电化学习题课-1

答案：C
课堂练习：
电池 Pt H 2 p $

H 2 SO 4 0.01m O 2 p $
Pt
在298K时，该电池的电动势为1.228V，H2O(l)的生 成焓为-286.06kJ.mol-1 (A)写出该电池的电极反应和电池反应 (B)求298K时该电池电动势的温度系数 (C)求298K时该电池可逆放电时的热效应 (D)求标准电池电动势
注意等式中物质的量的一致性，都用电子的物质的量或者 Pb2+的物质的量。
n终=n前+n电-n迁
课后习题的关键点：
20.画出下列电导滴定的示意图： (1)用NaOH滴定C6H5OH; (2)用NaOH滴定HCl; (3)用AgNO3滴定K2CrO4; (4)用BaCl2滴定TI2SO4。 知识点： 1）相同浓度下，强电解质的电导率远大于弱电解质； 2）相同条件下，H+的电迁移速率最大，其次OH-。 其次还要知道化合物的溶解性，Ag2CrO4, BaSO4, TICl均难溶或微溶于水。
TI+|
Pt 的电极电势
2

1
= 1.250 V
TI 的电极电势

= -0.336 V,则TI 3+| TI 的电
极电势 3 为（ ）。
(a) 0.305 V (b) 0.721 V (c) 0.914 V (d) 1.586 V
答案：b
下周习题课： 电极电势及电池电动势的计算及其应用 （1）求热力学函数的变化值 （2）判断反应趋势 (3) 求一价离子的迁移数t+，t（4）求化学反应的平衡常数 （5）求微溶盐活度积 （6）求离子平均活度系数 (7）pH值的测定 （8）E(Ox|Red)- pH图
课后习题的关键点：
24/26. 所有电解质的质量摩尔浓度均为mB mol•kg-1： (1)NaCl; (2)MgCl2;(3)CuSO4;(4)LaCl3 ;(5)Al2(SO4)3 。 •离子强度大小顺序为： NaCl< MgCl2< CuSO4 < LaCl3 < Al2(SO4)3 mB 3mB 4mB 6mB 15mB •平均活度因子γ±大小顺序为： NaCl> MgCl2> LaCl3 >CuSO4 > Al2(SO4)3 •平均活度α±大小顺序为： NaCl≈ MgCl2> LaCl3 >CuSO4 > Al2(SO4)3 •活度αB大小顺序为： NaCl >CuSO4> MgCl2> LaCl3 > Al2(SO4)3
净反应 2Na（Hg) (αam) + HgO (s)+ H2O (l) + 2OH- (αOH-)+ 3 Hg (l) + 2 e各化学式及符号的排列顺序要真实反映电池中各物质的接触次序： 液体中间，气固体两边，金属最外
课后习题的关键点：
2.试将下述化学反应设计成电池：
(1) AgCl (s) = Ag+ (αAg+) + Cl- (αCl-) (2) AgCl (s) + l- (αl-) = AgI (s) + Cl- (αCl-) (3) H2 (pH2) + HgO (s) = Hg (l) + H2O (l) (4) Fe 2+ (αFe2+) + Ag + (αAg+) = Fe 3+ (αFe3+) + Ag (s) (5) 2 H2 (pH2) + O2(g) = 2H2O (l) (7) H2O (l) = H+ (αH+) + OH- (αOH-) (8) Mg (s) + ½ O2 (g) + H2O (l) = Mg (OH)2 (s) (9) Pb (s) + HgO (s) = Hg (l) + PbO (s) 酸碱条件的选择是难点！
1.在300 K和100 kPa压力下，用惰性电极电解水以 制备氢气。设所用直流电的强度为5 A，电流效率为 100%。如欲获得1 m3 H2（g),需通电多少时间？如欲 获得1 m3 O2（g),需通电多少时间？已知在该温度下 水的饱和蒸汽压为3565 Pa。 知识点：法拉第定律
Q nZF
关键点是产物H2（g)和O2 （g)的物质的量的确定，也 就是压力的确定。恒压系统， H2和O2的气室是分开的。
m c
m

电导的应用： 弱电解质电离常数的测定 m 难溶盐的溶解度 m

活度及活度系数

M
Z
N
Z
m a a a a $ m
ν m



ν ν m m
0.791
求出m值 （0.000774 mol.kg-1)
课堂练习：
在298K，浓度为0.1molKCl溶液中，Ｋ+离子的迁移 数为tK+，Cl-离子迁移数为ｔCl-；此时，ｔK+＋ｔCl＝１，若在该溶液中加入等体积的0.1molHCl溶液， 则ｔＫ＋＋ｔＣｌ－应 小于1
课后习题的关键点：
K sp
2 aPb2 aCl -
m m 3 m m $ $ $ $ m m m m
2
2
1 I 0.01 2 2 2 0.01 0.03 2 lg 0.509 2 1 0.03 0.1763
（8）Na（Hg) (αam) | Na+ (αNa+) ║OH- (αOH-) |HgO (s) | Hg (l)
Hale Waihona Puke 汞齐类电极的书写负极 2Na（Hg) (αam) 2Na+ (αNa+) + 2 Hg (l) + 2 eHg(l) + 2 OH- (αOH-) 2Na+ (αNa+)
正极
HgO (s) + H2O (l) + 2e-
K sp 1.182 10 6
0.666
课堂练习：
在298K时，PbCl2在0.01mol.kg-1NaCl溶液中形成 的饱和溶液的质量摩尔浓度是多少？
PbCl 2 (s) Pb 2 ( a ) 2Cl ( a )
K sp
2 aPb2 aCl -
课堂练习：
下列电池中，电池的电动势与Cl-的活度无关的是
( A) Zn ZnCl2 (aq) Cl2 (g) Pt ( B ) Zn ZnCl2 (aq) KCl(aq) AgCl (s) Ag (C ) Ag AgCl(s) KCl (aq) Cl2 (g) Pt ( D ) Hg(l) Hg 2 Cl2 (s) KCl(aq) AgNO3 (aq) Ag
第九章
主要内容

电池的书写及电池反应方程式，由化学反
Δr G $ nFE $
RT aR ln nF aO
应方程式设计电池
电能与化学能的转换 Δr G nFE
能斯特方程
RT νB EE ln aB nF
$
$
E 右 左
aA(aA)+bB(aB) = gG(aG)+hH(aH)
具有广泛应用前景的新能源技术
混合动力汽车 • 容量 • 稳定性 • 安全性
用于iPhone的锂离子聚合物电池
第八章
主要内容
2013-11-25

法拉第定律 电迁移性质
Q nZF
Q t Q m Q t Q m


导电性质 GKcell
课后习题的关键点：
5.在298 K 时，用Pb (s)作电极电解Pb(NO3)2溶液， 该溶液的含量为每1000 g水中含有Pb(NO3)2 16.64 g。 当与电解池串联的银库仑计中有0.1658 g银沉淀后 就停止通电。已知阳极部溶液质量为62.50 g，经分 析含有Pb(NO3)2 1.151 g。试计算Pb2+的迁移数。 知识点：Hittorf(希托夫）法 关键点是Pb2+的物质的量等式： t Pb 2+ = n迁/n电
$ $ E $ 右 左
0.0592 a G a H lg a T=298K时， E E n a A ab B

g
h

电动势与热力学函数之间的关系
E E r S m zF , QR T r S m zFT T p T p

ν m
ν
ν m
ν

aa a a




m $ m
离子强度
1 I mi Z i2 i 2
Debye-Hückel公式
lg 0.509 Z Z - I
课堂练习：
对于质量摩尔浓度为mCaCl2溶液, 其活度 a 为：
rHm
E r G m T r S m zEF zFT T p
RT $ E ln K a nF
$
可逆电池的书面表示法
1. 左边为负极，起氧化作用； 右边为正极，起还原作用。 2.“|”表示相界面，有电势差存在。 3.“||”表示盐桥，使液接电势降到可以忽略不计。 4.“┆”表示半透膜。 5. 要注明温度，不注明就是298.15 K；要注明物态， 气体要注明压力；溶液要注明浓度。 6. 气体电极和氧化还原电极要写出导电的惰性电极， 通常是铂电极。
盐桥的选择原则： (1)正、负离子的迁移数差别尽可能小； (2) 盐桥中电解质的浓度应尽量大。饱和 KCl溶液符合以上条件。当体系中有与 Cl– 生成沉淀的组分如Ag+, 则可用 KNO3 (t+ = 0.490), NH4NO3 (t- = 0.509)。