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电化学原理习题课

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电化学原理习题课

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第二章电化学热力学
习题2、计算25℃时下列电池的电动势。
(2)Pt | SnCl2(0.001mol/ kg)，SnCl4(0.01mol/ kg) || FeCl3(0.01mol/ kg)，FeCl2(0.001
mol/ kg) | Pt
解：电极反应：(–) Sn2 2e Sn4
(+) 2Fe3 2e 2Fe2 电池反应： Sn2 2Fe3 Sn4 2Fe2 此题可视为无限稀释的溶液，用浓度代替活度计算。 因为 0 (Pt | Fe3，Fe2 ) 0.771V
0
C+=C—
a 0
X
X
②电极在平衡电位时，其双电层结构示意图和双电层内离 子浓度分布与电位分布图如下图。
a
a 1
注意：①画图紧密层厚度为d； ②外电位写法为ψ1 ，而不是φ1。
5.某电极的微分电容曲线如图所示。试画出图 中 0，1和2 三个电位下的双电层结构示意图 和电位分布图，并列式表明 1 电位大小。
ln
32001013452
12 1
0.0591log 9.7 1081 4
0.0591log0.0312
4
1.226V
第三章 电极/溶液界面的结构与性质
3、若电极Zn | ZnSO4(a 1)的双电层电容与电极电位无关， 数值为 36F / cm2。已知该电极的 平 0.763V,0 0.63V。 试求：(1)平衡电位时的表面剩余电荷密度。 (2)在电解质溶液中加入1mol/L的 后，电极表面剩 余电荷密度和双电层电容会有什么变化？ (3)通过一定大小的电流，使电极电位变化到 时的 电极表面剩余电荷密度。 解：(1)由于电极的双电层电容为恒定值，根据公式C q， 可得平衡电位时的表面剩余电荷密度为：

2.4-电化学习题PPT(1)

2.4-电化学习题PPT(1)

【考点】原电池及化学电源 【答案】B 【解析】本题主要考查原电池。
X电极上有无色气体逸出，应为阴极，生成氢气，则Ⅰ为负极，Ⅱ为正极， 根据Mg-AgCl电池中，活泼金属Mg是还原剂、AgCl是氧化剂，金属Mg作 负极，正极反应为：2AgCl+2e-=2Cl-+2Ag，负极反应式为：Mg-2e=Mg2+ 。 B项，由上述分析可知，Ⅱ为正极，其电极反应式为2AgCl+2e-=2Cl-+2Ag， 故B项错误； A项，原电池放电时，阴离子向负极移动，则Cl-在正极产生由正极向负极迁 移，故A项正确； C项，电解NaCl的方程式为2Cl-+2H2O=（电解）2OH-+H2↑+Cl2↑ ，根据 反应的方程式可知，每转移0.5mole-，U型管中消耗0.5molH2O，故C项正确； D项，X电极上有无色气体逸出，应为阴极，生成氢气，同时产生氢氧根离 子，因此开始时U型管中X极附近PH逐渐增大，故D项正确。 综上所述，本题正确答案为B。
2. 镁-氯化银电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。用该水激活 电池为电源电解NaCl溶液时，X电极上产生无色无味气体。下列分析不正 确的是（ ）。
A. 水激活电池内Cl-由正极向负极迁移 B. Ⅱ为正极，其反应式为Ag++e+=Ag C. 每转移0.5mole-，U型管中消耗0.5molH2O D. 开始时U型管中X极附近PH逐渐增大
B项，②为原电池装置，左烧杯中Zn作负极，右烧杯中Cu作正极，盐桥中阴 离子向负极移动，即Cl-向左烧杯中移动，故B项错误； A项，用图①装置实现铁上镀铜，根据电流的移动方向可知a极为阳极，铜作 阳极，则b电极为阴极，电解质溶液可以是CuSO4溶液，故A项正确； C项，若钢闸门与外接电源的正极相连，则铁闸门作阳极，失电子，发生氧 化反应：Fe-2e-=Fe2+，铁闸门被腐蚀，因此钢闸门应与外接电源的负极相连， 铁闸门作阴极才能被保护，故C项正确； D项，铝和锌分别作原电池的负极，Al-3e-=Al3+，Zn-2e-=Zn2+，当有相同电 子数通过时，消耗的负极材料的物质的量不相同，故D项正确。 综上所述，本题正确答案为B。

电化学原理_(李狄_著)北航出版社_课后1-7章习题参考答案

电化学原理_(李狄_著)北航出版社_课后1-7章习题参考答案

电化学原理第一章习题答案1、解：2266KCl KCl H O H O 0.001141.31.010142.31010001000c K K K K cm 11λ−−−−×=+=+=+×=×Ω溶液 2、解：E V Fi i =λ，FE V i i λ=，，， 10288.0−⋅=+s cm V H 10050.0−⋅=+s cm V K 10051.0−⋅=−s cm V Cl 3、解：,62.550121,,,,2−−⋅Ω=−+=eq cm KCl o HCl o KOH o O H o λλλλ2O c c c ,c 1.004H H +−====设故，2,811c5.510cm 1000o H O λκ−−−==×Ω4、（1）121,,Cl ,t t 1,t 76.33mol (KCl o KCl o Cl cm λλλλλ−−−−+−+−=++=∴==Ω⋅∵中）121121121,K ,Na ,Cl 73.49mol 50.14mol 76.31mol (NaCl o o o cm cm cm λλλ++−−−−−−−=Ω⋅=Ω⋅=Ω⋅同理：，，中）（2）由上述结果可知： 121Cl ,Na ,121Cl ,K ,mol 45.126mol 82.142−−−−⋅Ω=+⋅Ω=+−+−+cm cm o o o o λλλλ，在KCl 与NaCl 溶液中−Cl ,o λ相等，所以证明离子独立移动定律的正确性；（3） vs cm vs cm u vs cm u F u a o o l o l o i o /1020.5,/1062.7,/1091.7,/24N ,24K ,24C ,C ,,−−−×=×=×==++−−λλ5、解：Cu(OH)2== Cu 2++2OH -,设=y ；2Cu c +OH c −=2y 则K S =4y 3因为u=Σu i =KH 2O+10-3[y λCu 2++2y λOH -]以o λ代替λ（稀溶液）代入上式，求得y=1.36×10-4mol/dm 3所以Ks=4y 3=1.006×10-11 (mol/dm 3)36、解： ==+，令=y ，3AgIO +Ag −3IO Ag c +3IO c −=y ，则=y S K 2，K=i K ∑=+（y O H K 2310−+Ag λ+y −3IO λ）作为无限稀溶液处理，用0λ代替，=+y O H K 2310−3AgIO λ则：y=43651074.1104.68101.11030.1−−−×=××−×L mol /;∴= y S K 2=3.03810−×2)/(L mol 7、解：HAc o ,λ=HCl o ,λ+NaAc o ,λ-NaCl o ,λ=390.7，121−−⋅Ωeq cm HAc o ,λ=9.02121−−⋅Ωeq cm ∴α0/λλ==0.023，==1.69αK _2)1/(V αα−510−×8、解：由欧姆定律IR=iS KS l ⋅=K il,∵K=1000c λ,∴IR=1000il cλ⋅=V 79.05.0126101010533≈××××− 9、解：公式log ±γ=-0.5115||||+Z −Z I （设25）C °（1）±γ=0.9740，I=212i i z m ∑,I=212i i c z ∑，=（）±m ++νm −−νm ν1（2）±γ=0.9101，（3）±γ=0.6487，（4）±γ=0.811410、解：=+H a ±γ+H m ，pH=-log =-log （0.209+H a 4.0×）=1.08电化学原理第二章习题答案1、 解：()+2326623Sb O H e Sb H O ++++ ，()−236H H +6e + ，电池:2322323Sb O H Sb H O ++解法一：00G E nF ∆=−83646F =0.0143V ≈，E=+0E 2.36RT F 2232323log H Sb O Sb H OP a a a ==0.0143V0E 解法二：0602.3 2.3log log 6Sb Sb H H RT RT a a F Fϕϕϕ+++=+=+； 2.3log H RTa Fϕ+−=∴000.0143Sb E E ϕϕϕ+−=−===V2解：⑴，(()+22442H O e H O +++ )−224H H +4e + ；电池:22222H O H O +2220022.3log 4H O H O P P RT E E E Fa =+= 查表：0ϕ+=1.229V ，0ϕ−=0.000V ，001.229E V ϕϕ+−∴=−= ⑵视为无限稀释溶液，以浓度代替活度计算()242Sn Sn e ++−+ ，()，电池:32222Fe e Fe ++++ 23422Sn Fe Sn Fe 2+++++ +23422022.3log 2Sn Fe Sn Fe C C RT E E F C C ++++=+=（0.771-0.15）+220.05910.001(0.01)log 20.01(0.001)××=0.6505V ⑶()，，(0.1)Ag Ag m e +−+ ()(1)Ag m e Ag +++ (1)(0.1)Ag m Ag m ++→电池：(1)0(0.1)2.3log Ag m Ag m a RT E E F a ++=+，（其中，=0） 0E 查表：1m 中3AgNO 0.4V γ±=，0.1m 中3AgNO 0.72V γ±=， 2.310.4log0.0440.10.72RT E V F×∴==× 3、 解：2222|(),()|(),Cl Hg Hg Cl s KCl m Cl P Pt ()2222Hg Cl Hg Cl e −−++ ，()222Cl e Cl −++ ，222Hg Cl Hg Cl 2+ 电池：222200002.3log 2Cl Hg Hg Cl P a RT E E E F a ϕϕ+−=+==−∵O 1.35950.2681 1.0914(25C)E V ，∴=−=设 由于E 与无关，故两种溶液中的电动势均为上值Cl a −其他解法：①E ϕϕ+=−−0，亦得出0E ϕϕ+=−−②按Cl a −计算ϕ+，查表得ϕ甘汞，则E ϕϕ+=−甘汞 4、 ⑴解法一：23,(1)|(1)()H Pt H atm HCl a AgNO m Ag +=()222H H e +−+ 222，()Ag e Ag +++ g ，2222H Ag H A ++++ 电池：有E ϕϕϕ+−=−=+，02.3log()AgAgAg RTE m Fϕγ++±∴=−。

高中化学电化学原理的分析与判断知识点归纳及专题练习题(含答案)

高中化学电化学原理的分析与判断知识点归纳及专题练习题(含答案)

高中化学电化学原理的分析与判断知识点归纳及专题练习题（含答案）一、知识点归纳1．两池(原电池、电解池)判定规律首先观察是否有外接电源，若无外接电源，则可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析，判定思路主要是“四看”：先看电极，其次看是否自发发生氧化还原反应，再看电解质溶液，最后看是否形成闭合回路。

若有外接电源，两电极插入电解质溶液中，则是电解池。

2．电极反应(1)原电池：正极：得到电子，发生还原反应；负极：失去电子，发生氧化反应。

(2)电解池：阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。

(3)充电电池：负接负为阴极，正接正为阳极。

放电时的负极和充电时的阳极发生氧化反应；放电时的正极和充电时的阴极发生还原反应。

3．粒子移动(1)原电池：阴离子→负极，阳离子→正极。

(2)电解池：阴离子→阳极，阳离子→阴极。

4．电极反应式的书写步骤5．电解规律(1)电极放电规律：活泼电极作阳极时会放电；惰性电极都不放电。

(2)用惰性电极电解电解质溶液时，根据阴、阳离子放电顺序可分为四种类型，即电解水型(如电解Na2SO4、H2SO4、NaOH溶液等)；电解电解质型(如电解CuCl2溶液盐酸等)；放氢生碱型(如电解NaCl、MgCl2溶液等)；放氧生酸型(如电解CuSO4、AgNO3溶液等)。

二、专题练习题1．(2016·天津理综，3)下列叙述正确的是()A．使用催化剂能够降低化学反应的反应热(ΔH)B．金属发生吸氧腐蚀时，被腐蚀的速率与氧气浓度无关C．原电池中发生的反应达平衡时，该电池仍有电流产生D．在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小解析A项，使用催化剂能降低化学反应的活化能，不能改变化学反应的反应热，错误；B项，金属发生吸氧腐蚀，被腐蚀的速率与氧气浓度有关，氧气的浓度越大，腐蚀速率越快，错误；C项，原电池中发生的反应达到平衡时，各物质的浓度和物质的量不变，两极不存在电势差，不再产生电流，错误；D项，在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，根据K sp和ZnS与CuS的阴阳离子比相同，则说明CuS在盐酸中的溶解度比ZnS的小，正确。

电化学基础练习课件

电化学基础练习课件
电化学
电化学训练
B 1.下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是
Ａ．钢管与电源正极连接，钢管可被保护 Ｂ．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被 腐蚀 Ｃ．钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被 腐蚀 Ｄ．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是
Fe 3e Fe3
电化学训练
2.用两支惰性电极插入500mL硝酸银溶
祝你成功
b直 流 电
a源
D
铂片 滤纸 铅笔
A．铅笔端作阳极，发生还原反应 B．铂片端作阴极，发生氧化反应 C．铅笔端有少量的氯气产生 D．a点是负极，b点是正极
11.如下图,四种装置中所盛有的溶液体积均为200ml， 浓度均为0.6mol/L，工作一段时间后，测
得测得导线上均通过了0.2mol电子，此时溶液中的
O2+2H2O+4e-====4OHB.以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：
Al+3OH--Байду номын сангаасe-====Al(OH)3↓ C.以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液
的pH保持不变
D.电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
电化学训练
7.用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电
一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol碱式碳
A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的
B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
电化学训练
5.如图A为直流电源，B为浸透
饱和氯化钠溶液和酚酞试液的
滤纸，为电镀槽。按下图接通电
路后发现c点显红色。为
实现铁上镀锌，接通后，使c、d两点短路。

电化学(习题)PPT课件

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=(349.28×10-4+198.0×10-4) =547.82×10-4 Sm2mo-1l
(H 2O) m (H 2O c )547.82×10-4 ×1.004×10-4
=5.500×10-6 S m-1
故经离子交换剂处理过的水，其电导率愈接 近此值，表明水的纯度愈高。一般能达到10-6的数 量级，即为高纯度的水。
a m m
m
m m
I
1 2
B
mB zB2
lg Azz I
（德拜—尤格尔活度 系数极限公式）
-
3
一. 电解质溶液
例题1： 通电于 Au(NO3)3 溶液，电流强度 I0.025A， 析出 Au(s)=1.20g。已知 M (A u)=197.0gm ol-1。 求：
⑴ 通入电量 Q ； ⑵ 通电时间 t ；
1.写电池的电极反应、电池反应和设计电池
例题 写出下列电池的电极反应和电池反应。 Pt,H2(pH2)|NaOH(m)|HgO(s)|Hg(l)
-
29
a (-) H2( p H 2 )+2OH –( O H )→2H2O(l)+2e -
a (+) HgO(s)+H2O(l)+2e -→2OH –( O H )+Hg(l)
cm m
＝1.81×10-4×10-3/(1.383×10-2) ＝1.31×10-5 mol·dm-3 KSP＝(cm)2＝(1.31×10-5)2 ＝1.72×10-10mol2·dm-6
-
15
例题7
分别计算下列两个溶液的平均质量摩尔浓度 m
离子的平均活度
B
电 解 质 m/mol·kg-1

电化学原理第一章习题解答(配合北航教材)

《电化学原理》习题第一章 绪论1．测得25℃时，0.001mol/L 氯化钾溶液中KCl 的当量电导为141.3Scm 2/eq,若作为溶剂的水的电导率为1.0×10-6S/cm ，试计算该溶液的电导率。

解： k=1000*c λ=1000001.03.141⨯=141.3×10-6S/cmk(溶液)=k(KCl)+k(H 2O)=141.3×10-6S/cm+1.0×10-6S/cm=142.3×10-6S/cm2．在18℃的某稀溶液中，H +，K +，Cl -等离子的摩尔电导分别为278Scm 2/mol, 48Scm 2/mol 和49Scm 2/mol,。

室温18℃时在场强为10V/cm 的电场中，美中离子以多大的平均速度移动？解：FU =λ即F=λE v得 v=FE λ 代入数据得 V H +=0.028cm/s V K +=0.0051cm/s V Cl -=0.0051cm/s3.在25℃时，将水中的一切杂质除去，水的电导率是多少？25℃时水的离子积1410008.1--+⨯==OH H W c c K 。

下列各电解质的极限当量电导分别为：()mol Scm KOH /4.2470=λ()mol Scm HCl /04.4260=λ()mol Scm KCl /82.1490=λ 解：=O H 20λ+KOH 0λ-HCl 0λKCl λ=274.4+426.04-149.83 =550.624.已知25℃时，KCl 溶液的极限摩尔电导为()mol Scm KCl /82.1490=λ，其中Cl -离子的迁移数是0.5095；NaCl溶液的极限摩尔电导为()mol Scm NaCl /45.1260=λ，其中Cl -离子的迁移数是0.6053。

根据这些数据：（1）计算各种离子的极限摩尔电导；(2)由上述计算结果证明离子独立移动定律的正确性；（3）计算各种离子在25℃的无限稀释溶液中的离子淌度。

电化学原理习题课-资料

电极反应：(-) AgAge
(+) Ag eAg
02.3F RT lo1g0 (.4)0 02.3F RT lo1g0 (.7)2
E 2 .3 R[T l1 o 0 .4 g) 0 (lo 0 .1 g 0 .7 () 2 0 .0V 44 F
设计电池时要写对电池组。
0(P|S t 2 n ， S4 n)0.15 V4
E 0 0 ( P |F 3 ， t F 2 e ) 0 e ( P |S 2 ， t S n 4 ) n 0 . 7 0 . 1 7 0 . 5 6 1 V 4 1
所以，E E 0 2 .3 RlT o c S2 g n c F 23 e 0 .6 1 0 .0 75 lo 0 9 .0 g 1 0 (0 .0 1 )21 0 .6V 5
2 F cc 2 S4 n F 2 e
2 0 .0 ( 1 0 .0)2 01
问题：
2.3RT
① 200C时， F 0.0581 250C 时，2.3RT 0.0591
同时第6章习题F4也有类似情况。
②能斯特方程“+”“-”号， 平衡电位——氧化态、还原态 电动势——反应物、生成物
③活度计算公式
所以电极表面带正电。 ①当电极在零电荷电位时电极表面无双电层结构，界面层
中正负离子浓度相等，电位为0，如下图所示。

0
C+=C—
a 0
X
X
②电极在平衡电位时，其双电层结构示意图和双电层内离 子浓度分布与电位分布图如下图。
a
a 1
注意：①画图紧密层厚度为d； ②外电位写法为ψ1 ，而不是φ1。
子平均活度系数 0.544

电化学基础知识及原理习题解析

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。

电化学原理习题集.

第1章 绪论1.测得25℃时，0.001mol/L 氯化钾溶液中，KCl 的当量电导为141.3Scm 2/eq ，若作为溶剂的水的电导率为1.0⨯10-6S/cm ，试计算该溶液的电导率。

解：由N c 1000κλ=得cm c N KCl KCl /S 103.1411000001.03.14110006-⨯=⨯==λκ 所以该溶液电导率cm KCl /S 103.142101.0103.1416-66--⨯=⨯+⨯=+=水溶液κκκ0231.07.39002.9)()(0===HAc HAc λλαMicrosoft Office Lite Edition 20033.在25℃时，将水中的一切杂质除去，水的电导率将是多少？25℃时水的离子积Kw=1.008⨯10-14。

下列各电解质的极限当量电导分别为：λ0(KOH)=274.4Scm 2/eq ，λ0 (HCl)=436.04 Scm 2/eq, λ0 (KCl)=149.82 Scm 2/eq 。

解：水的极限当量电导是eq KCl HCl KOH O H /Scm 62.55082.14904.4264.274)()()()(200020=-+=-+=λλλλ由c H+c OH-=K w =1.008⨯10-14=c 2，得到水电离浓度L mol c N /10004.110008.1714--⨯=⨯= cm c O H NO H /S 1053.5100010004.162.5501000)(87202--⨯=⨯⨯==λκ5.扣除了水的电导率后得到18℃下饱和Cu(OH)2溶液的电导率为1.19⨯10-5S/cm ，试用此值计算该温度下Cu(OH)2在水中的溶度积Ks 。

已知Cu(OH)2的摩尔电导为87.3Scm 2/mol 。

解：由Nc 1000κλ=得L mol c N /10363.13.871019.11000100045--⨯=⨯⨯==λκ 由Cu(OH)2⇔Cu 2++2OH -得K s =c Cu2+c OH-=c(2c)2=4c 3=4⨯ (1.363⨯10-4)3=1.01⨯10-11(mol/L)37. 25℃时，冲淡度为32L/eq 的醋酸溶液的当量电导为9.02Scm 2/eq 、该温度下HCl,NaCl,NaAc 的极限当量电导分别为426.2Scm 2/eq,126.5 Scm 2/eq 和91.0 Scm 2/eq 。

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+ + + + + + +
d

a
x
1 0
6、已知汞在0.5mol/kgNa2SO4溶液中的电毛细和微分 电容曲线如图3.45中曲线1所示。加入某物质后，这两 种曲线改变为曲线2的形式。试分析加入了什么类型的 物质？并画出对应于图3.45中 处汞在后一种溶液中的双 电层结构示意图和电位分布图。
0



解：由图知电毛细曲线的零电荷电位向负方向发生 移动，微分电容曲线上在 0 段的Cd增大，表明 双电层的厚度降低，可以推断电极表面有阴离子吸 0 电位中汞在该溶 附，即加入了表面活性阴离子。 液的双电层结构和电位分布图如下图所示。
Ψ１
第四章 电极过程概述
3、 250 C 时，用二块锌板作电极在0.1mol/LZnSO4和 H SO 2 0 . 1 A / cm 0.1mol/L的混合水溶液中，以 的电流密度进 行电解。测得溶液欧姆电压降为0.5Ｖ。假设阳极 极化可以忽略不计，氢在锌上的析出的过电位为 1.06V。求欲使阴极上只发生锌的沉积时的最高电 解槽槽电压。此时锌在阴极沉积的过电位是多少？ 解：在0.1mol/L溶液中， 0.15 若阴极上只发生锌的沉积时，其电极反应为 :
a 0
②电极在平衡电位时，其双电层结构示意图和双电层内离 子浓度分布与电位分布图如下图。
a
a 1
注意：①画图紧密层厚度为d； ②外电位写法为ψ1 ，而不是φ1。
5.某电极的微分电容曲线如图所示。试画出图 中 0，1和 2 三个电位下的双电层结构示意图 和电位分布图，并列式表明 电位大小。
电池反应： 2H 2 O2 2H 2O
RT p 2 H 2O RT RT p 2 H 2O 电池电动势：E E 4F ln p 2 H p 4F ln K 4F ln p 2 H p 2 2 O2 O2
0
0.0591log 9.7 1081 0.0591log0.0312 1.226V RT 1 RT 3200 101345 ln ln 4F K p 4F 12 1 4 4
(+) 2Fe3 2e 2Fe2
电池反应： Sn2 2Fe3 Sn4 2Fe2 此题可视为无限稀释的溶液，用浓度代替活度计算。 0 ( Pt | Fe3，Fe2 ) 0.771 V 因为
0 ( Pt | Sn2，Sn4 ) 0.154 V
E 0 0 (Pt | Fe3，Fe2 ) 0 (Pt | Sn2，Sn4 ) 0.771 0.154 0.617 V
F F
d

a 1
a
1
x
b当电极表面发生超载吸附时，其双电层结构和电位分 布如下图。其表面电位 1与总电极电位 a方向相反。
a
1
此电极表面带负电荷，同时又处在电容的平 ③ 2 0， 台区。其双电层结构和电位分布如下图。此时双电层 1 0 。 的电位主要分布在紧密层，故表面电位
(3) 当电极通入电流使电极电位变化到 0.32V时，表 面剩余电荷密度为：
q C C( 0 ) 36 (0.32 0.63) 34.2C / cm2
Ag AgNO3 0.002mol/ kg电极在零电荷电位 0 0.7V 和 4、画出 平衡电位时双电层结构示意图和双电层内离子浓度分 布与电位分布图。 解：由于AgNO3浓度很低，可以作为无线稀释的溶液。 x Ag Ag e 电极反应:
2 cSn 2 cFe 3 2.3RT 0.0591 0.001 (0.01) 2 所以，E E log 0.617 log 0.6505V 2 2 2F cSn 4 cFe2 2 0.01 (0.001) 0
问题：
同时第6章习题4也有类似情况。 ②能斯特方程“+”“-”号， 平衡电位——氧化态、还原态 电动势——反应物、生成物
V 注意：用活度计算 查表知25℃时， 0 ( Ag | Ag ) 0.799 0.1mol/kg 溶液中 0.72 1 mol/kg 溶液中 0.40 电极反应：(-) Ag Ag e (+) Ag e Ag
0
2.3RT log(1 0.40) F 2.3RT 0 log(1 0.72) F
2.3RT 0.0581 200 C ① 时， F 250 C 时，2.3RT 0.0591 F
③活度计算公式 其中 为离子的 c 为溶 活度系数， 液中离子浓度。 但在稀释溶液中 可以用浓度来代 替活度计算。 活度系数见附录2
a c
(3)Ag| AgNO3 (0.1mol/kg)||AgNO3 (1mol/kg) |Ag
电化学原理作业
第一章 绪论
思考题 1、第一类导体和第二类导体有什么区别？ 答：区别：载流子的不同。第一类导体载流子为物 体内部自由电子或空穴，第二类导体的载流子为 正负离子。 问题：①不要漏掉空穴，②部分同学认为载流子在 各自导体间导电过程涉及化学变化。这是不对的 ，只有在两类导体界面上传递时才会出现化学反 应。
平
0 Ag AgNO 3
RT lna Ag 0.7991 0.0591 log 0.002 0.64V 0 F
所以电极表面带正电。 ①当电极在零电荷电位时电极表面无双电层结构，界面层 中正负离子浓度相等，电位为0，如下图所示。
0
C+=C— X

X
问题： ①例子不能写得过于简单，要具体说 明。②“阴”、“阳”的字迹一定写清楚。 4、能不能说电化学反应就是氧化还原反应？ 为什么？ 答：不能。因为电化学反应是发生在电化学体 系中的，并伴随有电荷的转移的化学反应。而 氧化还原反应则是指在反应前后元素的化合价 具有相应的升降变化的化学反应。 注意：强调电化学体系，电化学反应要在两类 导体组成的体系中发生反应。而氧化还原反应 则没有导体类型的限制。
1
1 0

2

解：从图中可知， 0 为零点荷电位(但电极电位 不 等于零) 。 1 0 时，该电极表面带正电荷。 时，2 0 该电极表面带负电荷。 ① 电极电位为 0 时， a当电极表面没有特性吸附时，电极/溶液界面 1 0 其双电层结构及电 上不存在离子双电层 。 位分布如下图。
+) 2 Ag 2e 2 Ag
Zn 2 Ag Zn2 2 Ag
该电池的电动势：
2 a a 2 RT RT aZn 2 Ag 0 0 E E0 ln Zn 2 ( Ag ) ln 2 / Ag Zn / Zn 2 2F aZn a Ag 2F a Ag
第二章电化学热力学
习题2、计算25℃时下列电池的电动势。
(2) Pt | SnCl2 (0.001mol/ kg)，SnCl4 (0.01mol/ kg) || FeCl3 (0.01mol/ kg)，FeCl2(0.001
mol/ kg) | Pt
2 4 Sn 2 e Sn 解：电极反应：(–)
2


第三章 电极/溶液界面的结构与性质
Zn | ZnSO4 (a 1)的双电层电容与电极电位无关， 3、若电极 数值为 36F / cm。已知该电极的 平 0.763V ,0 0.63V。 试求：(1)平衡电位时的表面剩余电荷密度。 (2)在电解质溶液中加入1mol/L的 后，电极表面剩 余电荷密度和双电层电容会有什么变化？ (3)通过一定大小的电流，使电极电位变化到 时的 电极表面剩余电荷密度。
Ag | Ag 的标准电极电位为： 所以，

0 Ag / Ag
E
0 Zn / Zn 2
RT a Zn 2 ln 2 2 F a Ag
注意：正负号
14、从平衡常数计算电动势。已知反应 2H 2O(气) 2H2 (气) O2 (气) 在25℃时的平衡常数Kp =9.7×10-81 以及水蒸气压为 3200Pa。求25 ℃时电池Pt,H2 (101325Pa)|H2SO4(0.01mol/kg) |O2(101325Pa)，Pt的电动势。在0.01mol/kgH2SO4溶液中的离 子平均活度系数 0.544 解：对于电池 Pt,H2 (101325Pa)|H2SO4(0.01mol/kg) | O2(101325Pa),Pt 2 H 4 H 4e 电极反应：(-) 2 (+) 4H O2 4e 2H 2O( g )
2 4
Zn 2 2e Zn
则 平 0
2.3RT 0.0591 log a Zn 2 0.763 log( 0.1 0.15) 0.817V 2F 2
φ
0
x
x
b当电极表面发生阴离子特性吸附时，则可形成吸附双 ，此时分散层电位 ' 1 '。其双电层 电层，其电位差为 结构和电位分布如下图。
Ψ1=φ’
1 0 ，该电极表面带正电 ②当电极电位为 1 时，由于 荷。 a当电极上不发生超载吸附时，其双电层结构和电位分 布如下图。其表面电位为： 1 A 2 RT ln a RT ln c( A为常数 )
6、影响电解质溶液导电性的因素有哪些？为什么？ 答：①电解质溶液的几何因素。对单位体积溶液，电 解质溶液的导电性与离子在电场作用下迁移的路程和 通过的溶液截面积有关，这同单位体积金属导体受其 长度和横截面积的影响类似。 ②离子运动速度。离子运动速度越大，传递电量就越 快，导电能力就越强。离子运动速度又受到离子本性、 溶液总浓度、温度、溶剂粘度等的影响。 ③离子浓度。离子浓度越大，则单位体积内传递的电 量就越大，导电能力越强。但如果离子浓度过大，离 子间距离减少，其相互作用就加强，致使离子运动的 阻力增大，这反而能降低电解质的导电性能。 ④溶剂性质。影响离子的电离、水化半径、粘度等。 电解质溶液导电性的影响是多方面的，而各因素间又 能相互影响。 问题：容易忽略第一条，同时具体影响情况应尽量全 面。