第09章--电化学基础知识--习题及答案
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电化学原理试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列关于电化学的说法,错误的是()A. 电化学反应中有电子的转移B. 电化学反应分为氧化反应和还原反应C. 电化学反应不需要外界提供能量D. 电化学反应中,电极上发生的是氧化还原反应答案:C2. 下列哪个不是电解质()A. NaClB. H2SO4C. C6H12O6(葡萄糖)D. KOH答案:C3. 下列关于原电池的说法,错误的是()A. 原电池是一种将化学能转化为电能的装置B. 原电池的两极分别是阳极和阴极C. 原电池中,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应D. 原电池工作时,电子从阳极流向阴极答案:B4. 下列关于电解池的说法,错误的是()A. 电解池是一种将电能转化为化学能的装置B. 电解池的两极分别是阴极和阳极C. 电解池中,阴极发生还原反应,阳极发生氧化反应D. 电解池工作时,电子从阴极流向阳极答案:D5. 下列关于电极电位的说法,错误的是()A. 电极电位是电极与溶液之间电位差的绝对值B. 标准电极电位是指电极在标准状态下的电极电位C. 电池的电动势等于正极电极电位减去负极电极电位D. 电极电位的大小反映了电极得失电子的能力答案:A二、填空题(每题3分,共30分)6. 在原电池中,负极发生______反应,正极发生______反应。
答案:氧化、还原7. 电解质溶液导电的主要载体是______和______。
答案:阳离子、阴离子8. 在电解过程中,阴极附近溶液的______浓度逐渐增大,阳极附近溶液的______浓度逐渐增大。
答案:阳离子、阴离子9. 电池的电动势等于______电极电位减去______电极电位。
答案:正极、负极10. 下列反应在酸性溶液中,氧化剂是______,还原剂是______。
MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O答案:MnO4-、Fe2+11. 在下列反应中,氧化产物是______,还原产物是______。
第九章电化学基础考点集训(二十七)第27课时原电池化学电源1.某小组为研究原电池原理,设计如图装置,下列叙述正确的是A.装置Ⅰ,铜片上有O2逸出B.装置Ⅰ,锌片溶解,发生还原反应C.装置Ⅱ,电池反应为:Zn+Cu2+===Zn2++CuD.装置Ⅱ,外电路中,电子从铜电极流向锌电极2.将Al片和Cu片用导线相连,一组插入浓HNO3溶液中,一组插入稀NaOH溶液中,分别形成原电池,则在这两个原电池中,正极分别为A.Al片、Cu片B.Cu片、Al片C.Al片、Al片D.Cu片、Cu片3.随着各地“限牌”政策的推出,电动汽车成为汽车届的“新宠”。
特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池,其工作原理如图,A极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li+的高分子材料,隔膜只允许Li+通过,电池反应式Li x C6+Li1-x CoCO2放电C6+LiCoCO2。
下列说法不正确...的是A.放电时Li+从左边流向右边B.放电时,正极锂的化合价未发生改变C.放电时B电极反应式为:Li1-x CoO2+x Li++x e-===LiCoO2D.废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行“放电处理”让Li+进入石墨中而有利于回收4.如图所示,杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球,调节杠杆并使其在水中保持平衡,然后小心地向烧杯中央滴加浓CuSO4溶液,一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中,不考虑铁丝反应及两球的浮力变化) A.杠杆为导体和绝缘体时,均为A端高B端低B.杠杆为导体和绝缘体时,均为A端低B端高C.当杠杆为绝缘体时,A端低,B端高;为导体时,A端高,B端低D.当杠杆为绝缘体时,A端高,B端低;为导体时,A端低,B端高5.镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染,且镁原电池放电时电压高而平稳,越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点。
其中一种镁二次电池的反应为:x Mg+Mo3S4放电Mg x Mo3S4,下列说法正确的是A.电池放电时,Mg2+向负极迁移B.电池放电时,正极反应为:Mo3S4+2x e-+x Mg2+===Mg x Mo3S4C.电池充电时,阴极发生还原反应生成Mo3S4D.电池充电时,阳极反应为x Mg-2x e-===x Mg2+6.下图为两个原电池装置图,由此判断下列说法错误的是A.当两电池转移相同电子时,生成和消耗Ni的物质的量相同B.两装置工作时,盐桥中的阴离子向负极移动,阳离子向正极移动C.由此可判断能够发生2Cr3++3Ni===3Ni2++2Cr和Ni2++Sn===Sn2++Ni的反应D.由此可判断Cr、Ni、Sn三种金属的还原性强弱顺序为:Cr>Ni>Sn7.美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池,它用磺酸类质子溶剂,在200 ℃时供电,乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更安全。
第九章 电化学1.以0.1A 电流电解CuSO 4溶液,10min 后,在阴极上能析出多少质量的铜?在铂阳极上又可以获得多少体积的氧气(298K ,100kPa )? 解:电极反应为:阴极:Cu 2+ + 2e - →Cu 阳极: 2H 2O-2e - → O 2(g )+ 4H + 则:z= 2 根据:Q = nzF =It()40.11060Cu 3.10910mol 296485It n zF −××===×× m (Cu)=n (Cu)× M (Cu)= 3.109×10-4×63.55=0.01976 g 又 n (Cu)= n (O 2)pV (O 2)= n (O 2)RT则()()-42-5323O 3.109108.314300O 7.75410dm 10010n RT V p ×××===××2.用银电极电解AgNO 3溶液。
通电一定时间后,在阴极上有0.078 g 的Ag (s )析出。
经分析知阳极区含有水23.14 g ,AgNO 3 0.236 g 。
已知原来所用溶液浓度为每克水中溶有AgNO 3 0.00793 g 。
试分别计算Ag +和3NO −的迁移数。
解法1:解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液是电中性的)。
显然阳极区溶液中Ag +的总量的改变如。
n 电解后(Ag +)= n 电解前(Ag +)+ n 电解(Ag +)- n 迁移(Ag +)则:n 迁移(Ag +)= n 电解前(Ag +)+ n 电解(Ag +)- n 电解后(Ag +) n 电解(Ag +)=()()4Ag 0.0787.23110mol Ag 107.87m M −==×323.140.00739(Ag ) 1.00610mol 169.88n +−×==×电解前+30.236n (Ag ) ==1.38910mol 169.88−×电解后n 迁移(Ag +) = 1.006×10-3+7.231×10-4-1.389×10-3=3.401×10-4mol()44Ag 3.40110Ag 0.477.23110n t n +−+−×==×迁移电解()=则:t (3NO −)= 1 - t (Ag +)= 1 – 0.471 = 0.53解法2:解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液是电中性的)。
电化学分析习题及参考答案一、填空题1、原电池的写法,习惯上把?????极写在左边,?????极写在右边,故下列电池中Zn︳ZnSO4︳CuSO4︳Cu??????极为正极,??????极为负极。
2、当加以外电源时,反映可以向相反的方向进行的原电池叫?????????,反之称为???????,铅蓄电池和干电池中,干电池为?????????。
3、在电位滴定中,几种确定终点方法之间的关系是:在E-V图上的????就是一次微商曲线上的??????也就是二次微商的????????点。
4、极谱定性分析的依据是????????????????,定量分析的依据是??????????????。
5、电解分析通常包括???????????法和????????法两类,均可采用???????和???????电解过程进行电解。
6、在电极反应中,增加还原态的浓度,该电对的电极电位值??????????,表明电对中还原态的?????????增强。
反之增加氧化态的浓度,电对的电极电位值?????????,表明此电对的????????????增强。
7、电导分析的理论依据是????????????。
利用滴定反应进行时,溶液电导的变化来确定滴定终点的方法叫?????????????法,它包括???????????和????????????8、极谱分析的基本原理是????????。
在极谱分析中使用??????电极作参比电极,这是由于它不出现浓度差极化现象,故通常把它叫做????????。
9、电解过程中电极的电极电位与它????????发生偏离的现象称为极化。
根据产生极化的原因不同,主要有???????极化和?????????极化两种。
10、离子选择性电极的电极斜率的理论值为??????????。
25℃时一价正离子的电极斜率是?????????;二价正离子是??????????。
11、某钠电极,其选择性系数K Na+,H+约为30。
如用此电极测定PNa等于3的钠离子溶液,并要求测定误差小于3%,则试液的PH值应大于________。
第九章电化学基础知识习题答案9-1 291K时将0.1 mol dm-3 NaC1溶液放入直径为2mm的迁移管中,管中两个Ag-AgC1电极的距离为20cm,电极间电势降为50V。
如果电势梯度稳定不变。
又知291K 时Na+和C1-的电迁移率分别为3.73×10-8和5.98×10-8 m2V-1s-1,问通电30分钟后:(1)各离子迁移的距离;(2)各离子通过迁移管某一截面的物质的量;(3)各离子的迁移数。
解:(1)离子迁移的距离L(Na+)= U(Na+) (dφ/d l)t =0.0168m , L(C1-)=0.0269m (2)n(Na+)=πr2c(Na+) L(Na+)=5.27×10-6mol , n(C1-)=8.45×10-6mol(3)t(Na+)= U(Na+)/[ U(Na+)+ U(C1-)]=0.384 , t (C1-)=0.6169-2 用银作电极电解 AgNO3溶液,通电后有0.078克银在阴极沉积出来,经分析知阳极区含有 AgNO30.236克,水23.14克,而未电解前的溶液为每克水含有0.00739克AgNO3,试求Ag+离子的迁移数。
解:n(电解)= 0.078/108 mol , n(前)= 0.00739×23.14/170 mol, n(后)= 0.236/170 mol n(迁移) = n(前) - n(后) + n(电解) , t(Ag+)= n(迁移)/ n(电解)= 0.479-3 某电导池先后充以0.001mol dm-3 的 HCl、0.001mol dm-3 的NaCl和 0.001mol dm-3的NaNO3三种溶液,分别测得电阻为468,1580和1650Ω.已知NaNO3的摩尔电导率为121 S cm2mol-1,如不考虑摩尔电导率随浓度的变化, 试计算(1) 0.001mol dm-3NaNO3溶液的电导率?(2) 电导池常数l/A(3)此电导池中充以0.001mol dm-3HNO3溶液的电阻和HNO3的电导率?解:(1) κ= cmΛ=1.21×10-4S cm-1 (2) l/A =κ/G =0.2cm-1(3) ∞Λm ( HNO3)=∞Λm( HCl)+∞Λm( NaNO3)-∞Λm( NaCl) , 电导池、浓度相同时有G ( HNO 3)= G ( HCl)+ G ( NaNO 3)- G ( NaCl),R ( HNO 3)=475Ω ,κ=4.21×10-4S cm -19-4 BaSO 4饱和溶液在291.15K 时电导率为3.648×10-6 S cm -1 ,求该溶液的浓度。
电化学基础知识及原理习题解析1 原电池及其应用原电池是将化学能转化为电能的装置1.1 原电池原理1.1.1 原电池装置构成①两个活泼性不同的电极;②电解质溶液或熔融的电解质[说明] 原电池的两极分别称为正极和负极。
两极中相对活泼(易失电子)的作为负极,相对不活泼的为正极。
负极应要能与电解质溶液发生自发的氧化反应。
当两电极材料均插入电解质溶液中并将两极相连构成闭合电路,原电池装置才能发生电化反应产生电流。
1.1.2 原电池发电原理及电极反应将铜片和锌片平行地插入稀硫酸溶液中,则构成了原电池。
若将两极用导线相连,则有电流产生。
“发电”的原理说明如下:由于锌比铜活泼,易失电子,Zn为负极,Cu则为正极。
两极相连后,Zn自发失去电子,不断“溶解”,形成Zn2+进入溶液。
锌片失去的电子沿外电路到达铜片,此时溶液中阳离子 H+ 在铜片表面获得电子,形成H2 逸出。
与此同时溶液中的阴离子(SO42-,OH-)移向负极,阳离子(H+)移向正极(电池内部离子的迁移是由化学势所推动的,即非电场力做功完成)。
由于电池工作时,电子能自发地从负极经外电路流向正极,在电池内部,溶液中离子能自发地迁移,这样电池就向外提供电能,发电了。
电极反应式表示如下负极(Zn) Zn – 2e- = Zn2+ (负极发生失电子的氧化反应,流出电子)正极(Cu) 2H+ + 2e- = H2 ↑ (正极发生得电子的还原反应,流进电子)总反应式 Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑从上分析可知此例正极材料本身并无参与电极反应,仅起作导体作用而已。
因此,正极材料若换为活泼性比锌差的导体为电极(如石墨),效果一样。
1.2 原电池的应用主要有两方面:其一,利用原电池自发进行的氧化还原反应,开发化学电源;其二,抑制原电池反应发生,应用于金属腐蚀的防护。
1.2.1 常见的化学电源①锌-锰干电池正极-石墨棒,负极-锌筒, 电解质-淀粉湖-NH4Cl与碳粉、MnO2的混合物。
电化学基础---练习题及答案解析1.将下列氧化还原反应装配成原电池,试以电池符号表示之。
(1)Cl 2 + 2I - →I 2 + 2Cl -(2) MnO 4- + 5Fe 2+ + 8H + →Mn 2+ + Fe 3+ + 4H 2O (3) Zn + CdSO 4→ ZnSO 4 + Cd (4)Pb + 2HI →PbI 2 + H 21.解:(1) (—)Pt,I 2│I -(c 1) ‖Cl -(c 2)│Cl 2(p ),Pt(+)(2) (–)Pt ∣Fe 2+(c 1),Fe 3+(c 2)‖MnO 4-(c 3),Mn 2+(c 4),H +(c 4)∣Pt(+) (3) (—)Zn │Zn 2+ (c 1) ║Cd 2+(c 2) │Cd (+) (4) (—)Pb │Pb 2+(c 1)║H +(c 2)│H 2(p), Pt(+)2.写出下列原电池的电极反应和电池反应: (1) (–)Ag ∣AgCl(s) ∣Cl -‖Fe 2+,Fe 3+∣Pt(+) (2) (–)Pt ∣Fe 2+,Fe 3+‖Cr 2O 72-,Cr 3+,H +∣Pt(+) 2.解:(1)负极反应: Ag+ Cl --e -→AgCl(s)正极反应:Fe 3++ e -→Fe 2+电池反应:Ag+ Cl - +Fe 3+=== AgCl(s)+ Fe 2+ (2) 负极反应:Fe 2+ -e -→Fe 3+正极反应:Cr 2O 72-+ 14H ++6e -→2Cr 3++7H 2O电池反应:Cr 2O 72-+ 14H ++6 Fe 2+===2Cr 3++6Fe 3++7H 2O3.由标准氢电极和镍电极组成原电池。
当c(Ni 2+)= 0.01 mol •L -1时,电池电动势为0.316V 。
其中镍为负极,试计算镍电极的标准电极电势。
解: E = E (+) -E 、(-) = E(H +/H 2) -E (Ni 2+/Ni)= E(H +/H 2) -E(Ni 2+/Ni) -20592.0lg c (Cd 2+) E(Ni 2+/Ni) = E(H +/H 2) -E -20592.0lg c (Cd 2+) =0-0.316-20592.0lg0.01=-0.2568 V4.由标准钴电极和标准氯电极组成原电池,测得其电动势为1.64V ,此时钴为负极,已知E(Cl 2/Cl -)=1.36V ,试问:(1)此时电极反应方向如何? (2)E(Co 2+/Co)= ?(不查表)(3)当氯气分压增大或减小时,电池电动势将怎样变化?(4)当Co 2+的浓度降低到0.01 mol •L -1时,原电池的电动势如何变化?数值是多少? 4.解:(1)因为为(Cl 2/Cl -正极,反应方向为Co+Cl 2===CoCl 2(2)E= E(Cl 2/Cl -)-E(Co 2+/Co)E(Co 2+/Co)= E(Cl 2/Cl -)-E=1.36-1.64=-0.28V(3)E (Cl 2/Cl -)= E(Cl 2/Cl -)+20592.0lg )(/)(22-Cl c p Cl p θ因为E (Cl 2/Cl -)正极,当氯气分压增大时,电池电动势将增大;当氯气分压减小时,电池电动势将减小。
新课程活动与探究建议 ①实验探究:电能与 化学能的相互 转化。
②调查市场常见化学 电池的种类,讨论它 们的工作原理、生产 工艺和回收价值。
③查阅资料并交流: 防止钢铁腐蚀的方 法。
二、近三年高考有关电化学知识考题分析(一)原电池及原理其综合考查1 、在书本锌铜原电池原理基础上稍有变化的原电池:从原电池的组成、电极反应(或原电池反应) 、电流方向(或电子流向) 、盐桥的作用等多方面来考查原电池的基本原理,在多年来高考题中时有出现,体现了对基础知识和能力的考查。
(见附件 1 )【 复习建议 】 复习原电池要从氧化还原反应开始。
有电子转移的反应叫氧化还原反应,若能使氧化还原反应发生在两类导体的界面上, 并使转移的电子从导线中流过就会有电流产生。
Zn 跟稀H 2SO 4制 H 2的反应可分解为 Zn - 2e-=Zn 2+, 2H ++2e -=H 2↑的两个半反应。
这两个半反应就是原电池的电极反应。
真正想懂原电池等自发电池中发生的电极反应与氧化还原反应的关系。
对于各种电池中发生的电极反应和总的氧化还原反应都不要去死记硬背,都要引导学生自己分析自己写出。
2、扩展到其他自发电池:①能分析一次电池(碱性锌锰电池) 、可充电电池(铅蓄电一、课程标准、考试说明的要求新课程内容标准1 .体验化学能与电能相互转化的探究过程,了解原电池和电解2010 年广东省高考考试说明要求 1 . 了解原电池和电解池的工作原理, 能 写出电极反应和电池反应方程式 。
了解常见化学电源的种池)的充放电情况:正负极、阴阳极的判断及电极反应式。
(见附件2)②常见燃料电池(氢氧燃料电池,甲烷、乙醇等燃料电池)的正负极判断,能写出在酸性/碱性条件下的电极反应式及总反应,并能从电极反应物、得失电子判断电极反应式的正误。
③磷酸亚铁锂(LiFePO 4)新型锂离子电池、心脏起搏器电池:Li—SOCl2电池。
(见附件3)【复习建议】应把选修四第四章第 2 节给出的碱性锌锰电池、铅蓄电池、氢氧燃料电池的正负极材料、电极反应及总反应作为重点分析。
第九章电化学基础知识习题答案9-1 291K时将0.1 mol dm-3 NaC1溶液放入直径为2mm的迁移管中,管中两个Ag-AgC1电极的距离为20cm,电极间电势降为50V。
如果电势梯度稳定不变。
又知291K 时Na+和C1-的电迁移率分别为3.73×10-8和5.98×10-8 m2V-1s-1,问通电30分钟后:(1)各离子迁移的距离;(2)各离子通过迁移管某一截面的物质的量;(3)各离子的迁移数。
解:(1)离子迁移的距离L(Na+)= U(Na+) (dφ/d l)t =0.0168m , L(C1-)=0.0269m (2)n(Na+)=πr2c(Na+) L(Na+)=5.27×10-6mol , n(C1-)=8.45×10-6mol(3)t(Na+)= U(Na+)/[ U(Na+)+ U(C1-)]=0.384 , t (C1-)=0.6169-2 用银作电极电解 AgNO3溶液,通电后有0.078克银在阴极沉积出来,经分析知阳极区含有 AgNO30.236克,水23.14克,而未电解前的溶液为每克水含有0.00739克AgNO3,试求Ag+离子的迁移数。
解:n(电解)= 0.078/108 mol , n(前)= 0.00739×23.14/170 mol, n(后)= 0.236/170 mol n(迁移) = n(前) - n(后) + n(电解) , t(Ag+)= n(迁移)/ n(电解)= 0.479-3 某电导池先后充以0.001mol dm-3 的 HCl、0.001mol dm-3 的NaCl和 0.001mol dm-3的NaNO3三种溶液,分别测得电阻为468,1580和1650Ω.已知NaNO3的摩尔电导率为121 S cm2mol-1 ,如不考虑摩尔电导率随浓度的变化, 试计算(1) 0.001mol dm-3NaNO3溶液的电导率?(2) 电导池常数l/A(3)此电导池中充以0.001mol dm-3HNO3溶液的电阻和HNO3的电导率?解:(1) κ= cmΛ=1.21×10-4S cm-1 (2) l/A =κ/G =0.2cm-1(3) ∞Λm ( HNO3)=∞Λm( HCl)+∞Λm( NaNO3)-∞Λm( NaCl) , 电导池、浓度相同时有G ( HNO 3)= G ( HCl)+ G ( NaNO 3)- G ( NaCl),R ( HNO 3)=475Ω ,κ=4.21×10-4S cm -19-4 BaSO 4饱和溶液在291.15K 时电导率为3.648×10-6 S cm -1 ,求该溶液的浓度。
已知水的电导率为1.5×10-6 S cm -1,∞Λm (0.5BaSO 4)=1.235×10-2 S m 2 mol -1。
解:c =κ( BaSO 4)/ ∞Λm (BaSO 4)=(3.648×10-5-1.5×10-5) /(2×1.235)= 0.87×10-5 mol dm -39-5 用同一电导池分别测定浓度为 0.01和 1.00 mol dm -3 的不同电解质(但类型相同)溶液的电导,其电阻分别为 1000Ω 及 250Ω,则它们的摩尔电导率之比是多少?解:[m Λ(1)] /[m Λ(2)] =[ c (2) R (2)]/[c (1) R (1)] =259-6 在298.2K 时0.01mol dm -3 HAc 溶液的摩尔电导率为1.629×10-3 S m 2mol -1 ,已知HAc 的极限摩尔电导率为 39.07×10-3 S m 2mol -1,则在298K 时0.01mol dm -3 HAc 溶液的pH 值为多少?解:α=m Λ(HAc)/ ∞Λm (HAc)=0.042 , pH= -log[c α]=3.389-7 298.2K 时,AgBr 饱和水溶液与纯水的电导率分别为1.729×10-5S m -1和0.5528×10-5S m -1,而且已知 ∞Λm (AgBr)=14.0×10-3S m 2mol -1,求 AgBr 饱和水溶液的浓度?解:c =κ( AgBr)/ ∞Λm (AgBr)=( 1.729×10-5-0.5528×10-5) /14.0= 8.4×10-7 mol dm -39-8 291K 下测得纯水的电导率κ=3.8×10-6 S m -1,密度为1.00kg dm -3,又知该温度下∞m λ(H +)=35.0×10-3 S m 2mol -1;∞m λ(OH -)=20.0×10-3 S m 2mol -1,求此时水的离解平衡常数 ?解:α=m Λ(HAc)/ ∞Λm (HAc) , α=κ/[∞Λm c ], c =ρ/M r , K =( c α)2/[c (1-α)]=8.6×10-179-9 298.2K 时,有两个电池A :Ag(s)│AgCl(s)│KCl(aq)│Cl 2(p =0.1495O p )│Pt(s)E mf =1111.7mVB :Pt(s) | H 2 (O p )│HCl (b =0.0171mol kg -1,±γ=0.8843)│AgCl(s) | Ag(s)E mf = 437.83mV求298.2K 时O E (Cl 2+2e - →2 Cl - )。
解:E mf =O E - (RT/F )ln J ,求出 O E (A)=1.136V , O E (B)=0.222VO E (Cl 2+2e - →2 Cl - )= O E (A)+ O E (B)=1.358V9-10 298.15K 时电池Ag |AgC1(s)| HC1(a )| Hg 2C12(s)| Hg(l) | Pt 的E = 4.55×10-2V,温度系数为 3.38×10-4 V K -1。
求当298.15K 电池产生1F 电量时电池反应的△G 、△H 、△S 。
解:△G = -nFE = - 4.39 kJ mol -1, △S = nF (T E ∂∂/)p =32.6 J K -1 mol -1 ,△H =5.32 kJ mol -19-11 电解食盐水溶液的原电池如下:Pt |Cl ( g ,O p )|NaCl(4.53 mol dm -3,±γ=0.719)||NaCl(3.25mol dm -3 )NaOH(2.5mol dm -3,±γ), |H 2(g ,O p )|Pt(1)试用公式 ln ±γ=-0.5115O /c I / (1+1.316O /c I ) +0.055I /O c 计算正极电解液的±γ。
(2)计算298.15K 该电池的电动势。
解:(1)I =5.75 mol dm -3 , ln ±γ=0.0211 , ±γ=1.021(2) E mf =O E - (RT/F )ln[a (OH -)/ a (Cl -)]= -2.19V9-12 氨燃料电池的电池反应为NH 3(g)+0.75O 2(g) == 0.5N 2(g)+1.5H 2O(l) 用热力学数据计算:(1)298.15K 标准状态下,每一单位反应所可能提供的最大电功;(2)298.15K 时电池的Omf E ;(3)298.15K 时该电池电动势的温度系数。
解:查热力学数据计算:O m r G ∆= -339.2 kJ mol -1 , Om r S ∆=-145.6 JK -1 mol -1(1)每一单位反应可能提供的最大电功为339.2 kJ(2) -zF O mf E =O m r G ∆ , z =3 , O mf E =1.172V(3) O m r S ∆= zF (T E ∂∂/)p , (T E ∂∂/)p = -5.03×10- 4V K -19-13 计算298.15K 时原电池:Pt |Cl 2(g ,O p )|HC1(0.1mol dm -3)|AgCl (s)|Ag(s)(1) 电动势;(2)电池可逆工作时分解1 mol AgC1(s)的热;(3)电池电动势的温度系数;(4)AgCl(s)的分解压力。
已知298.15K 时O m f H ∆(AgC1,s) =127.03kJ mol -1 , Ag(s) , AgCl(s) , Cl 2(g)的O m S 分别为42.702、96.11、222.94 JK -1 mol -1。
解:电池反应:AgCl (s)=Ag(s)+0.5 Cl 2(g) O m r S ∆=58.082 JK -1 mol -1 O m r G ∆=109.7 kJmol -1(1)O mf E = -O m r G ∆/F = -1.137V (2)Q =T O m r S ∆=17.31 kJ mol -1(3)(T E ∂∂/)p = O m r S ∆/ zF =6.02×10- 4V K -1(4)O m r G ∆= -0.5RT ln[p (Cl 2)/O p ],分解压力p (Cl 2)= 3.67×10- 34Pa9-14 电池Ag | AgI(s)|KI(1.00mol kg -1, γ±=0.65)‖AgNO 3(0.001mol kg -1, γ±=0.95) | Ag在298.15K 时,E mf =0.720V ,求(1)AgI 的K sp ;(2)AgI 在纯水中的溶解度;(3)AgI 在1 mol kg -1KI 溶液中的溶解度。
解:电池反应:Ag + +I - = AgI(s)(1)E mf = - (RT/F ) ln K sp +(RT/F )ln[a (Ag +)/ a (I -)] ,AgI 的K sp =4.12×10- 16 (2)AgI 在纯水中的溶解度c s =(K sp )0.5.O c = 2.03×10- 8 mol dm -3 (3)AgI 在1 mol kg -1KI 溶液中的溶解度c s =K sp O c /[ a (I -)γ±]= 9.75×10- 16 mol dm -3。
9-15 电池Zn(s) | ZnSO 4(0.01mol kg -1, ±γ=0.38) | PbSO 4(s) | Pb(s)在298.15K时E mf =0.5477V(1) 已知O E (Zn 2++2e -→Zn) = -0.763V ,求O E (PbSO 4+2e -→Pb+SO 42-) (2) 已知298.15K 时PbSO 4的K sp =1.58×10-8求 O E (Pb 2++2e -→Pb)(3) 当ZnSO 4的b =0.050mol kg -1时,E mf =0.5230V , 求此浓度下ZnSO 4的γ±。