电化学辅导

【知识点】装置特点：化学能转化为电能。

①、两个活泼性不同的电极；形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触）电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。

池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。

原 电极反应方程式：电极反应、总反应。

理氧化反应 负极 铜锌原电池 正极 还原反应反应原理：Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑电解质溶液电极反应： 负极（锌筒）Zn-2e -=Zn 2+正极（石墨）2NH 4++2e -=2NH 3+H 2↑①、普通锌——锰干电池 总反应：Zn+2NH 4+=Zn 2++2NH 3+H 2↑干电池： 电解质溶液：糊状的NH 4Cl特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液②、碱性锌——锰干电池 电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）；电解液：由中性变为碱性（离子导电性好）。

正极（PbO 2） PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极（Pb ） Pb+SO 42--2e -=PbSO 4铅蓄电池：总反应：PbO 2+Pb+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O电解液：1.25g/cm 3~1.28g/cm 3的H 2SO 4 溶液蓄电池 特点：电压稳定。

Ⅰ、镍——镉（Ni ——Cd ）可充电电池；其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H 2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2Ⅱ、银锌蓄电池锂电池①、燃料电池与普通电池的区别不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时燃料 电极反应产物不断排出电池。

电池 ②、原料：除氢气和氧气外，也可以是CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。

负极：2H 2+2OH --4e -=4H 2O ；正极：O 2+2H 2O+4e -=4OH -③、氢氧燃料电池： 总反应：O 2 +2H 2 =2H 2O特点：转化率高，持续使用，无污染。

电化学基础知识讲解及总结电化学是研究电与化学之间相互作用的学科，主要研究电能转化为化学能或者化学能转化为电能的过程。

以下是电化学的基础知识讲解及总结：1. 电化学基本概念：电化学研究的主要对象是电解质溶液中的化学反应，其中电解质溶液中的离子起到重要的作用。

电池是电化学的主要应用之一，它是将化学能转化为电能的装置。

2. 电化学反应：电化学反应可以分为两类，即氧化还原反应和非氧化还原反应。

氧化还原反应是指物质失去电子的过程称为氧化，物质获得电子的过程称为还原。

非氧化还原反应是指不涉及电子转移的反应，如酸碱中的中和反应。

3. 电解和电解质：电解是指在电场作用下，电解质溶液中的离子被电解的过程。

电解质是指能在溶液中形成离子的化合物，如盐、酸、碱等。

4. 电解质溶液的导电性：电解质溶液的导电性与其中的离子浓度有关，离子浓度越高，导电性越强。

电解质溶液的导电性也受温度和溶质的物质性质影响。

5. 电极和电位：在电化学反应中，电极是电子转移的场所。

电极可以分为阳极和阴极，阳极是氧化反应发生的地方，阴极是还原反应发生的地方。

电位是指电极上的电势差，它与电化学反应的进行有关。

6. 电池和电动势：电池是将化学能转化为电能的装置，它由两个或多个电解质溶液和电极组成。

电动势是指电池中电势差的大小，它与电化学反应的进行有关。

7. 法拉第定律：法拉第定律是描述电化学反应速率的定律，它表明电流的大小与反应物的浓度和电化学当量之间存在关系。

8. 电解质溶液的pH值：pH值是衡量溶液酸碱性的指标，它与溶液中的氢离子浓度有关。

pH值越低，溶液越酸性；pH值越高，溶液越碱性。

总结：电化学是研究电与化学之间相互作用的学科，主要研究电能转化为化学能或者化学能转化为电能的过程。

其中包括电化学反应、电解和电解质、电极和电位、电池和电动势等基本概念。

掌握电化学的基础知识对于理解电化学反应和电池的工作原理具有重要意义。

基于化学核心素养导向的电化学复习策略
电化学是一门复杂的学科，它涉及到电子、物理、化学和生物学等多种学科。

在学习电化学时，为了更有效地复习和掌握知识，需要采用一种有效的复习策略。

基于化学核心素养导向的电化学复习策略可以帮助学生更好地掌握和理解电化学知识。

首先，学生需要熟悉电化学的基本概念，包括电解质、电荷、电势、电流、电极反应等，并熟练掌握这些概念的定义和用法。

其次，学生要学习电化学中的基本定律，如电势定律、电流定律、电解质定律等，并熟悉它们的应用。

此外，学生还需要学习电化学中的重要现象，如电解质溶液的电离、电解反应的特性、电极反应的特性等。

最后，学生还需要学习电化学中的实验技术，如电解质溶液的测定、电解质溶液的制备、电极反应的测定等。

通过上述学习，学生可以更好地理解电化学的基本原理，掌握电化学的基本概念和定律，并能够熟练运用电化学中的实验技术。

基于化学核心素养导向的电化学复习策略可以帮助学生更好地掌握和理解电化学知识，从而提高学生的学习效率。

高中化学奥林匹克竞赛辅导电解原理1.电解的概念：使直流电通过电解质溶液而发生氧化还原反应的过程叫做电解。

电解是将电能转变为化学能的过程。

2.电解池的形成条件：电源，导电的两极材料，电解质溶液，构成闭合回路。

3.电解池反应：连接电源正极的叫做阳极，阳极发生氧化反应；连接电源负极的叫做阴极，阴极发生还原反应。

4.常见阴阳离子得失电子能力的强弱顺序：：常见金属单质（Fe、Zn、Cu、Ag等）>S2—> I—> Br—> Cl—> OH—>含氧酸根离子> F—（2）阳离子得电子能力强弱顺序（得电子能力即氧化性，氧化性强的离子优先反应）：Ag+> Hg2+> Fe3+ > Cu2+> H+> Pb2+> Sn2+ > Fe2+> Zn2+> Al3+ > Mg2+> Na+> Ca2+> K+5.电镀的定义：应用电解原理，在一些金属表面镀上一簿层其他金属或合金的过程。

电镀的目的是为了改变物体表面的性质。

6.电镀池的要求：（1）阴极材料为待镀器件，阳极材料为镀层金属；（2）电镀液：含镀层金属离子的溶液；例如，如图，在铁制钥匙上镀铜，铜片应连接电源正极，铁件应连接电源负极，用CuCl2溶液作电镀液。

阴极反应为：Cu2+ +2e—→ Cu，发生还原反应；阳极反应为：Cu +2e—→ Cu2+，发生氧化反应。

7.电镀特点：（1）电镀过程实质就是电解过程，是电解的一种特殊类型；（2）阳极金属减少量等于阴极金属增加量；（3）电镀液含量（浓度）不变；（4）阳极材料自身参加电极反应而溶解，补充电解质溶液中金属离子；注意：电解时阳极材料自身一般不反应，如Pt或碳棒、石墨棒等惰性电极。

8.原电池与电解池的比较：4下面物质能使溶液恢复成原来浓度的是（B）A.无水CuSO4B.CuOC.Cu(OH)2D.CuSO4·5H2O例2.在如图所示的装置中，若通直流电5min时，铜电极质量增加2.16 g，假设电解前后溶液体积无变化。

电化学基础知识点总结归纳原电池1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池。

2、组成条件：①两个活泼性不同的电极；②电解质溶液；③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路；3、电子流向：外电路：负极——导线——正极内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。

4、电极反应：以锌铜原电池为例：负极：氧化反应：Zn－2e＝Zn2＋（较活泼金属）正极：还原反应：2H＋＋2e＝H2↑（较不活泼金属）总反应式：Zn+2H+=Zn2++H2↑5、正、负极的判断：（1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极；（2）从电子的流动方向负极流入正极；（3）从电流方向正极流入负极；（4）根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极，阴离子流向负极；（5）根据实验现象①溶解的一极为负极；②增重或有气泡一极为正极电解池1、把电能转化为化学能的装置，也叫电解槽。

2、电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程。

3、放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程。

4、电子流向：（电源）负极—（电解池）阴极—（离子定向运动）电解质溶液—（电解池）阳极—（电源）正极金属的腐蚀1、定义：金属的腐蚀是指金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。

2、分类：由于金属接触的介质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

①化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。

化学腐蚀过程中发生的化学反应是普通的氧化还原反应，而不是原电池反应，无电流产生。

②电化学腐蚀：不纯的金属与电解质溶液接触时，会发生原电池反应。

比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

3、电化学腐蚀电化学腐蚀，实际上是由大量的微小的电池构成微电池群自发放电的结果。

①析氢腐蚀钢铁在潮湿的空气中表面会形成一薄层水膜，在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，与钢铁里的铁和少量的碳恰好形成了原电池。

第四章电化学基础知识点归纳第四章电化学基础知识点归纳电化学是研究电和化学之间关系的分支学科，主要研究电能和化学变化之间的相互转化规律。

本章主要介绍了电化学基础知识点，包括电化学的基本概念、电池反应、电解反应以及其相关的电解池和电极。

一、电化学的基本概念1. 电化学：研究电和化学之间相互关系的学科。

2. 电解：用电能使电解质溶液或熔融物发生化学变化的过程。

3. 电解质：能在溶液中产生离子的化合物。

4. 电解池：由电解质、电极和电解物质组成的装置。

5. 电极：用来与溶液接触，传递电荷的导体。

二、电池反应1. 电池：将化学能转化为电能的装置。

由正极、负极、电解质和导电体组成。

2. 电池反应：电池工作时在正负极上发生的化学反应。

3. 氧化还原反应：电池反应中常见的反应类型，在正极发生氧化反应，负极发生还原反应。

4. 电池电势：电池正极和负极之间的电位差。

5. 电动势：电池正极和负极之间的最大电势差。

三、电解反应1. 电解：用电流使电解质发生化学变化的过程。

2. 导电质：在电解质中起导电作用的物质。

3. 离子：在溶液中能自由移动的带电粒子。

4. 阳离子：带正电荷的离子。

5. 阴离子：带负电荷的离子。

6. 电解池：由电解质溶液、电解质和电极组成的装置。

7. 电解程度：电解质中离子的溶解程度。

8. 法拉第定律：描述了电解过程中，电流量与电化学当量的关系。

四、电解池和电极1. 电解槽：承载电解液和电极的容器。

2. 阳极：电解池中的电流从电解液流入的电极，发生氧化反应。

3. 阴极：电解池中的电流从电解液流出的电极，发生还原反应。

4. 阳极反应：电解池中阳极上发生的氧化反应。

5. 阴极反应：电解池中阴极上发生的还原反应。

6. 电极反应速度：电极上反应的速度。

7. 电极反应中间体：反应过程中形成的中间物质。

电化学是现代科学和工程领域中的重要分支，广泛应用于电池、电解、蓄电池、电解涂层、电化学合成等领域。

了解电化学的基础知识，有助于我们更好地理解和应用电化学原理。

专题六电化学[ 考纲要求] 1.理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。

2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。

考点一原电池的工作原理及其应用图解原电池工作原理．原电池装置图的升级考查说明(1)无论是装置① 还是装置②，电子均不能通过电解质溶液。

(2)在装置①中，由于不可避免会直接发生Zn ＋Cu2 ＋===Cu ＋Zn2＋而使化学能转化为热能，所以装置②的能量转化率高。

(3)盐桥的作用：原电池装置由装置① 到装置② 的变化是由盐桥连接两个“半电池装置” ，其中盐桥的作用有三种：① 隔绝正负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定；②通过离子的定向移动，构成闭合回路；③ 平衡电极区的电荷。

(4) 离子交换膜作用：由装置②到装置③的变化是“盐桥”变成“质子交换膜”。

离子交换膜是一种选择性透过膜，允许相应离子通过，离子迁移方向遵循电池中离子迁移方向。

题组一原电池电极反应式书写集训(一) 辨析“介质”书写电极反应式1．按要求书写不同“介质”下甲醇燃料电池的电极反应式。

(1) 酸性介质，如H2SO4 溶液：负极：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋。

正极：3O2 ＋6e－＋6H＋===3H 2O 。

2(2) 碱性介质，如KOH 溶液：负极：CH3OH－6e－＋8OH－===CO23－＋6H2O。

正极：3O2＋6e ＋3H 2O ===6OH 。

2(3) 熔融盐介质，如K2CO3：负极：CH OH－6e－＋3CO2 ===4CO ＋2H O。

3 3 2 2正极：3O2＋6e－＋3CO 2= ==3CO23－。

2(4) 掺杂Y2O3的ZrO3 固体作电解质，在高温下能传导O2－：负极：CH3OH－6e－＋3O2－===CO2＋2H2O。

3 －－正极：O2＋6e ===3O2。

2(二) 明确“充、放电”书写电极反应式2．镍镉(Ni －Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。

化学电化学的教学策略电化学是化学中的一个重要分支，涵盖了电解、电池、电解质溶液等内容。

在化学教学中，电化学的学习对于学生来说可能会有一定的难度。

为了帮助学生更好地理解电化学的概念和原理，教学策略起着关键的作用。

本文将探讨几种有效的化学电化学教学策略。

一、引导学生进行实验探究实验是学习化学的重要方法之一。

在电化学教学中，引导学生进行实验探究是一种有效的教学策略。

通过实验，学生可以亲自操作并观察电化学现象，进一步理解电解、电池等概念。

例如，可以设计电解水实验，让学生亲自操作电解槽、电极、电解质溶液等设备，观察水的电解过程及产物。

二、运用多媒体教学手段现代化学教学中，多媒体教学已经成为一种普遍的教学手段。

在电化学教学中，适当运用多媒体教学手段可以使抽象的概念更加形象化。

例如，可以通过幻灯片展示电化学反应的示意图、实验过程的视频等，让学生更加直观地理解电化学的原理和实验操作。

三、开展小组合作学习小组合作学习是一种有助于学生交流和合作的教学方式。

在电化学教学中，可以设立小组，让学生共同研究电化学的问题、讨论实验结果等。

通过小组合作学习，学生可以相互启发，共同解决问题，提高学习效果。

同时，小组合作学习也锻炼了学生的团队合作和沟通能力。

四、设置形象化的教学案例有时候，学生对于抽象的概念理解起来会有困难。

在电化学教学中，可以设置一些形象的教学案例来帮助学生理解。

例如，可以讲解锂电池的工作原理，引导学生思考手机电池的充电过程，从而更好地理解化学堆电池的原理。

五、强调应用意义及实际应用电化学是一个应用广泛的领域，涉及到电池、电解设备、防腐蚀等方面。

在电化学教学中，强调其应用意义及实际应用可以增加学生的兴趣。

可以介绍一些电化学在生活中的应用，如锂电池、电镀等，让学生了解电化学与实际生活的关联，激发学生对电化学的学习兴趣。

综上所述，电化学的教学策略需要结合多种手段和方法，既注重理论知识的讲解，又强调实验和应用。

通过引导学生进行实验、运用多媒体教学手段、开展小组合作学习、设置形象化的教学案例，以及强调应用意义及实际应用，可以提高学生对电化学的理解和兴趣，并促进他们的学习效果。

电化学
主标题：电化学
副标题：剖析考点规律，明确高考考查重点，为学生备考提供简洁有效的备考策略。

关键词：原电池，电解池
难度：3
重要程度：4
内容：备考策略。

1、重基础、抓重点，掌握学习电化学知识的一般方法
（1）通过对氧化还原知识的复习，明确原电池知识和电解池学习的一般规律。

认识半电池、盐桥、内电路、外电路等概念，能够更加熟练地写出相关的电极反应式和电池的总反应式。

（2）借助氧化还原理论和金属活动性顺序以及物理学中的电学知识，对有关电化学的知识加深理解，形成自己的知识框架，自己的知识规律，印象深刻。

（3）以实验探究的形式，通过多种活动，帮助学生进一步掌握原电池和电解池；通过进一步训练学生的操作技能，体会实验对认识和研究电化学的重要作用；通过科学探究活动，树立学习和研究化学的志向。

2、有针对性的训练，细化知识点
（1）注重练习巩固，多做高考题和高考模拟题并注重积累，同时注意观察知识点是以什么样的方式出现在高考练习题中的，体会教材中哪部分是重点、高频考点、难点，及自己的易错点，并做好错题笔记。

（2）合理安排复习时间，分散复习，反复强化。

集中突破，一般在每次考试，譬如月考、期中考试等考试前集中复习自己在以往复习中易错易混的考点，这样循环往复，反复强化，集中突破，可以有效提高高考时的做题速率和质量。

第七章 电化学（一）辅导：电化学定义: 研究电能和化学能之间的相互转化及转化过程中有关规律的科学.一 . 基本概念1.导(电)体: 能导电的物质.可分为两类:(1).电子导体(第一类导体): 靠自由电子的定向运动而导电的一类导体.特点: 升高温度,导电能力下降.(2).离子导体(第二类导体): 依靠离子的定向迁移而导电的一类导体.特点: A.发生化学反应.B.升高温度,导电能力增强.2.电极: 与电解质溶液相接触的第一类导体. (电化学中的电极还要包括第一类导体密切接触的电解质溶液)3.电解池: 将接有外电源的两支电极浸入电解质溶液中,迫使两极发生化学反应,将电能转变为化学能的装置.4.原电池: 将两支电极插入电解质溶液中形成的,能自发地在两极发生化学反应,使化学能转化为电能的装置.5.正极: 电势较高的极.6.负极: 电势较低的极.7.阳极: 发生氧化反应的电极. 8.阴极: 发生还原反应的电极.9.电极反应: 在电极上进行的有电子得失的化学反应.10.电极反应规律: 在阳极,电极电势愈负的愈先发生氧化反应,在阴极,电极电势愈正的愈先发生还原反应.11.离子迁移规律: 在电场作用下,阳(正)离子总是向阴极迁移；阴(负)离子总是向阳极迁移.12.电流传导规律: 整个电流在溶液中的传导是由阴阳离子的移动而共同承担的. 13.离子迁移数: 离子j 所运载的电流与总电流之比.14.摩尔电导率: 指把含有1mol 电解质的溶液置于相距为单位距离的电导池的两个平行电极之间时所具有的电导.15.离子强度: 溶液中各种离子的浓度与其价数的平方的乘积之和的一半. 16.可逆电池的必备条件:(1).电池反应可逆. 电池中,在两个电极上分别进行的反应都可以向正、反两个方向可逆的进行.(2).能量的转移可逆. 即通过电池的电流必须十分微小,电极反应是在接近化学平衡的条件下进行的.17.氢标还原电极电势: 规定标准氢电极的电极电势为0V.以标准氢电极为负极,指定电极为正极组成的电池的电动势.18.液体接界电势: 在两种不同溶液或溶液相同但浓度不同的两相界面上存在的电势差.产生的原因: 因溶液中离子的扩散速度不同而引起. 19.可逆电极分类:(1).第一类电极: 将金属置于含该金属元素离子的溶液中构成的电极,又称金属电极.气体电极、卤素电极、汞齐电极及金属-配合物电极也可归入此类.(2).第二类电极: 在金属上覆盖一层该金属的难溶盐后浸入含该难溶盐负离子的溶液中构成的电极.又称难溶盐电极.金属-难溶氧化物电极、难溶氧化物-难溶盐电极均属此类.如:)(|)()(2442m SO s PbSO s PbO -+(3).第三类电极: 将惰性电极插入含有同金属两种不同价态离子的溶液中构成的电极.又称为氧化-还原电极.20.分解电压: 使电解质在两极连续不断地进行分解时所需的最小外加电压. 21.极化: 有电流流过电极时,电极的电极电势偏离平衡电极电势的现象. 22.超电势: 某一电流密度下的电极电势与其平衡电极电势的差值.其值与电极材料、电流密度、电极表面状态、温度、电解质性质和浓度及其中杂质有关.二 . 基本定律1.法拉第第一定律: 通电于电解质溶液后,在电极的两相界面上发生化学变化的物质的物质的量与通入的电量成正比,与一式量该物质发生反应时,参加反应的电子数成反比.2.法拉第第二定律: 通电于串联电解池,在各电极上发生反应的物质的物质的量与其氧化数的变化值的乘积都相同;析出物质的质量与其摩尔质量成正比.3. 离子独立迁移定律: 在无限稀释时,每一种离子都是独立移动的,不受其它离子的影响,每一种离子对∞m Λ都有恒定的贡献. 电解质的∞m Λ是正、负离子的摩尔电导率之和.三 . 常用公式1. Fz Q n j j =和F Qz n z n z n j j ====...2211 任意条件2. dldEu r j j ≡ 3. ∑≡≡≡jj j j j Q Q I I t κκ ∞∞≈mjm j Λt ,λ 强电解质稀溶液 (类元电荷计量单元) mjm j j z t Λ,λ≈ 强电解质稀溶液 (化学计量单元)4. ∞-∞+∞+=,,m m mΛλλ (类元电荷计量单元) ∞--∞++∞+=,,m m m v v Λλλ (化学计量单元)5. -+-++=+=r r r u u u t j j j 单种电解质溶液6. ItVF c z t j j j = 界面移动法7. ∑=221jj z m I 电解质溶液 8. c V Λm m κκ=≡)(12-∙∙mol m S 电解质溶液9. RK GK cell cell==κ10.c A m m -=∞ΛΛ 强电解质稀溶液 11.∞=mma ΛΛ 弱电解质稀溶液 12.vB a a ±=θm m r a BBB = θm m r a ±±±= θmm r a jj j = m v v m vv v )(-+-+±=13.I Az r jj 2lg -= 强电解质稀溶液 I z z A r ||lg -+±-= 强电解质稀溶液IIz z A r +-=-+±1||lg 浓度不太大的电解质溶液14.zFE G m r -=∆ 和 θθzFE G m r -=∆15.p m r T EzF S )(∂∂=∆16.])([E TET zF H p m r -∂∂=∆ 17.p m r R TE zFT S T Q )(∂∂=∆= 18.∏-=j v j a zF RT E E ln θ19.θθa K RT zFE ln =20.阳阳析阳阳ηϕϕϕ+==,,,R I阴阴析阴阴ηϕϕϕ-==,,,R I21.j b a lg +=η例. 在298.15K 时,用铜电极电解铜氨溶液.已知溶液中每1000g 水中含CuSO 4 15.96g,NH 3 17.0g,当有0.01 mol 电子的电量通过以后,在103.66g 阳极部溶液中含有2.091gCuSO 4, 1.571gNH 3,试求: (M NH3=17.01g/mol,M CuSO4=159.6g/mol)(1).[Cu(NH 3)x ]2+中x 的值 (2).该配离子的迁移数 解.(1).阳极上的反应为:e m Cu s Cu 2)()(2+→+,阳极部Cu 2+在通电前后物质的量的变化为:)(01.06.1591000)571.1091.266.103(96.15mol n ≈⨯--⨯=原)(0131.06.159091.2mol n ≈=终)(005.0201.0mol n ≈=电因: 迁电原终n n n n -+=)(0019.00131.0005.001.0mol n n n n =-+=-+=终电原迁对NH 3而言:)(10.001.171000)571.1091.266.103(0.17mol n ≈⨯--⨯=原)(0924.001.17571.1mol n ≈=终 )(00764.00924.0100.0mol n n n =-=-=终原迁则:402.40019.000764.0)Cu ()(NH 23≈==+迁迁n n 即[Cu(NH 3)x ]2+中x 的值为4.(2).0.380.0050.0019243])([===+电迁n n t NH Cu例. 电池:)(|)(|)()(222s Cu m CuCl s Cl Hg l Hg s +298.15K 时的电动势为0.06444伏,电动势的温度系数p TE )(∂∂=3.2081410--⋅⨯K V .已知该温度下,2CuCl 的饱和溶解度为 44.01O gH g 2100/,其摩尔质量为134.45mol g /.及:V HgClCl Hg 2676.0/,22=-θϕ, V CuCu 3370.0/2=+θϕ (1).写出电池反应.(2).求该温度下,饱和2CuCl 溶液的活度及活度系数. (3).在该温度下可逆放电时的热.(4).电池反应在烧杯中进行时与环境交换的热. 解: (1).电池反应如下:)()()(2)(222s Cl Hg s Cu l Hg m CuCl s +===+(2).据能斯特公式得:±+-=--=-+-+a FRTa F RT E HgCl Cl Hg Cu Cu CuCl HgCl Cl Hg Cu Cu ln 231ln2/,//,/2222222θθθθϕϕϕϕ即: ±+-=a ln 96485*215.298*314.8*32676.03370.00922.0所以: =±a 0.8792据题,2CuCl 的饱和溶解度为:kg mol /27.345.13410*01.44≈所以: 13/121196.5)2*1(-±⋅==kg mol m m 由定义: θγm m a ±±±=,得: 1692.0196.51*8792.0===±±±m m a θγ(3).由: p m r R TEzFT S T Q )(∂∂=∆=得: )(10457.1810208.3*15.298*96485*2)(134--⋅⨯=⨯=∂∂=mol J TEzFT Q pR(4).当反应在烧杯中等温等压进行时,其交换的热即等压热p Q ,亦即该反应的焓变,而焓是状态函数,故计算电池反应的焓变即可.由: ])([E TE T zF H p m r -∂∂=∆ 得:)(10022.6)06444.010208.3*15.298(*96485*2134--⋅⨯=-⨯=∆m ol J H m r例2. p83.7-32.电池:)(|)(|)0.1(|||)100,(|2232l Hg s Cl Hg dm mol KCl pH kPa g H Pt -⋅的溶液待测在25℃时测得电动势为0.664伏,试计算待测溶液的pH 值. 解: 据题可得电池反应: )()0.1()()(21)(213222l Hg dm mol Cl a H s Cl Hg p H H +⋅+==+--++θ因摩尔电极电势在25℃下有定值0.2800伏,故电池的电动势为:)ln (2222/,/,++---=-=-+H H PtHH Hg Cl Cl Hg a a F RT E θϕϕϕϕ 得: ++=H a lg 43429.0*9648515.2998*314.82800.0664.0所以: 508.6lg =-=+H pH α例3.已知V AgAg 7994.0/=+θϕ,V Pt Fe Fe 770.0/,32=++θϕ, 计算25℃时反应Ag Fe Ag Fe +==++++32的平衡常数θa K .若将适量银粉加到浓度为0.053/dm mol 的33)(NO Fe 溶液中,试计算平衡时+Ag 的浓度.(设各离子活度系数均为1)解: (1).设计电池:)(|)(||)(),(|32312s Ag m Ag m Fe m Fe Pt +++)(0294.0770.07994.0/,/32V E PtFe Fe Ag Ag =-=-=+++θθθϕϕ 因: θθθa m r K RT zFE G ln -=-=∆所以:140.3)15.298*314.80294.0*96485*1exp()exp(===RT zFE K a θθ(2). 设平衡时+Ag 的浓度为c ,则:Ag Fe Ag Fe +==++++32 c c 0.05-c则有: 140.305.0223=-≈=+++c c a a a K Ag Fe Fe a θ即: 3.1402c +c -0.05=0解之得: c =0.043943/dm mol例4.已知电池: Pt p H m HCl p H Pt ),(|)(|)(,2212中,氢气遵从状态方程: ap RT pV m +=,式中1351048.1--⋅⨯=mol m a ,且与温度无关.当氢气的压力θp p 201=,θp p =1时,试: (1).写出电极反应和电池反应. (2).电池在293.15K 时的电动势.(3).当电池放电时,是吸热还是放热? 为什么? 解: (1).负极反应:e m H p H 2)(2)(12+→+正极反应:)(2)(222p H e m H →++ 电池反应:)()(2212p H p H ==(2).据能斯特公式有:θθθp f p f F RT a a F RT a a F RT E E H H H H //ln2ln 2ln 2212,1,1,2,2222==-= 21ln 2f f F RT=由: f RTd dp V d m ln ==μ得: dp a pRTf RTd )(ln += 积分: ⎰⎰+=1212)(ln pp f f dp a pRT f RTd得: )(ln ln 212121p p a p p RT f f RT -+= 所以:)(03780.096485*2101325*)120(1048.120ln 96485*215.293*314.8)(2ln 252121V p p p p Fap p F RT E =-⨯+=-+=-θθ (2).由前术结果得: 21ln 2)(p p F RT E p =∂∂ 所以:)/(10301.720ln 15.293*314.8ln )(321>⨯===∂∂=∆=m ol J pp p p RT TEzFT S T Q p m r r θθ可见,是吸热的.例5. 将两个电极相同但电解质溶液浓度不同的两个电池反向串联如下: --+)()(|)(|))((1s Ag s AgCl m KCl a Hg K m))((|)(|)()(2m a Hg K m KCl s AgCl s Ag +--试: (1).写出该电池的电池反应.(2).要使该电池反应能自发进行,应满足何种条件?解:(1).显然,该电池是由两个电池反向串联而成,其电池反应即为该二电池反应的总各和. 左侧电池的电池反应为:)()()())((1s Ag m KCl s AgCl a Hg K m +==+ 右侧电池反应为:)())(()()(2s AgCl a Hg K s Ag m KCl m +==+则总反应为: )()(12m KCl m KCl ==(2).要使反应能自发进行,即要求:0ln 12>=a a F RT E ,即必须满足: 12a a >或12m m >.例6.设计合适的电池,以便用电动势法测定其指定的热力学函数(要求写出电池表达式和相应函数的计算式):(1).)()()()(22133m Fe m Ag m Fe s Ag ++++=+(2).(s)Cl Hg 22的溶度积sp K(3).)/1.0(kg mol HBr 溶液的离子平均活度系数±r (4).求)(2s O Ag 的分解压(5).)(2l O H 的标准生成吉布斯自由能 (6).)(2l O H 的离子积常数W K(7).求弱酸HA 的离解常数θa K设计电池:)()(|)(),(),(|)(,2s Ag s AgCl m NaCl m NaA m HA p H Pt Cl A H A +--θ 电池反应为:)()()()(21)(2-+-+++=+Cl H a Cl a H s Ag p H s AgCl θ 设各物质的活度系数均为1,则:θm m a H H ++=,θmm a Cl Cl --= 则: )ln(ln 2/12-+-+-=-=Cl H H Cl H m m F RTE a a aF RT E E θθ式中,-Cl m E E ,,θ均为已知,故+H m 可求.对弱酸HA 有:-++======A H HA+-H HA m m +H m +-+H A m m则: )()(++-+++-+-⨯+⨯=-+⨯=H HA H A H H HA H A H a m m m m m m m m m m m m m m K θθθθθ故θa K 可求.例: 电解池: ⊕⋅=Θ-Pt kg mol m CuSO Pt |)0.1(|104已知在电流密度为1002-⋅m A 时氢在铜上的超电势为0.6V,氧在铂上的超电势为0.85V.试求:(1).当Cu 开始析出时的外加电压(2).当外加电压为2.0V 时,溶液中+2Cu 的浓度(3).当2H 开始析出时,溶液中+2Cu 的浓度及外加电压. 解:(1).据题知其电极反应为:正极反应:e mH p O l O H H 2)(2)(21)(22++→++θ负极反应:)(2)(2s Cu e m Cu →++因正极反应与溶液中+H 浓度有关,若设电解刚开始时溶液为中性,即)(100.117--+⋅⨯≈kg mol H ,由能斯特公式可得:Pt O H PtO H HOa F RT /2/,,2221ln 2ηϕϕθ+-=++阳 )(665.185.0)101(1ln 2229.127V F RT =+⨯-=- )(337.011ln 2337.01ln 222/V F RT a F RT Cu CuCu=-=-=++θϕϕ阴 故其分解电压为:)(328.1337.0665.1V E =-=-=阴阳分解ϕϕ(2).当外加电压为2伏时,已大大高于初始外加电压,故认为溶液中的+2Cu 绝大部分已还原析出.但因硫酸的二级电离是弱酸,其电离度仅为1%,若设其水解消耗的+H 浓度为x ,剩余+2Cu 浓度为1m ,则随着电解反应的进行,同时也进行着下列反应(注: 括号内为该离子的平衡浓度):)(])(2[)(410024x HSO x m m H x m SO -+-⇔--+- 故有: x x m x m m K a /)(])(2[0102-⨯--=因溶液中的+2Cu绝大部分已还原析出, 故可近似地有010m m m ≈-, 所以:02)3(20022=++-m x m K x a将01.02=a K 1-⋅kg mol ,0.10=m 1-⋅kg mol 代入解之可得 )(990.01-⋅=kg mol x 平衡时+H 浓度:)(01.1990.00.2)(2110-⋅=-≈--kg mol x m m 则当外加电压为2.0伏时,有:)1ln 2()1ln 2(0.222222//2/,,++++--+-=Cu Cu Cu Pt O H Pt O H H O a F RT a F RT θθϕηϕ 12101ln 2337.085.0])(2[1ln 2229.1m F RT x m m F RT +-+---=201)2(ln 2742.1x m m F RT --≈ 解之得: )(1089.1191kg mol m ⋅⨯≈-(3).设开始析2H 时, +2Cu 的浓度为2m ,当开始析2H 时,必有: Cu Cu PtH H //,22++=ϕϕ,即:22201ln 2337.060.0])(2[1ln 2m F RT x m m F RT -=----显然,此时+2Cu 的浓度比上节条件下的浓度更小,将: )/(01.1990.00.220kg mol x m m H =-=-≈+代入上式可得: 3221010.2-⨯=m )/(kg mol由于在阳极析出氧气,在阴极析出氢气,故此时的电解池实际上为电解水,相应分解电压应为:)(679.2)60.00()85.0229.1()()(//,//,,22222V E Cu H PtHH Pt O Pt O H H O =--+=--+=-=++ηϕηϕϕϕ阴，析阳，析分解（二）习题及答案：一、思考题1. 原电池和电解池有什么不同？2. 测定一个电池的电动势时，为什么要在通过的电流趋于零的情况下进行？否则会产生什么问题？3. 电化学装置中为什么常用KC1饱和溶液做盐桥？4. 下列反应的计算方程写法不同时其MF E 及m r G ∆值是否相同？为什么？)1(Cu Zn 2=++a ====Cu )1(Zn 2+=+a)1(Cu 21Zn 212=++a ====Cu 21)1(Zn 212+=+a 5. 试说明Zn 、Ag 两电极插入HC1溶液中所构成的原电池是不是可逆可池？ 6. 凡 E 为正数的电极必为原电池的正极， E 为负数的电极必为负极，这种说法对不对？为什么？7. 如果按某化学反应设计的原电池所算出的电动势为负值时，说明什么问题？ 8. 超电势的存在是否都有害？为什么？9. HNO 3、H 2SO 4、NaOH 及KOH 溶液的实际分解电压数据为何很接近？ 10. 试比较和说明化学腐蚀与电化学腐蚀的不同特征。