kg 1 9 按书写习惯 下列电池E VPt H2 py HI m1 0 01mol kg 1 AgI Ag Ag AgI HI m2 0 001mol kg 1 H2 py Pt A 0 118 B 0 059 C 0 059 D 0 11810 已知Cu2 2e Cu 1y 0 337VCu e Cu 2y 0 521V求Cu2 e Cu 的 3y V 0 118 0 153 9 解 电池反应 HI m2 HI m1 E 2 0 059lg 0 001 0 01 0 118V 10 解 F 3y 2F 1y F 2y 0 153V 11 电池Hg l Hg2Cl2 s HCl a Cl2 py Pt在25 a 0 1时的电动势E 1 135Va 0 01时的电动势E V 1 135 C 11 解 电池反应 2Hg l Cl2 py Hg2Cl2 s E Ey 12 解 电池反应 H2 g py 1 2O2 g py H2O l E Ey 12 有两个电池的电动势 正确的是 1 H2 py KOH 0 1mol kg 1 O2 py E1 2 H2 py H2SO4 0 01mol kg 1 O2 py E2 A E1E2 C E1 E2 D 不能确定 15 已知25 py下A s 2BD aq AD2 aq B2 g 在电池中可逆进行 系统做电功150kJ 放热80kJ 则该反应 rHm A 80 B 230 C 232 5 D 277 5kJ 14 有电池反应 1 1 2Cu s 1 2Cl2 py 1 2Cu2 a 1 Cl a 1 E1 2 Cu s Cl2 py Cu2 a 1 2Cl a 1 E2E1和E2的关系为 A E1 E2 2 B E1 E2 C E1 2E2 D E1 4E2 B 230kJ 15 解 rHm rGm T rSm 150 80 230kJ 16 将铁粉 镉粉丢入含Fe2 0 1mol kg 1 和Cd2 0 001mol kg 1 的溶液中 已知 y Fe2 Fe 0 44V y Cd2 Cd 0 40V 正确答案为 A 铁粉 镉粉皆会溶解 B 铁粉 镉粉皆不会溶解 C 铁粉溶解 镉粉不溶 D 镉粉溶解 铁粉不溶 D 电极电势越低 越易被氧化 18 当发生极化时 阳极上发生 反应 电极电势将 阴极的电极电势将 17 电解水溶液时 在铜阳极上会发生 A 析出O2 B 析出Cl2 C 析出铜 D Cu极溶解 D 氧化 升高 降低 例4 已知NaCl KNO3 NaNO3在稀溶液中的 m依次为1 26 10 2 1 45 10 2 1 21 10 2S m2 mol 1 已知KCl溶液中t t 设在此浓度范围内 m不随浓度变化 1 试计算以上各离子的 m 2 假定0 1mol dm 3HCl溶液电阻是0 01mol dm 3NaCl溶液电阻的1 35 用同一电导池测定 试计算HCl的 m 解 1 对于强电解质 m NaCl m Na m Cl 1 26 10 2S m2 mol 1 m KNO3 m K m NO3 1 45 10 2S m2 mol 1 m NaNO3 m Na m NO3 1 21 10 2S m2 mol 1 KCl溶液中t t m K m Cl m KCl m K m Cl 2 m K m NaCl m KNO3 m NaNO3 1 5 10 2S m2 mol 1 m K m Cl 0 75 10 2S m2 mol 1 m Na m NaCl m Cl 0 51 10 2S m2 mol 1 m NO3 m KNO3 m K 0 70 10 2S m2 mol 1 m HCl 35 1 26 10 2 0 1 4 41 10 2S m2 mol 1 例6 试设计一个电池 其中进行下述反应 Fe2 a2 Ag a1 Fe3 a3 Ag s 1 写出电池表达式 2 计算上述电池反应在298K时的Ky 3 设将过量的细Ag粉加到浓度为0 05mol kg 1的Fe NO3 3溶液中 当反应达到平衡后 Ag 的浓度为多少 已知 y Ag Ag 0 7991V y Fe3 Fe2 0 771V 解 1 设计电池 Pt Fe3 a3 Fe2 a2 Ag a1 Ag s 2 Ey y 正 y 负 0 7991 0 771 0 0281V 3 设Ag 的浓度为m m 0 044mol kg 1 平衡时0 05 mmm设 1 Ag Fe2 Ag s Fe3 例7 在25 时 电池 Zn ZnSO4 m 0 01mol kg 1 0 38 PbSO4 Pb s 的电动势E 0 5477V 1 已知 y Zn2 Zn 0 763V 求 y PbSO4 Pb 2 已知25 时 PbSO4的Kap 1 58 10 8 求 y Pb2 Pb 3 当ZnSO4的m 0 050mol kg 1时 E 0 5230V 求此浓度下ZnSO4的 解 负极 Zn s 2e Zn2 m 正极 PbSO4 s 2e Pb s SO42 m 电池反应 PbSO4 s Zn s Pb s ZnSO4 m Ey 0 5477 0 0591lg 0 38 0 01 0 4046VEy y PbSO4 Pb y Zn2 Zn 0 4046V y PbSO4 Pb 0 358V 2 对于PbSO4电极 其电极反应为 PbSO4 s Pb2 SO42 rGm 1y RTlnKapPb2 2e Pb s rGm 2y 2F y Pb2 Pb PbSO4 s 2e Pb s SO42 rGmy rGmy rGm 1y rGm 2y 2F y PbSO4 Pb RTlnKap 2F y Pb2 Pb y PbSO4 Pb RT 2F lnKap y Pb2 Pb y Pb2 Pb 0 358 0 0128ln1 58 10 8 y Pb2 Pb 0 127V 0 200 3 已知Ey 0 4046V E 0 5230V m 0 050mol kg 1 例8 在25 时 电池 Pt H2 py HCl m 0 1mol kg 1 0 798 AgCl Ag s 的电动势E 0 3522V 试求 1 反应H2 g 2AgCl s 2Ag s 2HCl m 的Ky 2 金属银在 0 809 m 1mol kg 1HCl中所能产生的H2的平衡分压 解 1 反应H2 g 2AgCl s 2Ag s 2HCl m Ey 0 2224V 将Ey 0 2224V代入下式 2 反应2Ag s 2HCl m H2 g 2AgCl s 例9 在25 时 电池 Ag AgBr s KBr m Br2 l Pt 的E 0 9940V Br2在KBr溶液上的平衡蒸气压为2 126 104Pa 已知 y AgBr Ag 0 071V 求电极的 y Br2 g py Br 解法一 电池反应为 Ag s 1 2Br2 l AgBr s 由电池反应式可见 参加反应的物质均处于纯态 故活度为1 E Ey 0 9940VEy y Br2 l Br y AgBr Ag 0 9940V y Br2 l Br 1 065V对应电极反应 Br2 l 2e 2Br 1 Br2 l 2e 2Br y Br2 l Br 1 065V rGm 1 2F y 1 2 Br2 l Br2 g p rGm 0Br2 g p Br2 g py rGmy 2 RTln py p 3 Br2 g py 2e 2Br y Br2 g py Br rGmy 3 2F y 3 rGmy 3 rGmy 1 rGmy 2 2F y 3 2F y 1 RTln py p y Br2 g py Br y 1 RT 2F ln py p 1 065 0 020 1 085V 3 Ag s 1 2Br2 g AgBr s rGm 3y FEy 3 3 1 1 2 2 rGm 3y rGm 1y 1 2 rGm 2y FEy 3 FEy 1 1 2RTln py