電化學(xué)習(xí)題課

1、電化學(xué)習(xí)題課1501. 010001 . 0500)()()/()/(12212,1 , RcRcccmm21ln2)1(aaFRTE ln)2(21aaaaFRTE VFeFRTFeFeFeFe470. 0ln2)/()/(22O2 VCdFRTCdCdCdCd491. 0ln2)/()/(22O2 17. 電解水溶液時(shí)，在銅陽極上會(huì)發(fā)生電解水溶液時(shí)，在銅陽極上會(huì)發(fā)生( )(A)析出析出O2 (B)析出析出Cl2 (C)析出銅析出銅 (D)Cu極溶解極溶解.D例例1、電導(dǎo)池用、電導(dǎo)池用0.01mol dm-3標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液KCl標(biāo)定時(shí)，標(biāo)定時(shí)，R1=189 ，用，用0.01mol dm-3

2、的氨水溶液測(cè)其電阻的氨水溶液測(cè)其電阻R2=2460 。用下列該濃度下的數(shù)據(jù)，計(jì)算氨水的。用下列該濃度下的數(shù)據(jù)，計(jì)算氨水的離解常數(shù)離解常數(shù)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依次為依次為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-，設(shè)在此濃度范圍內(nèi)，設(shè)在此濃度范圍內(nèi)， m不隨濃度變化。不隨濃度變化。(1)試計(jì)算以上各離子的試計(jì)算以上各離子的 m(2)假定假定0.1

4、mol dm-3HCl溶液電阻是溶液電阻是0.01mol dm-3 NaCl溶液電阻的溶液電阻的1/35（用同一電導(dǎo)池測(cè)定），（用同一電導(dǎo)池測(cè)定），試計(jì)試計(jì)算算HCl的的 m解：解：(1) 對(duì)于強(qiáng)電解質(zhì)：對(duì)于強(qiáng)電解質(zhì)： 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 氯化氫菲羅啉氯化氫菲羅啉

6、(BHCl) 0.001 1.360BHCl+大量大量B 0.001 1.045HCl(aq) 0.001 4.210BHCl為強(qiáng)電解質(zhì)，在溶液中全部電離為為強(qiáng)電解質(zhì)，在溶液中全部電離為BH+和和Cl-。B為非電解質(zhì)。試計(jì)算為非電解質(zhì)。試計(jì)算BH+ =B+H+的離解平衡常數(shù)。的離解平衡常數(shù)。?)1 (2ccKc(1- ) c c B + H+BH+ 根據(jù)根據(jù) =m,ici 解：解：BHCl BH+Cl- (全部電離全部電離) 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. 試設(shè)計(jì)一個(gè)電池，其中進(jìn)行下述反應(yīng)：試設(shè)計(jì)一個(gè)電池，其中進(jìn)行下述反應(yīng)： Fe2+(a2)+Ag+(a1) Fe3+(a3)+Ag(s)(1)寫出電池表達(dá)式；寫出電池表達(dá)式；(2)計(jì)算上述電池反應(yīng)在計(jì)算上述電池反應(yīng)在298K時(shí)的時(shí)的K (3)設(shè)將過量的細(xì)設(shè)將過量的細(xì)Ag粉加到濃度為粉加到濃度為0.05 mol kg-1的的Fe(NO3)3溶液中，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，溶液中，當(dāng)反

8、應(yīng)達(dá)到平衡后，Ag+的濃的濃度為多少？度為多少？已知已知 (Ag+/Ag)=0.7991V, (Fe3+/Fe2+)=0.771V解：解：(1)設(shè)計(jì)電池：設(shè)計(jì)電池： Pt| Fe3+ (a3), Fe2+ (a2) | Ag+(a1)|Ag(s)(2) E = (正正) (負(fù)負(fù))=0.7991 0.771=0.0281V 988. 2expRTnFEK(3) 設(shè)設(shè)Ag+的濃度為的濃度為m 2)/(/ )05. 0(988. 2mmmmKm=0.044molkg-1平衡時(shí)平衡時(shí) 0.05-m m mAg+ + Fe2+Ag(s) + Fe3+例例5. 在在25時(shí)，電池時(shí)，電池Zn|ZnSO4 (

9、m=0.01molkg-1)( =0.38 )| PbSO4 -Pb(s) 的電動(dòng)勢(shì)的電動(dòng)勢(shì)E=0.5477V。 (1)已知已知 (Zn2+/Zn)= 0.763V，求，求 (PbSO4/Pb) (2)已知已知25時(shí)，時(shí)， PbSO4的的K sp=1.58 10-8,求求 (Pb2+/Pb)(3)當(dāng)當(dāng)ZnSO4的的m=0.050 molkg-1時(shí)，時(shí)，E=0.5230V，求此濃，求此濃度下度下ZnSO4的的 =？解：負(fù)極：解：負(fù)極：Zn(s) 2e Zn2+ 正極：正極：PbSO4 (s)+2e Pb(s)+SO42-(m-)電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：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) 對(duì)于對(duì)于PbSO4電極，其電極反應(yīng)為：電極，其電極反應(yīng)為：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時(shí)，電池時(shí)，電池 Ag-AgBr(s)|KBr(m)|Br2 (l)(Pt)的的E=0.9940V。 Br2在在KBr溶液上的平衡蒸氣壓為溶液

12、上的平衡蒸氣壓為2.126 104Pa ，已，已知知 (AgBr/Ag)=0.071V，求電極的，求電極的 (Br2(g,p )|Br-)解：電池反應(yīng)為：解：電池反應(yīng)為：Ag(s)+1/2 Br2(l)=AgBr(s)由電池反應(yīng)式可見，參加反應(yīng)的物質(zhì)均處于純態(tài)，由電池反應(yīng)式可見，參加反應(yīng)的物質(zhì)均處于純態(tài)，故活度為故活度為1， E =E =0.9940V E = (Br2(l)|Br-) (AgBr/Ag)=0.9940V (Br2(l)|Br-)=1.065V 對(duì)應(yīng)電極反應(yīng)：對(duì)應(yīng)電極反應(yīng)：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. 一個(gè)可逆電動(dòng)勢(shì)為一個(gè)可逆電動(dòng)勢(shì)為1.07V的原電池，放在的原電池，放在20解：電池短路即直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不做電功解：電池短路即直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不做電功 W= 0 ，定溫定壓下，定溫定壓下，Qp= H, 恒溫槽熱量得失為恒溫槽熱量得失為 Qp 。所以。所以 S(槽槽)= Qp /T= H /T S(電池電池)=( rH rG) /T=( H+Wr) /T S(總總)= S(槽槽)+ S(電池電池)= Wr /T