电化学习题课

1、电化学习题课1501. 010001 . 0500)()()/()/(12212,1 , RcRcccmm21ln2)1(aaFRTE ln)2(21aaaaFRTE VFeFRTFeFeFeFe470. 0ln2)/()/(22O2 VCdFRTCdCdCdCd491. 0ln2)/()/(22O2 17. 电解水溶液时，在铜阳极上会发生电解水溶液时，在铜阳极上会发生( )(A)析出析出O2 (B)析出析出Cl2 (C)析出铜析出铜 (D)Cu极溶解极溶解.D例例1、电导池用、电导池用0.01mol dm-3标准溶液标准溶液KCl标定时，标定时，R1=189 ，用，用0.01mol dm-3

2、的氨水溶液测其电阻的氨水溶液测其电阻R2=2460 。用下列该浓度下的数据，计算氨水的。用下列该浓度下的数据，计算氨水的离解常数离解常数Kc c- c c c c(1-) c cccccK)(2cc)1 (2解：解： NH4OH NH4+ +OH- K+ Cl- NH4+ OH-m/10-4Sm2mol-1 73.5 76.4 73.4196.62460189)()(4KClOHNH)()()()(44KClcKClOHNHcOHNHmm44109 .1492460189)(OHNHm12310152. 1molmS0426. 0)()()(44OHNHOHNHmmm521090. 1)1 (

3、ccK解法一：解法一：2460189)()()()(44OHNHRKClRKClOHNH01. 09 .1490 .270)()()()(4cKClcClKcOHcNHmmmm341027. 4dmmolc521090. 1)(ccccK解法二：解法二：例例2、已知、已知NaCl, KNO3, NaNO3在稀溶液中的在稀溶液中的 m依次为依次为1.26 10-2，1.45 10-2，1.21 10-2S m2 mol-1。已知。已知KCl溶溶液中液中t+=t-，设在此浓度范围内，设在此浓度范围内， m不随浓度变化。不随浓度变化。(1)试计算以上各离子的试计算以上各离子的 m(2)假定假定0.1

4、mol dm-3HCl溶液电阻是溶液电阻是0.01mol dm-3 NaCl溶液电阻的溶液电阻的1/35（用同一电导池测定），（用同一电导池测定），试计试计算算HCl的的 m解：解：(1) 对于强电解质：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溶液中溶液中t+ = t- m(K+)= m(Cl-) m(KCl)= m(K+)+ m(Cl-)=

5、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-135)()(NaClHCl01. 0)(1 . 0)()2(NaClHClmm m(HCl)=35 1.26 10-2 0.1=4.41 10-2S m2 mol-1例例3. 已知已知 c/moldm-3 /10-2S m-1 氯化氢菲罗啉氯化氢菲罗啉

6、(BHCl) 0.001 1.360BHCl+大量大量B 0.001 1.045HCl(aq) 0.001 4.210BHCl为强电解质，在溶液中全部电离为为强电解质，在溶液中全部电离为BH+和和Cl-。B为非电解质。试计算为非电解质。试计算BH+ =B+H+的离解平衡常数。的离解平衡常数。?)1 (2ccKc(1- ) c c B + H+BH+ 根据根据 =m,ici 解：解：BHCl BH+Cl- (全部电离全部电离) c c 1=c(1- ) m(BH+) + cm(H+) +c m(Cl-) =c m(BH+)+ m(Cl-)+c m(H+)- m(BH+) 2= c m(BH+)+

7、 m(Cl-)(因溶液中有大量的因溶液中有大量的B) 3= c m(H+)+ m(Cl-) 3- 2= c m(H+)- m(BH+) 1= 2+ ( 3- 2)0995. 02321521010. 1)1 (ccK例例4. 试设计一个电池，其中进行下述反应：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；写出电池表达式；(2)计算上述电池反应在计算上述电池反应在298K时的时的K (3)设将过量的细设将过量的细Ag粉加到浓度为粉加到浓度为0.05 mol kg-1的的Fe(NO3)3溶液中，当反应达到平衡后，溶液中，当反

8、应达到平衡后，Ag+的浓的浓度为多少？度为多少？已知已知 (Ag+/Ag)=0.7991V, (Fe3+/Fe2+)=0.771V解：解：(1)设计电池：设计电池： Pt| Fe3+ (a3), Fe2+ (a2) | Ag+(a1)|Ag(s)(2) E = (正正) (负负)=0.7991 0.771=0.0281V 988. 2expRTnFEK(3) 设设Ag+的浓度为的浓度为m 2)/(/ )05. 0(988. 2mmmmKm=0.044molkg-1平衡时平衡时 0.05-m m mAg+ + Fe2+Ag(s) + Fe3+例例5. 在在25时，电池时，电池Zn|ZnSO4 (

9、m=0.01molkg-1)( =0.38 )| PbSO4 -Pb(s) 的电动势的电动势E=0.5477V。 (1)已知已知 (Zn2+/Zn)= 0.763V，求，求 (PbSO4/Pb) (2)已知已知25时，时， PbSO4的的K sp=1.58 10-8,求求 (Pb2+/Pb)(3)当当ZnSO4的的m=0.050 molkg-1时，时，E=0.5230V，求此浓，求此浓度下度下ZnSO4的的 =？解：负极：解：负极：Zn(s) 2e Zn2+ 正极：正极：PbSO4 (s)+2e Pb(s)+SO42-(m-)电池反应：电池反应：PbSO4 (s)+ Zn(s)= Pb(s)+

10、ZnSO4(m) E =0.5477+0.0591lg(0.38 0.01)=0.4046V E = (PbSO4/Pb) (Zn2+/Zn)= 0.4046V (PbSO4/Pb)= 0.358V)(ln2) 1 (4ZnSOaFRTEE)/ln(5477. 0mmFRTE(2) 对于对于PbSO4电极，其电极反应为：电极，其电极反应为：PbSO4 (s) = Pb2+SO42- rGm,1 = RTln K spPb2+2e Pb(s) rGm,2 = nF (Pb2+/Pb) PbSO4 (s) +2e = Pb(s)+SO42- rGm =? rGm = rGm,1 + rGm,2 n

11、F (PbSO4/Pb) = RTln K sp nF (Pb2+/Pb) (PbSO4/Pb) =(RT/2F)ln K sp+ (Pb2+/Pb)821058. 1ln01284. 0358. 0)/(PbPb (Pb2+/Pb)= 0.127V)/ln(mmFRTEE)050. 0lg(0591. 04046. 05230. 0 =0.200(3) 已知已知E =0. 4046V,E=0.5230V,m=0.050 molkg-1例例6. 在在25时，电池时，电池 Ag-AgBr(s)|KBr(m)|Br2 (l)(Pt)的的E=0.9940V。 Br2在在KBr溶液上的平衡蒸气压为溶液

12、上的平衡蒸气压为2.126 104Pa ，已，已知知 (AgBr/Ag)=0.071V，求电极的，求电极的 (Br2(g,p )|Br-)解：电池反应为：解：电池反应为：Ag(s)+1/2 Br2(l)=AgBr(s)由电池反应式可见，参加反应的物质均处于纯态，由电池反应式可见，参加反应的物质均处于纯态，故活度为故活度为1， E =E =0.9940V E = (Br2(l)|Br-) (AgBr/Ag)=0.9940V (Br2(l)|Br-)=1.065V 对应电极反应：对应电极反应：Br2(l)+2e 2Br-(1)Br2(l)+2e 2Br- (Br2(l)|Br-)=1.065V r

13、Gm(1)= 2F (1) (2) Br2(l) = Br2(g,p) rGm=0 Br2(g,p)= Br2(g,p ) rGm (2)=RTln(p /p) (3)Br2(g, p )+2e 2Br- (Br2(g,p )|Br-)=? rGm (3)= 2F (3) rGm (3)= rGm (1) rGm (2) 2F (3)= 2F (1) RTln(p /p) (Br2(g, p )|Br-)= (1)+(RT/2F)ln(p /p) =1.065+0.020=1.085V*例例7. 一个可逆电动势为一个可逆电动势为1.07V的原电池，放在的原电池，放在20解：电池短路即直接发生化学反应，不做电功解：电池短路即直接发生化学反应，不做电功 W= 0 ，定温定压下，定温定压下，Qp= H, 恒温槽热量得失为恒温槽热量得失为 Qp 。所以。所以 S(槽槽)= Qp /T= H /T S(电池电池)=( rH rG) /T=( H+Wr) /T S(总总)= S(槽槽)+ S(电池电池)= Wr /T