电化学计算题举例

电化学计算题举例第1页，课件共25页，创作于2023年2月（2）根据公式,0.0025mol·dm–3K2SO4溶液的电导率为根据（7.3.4）,0.0025mol·dm–3溶液的摩尔电导率为

第2页，课件共25页，创作于2023年2月

离子独立运动定律的意义：在无限稀薄溶液中，摩尔电导率具有严格的加和性。例：无限稀薄时离子的摩尔电导率见表离子的摩尔电导率有必要指明涉及的基本单元。如：第3页，课件共25页，创作于2023年2月H+和OH－的传递方式

Grotthusmechanism(1805)第4页，课件共25页，创作于2023年2月

（1）检验水的纯度事实上，水的电导率小于就认为是很纯的了，有时称为“电导水”，若大于这个数值，那肯定含有某种杂质。5、电导测定的应用

纯水本身有微弱的解离，和的浓度近似为， ，查表得，这样，纯水的电导率应为常见离子的电导率：1.0x10-1Sm-1普通蒸馏水的电导率：1.0x10-3Sm-1药用去离子水电导率：1.0x10-4Sm-1第5页，课件共25页，创作于2023年2月

（2）计算弱电解质的解离度及解离常数对弱电解质：

解离度

=已电离的溶质摩尔数/溶液中全部溶质摩尔数

=已经电离的溶质产生的电导/全部溶质产生的电导

=已知：CH3COOH+

H++CH3COO-

离解前C00离解平衡第6页，课件共25页，创作于2023年2月（3）测定难溶盐的溶解度1）．难溶盐饱和溶液的浓度极稀，可认为 的值可从离子的无限稀释摩尔电导率的表值得到。2）．难溶盐本身的电导率很低，这时水的电导率就不能忽略，所以：运用摩尔电导率的公式就可以求得难溶盐饱和溶液的浓度。第7页，课件共25页，创作于2023年2月例2

根据电导的测定得出25℃时氯化银饱和水溶液的电导率为3.14×10―4S·m―1

。已知同温度下配制此溶液所用的水的电导率为1.60×10―4S·m―1

。试计算25℃时氯化银的溶解度。解：

氯化银在水中的溶解度极微，其饱和水溶液的电导率k(溶液），为氯化银的电导率k(AgCl)与所用水的电导率k(H2O)之和，即第8页，课件共25页，创作于2023年2月

AgCl饱和水溶液的摩尔电导率可以看做是无限稀释溶液的摩尔电导率,故可根据式（7.3.6）由阴、阳离子的无限稀释摩尔电导率求和算出。由表7.3.2知：

由式（7.3.3）,即可计算出氯化银的溶解度：第9页，课件共25页，创作于2023年2月（4）电导滴定在滴定过程中，离子浓度不断变化，电导率也不断变化，利用电导率变化的转折点，确定滴定终点。电导滴定的优点是不用指示剂，对有色溶液和沉淀反应都能得到较好的效果，并能自动纪录。例如：第10页，课件共25页，创作于2023年2月1.用NaOH标准溶液滴定HCl2.用NaOH滴定HAc3.用 滴定 ，产物 均为沉淀第11页，课件共25页，创作于2023年2月桥梁公式:原电池热力学----热力学与电化学的桥梁第12页，课件共25页，创作于2023年2月

例：25℃时，反应Cd+2AgCl→CdCl2+2Ag.试设计成电池，写出电池的表达式和电极反应，并计算电池反应的ΔG、ΔS、ΔH.已知该电池25℃时的电动势为0.6753V，温度每升高1K，电动势降低6.5×10-4V/K.

解：设计电池：（-）Cd（s）|CdCl2（aq）|AgCl（s），Ag（s）（+）反应：正极2AgCl+2e→2Ag+2Cl-

负极Cd-2e→Cd2+

电池2AgCl→2Ag+CdCl2

由电极反应知Z=2，故：

ΔG=-ZFE=-2×96500×0.06573=-130.34KJΔS=（dE/dT）p×

ZF=2×96500×（-6.5×10-4）=-0.1255J/KΔH=ΔG+TΔS=-130.34+298×（-0.1255）=-167.80KJ第13页，课件共25页，创作于2023年2月

例:试用E

数据计算下列反应在25℃时的标准平衡常数K

(298.15K)。解设反应组成的电池为：Zn

Zn2+

Cu2+

Cu由表7-7-1查得E

(Cu2+｜Cu)=0.3402V，E

(Zn2+｜Zn)=-0.7626V所以＝E

(Cu2+｜Cu)-E

(Zn2+｜Zn)＝1.103V第14页，课件共25页，创作于2023年2月

试计算25℃时下列电池的电势。解:

由两电极的电极电势求电动势。先写出电极反应；阳极反应阴极反应第15页，课件共25页，创作于2023年2月最后，得电池电动势：第16页，课件共25页，创作于2023年2月

写出下列电池电动势的能斯特方程，并计算

Eθ{H2O,OH―|H2(g)}。

解

：该电池由酸性氢电极作阳极，碱性氢电极作阴极，其电极反应为阳极阴极电池反应为第17页，课件共25页，创作于2023年2月由能斯特方程有其中电池反应达到平衡时，E=0，则即

第18页，课件共25页，创作于2023年2月因Eθ{H+|H2(g)}=0,且25℃时水的离子积Kw=1.008×10-14,代入得第19页，课件共25页，创作于2023年2月例:将醌氢醌电极与饱和甘汞电极组成电池：Hg｜Hg2Cl2｜KCl(饱和)

Q

H2Q｜H+(pH＝？)｜Pt25℃时，测得E＝0.025V。求溶液的pH值。解

E(左极，还原)＝0.2410V(见表7-8-1）

E(右极，还原)＝(0.6997-0.05916pH)V

E＝E(右极，还原)-E(左极，还原)即0.025V＝(0.6997-0.05916pH-0.2410)V解得pH＝7.3第20页，课件共25页，创作于2023年2月例：利用查表的数据，求25℃AgCl(s)在水中的溶度积KSP

解：溶解过程表示为阳极：阴极：

设计电池：第21页，课件共25页，创作于2023年2月其电动势为其中

查表可知，25℃时Eθ{AgCl(s)Ag}=0.2221V,Eθ(Ag+|Ag)=0.7994V。因AgCl(s)为纯固体，a{AgCl(s)=1。在电池反应达到平衡时,E=0,a(Ag+)a(Cl–)=KSP

，故有第22页，课件共25页，创作于2023年2月25℃时故得第23页，课件共25页，创作于2023年2月解将反应设计如下电池：Fe｜Fe2+(a)

H+(a)｜O2(p

)｜Pt例:

铁在酸性介质中被腐蚀的反应为：Fe+2H+(a)+(1/2)O2

Fe2+(a)+H2O问当a(H+)＝1，a(Fe2+)＝1，p(O2)＝p

，25℃时，反应向哪个方向进行?第24页，课件共25页，创作于2023年2月因为a(H+）＝1，a(Fe2+）＝1，p(O2）/p

=p

/p

＝1，a(Fe)=1，a(H2O)≈1(水大量)所以E==E

(H+｜O2｜Pt)-E

(Fe2+｜Fe)由表查得：