物理化学 习题答案 物理化学 习题答案 第六章 电化学基础课后答案

第六章电化学基础

一、填空题

1.依靠自由电子的定向运动而导电；依靠离子的定向运动。

2.在低浓度时，电导率近似与浓度成正比，在高浓度时，因离子间作用力增大,

电导率随浓度的增加反而下降；摩尔电导率与浓度成反比。

3.无限稀溶液；

4.化学能；电能；电能；化学能。

5.正；负；正；负。

6.E；伏特；E(Mn+/M)；伏特。

7.阴；阳；阳；氧化；阴；还原；阳；阴；氧化；还原；电子。

8.零。

9.金属电极或氢电极；将镀有粕黑的钻片浸入碱性溶液中并通入氢气；沉积物电

极；饱和甘汞电极；氧化-还原电极；醒-氢能电极。

10.液体接界电势(液接电位)。

11.(1)

负极反应：氏-2H++2e；

正极反应：Cu2++2e-*Cu；

电池反应：H2+CU2+-2H++CU

(2)

负极反应：2Ag-2Ag++2e，

正极反应：Sn4++2e-*Sn2+；

电池反应：2Ag+Sn4+^2Ag++Sn2+

(3)

负极反应：2H2—4H++4e-；

正极反应：4H++O2+4e--2H20；

电池反应：2H2+O2-2H2O

(4)

负极反应：1/2H2TH++U;

正极反应：AgCl(s)+e—*Ag(s)+CF；

+

电池反应:l/2H2+AgCl(s)->H+Ag(s)+Cl-

(5)

负极反应：2Ag+2B「一■2AgBr(s)+2eY

2

正极反应：Hg2SO4(s)+2e-^2Hg+SO4-;

电池反应：2Ag+2Br+Hg2SO4(s)-^2AgBr(s)+2Hg+SO42-

12.(1)Z^Z^Hg^O^Hg

(2)4g，Agi\r\cr\Agci,Ag

(3)冲e2+序3+|Ag+|4g

13.极化;增大。

14.强；强。

15.108；32o

16.14,2；4.5o

17.1.4Lo

二、计算题

1.解：

1

(1)Kcell=RKCIICKCI=0.2768X457.3=126.58m；

A(CaCl,)=-=。,⑵=24.11S•z772•mol-1o

CQS0005

2.解:

1

Kcell=RKClicKCl=0.2768x824.3=228.17m

A,„(K,SO4)=-=279.96S・//・mor'o

%。，0.005

3.解:

%_13.32

A,"(HI)=32.89xl0-3S*m2*mor'

~0.405X103

A,„(HI)32.89xIO-3

a————-----二---------------------------=0.8621

A^(HI)381.5x10”

4.解：

查表得A；(H+)=349.82x10-4S*m2*mo『，A：(Ac)=40.9x10^4S*m2*mol-

(1)N*HAc)=A"〃+)+A/AcD=349.82x10-4+40.9x1O^4

=390.72xl0-4S*/7?2*mor'

20.001028x0.12322

ca~=1.78x10-5

⑵K,e”

\-a1-0.1232

-5-4

(3)c(H*)=ylc(HAc)Kcell=70.001028xl.78xIO=1.35x10

pH=-lgc(//+)=-lg(1.35xlO_4)=3.87

5.解：

由电池反应的能斯特方程£="'?炮"或"

zFBZB

标准电池电动势与标准电极电势的关系E。=邑。-瓦。=碇-琥

(1)查表E0(CW2+|CM)=O.34V,E®(Z〃2+|Z〃)=-0.763V

E&=£®(Cw2+|Cw)-E®(Zn2+|Zn)=0.34-(-0.763)=1.103V

c(Z〃2+)

该电池反应：Zn+Cu2+—>Zn2++Cu,所以z=2,

fl%”C(C〃2+)

B

l0.05916.T-T―一0.05916,0.1………

E=E°---------lgria；VB=1.103---------1g一=1.1171Vo

zB20.3

&

(2)查表E。(尸*归02+归力=0.77丫，ECCr'\Hg2Cl2^Hg)=0.2672V

e&

E=E<.F^\F^\Pi)-£®(Cl-'|Hg2Cl2(5)|//g)=0.77-0.2672=0.5028V

该电池反应：2Hg+2c「+2Fe3+—Hg2cb(s)+2Fe2+,所以z=2,

c(Fe2+)2

3+22

Bc(Fe)-c(C/-)

0059160,059162

E=E°—1gn琮=0.5028-1g0；2=0.5028—0.0178=0.485V。

zV2&0.12xl2

(3)查表E®(广|/2)=S535V,^(CkZ^ICJ)=-0.403V

E0=£0(CW2+|CM)-”(Z〃2+|z〃)=0.535-(-0.403)=0.938V

该电池反应：Cd+l2TCd2++2「，所以z=2,YlaB=CUy'C(Cd'，)

B।

E=E0-0-059161g"齿,=0.938-0059161g—=0.938V。

ZB21

6.解：

(1)

阳极反应：Fe^Fe2++2e；

阴极反应：2Ag++2e--2Ag；

电池反应：Fe+2Ag+—2Ag+Fe?+

(2)

c(Fe2+)

由（1）知z=2,nw

B以郎+尸

E=Ee-0-059161g口=1.2391-005916lg^y=1.2275V

ZR20.9~

1

(3)\rGm=-zFE=-2x96500x1.2275=-236.9kJ•moF

(4)E&=—]nK@,所以InK°=_些=■■二236.叼。],解得K©=259.9

zFRT8.314x298.15

7.解:

E-E0.425-0.301

pH(x)=pH(s)+xs4(=6.1

0.05916-0.05916

8.解:

(1)

阳极反应：Pt+SO42->PtSO4(s)+2e；

阴极反应：Hg2so4(s)+2e--2Hg+SCU2-；

电池反应：Pt+Hg2so4(s)一PtSO4(s)+2Hg

(2)由(1)知z=2,=-zF£=-2x96500x0.9647xl0"3=-186.19kJ-mol-

AS=zF|—I=2x96500x1.74X10-4=33.58J-K1-mol-1

r国人

31

\,.Hm=^rGm+T^rSm=-186.19+298.15x33.58x10~=-l76.18kJ•mol

-31

Q,.m=TArS„,298.15x33.58xl0=10.01kJ•mol-

9.解：

1

查表得：'0(NH©g)=16.4kJ•mol-,AyG®(N2,g)=0,AZG®(O2>g)=0,

△冏(“2。，/)=-237.14kJ•moF1,

a

电池反应的标准摩尔吉布斯函△夕：二;与弓翼也。，1)一△阳NHyg)

3

=yX(-237.14)-16.4=-339.28kJ-mol1

10.解:

该电池为浓差电池(电解质溶液)，电池反应为,

XXa=0.1)——>X-(a=0.001),z=l

如坦亚甘匕世告在aRTic0.0018.314x298.15,0.001

根据能斯特万程，E=------In----------=--------------------In-------

zFc(0.1)1x965800.1

因为AG",=-zFEV0,所以该电池反应可以自发进行。

11.解：

+

阳极反应：H2(g,100kPa)->2H+2e；

阴极反应：Hg2cb(s)+2e--2Hg(s)+2C「；

电池反应：H2(g,l00kPa)+Hg2cL(s)―2Hg(s)+2H++2C「

所以z=2,

查表知，在所给条件下甘汞电极的电极电势综=£{"g2a2(s)|Hg}=0-2799V,

+

E左={H|W2(g)}=四"+|也(g)}—||ln喘竽

Zr<2(/7)

因靖{H+|"g)}=。，p(%)/p=，所以-—「展祟51n焉

所以，一0。5916_二=03841,KP0.05916lga(77+)=0.3841

2a(H+)2

即一0.05916pH=0.3841,所以0.664=0.2799-(-0.05916pH)

0.664-0.2799/仃

所以，pHr7=--------------=6.49

0.05916

12.解：

阳极反应：2Sb+3H2。⑴-Sb2O3(s)+6H++6e-；

阴极反应:3Hg2c12(s)+6e