电化学习题课

1、平均活度、平均活度平均活度、平均活度系数及离子强度系数及离子强度 本章小结本章小结 求热力求热力学函数学函数的变化的变化值值Ka，Ksp，Kw 本章小结本章小结 电化学习题课电化学习题课一、电解质溶液-132-1m1,S1:S.m ,1m,S.m .molGRlGAc单位：（ ），单位溶液的电导1.导电能力的表示方法及计算a.电导b.电导率c.摩尔电导率（一）电导相距1 m的两片平行电极间,一摩尔电解质的电导。电化学习题课电化学习题课2.影响导电能力的因素(1)与浓度的关系a. 电导率与浓度的关系b. 摩尔电导与浓度的关系mC科尔劳乌斯定律：mm(1)c 科尔劳乌斯离子独立移动定律电化学习题课

2、电化学习题课(2)，摩尔电导率与离子运动的关系,for MN ;1;() ;();zzmmmmmmmmmmmttttUUFUUFZ U FZ U F电化学习题课电化学习题课3.电导测定的应用（1）计算弱电解质电离度和平衡常数（2）测定难溶盐的溶解度1,2cKCmmmKc)(盐电化学习题课电化学习题课（二）电解质的平均活度和平均活度系数1.定义式BB;,()aaaamammmmm电化学习题课电化学习题课2lg12iiA ZZIIm Z 3.强电解质溶液理论2lgiiAZI 德拜-休克尔极限公式：2.影响活度系数的因素电化学习题课电化学习题课（一）电池符号，电池表示式 电池反应（二）可逆电池热力学

3、（1）电池电动势和自由能变化“互译”nEFWG二、可逆电池电化学习题课电化学习题课（2）Nernst方程的区别和EEaaaanFRTEEbBaAhHgGln（3）m()()()PPRPESnFTEHnEFnFTTEQTSnFTT RPQHSTE,)(（4） 的关系与KERTFnEKln电化学习题课电化学习题课（三）电极电势 1、电极电势+q+2HPt H (P ) H (a=1) 待极2、电极电势的Nernst方程氧化态还原态aanFRTln3、4、液接电势E5、浓差电势电化学习题课电化学习题课（四）电池电动势测定的应用（1）求平衡常数 Ka，Ksp，Kw（2）测pH（3）测定电解质溶液的平均

4、活度系数（4）求热力学函数的变化值电化学习题课电化学习题课三、不可逆电极过程（一）极化，超电势阴阳可逆分解析，阴可逆，阴阴可逆，阳析，阳阳EE（二）Tafel公式jbaln电化学习题课电化学习题课三、电极反应次序1、判断标准： 比较各离子的析出电势2、析出电势阳析，阳可逆，阳阴析，阴可逆，阴3、应用：a、金属离子的分离b、共同析出c、pH控制电化学习题课电化学习题课二、判断题二、判断题1.1. 离子迁移数与离子速率成正比，某正离子的运动离子迁移数与离子速率成正比，某正离子的运动速率一定时，其迁移数也一定。速率一定时，其迁移数也一定。2.2. 对于电池对于电池Zn|ZnSO4(aq)|AgNO3

5、(aq)|Ag，其中的其中的盐桥可以用饱和盐桥可以用饱和KCl溶液。溶液。3.3. 因离子在电场作用下可以定向移动，所以测定电因离子在电场作用下可以定向移动，所以测定电解质溶液的电导率时要用直流电桥。解质溶液的电导率时要用直流电桥。电化学习题课电化学习题课4.4. 在有液体接界电势的浓差电池中，当电池放电时在有液体接界电势的浓差电池中，当电池放电时，在液体接界处，离子总是从高浓度向低浓度扩，在液体接界处，离子总是从高浓度向低浓度扩散。散。5.5. 实际电解时，在阴极上首先发生还原作用的是按实际电解时，在阴极上首先发生还原作用的是按能斯特方程计算的还原电势最大者。能斯特方程计算的还原电势最大者。

6、6.6. 极化和过电位是同一个概念。极化和过电位是同一个概念。 电化学习题课电化学习题课三、选择题三、选择题1.1. 浓度为浓度为1molkg-1的的CuSO4浓度的离子强度浓度的离子强度I1，浓浓度为度为1molkg-1的的NaCl浓度的离子强度浓度的离子强度I2，那么那么I1与与I2的关系为：的关系为： (A) I1 = I2 ； (B) I1 = I2 ； (C) I1 = 4I2 ； (D) I1 = 2I2 。 电化学习题课电化学习题课三、选择题三、选择题2.2. 已知已知298K，CuSO4、CuCl2、NaCl的极限摩尔的极限摩尔电导率电导率分别为分别为a、b、c( (单位为单位

7、为Sm2mol-1)，那那么么(Na2SO4)是：是： (A) c + a - b ； (B) 2a - b + 2c ； (C) 2c - 2a + b ； (D) 2a - b + c 。 电化学习题课电化学习题课三、选择题三、选择题3. 25时电池反应时电池反应H2(g) + O2(g) = H2O(l)对应的电对应的电池标准电动势为池标准电动势为E1，则反应则反应2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g) 所对应的电池的标准电动势所对应的电池的标准电动势E2是：是： (A) E2 = - 2E1 ； (B) E2 = 2E1； (C) E2 = - E1 ； (D) E2 = E

8、1。 电化学习题课电化学习题课三、选择题三、选择题4.4. 下列电池中能测定下列电池中能测定AgI的溶度积的溶度积Ksp的是：的是：(A) Ag|AgI(s)|KI(aq)|I2 ； (B) Ag|Ag+|I - |AgI(s)|Ag ；(C) Ag|Ag+|I - |I2|Pt ； (D) Ag|AgI|Pt 电化学习题课电化学习题课三、选择题三、选择题5.5. 在电解硝酸银溶液的电解池中，随着通过的电流加在电解硝酸银溶液的电解池中，随着通过的电流加大，那么：大，那么：( (A)A) 阴极的电势向负方向变化；阴极的电势向负方向变化；( (B)B) 阴极附近银离子浓度增加；阴极附近银离子浓度增

9、加；( (C)C) 电解池电阻减小；电解池电阻减小；( (D) D) 两极之间的电势差减少两极之间的电势差减少 。 电化学习题课电化学习题课三、选择题三、选择题6.6. 随着电流密度由小到大增加，电解池的实际分随着电流密度由小到大增加，电解池的实际分解电压解电压V( (分分) )与原电池的端电压与原电池的端电压V( (端端) ) 将：将：( (A)A) V( (分分) )递增，递增，V( (端端) )递减递减 ； ( (B)B) V( (分分) )递减，递减，V( (端端) )递增递增 ； ( (C)C) V( (分分) )、V( (端端) )递增递增 ； ( (D) D) V( (分分) )

10、、V( (端端) )递减递减 。 三、选择题三、选择题7 7对于对于BaCl2溶液，以下等式成立：溶液，以下等式成立：(A) a = m ; (B) a = a+a - ;(C) = + - 2 ; (D) m = m+m-(E) m3 = m+m-2 ； (F) m = 4m3 。电化学习题课电化学习题课 8.8.9.9. 10101111+mm,cc+mm,wccccKcc 13 121214.15. 17. 16. 电化学习题课电化学习题课 例1、22Pt H HCl1 Cl Ptm 电池: （）在25时电池电动势为1.366V。设氯电极的标准电极电势为1.360V，电池电动势的温度系数

11、为-0.0026VK-1, 求可逆反应：H2(g) + Cl2(g) 2HCl(aq)在25时的标准平衡常数和电池电池反应的G、H、S和QR？一、计算题一、计算题电化学习题课电化学习题课例2、25时1atm空气平衡时的蒸馏水中CO2的浓度为1.68210-5 moldm-3,CO2溶于水后仅产生H+和HCO3-,已知碳酸的一级电离常数是4.710-7, 为349.710-4 Sm2mol-1, 为44.510-4 Sm2mol-1。试求25时，与1atm空气呈平衡时的蒸馏水的电导率。-3m,HCOm,H电化学习题课电化学习题课例3、有下列不同类型的电解质：(1) HCl, (2) CdCl2,

12、 (3) CdSO4, (4) LaCl3, (5) Al2(SO4)3设它们都是电解质，当它们的溶液浓度都是0.25 molkg-1时，试计算各种溶液的：（1）离子强度I ；（2）离子平均质量摩尔浓度m .2BBB12Im z11()Bmm mm 已知1 （Tl+/Tl） =-0.34V, 2 = （Tl3+/Tl） =0.72V, 试求3 =（Tl3+/Tl+）的数值。4.解答解答l 三个电极对应的电极反应为 Tl+ (aq) + e- Tl (s) (1) Tl3+ (aq) + 3e- Tl (s) (2) Tl3+ (aq) + 2e- Tl+ (aq) (3)(2)式减(1)式得(

13、3)式，故rGm,3 =rGm,2 -rGm,1 据Nernst 公式有-2F3 =-3F2 (-F1)所以3 =(Tl3+/Tl+ )= 1.52 0.51 =1.25v 所以l5.将一铜片进行冷加工，压延成薄片，再分割成两块，其中一块在惰性气氛中作退火处理。试问能否设计一种电化学方法，藉其判明哪块铜片是经过退火处理的？l研究表明，室温下若将铜延伸或变形30 %，其所蓄积的能量相当 于产生电位差约130 V.解答解答l 在一定温度下，若将两块金属片置于同一电解质溶液在一定温度下，若将两块金属片置于同一电解质溶液中形成两个电极，只有在两块金属片的化学组成以及中形成两个电极，只有在两块金属片的化

14、学组成以及物理状态都完全相同的条件下，这两个电极的电极电物理状态都完全相同的条件下，这两个电极的电极电势才相等。既使化学组成相同例如都是铜片，但若两势才相等。既使化学组成相同例如都是铜片，但若两者的物理状态有异，它们各自形成的电极之电极电势者的物理状态有异，它们各自形成的电极之电极电势还会显示出差别。还会显示出差别。l 铜片被冷加工压延成薄片的过程中，铜的晶面发生滑铜片被冷加工压延成薄片的过程中，铜的晶面发生滑移晶格发生扭曲并出现缺陷，产生了内应力，蓄积了移晶格发生扭曲并出现缺陷，产生了内应力，蓄积了能量，吉布斯自由能增大；但若经过退火处理，由于能量，吉布斯自由能增大；但若经过退火处理，由于晶

15、格重排的结果，可使内应力全部或部分的消除，自晶格重排的结果，可使内应力全部或部分的消除，自由能减小。因此，将题给两块铜片浸入一硫酸铜溶液，由能减小。因此，将题给两块铜片浸入一硫酸铜溶液，就会形成一种特殊的（不同极）浓差原电池：就会形成一种特殊的（不同极）浓差原电池：Cu(未退火未退火)|CuSO4 （水溶液）水溶液）| Cu（退火）退火）l 该电池的总反应为该电池的总反应为 Cu(未退火未退火) Cu（退火）（退火） 如前所示如前所示, 应有应有G 0, 即电动势即电动势为正值，上面所写电池的右端应为正极。两个电为正值，上面所写电池的右端应为正极。两个电极的反应分别为：极的反应分别为： 负极：

16、负极： Cu(未退火未退火) Cu 2+ + 2e- 正极：正极： Cu 2+ + 2e- Cu(退火退火) 实验时，只要用铜导线将插入硫酸铜溶液的两铜实验时，只要用铜导线将插入硫酸铜溶液的两铜片分别与微伏计的两个接线柱相连，接通电路，片分别与微伏计的两个接线柱相连，接通电路，指示出的正极便是经过退火处理的铜片。指示出的正极便是经过退火处理的铜片。6.l下面两种电池的电动势之间有何关系l（甲）H2 (p1) | HCl(0.001mol kg-1) | HCl(0.01mol kg-1) | H2 (p1)l (乙) H2 (p1) | HCl(0.001mol kg-1)| Cl2(p2)

17、- Cl2(p2) | HCl(0.01mol kg-1) | H2 (p1)lA. E甲=1/2 E乙 B. E甲= E乙 C. E甲=2 E乙 lD. E甲、 E乙之间没有这么简单的关系。解答解答l电池甲的两电池反应为：l负极：1/2H2 (p1) H+(0.001molkg-1) + e- l正极： H+(0.01molkg-1) + e- 1/2H2 (p1) l电池反应为：l H+(0.01molkg-1) H+(0.001molkg-1) l因为溶液浓度较小，所以此处用浓度代替活度，则，rGm = RTlnaright/aleft = RTln0.001/0.01 lE甲 = -(

18、RT/F)ln0.1 = 0.059Vl 电池乙实际上是由两个电解液浓度不同的同种电池反向串联而成，左、右两电池的反应分别为：l1/2H2 (p1)+ 1/2Cl2(p2)HCl(0.001molkg-1)lHCl(0.01molkg-1) 1/2H2 (p1)+ 1/2Cl2(p2)l串联后形成的整个浓差电池的反应便是：lHCl(0.01molkg-1) HCl(0.001molkg-1)lrGm = RTlnaright/aleft =RTln(0.001/0.01)2 (supposed: = 1)lE乙 = -(RT/F)ln0.12 = 0.059V 2l电池反应不同，电动势不同!。

19、7.l298 K时，用Pb为阴极来电解H2SO4，其浓度为0.100 moldm-3, = 0.265。在电解过程中，把Pb阴极与另一摩尔甘汞电极相联接。当Pb阴极上H2开始析出时，测得E(分解)= 1.0685V，已知摩尔甘汞电极的氢标电势(甘汞) = 0.2800V。若只考虑H2SO4的一级电离，试求H2在Pb电极上的超电势。解答解答lPb阴极上的析氢反应是：2H+(a+)+2e-H2(g, p )其平衡电势值为（ H+/ H2 ）= - (RT/2F)ln (aH2/ a+2) = (RT/F)ln(m+ +)221lg, lg,2iiiiA ZZIAZIIm Z (H+/H2)=0.0257ln(0.1000.265)=-0.0933 V而H2刚在Pb阴极上析出时，阴极电势为:(H2) = (甘汞）- E(分解)l = 0.2800 - 1.0685l = - 0.7885Vl所以超电势 阴= （ H+/ H2，平）- （H2）l =0.6952V8.已知 （Cu2+/Cu）= 0.337V,并设活度系数均为1，