电池电动势的测定及其应用 (预习思考题)

原电池电动势的测定及应用预习思考题
1．对消法的原理是什么?为何测电动势不能使用伏特计?
答：对消法的原理是：在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电势，这样待测电池中就没有电流通过，外加电势差的大小就等于待测电池的电动势。

电池的电动势不能直接使用伏特计测量，要准确测定电池的电动势，只能在无电流通过的情况下进行。

2．测电动势时为何要使用盐桥?如何选用盐桥以适合不同的体系?
答：双液电池电动势的测定需用盐桥消除液体接界电势，减小误差，使测定的电解液的电动势更准确。

选择盐桥中电解质的要求是（1）高浓度（通常是饱和溶液）；（2）电解质正负离子的迁移率接近相等；（3）不与电池中的溶液发生反应,具体选择时应防止盐桥中离子与原电池溶液中的物质发生反应。

3．电极制备有何要求？何为可逆电极？如何实现可逆？
答：铂电极和饱和甘汞电极在使用前用蒸馏水淋洗干净。

若铂电极的铂片上有油污，应将其用丙酮浸泡，然后再用蒸馏水淋洗干净。

铜电极在使用前需进行处理。

首先在稀硝酸内浸洗，取出后用蒸馏水冲洗，然后用铜电极作阴极，铜棒作阳极，在镀铜溶液中进行电镀。

电流密度控制在20mA·cm-2左右，电镀约15min，取出后用蒸馏水淋洗。

锌电极先用稀硫酸浸洗，取出后用蒸馏水淋洗，然后浸入饱和硝酸亚汞溶液5s，取出后用滤纸擦干，使电极表面有一层均匀的汞齐，再用蒸馏水淋洗，最后用少许所测溶液淋洗即可使用。

醌氢醌电极的制备，取少许醌氢醌固体投入未知pH溶液中，搅拌使其成饱和溶液，然后插入铂电极即可。

可逆电极:电极反应是可逆的，通过电极的电流非常小，电极反应是在平衡电位下进行的电极。

实现电极可逆:电极反应要可逆，使得通过电极的电流非常小，维持电位的平衡。

4．醌氢醌电极可否在碱性条件下使用，为什么?
答：弱碱性可以，强碱性不可以，因为醌氢醌电极在pH>8.5以上的介质中，电极电势不稳定，在有其他氧化剂或还原剂存在时会引起误差，故仅能用于弱酸或弱碱性溶液，不能用于强碱性溶液的测定。

5．标准电池和工作电池各有何作用?电位差计使用注意事项
答：标准电池:用来校准工作电流以标定补偿电阻上的电位降。

提供稳定的已知数值的电动势，以此电动势来计算未知电池电动势。

工作电池:为整个电路提供电源，其值不应小于标准电池或代测电池的值。

电位差计使用注意事项:测定时电位差计按钮按下的时间应尽量短，以防止电流通过而改变电极表面的平衡状态。

6．分析表2-9-2，明白如何获得各栏实验数据
1）如何获得电池1计算值及相对误差
答：Hg Cl Hg Cl E ,,22-／V ＝0.2410-7.6×10-4(t/℃-25)，E r =（x 测平均-Hg Cl Hg Cl E ,,22-）/Hg Cl Hg Cl E ,,22-×100%。

2）如何获得电极Cu Cu |2+E 的测量值，计算值 答：读数得测量值，通过)
(1ln 22,2++-=+Cu F RT E E Cu Cu αϑ计算得计算值。

3）如何获得电极Zn Zn |2+E 的测量值，计算值 答：读数得测量值，通过)
(1ln 22,2+--=+Zn F RT E E Zn Zn αϑ计算得计算值。

4）如何获得未知溶液的PH 值
答：已知醌氢醌电极的标准电极电势E Q ，H2Q /V=0.6993-7.4×10-4（t-25），根据Q[α(Q)]+2H +[α(H +)]+2e -→QH 2[α(QH 2)],因微溶的醌氢醌（Q ·QH 2）在水溶液中完全解离成琨和氢琨，由于二者浓度相等而且很低，所以α(Q)≈α(QH 2)，所以根据实测的电动势，即可计算出未知溶液的pH 值。

7．思考可能产生误差的原因
答：①仪器的不准确：比如使用过久的仪器，比如电表，定值电阻等，可能就存在误差。

②读数的不准确：读电表时，存在每次读数都不一样，所以做实验时总要多次实验取平均值，以减小误差。

③电路连接方式不正确导致误差：给定不同的仪器，那么测电动势时的电路可能就不同。

如果按误差大的电路连接仪器，误差就很大。