物理化学 电化学习题
(1)计算弱电解质电离度和平衡常数
m c , KC m 1
2
(2)测定难溶盐的溶解度
K (盐) c m
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(二)电解质的平均活度和平均活度系数 1.定义式
a a a aB ;
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4. 在有液体接界电势的浓差电池中,当电池放电时 ,在液体接界处,离子总是从高浓度向低浓度扩
散。
5. 实际电解时,在阴极上首先发生还原作用的是按
能斯特方程计算的还原电势最大者。
6. 极化和过电位是同一个概念。
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三、选择题
1. 浓度为1mol· -1 的CuSO4 浓度的离子强度I1,浓 kg
11.
+ m
c
,
m
c
+ m m , c c , c c Kw c c
12.
13
14.
15.
16.
17.
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一、计算题
例1、 电池: Pt H HCl m 1 Cl Pt ( ) 2 2
3
H 为349.710-4 m,
Sm2mol-1, 为44.510-4 Sm2mol-1。试求25℃ m,HCO 时,与1atm空气呈平衡时的蒸馏水的电导率。
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例3、有下列不同类型的电解质:
(1) HCl, (2) CdCl2, (3) CdSO4, (4) LaCl3, (5) Al2(SO4)3 设它们都是电解质,当它们的溶液浓度都是 0.25 molkg-1时,试计算各种溶液的:
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三、选择题 7.对于BaCl2溶液,以下等式成立:
(A) a = m ; (B) a = a+· - ; a
(C) ± = +· - 2 ; (D) m = m+· m (E) m±3 = m+· -2 ; (F) m± = 4m±3 。 m
8.
9.
10.
5.将一铜片进行冷加工,压延成薄片,
再分割成两块,其中一块在惰性气氛中
作退火处理。试问能否设计一种电化学
方法,藉其判明哪块铜片是经过退火处
理的? 研究表明,室温下若将铜延伸或变形30 %, 其所蓄积的能量相当 于产生电位差约130 V.
解答
在一定温度下,若将两块金属片置于同一电解质溶液 中形成两个电极,只有在两块金属片的化学组成以及 物理状态都完全相同的条件下,这两个电极的电极电 势才相等。既使化学组成相同例如都是铜片,但若两 者的物理状态有异,它们各自形成的电极之电极电势 还会显示出差别。 铜片被冷加工压延成薄片的过程中,铜的晶面发生滑 移晶格发生扭曲并出现缺陷,产生了内应力,蓄积了 能量,吉布斯自由能增大;但若经过退火处理,由于 晶格重排的结果,可使内应力全部或部分的消除,自 由能减小。因此,将题给两块铜片浸入一硫酸铜溶液, 就会形成一种特殊的(不同极)浓差原电池:
D. E甲、 E乙之间没有这么简单的关系。
解答
电池甲的两电池反应为:
负极:1/2H2 (p1) → H+(0.001molkg-1) + e-
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2.影响导电能力的因素
(1)与浓度的关系
b. 摩尔电导与浓度的关系
m
a. 电导率与浓度的关系
C
科尔劳乌斯定律:
m (1 c ) m
科尔劳乌斯离子独立移动定律
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(2),摩尔电导率与离子运动的关系
for Mz Nz ; m , m , ; t t 1 m
2 I 1 mB zB (1)离子强度I ; 2 B
(2)离子平均质量摩尔浓度m .
m (m m )
1
1
mB
= -0.34V, 2 = (Tl3+/Tl) 4 已知1 = =0.72V, 试求3 =(Tl3+/Tl+)的数值。 .
t
m, m
; t
m, m
;
m (U U ) F ; (U U ) F m m, Z U F ; m, Z U F
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3.电导测定的应用
度为1mol· -1的NaCl浓度的离子强度I2,那么I1 kg
与I2的关系为:
(A) I1 = ½I2 ; (B) I1 = I2 ;
(C) I1 = 4I2 ; (D) I1 = 2I2 。
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三、选择题
2. 已知298K,½CuSO4、CuCl2、NaCl的极限摩尔 电导率λ∞ 分别为a、b、c(单位为S· 2· -1),那 m mol 么Λ∞(Na2SO4)是: (A) c + a - b ; (B) 2a - b + 2c ;
Ka , Ksp , Kw
求热力 学函数 的变化 值
测定 pH
本章小结
极化作用原因
浓差 电化学 极化 超电势 类型
电解与极化作用
超电势
超电势
氢超电势 Tafel公式
析出电势
阳极金属 氧化 阴极金属 析出
极化
测定 电阻
超电势
浓差
超电势
电化学
超电势
金属 分离
金属电化 学腐蚀与 防腐
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2
I
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二、可逆电池
“互
(一)电池符号,电池表示式
译”
电池反应
(二)可逆电池热力学
(1)电池电动势和自由能变化
G W nEF
'
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(2)Nernst方程
g h RT aG aH E E ln a b nF a A a B
E和E 的区别
E (3)( ) P ~ S , H , QR T
实验时,只要用铜导线将插入硫酸铜溶液的两铜 片分别与微伏计的两个接线柱相连,接通电路, 指示出的正极便是经过退火处理的铜片。
6. 下面两种电池的电动势之间有何关系
(甲)H2 (p1) | HCl(0.001mol kg-1) || HCl(0.01mol kg-1) | H2 (p1) (乙) H2 (p1) | HCl(0.001mol kg-1)| Cl2(p2) -Cl2(p2) | HCl(0.01mol kg-1) | H2 (p1) A. E甲=1/2 E乙 B. E甲= E乙 C. E甲=2 E乙
E S m nF ( ) P T E H nEF nFT ( ) P T E QR T S nFT ( ) P T
(4)E 与K的关系
nE F ln K RT
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(三)电极电势 1、电极电势 Pt H2 (Pq ) H+ (a H+ = 1) 待 极 2、电极电势的Nernst方程 3、 E 4、液接电势 5、浓差电势
(二)Tafel公式
a b ln j
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1、判断标准: 比较各离子的析出电极 2、析出电势
析,阳 可逆,阳 阳
三、电极反应次序
析,阴 可逆,阴 阴
3、应用:a、金属离子的分离 b、共同析出 c、pH控制
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二、判断题
1. 离子迁移数与离子速率成正比,某正离子的运动 速率一定时,其迁移数也一定。 2. 对于电池Zn|ZnSO4(aq)||AgNO3(aq)|Ag,其中的 盐桥可以用饱和KCl溶液。 3. 因离子在电场作用下可以定向移动,所以测定电 解质溶液的电导率时要用直流电桥。
一、电解质溶液 (一)电导 1.导电能力的表示方法及计算 a.电导 b.电导率
1 G , 单位: S R 1 l G ),单位 : S.m -1 ,1m3 溶液的电导 ( A
c.摩尔电导 m , S.m 2 .mol-1 c 相距1 m的两片平行电极间,一摩尔电解质的电导。
Cu(未退火)|CuSO4 (水溶液)| Cu(退火) 该电池的总反应为
Cu(未退火) Cu(退火)
如前所示, 应有ΔG < 0, E = -ΔG/nF > 0, 即电动势 为正值,上面所写电池的右端应为正极。两个电 极的反应分别为: 负极: Cu(未退火) Cu 2+ + 2e-
正极: Cu 2+ + 2e- Cu(退火)
(D) Ag|AgI|Pt
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三、选择题
5. 在电解硝酸银溶液的电解池中,随着通过的电流加 大,那么: (A) 阴极的电势向负方向变化; (B) 阴极附近银离子浓度增加; (C) 电解池电阻减小; (D) 两极之间的电势差减少 。
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三、选择题
6. 随着电流密度由小到大增加,电解池的实际分 解 电 压 V( 分 ) 与 原 电 池 的 端 电 压 V( 端 ) 将 : (A) V(分)递增,V(端)递减 ; (B) (C) (D) V(分)递减,V(端)递增 ; V(分)、V(端)递增 ; V(分)、V(端)递减 。
m , a
m m m ( m ) mB
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2.影响活度系数的因素
lg A Z Z I 1 2 I mi Z i 2
3.强电解质溶液理论 德拜-休克尔极限公式: