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

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)=5.928g

vcl2=ξrt/p=2.328dm3

2.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-dmag

t(ag+)=q+/q=m’ag/mag=(mag-dmag)/mag=(1.15-0.605)/1.15=0.474t(no3-)=1-

t(ag+)=1-0.474=0.526

3.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=0.01344

0.1?103?2030271.4?10?4+

-

2c?20.1?0.01344k=c(nh4)c(oh)/c(nh4oh)===1.831×10-5

1?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?bbbbz2

1｛0.025×12+0.025×（-1）2｝=0.025mol/kg21（2）i=｛0.025×22+0.025×（-2）2｝=0.1mol/kg

21（3）i=｛0.025×32+0.075×（-1）2｝=0.15mol/kg

2（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-1

1｛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±=0.7434

7.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+zncl2

t=298k时，e=1.015-4.92×10×(298-298)v=1.015v

-4

e?k-1=-4.92×10-4v

t?pmol-1=-97.95kjmol-1?rgm=-zef=-1×1.015×96500j

e?mol-1k-1?rsm=zf??=1×96500(-4.92×10-4)=-47.45j

t?t?rhm=?rgm+t?rsm

=-97.95+298×(-47.45×10-3)=-83.81kjmol-1mol-1?rq=t?rsm=298×(-47.45×10-3)=-14.15kj

8.25℃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，??=1.74×10-4v

t?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)