电化学计算题举例

1、电化学计算题举例第1页，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四（2）根据公式, 0.0025moldm3K2SO4溶液的电导率为根据（7.3.4）, 0.0025moldm3溶液的摩尔电导率为 第2页，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四 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，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四H+和OH的传递方式 Grotthus mechanism (1805)第4页，共25页，2022年，5月20日，

2、19点9分，星期四 （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： 1.0 x10 -1 S m -1 普通蒸馏水的电导率： 1.0 x10 -3 S m -1 药用去离子水电导率： 1.0 x10 -4 S m -1第5页，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四 （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

3、导/全部溶质产生的电导 =已知：CH3COOH+ H+ + CH3COO- 离解前 C 0 0 离解平衡第6页，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四（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，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四 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 104Sm1 。已知同温度下配制此溶液所用的水的电导率为1.60 104Sm1 。试计

4、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，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四 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，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四（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

5、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，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四1.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，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四桥梁公式:原电池热力学-热力学与电化学的桥梁第12页，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四 例：25时，反应Cd+2AgClCdCl2+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G、S、H. 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6.510-

6、4V/K. 解：设计电池： （-）Cd（s）|CdCl2（aq）|AgCl（s），Ag（s）（+） 反应：正极 2AgCl+2e2Ag+2Cl- 负极 Cd-2eCd2+ 电池 2AgCl2Ag+CdCl2 由电极反应知Z=2，故： G=-ZFE=-2965000.06573=-130.34KJ S=（ dE/dT）p ZF=296500（-6.510-4）=-0.1255J/K H =G +TS=-130.34+298（-0.1255）=-167.80KJ第13页，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四 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)

7、。解 设反应组成的电池为：ZnZn2+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，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四 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，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四最后，得电池电动势：第16页，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四 写出下列电池电动势的能斯特方程，并计算 EH2O,OH|H2(g)。 解 ：该

8、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，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四 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，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四 因EH+ |H2(g)=0 ,且25时水的离子积Kw=1.00810-14,代入得第19页，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四 例: 将醌氢醌电极与饱和甘汞电极组成电池：HgHg2Cl2KCl(饱和)QH2 QH+(pH？)Pt25时，测得E0.025V。求溶液的pH值。 解 E(左极，还原)0.2410V(见表7-8

9、-1） E(右极，还原)(0.6997-0.05916pH)V EE(右极，还原)-E(左极，还原)即 0.025VpH-0.2410)V解得 pH7.3第20页，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四例 ：利用查表的数据，求25AgCl(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，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四其电动势为其中 查表可知，25时EAgCl(s)Ag=0.2221V, E(Ag+|Ag)= 0.7994V。因AgCl(s)为纯固体，aAgCl(s)=1。在电池反应达到平衡时, E=0,a(Ag+)a(Cl

10、)=KSP ，故有第22页，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四25时故得 第23页，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四解 将反应设计如下电池：FeFe2+(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，共25页，2022年，5月20日，19点9分，星期四因为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+O2Pt) - E