物理化学第七章 电化学习题及解答资料
(完整word版)物理化学第7章 电化学参考答案
第7章 电化学 习题解答1. 将两个银电极插入AgNO 3溶液，通以0.2 A 电流共30 min ，试求阴极上析出Ag 的质量。
解：根据BItM m zF=得 Ag Ag 0.23060107.87g 0.4025 g 196500ItM m zF⨯⨯⨯===⨯2. 以1930 C 的电量通过CuSO 4溶液，在阴极有0.009 mol 的Cu 沉积出来，问阴极产生的H 2的物质的量为多少？ 解：电极反应方程式为： 阴极 2C u 2e C u (s )+-+→阳极 222H O(l)H (g)2OH 2e --→++在阴极析出0.009 mol 的Cu ，通过的电荷量为:Cu Q (0.009296500) C 1737 C nzF ==⨯⨯=根据法拉第定律，析出H 2的物质的量为2H Cu 19301737mol 0.001 mol 296500Q Q Q n zFzF --====⨯ 3. 电解食盐水溶液制取NaOH ，通电一段时间后，得到含NaOH 1 mol/dm 3的溶液0.6 dm 3，同时在与之串联的铜库仑计上析出30.4 g 铜，试问制备NaOH 的电流效率是多少？ 解：根据铜库仑计中析出Cu(s)的质量可以计算通过的电荷量。
Cu Cu 30.4mol 0.957 mol 1163.52m n M ===⨯电 理论上NaOH 的产量也应该是0.957 mol 。
而实际所得NaOH 的产量为(1.0×0.6) mol = 0.6 mol所以电流效率为实际产量与理论产量之比，即0.6100%62.7%0.957η=⨯=4. 如果在10×10 cm 2的薄铜片两面镀上0.005 cm 厚的Ni 层[镀液用Ni(NO 3)2]，假定镀层能均匀分布，用 2.0 A 的电流强度得到上述厚度的镍层时需通电多长时间？设电流效率为96.0%。
已知金属的密度为8.9 g/cm 3，Ni(s)的摩尔质量为58.69 g/mol 。
物理化学(下)答案(完整版)
第七章 电化学7.1 用铂电极电解CuCl 2溶液。
通过的电流为20A ，经过15min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu?（2）在的27℃，100kPa 下阳极上能析出多少体积的的Cl 2（g ）？解：电极反应为：阴极：Cu 2+ + 2e - → Cu 阳极： 2Cl - －2e - → Cl 2（g ） 则：z= 2 根据：Q = nzF =It()22015Cu 9.32610mol 296500It n zF -⨯===⨯⨯ 因此：m （Cu ）=n （Cu ）× M （Cu ）= 9.326×10-2×63.546 =5.927g 又因为：n （Cu ）= n （Cl 2） pV （Cl 2）= n （Cl 2）RT因此：3223Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010n RT Vp ⨯⨯===⨯（）（） 7.2 用Pb （s ）电极电解PbNO 3溶液。
已知溶液浓度为1g 水中含有PbNO 3 1.66×10-2g 。
通电一定时间后，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。
阳极区的溶液质量为62.50g ，其中含有PbNO 31.151g ，计算Pb 2+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Pb 2+的总量的改变如下： n 电解后(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 迁移(12Pb 2+)则：n 迁移(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(12Pb 2+)n 电解(12Pb 2+)= n 电解(Ag ) =()()3Ag 0.16581.53710mol Ag 107.9m M -==⨯223162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 12331.22n -+--⨯⨯==⨯⨯解前（）电2311.151(Pb ) 6.95010mol 12331.22n +-==⨯⨯解后电n 迁移(12Pb 2+)=6.150×10-3+1.537×10-3-6.950×10-3=7.358×10-4mol()242321Pb 7.358102Pb 0.4791 1.53710(Pb )2n t n +-+-+⨯==⨯移解（）=迁电解法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）。
物理化学 第七章 电化学习题答案
答案：D（电池自发进行的条件是 E＞0） -1 -1 20．298K时，浓度为 0.1molkg 和 0.01molkg HCl溶液的液接电势为E j (1)，浓度为 -1 -1 0.1molkg 和 0.01molkg KCl溶液的液接电势为E j (2)，则 A. E j (1)＝E j (2)； B. E j (1)>E j (2)；C. E j (1)<E j (2)； D. E j (1)<<E j (2) 答案：B 21．为求 AgCl 的活度积，应设计电池为 A. Ag,AgCl|HCl(aq)|Cl 2 (p)(Pt)； B. (Pt)Cl 2 (p)|HCl(aq)||AgNO 3 (aq)|Ag； C. Ag|AgNO 3 (aq)||HCl(aq)|AgCl,Ag； D. Ag,AgCl|HCl(aq)|AgCl,Ag 答案：C 22．电解金属盐的水溶液时，在阴极上 A. 还原电势愈正的粒子愈容易析出； B. 还原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈容易析出； C. 还原电势愈负的粒子愈容易析出； D. 还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出 答案：B3ຫໍສະໝຸດ K 1 ＝K 2 ；2
B. E 1 ＝E 2 ， E 1 ＝E 2 ， r G m,1 ＝2 r G m,2 ， K 1 ＝(K 2 ) ；
2
C. E 1 ＝2E 2 ， E 1 ＝2E 2 ， r G m,1 ＝2 r G m,2 ，
2
K 1 ＝2K 2 ；
2
D. E 1 ＝E 2 ， E 1 ＝E 2 ， r G m,1 ＝( r G m,2 ) ，K 1 ＝(K 2 )
答案：B 16．用补偿法测定可逆电池的电动势时，主要为了： A. 简便易行； B. 减少标准电池的损耗； C. 消除电极上的副反应；D. 在可逆情况下测定电池电动势 答案：D 17．某一电池反应，若算得其电池电动势为负值时，表示此电池反应是: A. 正向进行； B. 逆向进行； C. 不可能进行； D. 反应方向不确定 答案：B ＋ － 18．下列电池中，那一个的电池反应为H ＋OH ＝H 2 O ＋ － A. (Pt)H 2 |H (aq)||OH |O 2 (Pt)； B. (Pt)H 2 |NaOH(aq)|O 2 (Pt)； C. (Pt)H 2 |NaOH(aq)||HCl(aq)|H 2 (Pt)； D. (Pt)H 2 (p 1 )|H 2 O(l)|H 2 (p 2 )(Pt) 答案：C。 19．当反应物和产物的活度都等于 1 时,要使该反应能在电池内自发进行,则: A. E为负值； B. E 为负值； C. E为零； D. 上述都不
最新物理化学第七章 电化学习题及解答学习资料
第七章 电化学习题及解答1. 用铂电极电解CuCl 2溶液。
通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu ; (2) 在27℃，100 kPa 下，阳极析出多少Cl 2？解：电极反应为阴极：Cu 2+ + 2e - = Cu阳极: 2Cl - - 2e - = Cl 2电极反应的反应进度为ξ = Q /(ZF) =It / (ZF)因此： m Cu = M Cu ξ = M Cu It /( ZF ) = 63.546×20×15×60/(2×96485.309)=5.928gV Cl 2 = ξ RT / p =2.328 dm 32. 用银电极电解AgNO 3溶液。
通电一定时间后，测知在阴极上析出1.15g 的Ag ，并知阴极区溶液中Ag +的总量减少了0.605g 。
求AgNO 3溶液中的t (Ag +)和t (NO 3-)。
解： 解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。
显然阴极区溶液中Ag +的总量的改变D m Ag 等于阴极析出银的量m Ag 与从阳极迁移来的银的量m’Ag 之差：D m Ag = m Ag - m’Agm’Ag = m Ag - D m Agt (Ag +) = Q +/Q = m’Ag / m Ag = (m Ag - D m Ag )/ m Ag = (1.15-0.605)/1.15 = 0.474t (NO 3-) = 1- t (Ag +) = 1- 0.474 = 0.5263. 已知25 ℃时0.02 mol/L KCl 溶液的电导率为0.2768 S/m 。
一电导池中充以此溶液，在25 ℃时测得其电阻为453Ω。
在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555g/L 的CaCl 2溶液，测得电阻为1050Ω。
计算（1）电导池系数；（2）CaCl 2溶液的电导率；（3）CaCl 2溶液的摩尔电导率。
物理化学课后习题及答案天津大学,修订的
第七章电化学7.1用铂电极电解溶液。
通过的电流为20 A，经过15 min后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的?(2) 在的27 ØC，100 kPa下的？解：电极反应为电极反应的反应进度为因此：7.3用银电极电解溶液。
通电一定时间后，测知在阴极上析出的，并知阴极区溶液中的总量减少了。
求溶液中的和。
解：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。
显然阴极区溶液中的总量的改变等于阴极析出银的量与从阳极迁移来的银的量之差：7.4用银电极电解水溶液。
电解前每溶液中含。
阳极溶解下来的银与溶液中的反应生成，其反应可表示为通电一定时间后，测得银电量计中沉积了，并测知阳极区溶液重，其中含。
试计算溶液中的和。
解：先计算是方便的。
注意到电解前后阳极区中水的量不变，量的改变为该量由两部分组成（1）与阳极溶解的生成，（2）从阴极迁移到阳极7.5用铜电极电解水溶液。
电解前每溶液中含。
通电一定时间后，测得银电量计中析出，并测知阳极区溶液重，其中含。
试计算溶液中的和。
解：同7.4。
电解前后量的改变从铜电极溶解的的量为从阳极区迁移出去的的量为7.6在一个细管中，于的溶液的上面放入的溶液，使它们之间有一个明显的界面。
令的电流直上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直是很清晰的。
以后，界面在管内向下移动的距离相当于的溶液在管中所占的长度。
计算在实验温度25 ØC下，溶液中的和。
解：此为用界面移动法测量离子迁移数7.7已知25 ØC时溶液的电导率为。
一电导池中充以此溶液，在25 ØC时测得其电阻为。
在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为的溶液，测得电阻为。
计算（1）电导池系数；（2）溶液的电导率；（3）溶液的摩尔电导率。
解：（1）电导池系数为（2）溶液的电导率（3）溶液的摩尔电导率7.8已知25 ØC时溶液的电导率为。
一电导池中充以此溶液，在25 ØC时测得其电阻为。
物理化学第七章 电化学 课外习题解答
m(AgNO3 ) n电解前 = M (AgNO3 )
电解后阳极区 AgNO3 为
n电解后 =
[(23.376 0.236)
7.39 ]g 1000 1.006 103 mol 169.94g mol-1
m(AgNO3 ) 0.236 g 1.389 103 mol M (AgNO3 ) 169.94g mol-1
(Ca 2+ )、 (Cl ) 和 。
解：离子强度
I 1 1 2 bB z B [0.002 22 0.004 (1)2 ]mol kg 1 0.006mol kg 1 2 B 2
由单个离子的德拜—休克尔极限公式 lg i Azi2 I 得：
平均活度因子为
lg Az z I 0.509 2 1 0.006 0.7885
=0.8340
【7.14】 25℃时， 电池 Zn|ZnCl2(0.555mol·kg-1)|AgCl(s)|Ag 的电动势 E=1.015V。 已知 E ο (Zn 2+ | Zn) 0.7620V, E ο {Cl | AgCl(s)|Ag} 0.2222V, 电池电动势的温
n 迁移 3.399 10 4 mol t (Ag ) = =0.47 n 反应 7.229 104 mol
+
t (NO-3 ) 1 t (Ag + ) 1 0.47 0.53
【7.5】已知 25℃时 0.02mol·dm-3 KCl 溶液的电导率为 0.2768S·m-1。一电导池 中充以此溶液，在 25℃时测知其电阻为 453Ω。在同一电导池中装入同样体积的 质量浓度为 0.555g·dm-3 的 CaCl2 溶液，测得电阻为 1050Ω。计算： （1）电导池 系数； （2）CaCl2 溶液的电导率； （3）CaCl2 溶液的摩尔电导率。 解： （1）求电导池常数 K cell ：
物理化学第五版课后习题答案
第七章 电化学7－1．用铂电极电解CuCl 2溶液。
通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu ？ (2) 在阳阴极上能析出多少体积的27℃, 100 kPa 下的Cl 2(g )? 解：(1) m Cu ＝201560635462.F ⨯⨯⨯＝5.527 g n Cu ＝2015602F⨯⨯＝0.09328mol(2) 2Cl n ＝2015602F⨯⨯＝0.09328 mol2Cl V ＝00932830015100.R .⨯⨯＝2.328 dm 37－2．用Pb (s )电极电解Pb (NO 3) 2溶液，已知溶液浓度为1g 水中含有Pb (NO 3)21.66×10－2g 。
通电一段时间，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。
阳极区溶液质量为62.50g ，其中含有Pb (NO 3) 21.151g ，计算Pb 2+的迁移数。
解： M [Pb (NO 3) 2]＝331.2098考虑Pb 2+：n 迁＝n 前－n 后＋n e＝3.0748×10－3－3.4751×10－3＋7.6853×10－4 ＝3.6823×10－4 molt ＋(Pb2+)＝4436823107685310..--⨯⨯＝0.4791 考虑3NO -： n 迁＝n 后－n 前＝11513312098..－262501151166103312098(..)..--⨯⨯＝4.0030×10－3molt －(3NO -)＝4440030107658310..--⨯⨯＝0.52097－3．用银电极电解AgNO 3溶液。
通电一段时间后，阴极上有0.078 g 的Ag 析出，阳极区溶液溶液质量为23.376g ，其中含AgNO 3 0.236 g 。
已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g 的AgNO 3。
物理化学第五版下册习题答案解答
第七章电化学7.1用铂电极电解CuCb 溶液。
通过的电流为20A ,经过15min 后，问：(1) 在阴极上能析出多少质量的 Cu?(2)在的27C, 100kPa 下阳极上能析出多少体 积的的C12 (g )?解：电极反应为：阴极：Cu 2+ + 2e - — Cu 阳极：2Cl - — 26 — CI 2 (g ) 则：z= 2根据：Q = nzF=ltIt 20如5 2n Cu9.326 10 molzF 276500因此：m (Cu ) =n (Cu ) XM (Cu ) = 9.326 采0-2>63.546 =5.927g 又因为：n (Cu ) = n (CI 2) pV (CI 2) = n (CI 2) RT 因此：V(Cl ) n® RT 』09326 8・3134 300 =2.326dm 3 p 100X107.2用Pb (s )电极电解PbN03溶液。
已知溶液浓度为1g 水中含有PbN03 1.66 10-2g 。
通电一定时间后，测得与电解池串联的银库仑计中有 0.1658g 的银 沉积。
阳极区的溶液质量为62.50g,其中含有PbNO 31.151g ,计算Pb 2+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Pb 2+的总量的改变如下：12+12+1 2+ 1 2+、n 电解后(―Pb )= n 电解前(―Pb )+ n 电解( Pb )- n 迁移( Pb )222 2则： n 迁移 (1 Pb 2+)= n 电解前 (沖+)+ n 电解 (沖2+)- n 电解后 (1 Pb 2+)“12+-3-3-3-4n 迁移(—Pb )=6.150 10 +1.537 10 -6.950 10 =7.358 10 mol 21 2+n 电解(Pb )= n 电解(Ag )=m Ag M Ag0.1658107.9= 1.537 10‘mol,1 2七(62.50—1.151) x 1.66心0丄 n电解前(—Pb ) 2 331.2汉打3 = 6.150 10 mol1 2+n电解后(，Pb ) 6.950 10^mol331.2 12t(Pb 2)= n 迁移12Pb 2 n 电解(12Pb 2 ) 7.358 10° 1.537 10^二 0.479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)。
物化第七章习题
4
及 。 m NH m Cl
解：因为 NH4Cl ＝
＝ m m NH
NH4+
+ Cl ；
-
+ ＝ - ＝1mol；
t
m m
所以
m t 0.012625 0.4907S m2 mol1 6.1951103 Sm2 mol1
2 -1 -3 2 -1
＝0.012625×t- ＝[0.012625×(1-0.4907)]Sm mol ＝6.4299×10 Sm mol m Cl
《物理化学》
第七章 电化学
-1 -1
第 4 页
K(CaCl2)＝Kcell/Rx＝[125.39/1050] Sm ＝0.1194 Sm （3）求 CaCl2 溶液的摩尔电导率 m(CaCl2)＝ K(CaCl2)/c＝[0.1194/(0.555×103/110.98)] Sm2mol-1＝0.02388 Sm2mol-1 注意: 质量浓度 m＝0.555gdm-3＝555 gm-3 摩尔浓度 c＝[555/110.98] molm-3＝5.009 molm-3 7.6
《物理化学》
2+
第七章 电化学
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换算为铅阳极溶解下来 Pb 的物质的量等于 n 反=0.001537/2=0.0007685mol 根据 n 迁 = n 前 + n 反 - n 后 n 迁出 =0.003075 + 0.0007685 - 0.003475 = 0.0003685mol t（Pb2+）=0.0003685/0.0007685=0.479 t（NO3-）1-0.599=0.521 7.3 用银电极电解 AgNO3 溶液。 通电一段时间后， 阴极上有 0.078g 的 Ag(s)析出， 阳极区溶液质量为 23.376g，其中含 AgNO3 0.236g。已知通电前溶液浓度为 1kg 水中有 7.39g AgNO3。求 Ag+和 NO-3。 解：查 M(AgNO3)=169.87g.mol-1 阳极区的水重为：23.376g -0.236g =23.14g 电解前阳极区含 AgNO3 为：7.39×23.14g/1000=0.171g 电解前阳极区含 AgNO3 的物质的量为： 0.171g/M(AgNO3)=0.171g/169.87g.mol-1=1.00666×10-3mol 电解后阳极区含 AgNO3 的物质的量为：0.236g/169.87g.mol-1=1.3893×10-3mol n 反=0.078g/M(Ag)=0.078g/107.87g.mol-1=7.231×10-4mol 根据 n 迁 = n 前 + n 反 - n 后 n 迁出 =1.00666×10-3mol + 7.231×10-4mol -1.3893×10-3mol = 3.41×10-4mol t（Ag+）=3.41×10-4/7.231×10-4=0.471 t（NO3-）=1-0.471=0.529 7.4 在一个细管中，于 0.03327moldm-3 的 CdCl3 溶液上面放入 0.073moldm-3 的 LiCl 溶液，使它们之间有一个明显的界面。令 5.594mA 的电流自上而下通过该管，界面 不断向下移动，并且一直是很清晰的。3976s 以后界面在管 内向下移动的距离相当于 1.002cm3 的溶液在管中所占的长 度。 计算在实验温度 25℃下， CdCl3 溶液中的 t(Gd3+)和 t(Cl-)。 解：电极反应为 Gd3+ + 3e- ＝ Gd z＝3 输入总电量 Q＝It＝[5.594×10-3×3976]C＝22.2417C 因为，Q＝zF 所以 ＝Q/zF＝[22.2417/3×96485]mol＝0.00007684mol n＝＝0.00007684 mol×1＝0.00007684 mol 在 1.002cm3 的溶液中 Gd3+的物质的量即迁移量 n＝[1.002×10-3×0.03327] mol＝0.000033337 mol t(Gd3+)＝n/n＝0.000033337/0.00007684＝0.434 t(Cl-)＝1-0.434＝0.566 7.5 已知 25℃时 0.02moldm-3 的 KCl 溶液的电导率为 0.2768 Sm-1。 一电导池中充 以此溶液，在 25℃时测得其电阻为 453。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为 0.555gdm-3 的 CaCl2 溶液，测得其电阻为 1050。计算（1）电导池系数； （2）CaCl2 溶 液的电导率； （3）CaCl2 溶液的摩尔电导率。 解： （1）求电导池系数 M(CaCl2)＝110.98 g.mol-1 Kcell＝Rx×＝[453×0.2768] m-1＝125.39 m-1 （2）求 CaCl2 溶液的电导率；
物理化学第七章电化学全解
第七章电化学7.1电极过程、电解质溶液及法拉第定律原电池：化学能转化为电能（当与外部导体接通时，电极上的反应会自发进行，化学能转化为电能，又称化学电源）电解池：电能转化为化学能(外电势大于分解电压，非自发反应强制进行）共同特点：（1)溶液内部:离子定向移动导电(2)电极与电解质界面进行的得失电子的反应----电极反应（两个电极反应之和为总的化学反应，原电池称为电池反应，电解池称为电解反应）不同点：（1）原电池中电子在外电路中流动的方向是从阳极到阴极，而电流的方向则是从阴极到阳极，所以阴极的电势高，阳极的电势低，阴极是正极，阳极是负极；（2）在电解池中，电子从外电源的负极流向电解池的阴极，而电流则从外电源的正极流向电解池的阳极，再通过溶液流到阴极，所以电解池中，阳极的电势高，阴极的电势低，故阳极为正极，阴极为负极。
不过在溶液内部阳离子总是向阴极移动，而阴离子则向阳极移动。
两种导体：第一类导体（又称金属导体，如金属，石墨）；第二类导体（又称离子导体，如电解质溶液，熔融电解质）法拉第定律:描述通过电极的电量与发生电极反应的物质的量之间的关系=n=FQξzF电F -- 法拉第常数; F = Le =96485.309 C/mol = 96500C/molQ --通过电极的电量；z -- 电极反应的电荷数（即转移电子数），取正值；ξ--电极反应的反应进度；结论： 通过电极的电量，正比于电极反应的反应进度与电极反应电荷数的乘积，比例系数为法拉第常数。
依据法拉第定律，人们可以通过测定电极反应的反应物或产物的物质的量的变化来计算电路中通过的电量。
相应的测量装置称为电量计或库仑计coulometer,通常有银库仑计和铜库仑计 。
7.2 离子的迁移数1. 离子迁移数:电解质溶液中每一种离子所传输的电量在通过的总电量中所占的百分数，用 tB 表示1=∑±=-++t 或显然有1:t t离子的迁移数主要取决于溶液中离子的运动速度，与离子的价数无关，但离子的运动速度会受到温度、浓度等因素影响。
物理化学习题解答(第七章)
物理化学习题解答（下册）第七章 电化学7.1 电解质溶液的导电机理及法拉第定律 1． 阳极； 阴极； 正极； 负极 2． C7.3 电导、电导率和摩尔电导率 1. 0.02384 s.m 2.mol -1解：（1）电导池系数11-c e l l3904.125453m 0.2768s )()(k-=Ω⨯∙=⨯=mK C l R K C l k（2）CaCl 2溶液的电导率11221194.010503904.125)()k(CaCl--∙=Ω==ms mCaClR k cell（3）CaCl 2溶液的摩尔电导率CaCl 2溶液的浓度：351000111555.0-∙=⨯mmol1231222m 0239.051194.0)()()(---∙∙=∙∙==Λmolm s mmol m s CaClc CaCl k CaCl 解：由7.3.2可知：124m 109.61)(--+∞∙∙⨯=molms Agλ124m 101.78)(---∞∙∙⨯=molms Br λ则：124m 10140)(--∞∙∙⨯=molm s AgBr λAgBr 的溶解度34131096.71034.6---∙⨯=⨯==mmol k c sp164410144.11 101401096.7)()(----∞∙⨯=⨯⨯⨯=⋅=ms AgBr c AgBr k m λ得饱和水溶液的电导率为：16210644.16)k(Hk(AgBr)(--∙⨯=+=ms O k 溶液）7.4 电解质溶液的平均离子活度因子及德拜-休克尔极限公式 1. 1.8mol/kg 2. 0.7503. 0.175mol/kg4. NaCl>MgCl 2>MgSO 45. C6. 4）（±α7. 10b7.5 可逆电池及其电动势的测定 1. D 2. B7.6 原电池热力学 1. C 2. A3. Zn ︳Zn 2+(a=1) ‖H+（a=1）|H 2（ g,P θ）|pt 221)2()1(r 21)(K 2 E θθθθθθK G G E m r m =∆=∆= 4. 解：（1）写出电极反应阳极： Pb+SO 42-=PbSO 4+2e - 阴极： Hg 2SO 4+2e -=2Hg+SO 42-电池总反应：Pb+Hg 2SO 4=PbSO 4+2Hg (2)有关热力学数据计算114r 582.331074.1965002)(---∙=⨯⨯⨯=∂∂=∆KmolJ TE ZF S P m11871.1869647.0965002-∙=⨯⨯-=-=∆molkJ ZFEG m r11746.176-∙-=∆+∆=∆molkJ S T G Hm r m r mr1m 0125.10-∙=∆=molkJ S T Q m r r 、解：（1）电池反应阳极反应：H 2=2H ++2e -阴极反应：Hg 2Cl 2+2e -=2Hg+2Cl - 电池反应：H 2+ Hg 2Cl 2= 2Hg+2HCl(2)温度系数及电动势KV T P/101.5173 15.298109.2210881.1 109.2210881.1TE 4-6363⨯=⨯⨯⨯-⨯=⨯⨯-⨯=∂∂----）（0.3724V15.298109.215.298101.8810.0694E 26-3=⨯⨯-⨯⨯+=-(3) 相关热力学数据计算114r 641945.14105173.1965001)(---∙=⨯⨯⨯=∂∂=∆KmolJ TE ZF S P m1.9366353724.0965001-∙-=⨯⨯-=-=∆molkJ ZFEG m r15711.31-∙-=∆+∆=∆molkJ S T G Hm r m r mr1m 65.3441945.6145.1298-∙=⨯=∆=molkJ S T Q m r r 、解：（1）电极反应及电池反应 阳极：Ag+Cl -=AgCl+e -阴极：Hg 2Cl 2+2e -=2Hg+2Cl -总反应：2Ag+ Hg 2Cl 2=2AgCl+2Hg（2）Z=1时，对应的电极反应为 Ag+1/2 Hg 2Cl 2=AgCl+Hg 该反应相应的：11-r mol33.15J 2/18.19555.422.964.77-∙∙=⨯--+=∆KS m θ148367.4100015.3315.2984.5 -∙-=÷⨯-=∆-∆=∆molkJ S T HG mr mr m r θθθ(3) 电动势和温度系数V ZFG Em r 046463.0965001100048367.4=⨯⨯-=-∆=θθP m TE ZF S )(r ∂∂=∆KV ZFS TE m P /104352.3 96500115.33)(4r -⨯=⨯=∆=∂∂解：阳极 H 2=2H ++2e -阴极 Hg 2Cl 2+2e -=2Hg+2Cl -电池总反应：H 2+ Hg 2Cl 2=2Hg+2HClθθpH p HCl a FRT )()(ln2EE 22-=解：电池反应++++=+224SnZn SnZn)()()(ln2EE 422+++⋅-=Sn a Sna Zna FRT θ解：阳极 Ag+Cl -(b 1)=AgCl+e -阴极 AgCl+e -=Ag+Cl -(b 2) 电池反应：Cl -(b 1)=Cl -(b 2)12lnFRT -E b b =解：阳极 H 2=2H +(b)+2e -阴极 Cl 2+2e -=2Cl -(b)电池总反应：H 2 +Cl 2=2H +(b)+ 2Cl -(b) 对应的nernst 方程为：)()(lg 05917.0E1)()H (ln2E E 22-+-+⋅-=⋅-=Cl H Cla a FRT ααθθ依题 V HH EClClE E3579.1)()(22=-=+-θθθ0623.00)()()()(lg 05917.0579.311.4884=⋅⋅-=-+-+Cl H Cl Hαααα212)]()([)())(()(-+±±⋅==ClHHCl HCl HCl ααααα=0.0789kg mol b b HCl /1.0)(b ==-+±789.01.00789.0)(b b HCl HCl ===±±±HCl θαγ）（）（解：1,r 2129862581-⋅===∆KJ KJ TQ S m r m ）（13r 2102981058.62H 2-⋅=⨯=∆=∆KJ KJTS 环境）（ 1m 23121210S S -⋅=+=∆+∆=∆KJ S 环境总(3)-56.322kJK21J 298K -62.58kJ 1-'=⋅⨯+=∆-∆=∆=mr mr m r r S T HG w7.7 电极电势和液体接界电势 1. B2. -0.440V解：相应的能斯特方程式为)()()()(lg05917.0EE 4233++++⋅⋅-=CeFeCe Fe ααααθ由已知可知：E θ=1.61V-0.770V=0.84V 且：代入上式可得：E=0.84-0.05917lg1=0.84V>0 所以 反应正向进行。
物理化学(天津大学第四版)课后答案 第七章 电化学
为
。在同一电导池中装入
的
溶液，测得电阻为
。利用表 7.3.2 中的数据计算
的解离度 及解离常熟 。
解：查表知
无限稀释摩尔电导率为
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因此，
7.12 已知 25 ØC 时水的离子积
，
、和 的
分别等于
，
和
。求 25 ØC 时纯水的电导率。
解：水的无限稀释摩尔电导率为
第七章 电化学
7.1 用铂电极电解
溶液。通过的电流为 20 A，经过 15 min 后 ，问：（1）
在阴极上能析出多少质量的 ?(2) 在的 27 ØC，100 kPa 下的
？
解：电极反应为
课 后 答 案 网
电极反应的反应进度为 因此：
7.2 在电路中串联着两个电量计，一为氢电量计，另一为银电量计。当电路中
通电 1 h 后，在氢电量计中收集到 19 ØC、99.19 kPa 的
；在银电
量计中沉积
。用两个电量计的数据计算电路中通过的电流为多少。
解：两个电量计的阴极反应分别为
电量计中电极反应的反应进度为
对银电量计
对氢电量计
课 后 答 案 网
7.3 用银电极电解
溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出
（2）
7.25 写出下列各电池的电池反应，应用表 7.7.1 的数据计算 25 ØC 时各电池 的电动势及各电池反应的摩尔 Gibbs 函数变，并指明各电池反应能否自发进行。
解：（1）
课 后 答 案 网
（2）
，反应可自发进行。
，反应可自发进行。
（2）设平衡时 Fe2+的浓度为 x,则
因此，
第7章 电化学习题答案
第7章 电化学7.1 用铂电极电解CuCl 2溶液。
通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu? (2) 在27 °C ，100 kPa 下阳极上能析出多少体积的Cl 2（g ）？ 解： Pt 电极电解CuCl 2溶液时的电极反应，为电极反应的反应进度为因此：7.2 用Pb(s)电极电解Pb （NO 3）2溶液，已知溶液浓度为1 g 水中含有Pb （NO 3）2 1.66 × 10-2 g 。
通电一定时间后，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。
阳极区的溶液质量为62.50 g ，其中含有Pb （NO 3）2 1.151g ，计算Pb 2+的迁移数。
解：1231229.331])(NO [9.107)(--∙=∙=mol g Pb M molg Ag M用Pb （s ）电极电解Pb （NO 3）2溶液时的阳极反应为-++→e Pb Pb 22设电解过程中水量保持不变，电解前阳极区Pb （NO 3）2的物质的量为molmol mol g Pb Pb n 312232310075.322.3310184.122.331)]151.150.62(11066.1[])(NO M[])(NO m[---⨯==∙-⨯⨯==电解前电解后阳极区Pb （NO 3）2的物质的量为mol 10475.3mol 22.331151.1])(NO M[])(NO m[3-2323⨯===）（电解后Pb Pb n电解过程中因电极反应溶解下来的Pb 2+的物质的量为mol mol Ag n n 3107683.0)9.1071658.0(21)(21-⨯=⨯==反应 Pb 2+迁移的物质的量molmol 4310683.310475.3-7683.0075.3n -n n n --⨯=⨯+=+=）（电解后反应电解前迁移于是，479.0107683.010683.3n n )(342=⨯⨯==--+molmol Pb t 反应迁移 7.3 用银电极电解AgNO 3溶液。
物理化学第七章 电化学习题及解答
第七章 电化学习题及解答1. 用铂电极电解CuCl 2溶液。
通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu ; (2) 在27℃，100 kPa 下，阳极析出多少Cl 2 解：电极反应为阴极：Cu 2+ + 2e - = Cu 阳极: 2Cl - - 2e - = Cl 2电极反应的反应进度为ξ = Q /(ZF) =It / (ZF)因此： m Cu = M Cu ξ = M Cu It /( ZF ) = ×20×15×60/(2×=V Cl 2 = ξ RT / p = dm 3 2. 用银电极电解AgNO 3溶液。
通电一定时间后，测知在阴极上析出的Ag ，并知阴极区溶液中Ag +的总量减少了。
求AgNO 3溶液中的t (Ag +)和t (NO 3-)。
解： 解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。
显然阴极区溶液中Ag +的总量的改变D m Ag 等于阴极析出银的量m Ag 与从阳极迁移来的银的量m’Ag 之差：D m Ag = m Ag - m’Ag m’Ag = m Ag - D m Agt (Ag +) = Q +/Q = m’Ag / m Ag = (m Ag - D m Ag )/ m Ag = = t (NO 3-) = 1- t (Ag +) = 1- = 3. 已知25 ℃时 mol/L KCl 溶液的电导率为 S/m 。
一电导池中充以此溶液，在25 ℃时测得其电阻为453Ω。
在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为L 的CaCl 2溶液，测得电阻为1050Ω。
计算（1）电导池系数；（2）CaCl 2溶液的电导率；（3）CaCl 2溶液的摩尔电导率。
解：（1）电导池系数K Cell 为K Cell = k R = ×453 = m -1 （2）CaCl 2溶液的电导率k = K Cell /R = 1050 = S/m （3）CaCl 2溶液的摩尔电导率 Λm = k/C = ××1000)= S·m 2 ·mol -4. 25 ℃时将电导率为 S/m 的KCl 溶液装入一电导池中，测得其电阻为525Ω。
物理化学第七章电化学
物理化学第七章电化学第七章《电化学》一、选择题1．用铂作电极电解一些可溶性碱的水溶液, 在阴、阳两电极上可分别获得氢气和氧气。
所得各种产物的量主要取决于（）。
A. 电解液的本性；B. 电解温度和压力；C. 电解液浓度；D. 通过电极的电量。
2．采用电导法测定HAc 的电离平衡常数时, 应用了惠斯登电桥。
作为电桥平衡点的示零仪器，不能选用（）。
A. 通用示波器；B. 耳机；C. 交流毫伏表；D. 直流检流计。
3．电解质溶液的电导率随浓度变化的规律为：（）。
A. 随浓度增大而单调地增大；B. 随浓度增大而单调地减小；C. 随浓度增大而先增大后减小；D. 随浓度增大而先减小后增大。
4．离子独立运动定律适用于（）。
A. 强电解质溶液；B. 弱电解质溶液；C. 无限稀电解质溶液；D. 理想稀溶液。
5．在论述离子的无限稀释的摩尔电导率的影响因素时，错误的讲法是（）。
A. 认为与溶剂性质有关；B. 认为与温度有关；C. 认为与共存的离子性质有关；D. 认为与离子本性有关。
6．25℃无限稀释的KCl 摩尔电导率为130 S · m 2 · mol －1，已知Cl －的迁移数为0.505，则K +离子的摩尔电导率为（单位：S · m 2 · mol －1）（）。
A. 130；B. 0.479；C. 65.7；D. 64.35。
7．已知298K 时，NaCl ，HCOONa 和HCl 无限稀释的摩尔电导率分别是1.264×102、1.046×102和4.261×102 S · m 2 · mol －1。
实验测得298 K 时，0.01 mol · dm -3HCOOH 水溶液的电导率是5.07×102 S · m －1。
298 K 时，0.01 mol · dm -3HCOOH 水溶液的解离度为（）。
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物理化学第七章电化学习题及解答资料物理化学第七章电化学习题及解答资料第七章电化学习题及解答1.用铂电极电解cucl2溶液。
通过的电流为20a，经过15min后，问：（1）在阴极上要划出多少质量的cu;(2)在27℃，100kpa之下，阳极划出多少cl2？求解：电极反应为阴极：cu2++2e-=cu阳极:2cl--2e-=cl2电极反应的反应进度为ξ=q/(zf)=it/(zf)因此：mcu=mcuξ=mcuit/(zf)=63.546×20×15×60/(2×96485.309)=5.928gvcl2=ξrt/p=2.328dm32.用银电极电解agno3溶液。
通电一定时间后，可同在阴极上划出1.15g的ag，并言阴极区溶液中ag+的总量增加了0.605g。
谋agno3溶液中的t(ag+)和t(no3-)。
解：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。
显然阴极区溶液中ag+的总量的改变dmag等于阴极析出银的量mag与从阳极迁移来的银的量m’ag之差：dmag=mag-m’agm’ag=mag-dmagt(ag+)=q+/q=m’ag/mag=(mag-dmag)/mag=(1.15-0.605)/1.15=0.474t(no3-)=1-t(ag+)=1-0.474=0.5263.未知25℃时0.02mol/lkcl溶液的电导率为0.2768s/m。
一电导池中充以此溶液，在25℃时测出其电阻为453ω。
在同一电导池中放入同样体积的质量浓度为0.555g/l的cacl2溶液，测得电阻为1050ω。
排序（1）电导池系数；（2）cacl2溶液的电导率；（3）cacl2溶液的摩尔电导率。
解：（1）电导池系数kcell为kcell=kr=0.2768×453=125.4m-1（2）cacl2溶液的电导率k=kcell/r=125.4/1050=0.1194s/m（3）cacl2溶液的摩尔电导率λm=k/c=110.983×0.1194/(0.555×1000)=0.02388sm2mol-4.25℃时将电导率为0.141s/m的kcl溶液装入一电导池中，测得其电阻为525ω。
在同一电导池中装入0.1mol/l的nh4oh溶液，测得电阻为2030ω。
利用表7.1.4中的数据计算nh4oh的解离度α及解离常数k。
求解：换算言nh4oh无穷吸收摩尔电导率为+-??(nhoh)=(nh)+(oh)44mmm=73.4×10-4+198.0×10-4=271.4×10-4sm2mol-因此，α=l)/cr(nh?m(nh4oh)k(kcl)r(kc4oh)=?(nhoh)??4m?m(nh4oh)=0.141?5251=0.013440.1?103?2030271.4?10?4+-2c?20.1?0.01344k=c(nh4)c(oh)/c(nh4oh)===1.831×10-51?0.013441??5.试计算下列各溶液的离子强度：（1）0.025mol/kgnacl；（2）0.025mol/kgcuso4；（3）0.025mol/kglacl3。
求解：根据离子强度的定义i=12?bbbbz21｛0.025×12+0.025×（-1）2｝=0.025mol/kg21（2）i=｛0.025×22+0.025×（-2）2｝=0.1mol/kg21（3）i=｛0.025×32+0.075×（-1）2｝=0.15mol/kg2（1）i=6.应用领域德拜-休克尔音速公式排序25℃时以下各溶液中的γ±：（1）0.005mol/kgnabr；（2）0.001mol/kgznso4。
求解：根据debye-hückel音速公式lgγ±=-az+|z-|(1)i=kg)1/2i,25℃时水溶液中a=0.509(mol-11｛0.005×12+0.005×（-1）2｝=0.005mol/kg2lgγ±=-0.509×1×|-1|0.005=-0.03599,γ±=0.9205(2)i=1｛0.001×22+0.001×（-2）2｝=0.004mol/kg2lgγ±=-0.509×2×|-2|0.004=-0.12877,γ±=0.74347.zn(s)|zncl2(0.05molkg-1)|agcl(s)|ag(s)，该电池电动势e与t的关系为e/v=1.015-4.92×10-4(t/k-298)，试计算298k时有1mol的电子电量输出时，电池反应的δrgm、δrsm、δrhm和qr（写出电池电极反应）2+解：阳极反应：zn(s)→zn+2e-阴极反应：2agcl(s)+2e-→2ag+2cl-电池反应：zn(s)+2agcl(s)→2ag+zncl2t=298k时，e=1.015-4.92×10×(298-298)v=1.015v-4e?k-1=-4.92×10-4vt?pmol-1=-97.95kjmol-1?rgm=-zef=-1×1.015×96500je?mol-1k-1?rsm=zf??=1×96500(-4.92×10-4)=-47.45jt?t?rhm=?rgm+t?rsm=-97.95+298×(-47.45×10-3)=-83.81kjmol-1mol-1?rq=t?rsm=298×(-47.45×10-3)=-14.15kj8.25℃电池pb|pb(so4)|naso4(饱和)|hg2so4|hg(l)的电池电动势e=0.9647v，e?k-1。
(1)写下电极反应和电池反应；(2)恒温恒压下电池对称振动2f，??=1.74×10-4vt?p求电池反应的δrgm、δrsm、δrhm和可逆电池过程的热效应qr；解：(1)负极反应：pb＋so42-＝pbso4(s)＋2e-负极反应：hg2so4(s)＋2e-＝2hg(l)＋so42-电池反应：pb(s)＋hg2so4(s)＝pbso4(s)＋2hg(l)(2)?rgm=-zef=-2×0.9647×96500=-186.19kjmol-1e?mol-1k-1?rsm=zf??=2×96500×1.74×10-4=33.58jt?t?rhm=?rgm+t?rsm=-186.19+298.15×33.58×10-3=-176.18kjmol-1rq=trsm=298.15×33.58×10-3=10.01kj9.存有一电池需用则表示为：cu(s)|cu(ac)2(a=1)|agac(s)|ag(s)已知298k时，该电池的电动势e1θ=0.372v，308k时,e2θ=0.374v。
设该电池电动势的温度系数为常数。
（1）写下电极反应及电池反应（以电子迁移数z＝2计）；（2）计算298k时该电池反应的δrgmθ,δrsmθ,δrhmθ，以及电池恒温放电时的可逆热qr,m。
解:(1)负极（阳极）：cu-2e-→cu2+－正极（阴极）：2agac+2e-→2ag+2ac电池反应：cu+2agac→2ag+2ac-)+cu2+（2）δrgmθ=－zfe1θ=－2×96500×0.372=－71.796kjmol-1若f＝96485则为-71.785kjmol-1由于温度系数为常数，(δrsmθ=zf(?e0.374?0.372)p??2?10?4v?k?1?t308?298δrhmθ=δrgmθ+tδrsmθ＝－60.29kjmol-1qr,m=tδrsmθ=298×38.6＝11.502kjmol-1e)p＝2×96500×2?10?4＝38.6jk-1mol-1?t10.某原电池pt|h2(p?)|h+(a=1)|o2(p?)|pt,未知在298k时，e?h?,h2oo2pt=1.228v,h2o(l)的标准摩尔生成焓?fhm=-286.06kjmol-1。
（1）写下该电池的电极反应和电池反应。
（2）求该温度下电池的温度系数。
解：（1）电极反应负极：h2→2h++2e-正极：1o2+2h++2e-→h2o(l)21电池反应h2+o2→h2o(l)2??mol-1??h?bfm=-286.06kjb（2）?rhm=e?=e?h?,h2oo2pt-e?h?h2pt=1.228v?δrhmθ=δrgmθ+tδrsmθ=-zef+zft(?e)p?t(?e)p=-8.53×10-4v/k?t11.电池：hg(s)?hg2cl2(s)?cl-(aq)?agcl(s)?ag(s)的标准电动势与温度的关系为eθ/v=0.06804-3.12×10-4(t/k-298)。
设立活度系数都等同于1（1）写下电极反应及电池反应；（2）计算298k时、电池反应的?rgmθ、?rsmθ、?rhmθ；（3）在298k、100kpa，电池反应的反应进度?=2mol时，谋电池所作的对称功解：（1）负极反应：hg(l)+br-=1/2hg2cl2(s)+e-正极反应：agcl(s)+e-→ag(s)+br-电池反应：hg(l)+agcl(s)=1/2hg2cl2(s)+ag(s)（2）?rgm=-zef=-1×0.06804×96500=-6.565kjmol-1δrsm?=z f(e)p＝1×96500×(-3.12×10-4)＝-30.11jk-1mol-1?t?δrhmθ=δrgmθ+tδrsmθ=-15.54kjmol-1(3)w电功=-2?rgm=13.13kj12.298k、p压力下，存有化学反应：ag2so4(s)+h2=2ag(s)+h2so4(0.1molkg-1)，未知：ag,ag2so4,so42?=0.627v，?ag/ag?=0.799v1）设计一对称电池，并写下电极反应和电池反应2）求该电池的电动势e。
设立活度系数都等同于1解：1）可逆电池为：(-)pt,h2(pθ)|h2so4(0.1mol/kg)|ag2so4(s)|ag(s)(+)负极:h2(pθ)→2h+(ah+)+2e-负极：ag2so4(s)+2e-→2ag(s)+so42-(aso42?)电池反应:ag2so4(s)+h2(pθ)→2ag(s)+so42-(a2)电池的电动势：e=eθ-so42?)+2h+(?h+)rt2ln(ah?)aso42?2frt2?=?-ln(ah?aso42?)ag,agso,so2f2442?=0.627-8.314?298ln[(0.2)2(0.1)]=0.698v2?9650013.在298k时，未知agbr的溶度积ksp(agbr)=4.88×10-13，e(agbr|ag)=0.0715v，eθ(br2|br-)=1.065v。