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第八章 电分析化学导论

第八章 电分析化学导论
1、液接电位是怎样产生的? 答:液接电位产生于具有不同电解质或浓度不同的电解质溶液界面之间,由于离子扩散通过界面的速率不同有微小的电位差产生。

2、阳极和阴极,正极和负极是怎样定义的?
答:阳极和阴极是根据电极反应的性质定义的。

发生氧化反应的为阳极,发生还原反应的为阴极。

正、负极是根据电极电位高低来分类的,电极电位高的,电子流入的一极为正极,电极电位低的,电子流出的一极为负极。

3、何谓指示电极和参比电极?
答:指示电极:在电化学测试过程中,溶液主体浓度不发生变化的电极; 参比电极:在测试过程中,具有恒定电位的电极。

4、写出下列电池的半电池反应及电池反应,计算其电动势,该电池是电解池还是原电池? Zn | ZnSO 4(0.1mol/L) || AgNO 3(0.01mol/L) | Ag
解: 左: Zn - 2e = Zn 2+ 右: Ag + e = Ag V Zn E E Zn Zn 793.01.0lg 2
059
.0764.0]lg[2059.02/2-=+-=+
=++θ
左 V Ag E E Ag g 681.001.0lg 059.0799.0]lg[059.0/A =+=+=+
+θ右
E = E 右-E 左 = 0.681-(-0.793)= 1.474V > 0 故是原电池。

5、下列电池的电动势为0.413V
Pt , H 2(101325Pa) | HA(0.215mol/L), NaA(0.116mol/L) || SCE E SCE = 0.2443V ,计算弱酸HA 的解离常数。

解:左 H 2 - 2e = 2H +
因电池电动势E = E 右-E 左 ,则
V E E E S C E H H 169.0413.02443.02
/-=-=-=+
即 V H H E E H H H H 169.0]l g [059.00]l g [059
.02
2
//-=+=+=++++θ
[H +] = 1.37×10-
3mol/L
431039.7215
.0116
.01037.1][]][[---+⨯=⨯⨯==HA A H K a
或:pH = 2.86
因 ]
[][lg HA A pK pH a -+= 代入数值求得:K a = 7.41×10-
4
6、下述电池的电动势为0.921V
Cd | CdX 42-
(0.200mol/L), X -
(0.150mol/L) || SCE
V E V E SCE Cd
Cd 2443.0403.0/2=-=+,θ,计算CdX 42-
的形成常数。

解一:因 E = E 右-E 左
故 V E E E S C E Cd CdX 6767.0921.02443.0/24
-=-=-=-
CdX 42-
+ 2e = Cd + 4X -
V E X C d X E E Cd
CdX Cd
CdX Cd CdX 6767.0150
.0200.0lg 2059.0][][lg 2059.04/424//2424
24
-=+=+=-
----
θθ
得:V E Cd CdX 7534.0/24
-=-θ
又因 Cd 2+ + 2e = Cd (1) θ
θ
Cd
Cd FE G /122+
-=∆ Cd 2+ + 4X -
= CdX 42-
(2) θ
θ形K RT G ln 2-=∆
CdX 42-
+ 2e = Cd + 4X -
(3) θ
θCd Cd FE G /X 324
2--=∆
(3) = (1) - (2) 即 ΔG 3 = ΔG 1 -ΔG 2 得:
88.11298
314.8303.2)
7534.0403.0(964852303.2)(F 2lg //24
2=⨯⨯+-⨯=
-=
-+
RT
E E K Cd
CdX Cd Cd θ
θθ

K 形 = 7.6×1011 解二:因 E = E 右-E 左
故 V E E E S C E Cd CdX 6767.0921.02443.0/24
-=-=-=-
CdX 42-
+ 2e = Cd + 4X -
V E X C d X E E Cd
CdX Cd
CdX Cd CdX 6767.0150
.0200.0lg 2059.0][][lg 2059.04/424//2424
24
-=+=+=-
----
θθ
得:V E Cd CdX 7534.0/24
-=-θ
又 Cd 2+ + 2e = Cd 4
24/2//]
[][lg 2059.0]lg[2059.0222--++=+=+++X K CdX E Cd E E 形Cd Cd Cd
Cd Cd Cd θ
θ
当[CdX 4-
] = [X -
] = 1mol/L 时,上式的电位即为θ
Cd CdX E /2 所以 形Cd Cd Cd CdX K E E lg 2
059
.0//22-=+θ
θ
88.11059
.0)
7543.0403.0(2059
.0)(2lg //24
2=+-=
-=
-+
θθCd
CdX Cd Cd 形E E K
K 形 = 7.6×1011
7、下列电池的电动势为0.893V
Cd | CdX 2(饱和),X -
(0.02mol/L) || SCE
V E V E SCE Cd
Cd 2443.0403.0/2=-=+
,θ,计算CdX 2的溶度积常数。

解一:因 E = E 右-E 左
故 V E E E S C E Cd CdX 6487.0893.02443.0/2-=-=-= CdX 2 + 2e = Cd + 2X -
V E X E E Cd CdX Cd CdX Cd CdX 6487.002.01lg 2059.0][1lg 2059.02
/2//222-=+=+
=-θ
θ
得:V E Cd
CdX 749.0/2-=θ
又因 Cd 2+ + 2e = Cd (1) θθ
Cd
Cd FE G /122+
-=∆ CdX 2 = Cd 2+ + 2X -
(2) θ
θsp K RT G ln 2-=∆
CdX 2 + 2e = Cd + 2X -
(3) θ
θ
Cd Cd FE G /X 322-=∆
(3) = (1) + (2) 即 ΔG 3 = ΔG 1 + ΔG 2 得: 73.11298
314.8303.2)
403.0749.0(964852303.2)(F 2lg //22
-=⨯⨯+-⨯=
-=
+RT
E E K Cd Cd Cd CdX sp θ
θθ
K sp = 1.9×10-12
解法二:因 E = E 右-E 左 故 V E E E S C E Cd CdX 6487.0893.02443.0/2-=-=-= CdX 2 + 2e = Cd + 2X -
V E X E E Cd CdX Cd CdX Cd CdX 6487.002
.01lg 2059.0][1lg 2059.02/2//222-=+=+
=-θ
θ
得:V E Cd CdX 749.0/2-=θ
又 Cd 2+ + 2e = Cd
2/2//]
[lg 2059.0]lg[2059.0222-++=+=+
+
+X K E Cd E E sp Cd
Cd Cd
Cd Cd Cd θθ
θ
当[X -
] = 1mol/L 时,上式的电位即为θ
Cd CdX E /2
所以 θ
θ
θsp Cd Cd Cd CdX K E E lg 2
059.0//22+=+ 73.11059
.0)
403.0749.0(2059
.0)(2lg //22
-=+-=
-=
+θθθ
Cd Cd Cd CdX sp E E K
K sp = 1.9×10-12。

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