中南大学物化课后习题答案-9-章-可逆原电池

第9章可逆原电池E的计算公式。①②Pt,H(101325Pa)｜KOH(a)｜O(101325Pa),Pt①③2 2③④解：(1)负极Pb(s)+(④解：(1)负极Pb(s)+(a)→PbSO(s)+2e正极Cu2+正极Cu2+()+2e→Pb(s)+SOa)+CuPb(s)+SOa)+Cu2+(a2+)====PbSO(s)+Cu(s)(2)负极HΘ)-2e→2H+(a+)2 H正极OΘ)+HO+2e→2OH-(a-)2 2 OHO(Θ)→HO(l)

电池反应HΘ)+22 2(3)负极3H(p)-6e→6H+(aq)2 H2正极SbO(s)+6e+6H+(aq)→2Sb(s)+3HO(l)23 2电池反应SbO23+3H(p)→2Sb(s)+3HO(l)2 H2 2(4)负极Ag(s)+I-(aI

-)→AgI(s)+e→Ag(s)+Cl-→Ag(s)+Cl-(a-)Cl电池反应Agl(s)+I-(a-)→Ag(s)+Cl-(a-)I Cl试将下列化学反应设计成原电池（1）Zn(s)+HSO(a)===ZnSO(a)+H(p)；2 4 1 4 2 2 H2（2）Ni(s)+HO====NiO(s)+H(p)2 2 H2（3）H(p)+O(p)====HO(l)；2 H2 2 O2 2（4）H(p)+HgO(s)====Hg(l)+HO(l)2 H2 2解：1）负极Zn(s)-2e→Zn2+(a)2正极2H+(a)+2e→H(P)1 2 H21====Z2+(a1====Z2+(a)+H(p)2 2 H2Zn(s)|ZnSOa)||HSOa)|Hp),Pt4 2 2 4 1 2 H2(2)负极Ni(s)+2OH-→NiO(s)+HO+2e2正极2HO2e→Hp)+2OH-2 2 H2NiO(s)+H(p)

电极反应Ni(s)+HO====22 H2电池符号Ni(s),NiO(s)|KOH(稀)|H(p),Pt2 H2（3）Hp)+2OH-→2HO+2e2 H2 2正极2HO+2e→2OH-+Op)2 2 O2电池反应H(p

)+O(p)====HO(l)2

2 H2

2 O2Pt,Hp)|NaOH(稀)|O

),Pt2 H2 2 O2(4)Hp)+2OH-→2HO+2e2 H2 2正极HgO(s)+HO+2e→Hg(l)+2OH-22 H2====Hg(l)+HO(l)2 H2====Hg(l)+HO(l)2电池符号Pt,H(p)|KOH(稀)|HgO(s),Hg(l)2 H2298.15K298.15K＝0.3402V，＝－0.4402V。（答案：2.423×1026））Fe(s)｜Fe2+(a)||Cu20.3402V，＝－0.4402V。（答案：2.423×1026）1 2因很大，故可以认为反应进行彻底。2Fe3++2Br-→2Fe2+因很大，故可以认为反应进行彻底。2

在298.15K下的标准平衡常数?（答案：1.06×10-10）Pt,Br|B-(a)||F3+-(a),F2+(a)|Pt(+298.15K298.15K，298.15KE1.228VPt,HPt,H()｜HSO(0.01mol·kg－1)｜O()，Pt已知△＝-285.83kJ·mol已知△＝-285.83kJ·mol-1设反应热在此温度范围内为常数，试求此电池在273.15K时的电动势。（答案：–8.493×10-4V·K-1；1.2492V）HH)→2H+(m+=2×0.01mol·kg-1)+2e正极：O正极：O)+2H+(m+=2×0.01mol·kg-1)+2e→HO(l)HH2)+O(2)====HO(l)2（1）求电池的温度系数ΔG=-2EF=-2×1.228×96485=-236967.16J·mol-1-zEF=ΔG-zEF=ΔG=ΔH=ΔH-=(-285.83)-[273.15×2×96485×(-8.49×10-4)]×10-3=-241.06kJ·mol-16．已知；。求298.15K0.01mol6．已知；。求298.15K2

溶液混合，试计算平衡时Cu+离子浓度?（答案：解：(1)Cu2++2e====Cu0.158V；4.42×10解：(1)Cu2++2e====Cu-163.89J·mol-1·k-1(2)Cu+-163.89J·mol-1·k-1(2)Cu++e====Cu(3)Cu2++e====Cu+因(1)-(2)=(3)，故，即4

溶液混合时，可能发生下述反应Cu2++Cu====2Cu+0.0100.01-x=1.0mol·kg-1298.15K为负极?Fe2+Cd2+0.1mol·kg-1；Fe2+0.1mol·kg-1Cd2+0.0036mol·kg-1。（案：（1）铁；（2）镉）1，Θ=1.0mo·kg-1(1)计算FeCdFe2+(m1

=0.1mol·kg-1)+2e→Fe(s)Cd2+(m2

=0.01mol·kg-1)+2e→Cd(s)因为<，故在此溶液中金属镉为负极。8．因为<，故在此溶液中金属镉为负极。8．298.15K＝-0.1263V，PbSOsp＝1.66×10-8，试求（答案：–0.3564V）（1）Pb（1）Pb2+(a)+2e→Pb(2)PbSO→Pb2+(2)PbSO→Pb2+(a)+(a)(1)+(1)+(2)=(3)：PbSO+2e→Pb+(a)故9．298.15K0.1mol·kg-10.01mol·kg-1AgNO3

溶液中Ag+离在因为<，所以此溶液中铁为负极(2)在此溶液中，0.4698V0.467298.15K(2)在因为<，所以此溶液中铁为负极(2)在此溶液中，0.4698V(1)(1)A｜AgNO(0.01molkg－1，＝0.892)‖AgNO(0.1molkg－1，＝0.733｜Ag；(2)Ag｜AgNO(0.01mol·kg－1(2)Ag｜AgNO(0.01mol·kg－1，＝0.892)｜AgNO(0.1mol·kg－1，＝0.733｜Ag（答案：0.054；0.058V）1-1m1-1m=m=m，电池（1）正极反应：Ag+(a)+e→Ag2负极反应：Ag→Ag+

(a)+e1电池反应：AgNOa)====AgNOa)3 2 3 1电池（2）为有迁移的浓差电池，对正离子可逆，故用0.0577-0.0541=0.0036V100.0577-0.0541=0.0036V10298.15K。Ag(NH)+ +e=====Ag+2NH已知银的已知银的（6.146×10-8）解：Ag(NH)解：Ag(NH)+ +e=====Ag+2NHAg++e=====Ag(1)-(2)得：Ag(NH2+=====Ag++2NH3 3Cl(101325Pa),Pt2

Zn(s)｜ZnCl(0.1mol·kg-1)｜2（答案：E=0.7948V；E=1.402V；2.197V）+ -第一法，现分别计算电极电势：负极： Zn(s)→Zn2+(a)+2e1正极： Cl2

+2e→2Cl-(a)2E=E=Zn(s)+Cl(Θ)====Zn2+(0.1mol·kg-1)+2Cl-(0.2mol·kg-1)2某水溶液中约含CdSOZnSO和0.52 4HSO298.15K298.15K，①试问何种金属将首先在阴极上沉积；②当另一金属开始沉积时，溶液中先放电的那种金属所剩余的浓度是多少(设浓度等于活度)?（答案：Cd；6.62×10-15mol·kg-1）解：（１）先计算出各电极在相应浓度的溶液中的电极电势由于镉电极电势较为正，故在阴极上首先析出镉（２）当锌开始沉积时，镉电极电势与锌电极电势相等，则：pH＝3(p＝21278.25Pa)能否使O2Fe2+氧化成Fe3+，当酸度增大时，对Fe2+氧化有利还是不利?已知O+4H++4e====2HOO+4H++4e====2HOFe3++e====Fe2+（答案：可使Fe2+氧化）解：由＋)O2

+4H++4e====2HO2－)4Fe2+====4Fe3++4e=====4Fe3++2HO2

O+4Fe2++4H+2反应平衡时Ｅ＝０，则：所以在此条件下，Fe2-Fe3+氧化将越完全。298.15KCd|CdCl(0.01mol·kg-1)|AgCl(s),Ag2（答案：0.514）解：写出电池反应：负极 Cd(s)→

20.75850.7585Θ=0.5732VCdCl。正极 2AgCl(s)+2e→2Ag+＋2Cl-Cd(s)+2AgCl(s)====2Ag(s)+2Cl-+Cd2+即291K，m/m=10即2 10.029V。试根据这些数据确定溶液中的亚汞离子是Hg2+形态，还是Hg+形态存2（答案：Hg2+）2zHg+聚合形式存在，则电极和电池反应为：负极z负极zHg(l)===(m)+正极(m正极(m)2+ze====zHg(l)(m)====(m)∴溶液中亚汞离子应是形态存在。16．∴溶液中亚汞离子应是形态存在。16．Pt,H(Θ)|HCl(1mol·kg-1,=0.809)|AgCl(s),Ag(s)的电动势与温度的关系为：/V=0.160235+1.002310-3-2.54110-62，298.15KC。p解：由得：（答案：–146.13J·mol-1·K-1解：由得：而，所以，298.15KPt,HΘ)｜HSO(7molkg-1)｜HgSO(s)Hg(l)而，所以，2 2 4 2 4EE＝0.5655V，＝0.61515V②Pt,H(Θ)｜HSO(7molkg-1)｜PbSOPbSO(s)，PbO(s)E＝1.750V，＝1.68488V。试求此溶液中水的活度?（答案：0.2999）解：电池（１）的反应：负极 H(Θ)→2++2e2正极Hg正极HgSO(s)+2e→2Hg(l)+电池HΘ)+HgSO(s)====2Hg(l)+HSO2 2 4 2 4则：电池（2）的反应负极H则：2

(Θ)→2H++2e正极PbO(s)+2e+HSO+2H+→PbSO(s)+2HO2 2 4 4 2电池H+PbO(s)+HSO

====PbSO(s)+2HO

2 2 2 44 2在298.15KHClHCl560Pa18.7Pa，试求下列两电池的电动势差值。（答案：ΔE=0.0873V）①Pt,H(Θ)｜HCl(10mo·kg-1)｜Cl(Θ)，Pt;2 2②②Pt,H(Θ)｜HCl(6mo·kg-1)｜Cl(Θ)，Pt2 2解：电池反应为负极 H(Θ)→H+(10mol·kg-1)+e2正极 Cl(Θ)+e→Cl-(10mol·k-1)2电池（１）的反应为：HΘ)+Cl)====HCl(a)2 2 1电池（２）的反应为：HΘ)+ClΘ)====HCl(a)2 2 2由亨利定律知 p=ka,p=ka1 1 2 2HgO298.15KPt,HΘ)｜NaOH(aq)｜2HgO(s),Hg(lΘHgO(s),Hg(lΘ＝0.9265V，△［HO(l)］＝-285.83kJ·mol-1，HO(l)、OOH69.948Ｊ·mol-1，K-1，205.0J·mol-1，K-1、130.58J·mol-1·K-1。 （答案：3.47×10-16Pa）解： 电极反应：负极 H(Θ)+2OH-→HO+2e2 2正极 HgO+HO+2e→Hg(l)+OH-22+HgO====Hg(l)+HO(l)（1）2电池反应：H2+HgO====Hg(l)+HO(l)（1）2HOHΘ)+OΘ)====HO(l)（2）2 2 2 2（1）HgO(s)====Hg(l)+O(Θ)（3）2

－（2）得：298.15KOH-／AgO，AgO／OH-，Pt2 20.3420.342［AgAgO

＝21278.25Pa)

（答案