電化學(xué)總復(fù)習(xí)

1、電化學(xué)總復(fù)習(xí) 基本要求基本要求1 1 掌握電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率的意義及它們與溶液濃度掌握電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率的意義及它們與溶液濃度 的關(guān)系。的關(guān)系。2 2 熟悉離子獨立移動定律及電導(dǎo)測定的一些應(yīng)用。熟悉離子獨立移動定律及電導(dǎo)測定的一些應(yīng)用。3 3 掌握形成可逆電池的必要條件、可逆電極的類型和掌握形成可逆電池的必要條件、可逆電極的類型和 電池的書面表示方法，能熟練、正確地寫出電極反應(yīng)電池的書面表示方法，能熟練、正確地寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。和電池反應(yīng)。4 4 在正確寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)地基礎(chǔ)上，熟練地在正確寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)地基礎(chǔ)上，熟練地用用Nernst方程計算電極電勢和電池地電動勢。方程計

2、算電極電勢和電池地電動勢。5 5 掌握電化學(xué)與熱力學(xué)之間的聯(lián)系，會利用電化學(xué)掌握電化學(xué)與熱力學(xué)之間的聯(lián)系，會利用電化學(xué) 測定的數(shù)據(jù)計算熱力學(xué)函數(shù)的變化值。熟悉電動勢測定的數(shù)據(jù)計算熱力學(xué)函數(shù)的變化值。熟悉電動勢測定的主要應(yīng)用，會從可逆電池測定的數(shù)據(jù)計算平測定的主要應(yīng)用，會從可逆電池測定的數(shù)據(jù)計算平均活度因子、離解平衡常數(shù)和溶液的均活度因子、離解平衡常數(shù)和溶液的pHpH等。等。 6 6 在電解過程中，能用計算的方法判斷在兩個電極在電解過程中，能用計算的方法判斷在兩個電極上首先發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。上首先發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。平均活度、平均活度系平均活度、平均活度系數(shù)及離子強度數(shù)及離子強度 求熱力求熱力學(xué)函數(shù)學(xué)

3、函數(shù)的變化的變化值值Ka，Ksp，Kw A. 自由電子作定向移動而導(dǎo)電B. 導(dǎo)電過程中導(dǎo)體本身不發(fā)生變化C. 溫度升高，電阻也升高D. 導(dǎo)電總量全部由電子承擔(dān)一、導(dǎo)體第一類導(dǎo)體的特點是：第二類導(dǎo)體又稱離子導(dǎo)體，如電解質(zhì)溶液、熔融電解質(zhì)等第二類導(dǎo)體的特點是：A. 正、負離子作反向移動而導(dǎo)電B. 導(dǎo)電過程中有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生C. 溫度升高，電阻下降D. 導(dǎo)電總量分別由正、負離子分擔(dān)三類可逆電極三類可逆電極（1）第一類電極：）第一類電極：金屬電極金屬電極; 汞齊電極汞齊電極; 配合物電極配合物電極; 氣體電極等氣體電極等。)(2)()()(2)()()()(2424sZnZsZnsZnaqZnSOZsZ

4、nsZnaqZnSOsZnMMzenne起還原作用（正極）：作正極時寫為：起氧化作用（負極）：作負極時寫為：表示以符合：氣體電極的氣體電極的電極符號電極符號:ClegClClgClPtOHeOHOOHgOPtlOHeHOOHHgOPtOHgHeOHOHgHPtgHeHHgHPt22)()()(442)()()(244,)()(2)(22)()()(22)()()(22222222222222電極反應(yīng)電極(2)(2)第二類電極第二類電極: :有兩個相界面的電極為第二類電極。有兩個相界面的電極為第二類電極。主要是微溶鹽電極和微溶氧化物電極。主要是微溶鹽電極和微溶氧化物電極。難溶鹽電極主要有氯化銀電

5、極、甘汞電極、硫難溶鹽電極主要有氯化銀電極、甘汞電極、硫酸亞汞電極、氧化汞電極等酸亞汞電極、氧化汞電極等)()(222)(: )(222: )(2)(2)()()()(22222222lOHsAgeHsOAgHOAgAgOHAgeOHOAgOHOAgAgCllHgesHgClClHgClHgClsAgesAgClClAgClAg電極反應(yīng)電極電極反應(yīng)電極金屬難溶氧化物電極電極反應(yīng)電極金屬難溶鹽電極(3)(3)第三類電極第三類電極: : 氧化還原氧化還原電極。由惰性金屬（如電極。由惰性金屬（如PtPt片）片）浸在含有某種離子的不同氧化態(tài)的溶液中構(gòu)成浸在含有某種離子的不同氧化態(tài)的溶液中構(gòu)成2323:

6、,:FeeFeFeFePt電極反應(yīng)電極)(2)(,)(2,)(21332424mTlemTlTlTlPtSneSnSnSnPt電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：二、關(guān)于電極的一些基本規(guī)定二、關(guān)于電極的一些基本規(guī)定按電極電位的高低分：電位高者為正極； 電位低者為負極。 并規(guī)定外電路中電流方向：正極 負極2. 按電極反應(yīng)分：發(fā)生氧化反應(yīng)者為陽極； 發(fā)生還原反應(yīng)者為陰極。3. 一般地，對原電池的電極稱正極或負極； 對電解池的電極稱陽極或陰極。原電池：電解池： 陽極，氧化反應(yīng)（接外電源正極）陰極，還原反應(yīng)（接外電源負極）正極，還原反應(yīng); 負極，氧化反應(yīng) 共性： 無論是原電池還是電解池，電解液中：陽離子向還原電極（發(fā)

7、生還原反應(yīng)的電極）定向遷移；陰離子向氧化電極（發(fā)生氧化反應(yīng)的電極）定向遷移。 電流在溶液中的總傳導(dǎo)是由陰、陽離子的定向遷移共同承擔(dān)的。四、離子的電遷移率和遷移數(shù)三、Faraday電解定律BBdef ItIB+Qnz FBB+QmMz Fd()dd()dErulErul1tt+1ittt_trutru+()()ntn遷電,mmm,mmmNM型：對CVlAkmmm 的定義，根據(jù)AlG1)(1,11電導(dǎo)率lAAlRG五、電導(dǎo)、電導(dǎo)率、摩爾電導(dǎo)率 m m(1)c七、Kohlrausch經(jīng)驗式：mmm , , 八、離子獨立運動定律 m m,+ m, 1. m,+ m,+ m, m,+ m m m m 2

8、. tt m m 3. = m m,+ m,對于強電解質(zhì)，在濃度不太大時近似有 m,+ m, u Fu F m,+ m m5. u Ft m,+ m, 4. u Fu F對強電解質(zhì)近似有幾個有用的關(guān)系式九、電導(dǎo)測定的一些應(yīng)用2 m m m m2 m mm m1cccKcc（1） 檢驗水的純度(2)計算弱電解質(zhì)的解離度和解離常數(shù) m m = （3）測定難溶鹽的溶解度2 m ()()(H O)()cc難溶鹽溶液難溶鹽2()()(H O)難溶鹽溶液（4）電導(dǎo)滴定十、電解質(zhì)的平均活度和平均活度因子1+ def = () aa a 1def ()1 def ()mm mmam()mmBaa aa_1B(

9、) m2BBB12Im z式中 是離子的真實濃度，若是弱電解質(zhì)，應(yīng)乘上電離度。 的單位與 的單位相同。IBmm十一、離子強度lg|A z zI 這個公式只適用于強電解質(zhì)的稀溶液、離子可以作為點電荷處理的系統(tǒng)。DebyeHuckel公式金屬與其陽離子組成的電極氫電極氧電極鹵素電極汞齊電極 金屬-難溶鹽及其陰離子組成的電極金屬-氧化物電極氧化-還原電極第一類電極第二類電極第三類電極十三、可逆電極的類型(1) (1) 負極在左，正極在右，按物質(zhì)接觸順序依次書寫。負極在左，正極在右，按物質(zhì)接觸順序依次書寫。(2) (2) 注明物質(zhì)的相態(tài)、壓力（逸度）或濃度（活度）。注明物質(zhì)的相態(tài)、壓力（逸度）或濃度（

10、活度）。(3) “”(3) “”：代表兩相的界面；：代表兩相的界面； “ ” “ ”： 代表鹽橋；代表鹽橋； “” “”： 代表兩種液體的接界；代表兩種液體的接界； “ “，” ” 代表混合溶液中的不同組分。代表混合溶液中的不同組分。十五、十五、 設(shè)計電池基本思路：設(shè)計電池基本思路：（1 1）根據(jù)元素氧化數(shù)的變化，確定氧化）根據(jù)元素氧化數(shù)的變化，確定氧化- -還原對，還原對，寫出電極反應(yīng)。寫出電極反應(yīng)。（必要時可在方程式兩邊加同一物質(zhì)）（必要時可在方程式兩邊加同一物質(zhì)）（2 2）設(shè)計可逆電池）設(shè)計可逆電池, , 寫出電池簡式?？紤]電極寫出電池簡式?？紤]電極材料、溶液濃度、相界面（雙液電池必須加

11、鹽橋）材料、溶液濃度、相界面（雙液電池必須加鹽橋）等實際因素。等實際因素。（3 3）檢查所設(shè)計電池反應(yīng)是否與原給反應(yīng)吻合。）檢查所設(shè)計電池反應(yīng)是否與原給反應(yīng)吻合。rmGzEF 十七、可逆電池電動勢的取號 自發(fā)電池rm0G 非自發(fā)電池rm0G0E BBBlnRTEzFEa 十八、Nernst 方程 參加電池反應(yīng)的電池的標(biāo)準(zhǔn)電動勢，即物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)活度為1(=1)時電池的電動勢Ez電池反應(yīng)得失的電子數(shù)電池反應(yīng)得失的電子數(shù)若若T = 298K時，時， BBB0.05916lgvVEEaz lnaRTEKzFrmlnaGRTK rmGzE F 與 所處的狀態(tài)不同， 處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)， 處于平衡態(tài)，只是 將

12、兩者從數(shù)值上聯(lián)系在一起。EKErmGK 十九、從E求電池反應(yīng)平衡常數(shù)K r mrm rmpEHzEFzFTTGTS rmRpEQTSzFTT rmpESzFT , pEET從rmrm , HS求 電導(dǎo)測定的一些應(yīng)用：電導(dǎo)測定的一些應(yīng)用：（1 1）檢測水的純度）檢測水的純度（2 2）計算弱電解質(zhì)的解離度和解離常數(shù)）計算弱電解質(zhì)的解離度和解離常數(shù)（3 3）難溶鹽的溶解度）難溶鹽的溶解度（4 4）電導(dǎo)滴定）電導(dǎo)滴定可逆電池的條件可逆電池的條件電池反應(yīng)可逆電池反應(yīng)可逆電池中的一切過程均可逆，工作電流趨于零電池中的一切過程均可逆，工作電流趨于零 鹽橋只能降低液接電勢，但不能完全消除。只有電池反串聯(lián)才能完

13、全消除Ej，但化學(xué)反應(yīng)和電動勢都會改變。作鹽橋的電解質(zhì)要具備： 常用飽和KCl鹽橋，因為K+與Cl-的遷移數(shù)相近，當(dāng)有Ag+時，用KNO3或NH4NO3。3)鹽橋中鹽的濃度要很高，常用飽和溶液。二十、鹽橋1), rrtt2)不與電池中的電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)()lnRTmEttFmj21ttt二十一、液接電勢(21)lnRTmEtFmj規(guī)定：2(H |H )0二十二、標(biāo)準(zhǔn)氫電極1H1.0 mol kgm,H1.0m,H1.0ma 以標(biāo)準(zhǔn)氫電極為陽極，待測電極為陰極，因為 為零，所測電動勢即為待測電極的氫標(biāo)還原電極電勢。2H |H電極電勢的大小反映了電極上可能發(fā)生反應(yīng)的次序 電極電勢越小，越容易失去電子

14、，越容易氧化，是較強的還原劑 電極電勢越大，越容易得到電子，越容易還原，是較強的氧化劑 利用標(biāo)準(zhǔn)電動序，在原電池中，可以判斷哪個做正極，哪個為負極。電勢小者氧化為負極 在電解池中，可以判斷電極上發(fā)生反應(yīng)的次序，陽極上小者先氧化，陰極上大者先還原2322 K | K(s)Ca | Ca(s) Al | Al(s)Zn | Zn(s)Pb | Pb(s)2 H () | PtpE增大（非自發(fā)電池）（自發(fā)電池）+2HPt| H () | H (=1)| pa| 標(biāo)準(zhǔn)氫電極 給定電極Ox | Red0 還原電極電勢的高低，為該電極還原電極電勢的高低，為該電極氧化態(tài)物質(zhì)獲得電子被氧化態(tài)物質(zhì)獲得電子被還原

15、成還原態(tài)物質(zhì)這一反應(yīng)趨向大小的量度還原成還原態(tài)物質(zhì)這一反應(yīng)趨向大小的量度。二十三、電極電勢計算通式Red(Ox|Red)(Ox|Red)OxlnaRTzFaBOx|RedBBlnRTazFez氧化態(tài)還原態(tài)ROxedeaaz Ox RedOx Red()()E右左|二十四、電池電動勢計算通式注意事項1。電極反應(yīng)和電池反應(yīng)都必須物量和電荷量平衡2。電極電勢都必須用還原電極電勢，電動勢等于正極（右）的還原電極電勢減去負極（左）的還原電極電勢3。要注明反應(yīng)溫度，不注明是指298 K要注明電極的物態(tài)，氣體要注明壓力，溶液要注明濃度二十五、電動勢測定的應(yīng)用求電解質(zhì)溶液的平均活度因子 求難溶鹽的活度積 pH

16、 的測定 ()()()EEEIR分解可逆不可逆二十六、實際分解電壓()()()E不可逆陽陰 根據(jù)極化產(chǎn)生的不同原因，通常把極化大致分為兩類：濃差極化和電化學(xué)極化。()(,)()(,),)(,EEEE陽陽不可陰陰 平陰不可陽逆逆平()陰陰可逆不可逆()陽陽不可逆可逆二十七、電解池中兩電極的極化曲線 隨著電流密度的增大，兩電極上的超電勢也增大陰極析出電勢變小由于極化使外加的電壓增加，額外消耗了電能。陽極析出電勢變大E可逆可逆陰陰E可逆可逆+E不可逆不可逆陽陽陰極曲線陰極曲線陽極曲線陽極曲線j(電流密度)電極電勢電極電勢二十八、 原電池中兩電極的極化曲線 原電池中，負極是陽極，正極是陰極。 利用這種

17、極化降低金屬的電化腐蝕速度。 隨著電流密度的增加，陽極析出電勢變大，陰極析出電勢變小。 由于極化，使原電池的作功能力下降。j(電流密度)E可逆可逆E可逆可逆 - -E不可逆不可逆陰陰陽陽負極曲線正極曲線電極電勢電極電勢陰極上的反應(yīng)z+z+z+M|MM|MM1lnRTzFa 判斷在陰極上首先析出何種物質(zhì)，應(yīng)把可能發(fā)生還原物質(zhì)的電極電勢計算出來，同時考慮它的超電勢。電極電勢最大的首先在陰極析出。電解時陰極上發(fā)生還原反應(yīng)。 發(fā)生還原的物質(zhì)通常有(1)金屬離子，(2)氫離子（中性水溶液中 ）。+7H10a2+H |HHH1lnRTFa 二十九、電解時電極上的競爭反應(yīng)電解時電極上的競爭反應(yīng) 陽極上的反應(yīng)

18、zzzA|AA|AAl()nRTazF陽 判斷在陽極上首先發(fā)生什么反應(yīng)，應(yīng)把可能發(fā)生氧化物質(zhì)的電極電勢計算出來，同時要考慮它的超電勢。電極電勢最小的首先在陽極氧化。電解時陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)。發(fā)生氧化的物質(zhì)有：（2）陽極本身發(fā)生氧化（1）陰離子，如 等Cl ,OH電池電動勢的測定電池電動勢的測定可逆電池的表示方法可逆電池的表示方法1 1、左邊寫負極（氧化反應(yīng)），右邊寫正極（還原反應(yīng)）、左邊寫負極（氧化反應(yīng)），右邊寫正極（還原反應(yīng)）2 2、“”表示不同物相界面，表示有界面電勢存在。表示不同物相界面，表示有界面電勢存在。3 3、“”表示鹽橋，表示液接電勢已經(jīng)減低到可以忽略。表示鹽橋，表示液接電勢已經(jīng)

19、減低到可以忽略。4 4、注明溫度，壓力，相態(tài)，濃度（活度）、注明溫度，壓力，相態(tài)，濃度（活度）5 5、電荷量平衡。、電荷量平衡。6 6、氣體電極、氧化還原電極要注明惰性電極，通常是鉑電極氣體電極、氧化還原電極要注明惰性電極，通常是鉑電極）左（）右（電池電動勢計算dOXdOXEReRe化學(xué)反應(yīng)與電池的互相翻譯化學(xué)反應(yīng)與電池的互相翻譯PtmTlmTlmSnmSnPt)(),()(),(4332214)()()()()(2)(:)(2)(:41433224331422mTlmSnmTlmSnmTlemTlmSnemSn負極正極)()()()(42422lHgsSOHgmSOHgHPt)()(2)()

20、()()(22)(:)(22)(:4242224422mSOHlHgsSOHggHaqSOlHgesSOHgaqHegH正極負極)()()()()()()()()(lHgsHgOaqOHsPbOsPbsPbOlHgsHgOsPb)()()()(22:)22:22lHgsPbOsHgOsPbOHHgeOHHgOOHPbOeOHPb正極負極)()()()()()(2222sCdaqCdaqZnsZnsCdZnCdsZnCdZnCdZnCdeCdZneZn22222:)2:正極負極)()(22sCdZnCdsZn)()()(2:)2)(:2222sCdZnCdsZnsCdeCdZnesZn正極負極)

21、()()()(22sCdaqCdaqZnsZn2222)(22CdCdsCdeCdZnZnZneZn還原反應(yīng)，電極表示：氧化反應(yīng)，電極表示：確定電極反應(yīng)：)()()(22212lOHgOgH)()()(22)()(:)(222)(:22212222122lOHgOgHOHelOHgOlOHeOHgH正極負極，作為正極，作為負極確定電極反應(yīng)：OHlOHegOlOHOHegH)(2)()(2)(222122)( )()()()(22PtgOaqOHgHPt)(2lOHOHH)(22222:)222:2222lOHOHHHeHOHeOHH正極負極)( )()()()()(22PtgHaqHaqOHg

22、HPt)()()()()()(22aqHgHPtaqOHgHPt確定電極：22222222:HeHOHeOHH電極反應(yīng)AgAgClsAgClsAg；確定電極：)()()()()(sAgClaClaAgClAg)()()()()(sAgCleaqClsAgsAgeaAgAg電極反應(yīng)：)()()()()(:)()()(:sAgClaqClaAgsAgeaAgsAgCleaqClsAgAgAg正極負極)()()()()(sAgaqAgaqClsAgClsAg1. 使用同一電導(dǎo)池分別測定濃度為0.01moldm3和0.1moldm3的不同電解質(zhì)溶液，其電阻分別為1000 與500 ，則它們的摩爾電導(dǎo)率

23、之比是 ( )A 1 : 5; B 5 : 1; C 1 : 20; D 20 : 1 一、選擇題一、選擇題2. 下列哪種物質(zhì)的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率之值不能通過 m與的直線關(guān)系外推法求出 ( )A CuSO4 ; B HClC CH3COOH; D NaCl 3. 下列四種電解質(zhì)溶液中，離子平均活度 系 數(shù) 最 大 的 是 （ 設(shè) 濃 度 都 為0.001molkg-1）： ( ) （已知 lg0.509 |z+z-| ) A CuSO4; B CaC12;C LaC13; D NaC1I 4. ZnCl2的摩爾電導(dǎo)率與其離子的摩爾電導(dǎo)率的關(guān)系是 ( )A B C D 5. 離子運動速度直接影響

24、離子的遷移數(shù)，它們的關(guān)系是： ( A 離子運動的速度越大，遷移電量越多，遷 移數(shù)越大。B 同種離子運動速度是一定的，故在不同電 解質(zhì)溶液中，其遷移數(shù)相同。C 在某種電解質(zhì)溶液中，離子運動速度越大 ，遷移數(shù)越大。D 離子遷移數(shù)與離子本性無關(guān)，只決定與外 電場強度。 6. 電動勢測定可用于求算某些物理化學(xué)數(shù)據(jù)，但下述說法不妥的是 ( )A 測定電解質(zhì)的離子平均活度系數(shù);B 測定微溶鹽的溶解度和溶度積;C 測溶液pH值;D 測任意化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù) 7. 電池在下列三種情況：（1）電流趨近于零；（2）有一定電流；（3）短路的情況下，忽略電池內(nèi)電阻。下列說法正確的是 ( )A 電池電動勢改變 B 電池輸出電壓不變C 對外輸出電能相同 D 對外輸出電功率相等 A B C D 8. A B C D rrmmrmpEHzEFzFTTGTS