中南大学物化课后习题标准答案-10章-电极过程

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第十章氧化还原平衡习题答案

第十章氧化还原平衡习题答案

第十章氧化还原平衡习题答案

第十章氧化还原平衡

一、选择题

1.C

2. 将下列反应设计成原电池时,不用惰性电极的是( C )

(A)H2+Cl2══2HCl (B)2Fe3++Cu══2Fe2++Cu2+

(C)Ag++Cl-══AgCl (D)2Hg2++Sn2+══Hg22++Sn4+

3. C

4. C 写出电极反应的Nernst方程计算

5.已知电极反应ClO3-+6H++6e-══Cl-+3H2O的=-839.6kJ·mol-1,则Eθ(ClO3-/ Cl -)值为( A )(A)1.45V (B)0.73V (C)2.90V (D)-1.45V

6. B

7. B

8. D

9. A

10.已知Eθ(Zn2+/Zn)=-0.76V,下列原电池反应的电动势为0.46V,则氢电极溶液中的pH为( pH=5.07 D )

Zn+2H+(a mol·L-1)══Zn2+(1 mol·L-1)+H2(1.013×105Pa) 11.下列氧化还原电对中,Eθ值最大的是( D )(A)[Ag(NH3)2]+/Ag (B)AgCl/Ag (C)AgBr/Ag (D)Ag+/Ag

12. A

13.某电池(-)A/A2+(0.1 mol·L-1)‖B2+(1.0×10-2mol·L-1)‖B(+)的电动势E 为0.27V,则该电池的标准电动势Eθ为( C )(A)0.24V (B)0.27V (C)0.30V (D)0.33V

14. D

15.使下列电极反应中有关离子浓度减小一半,而E值增加的是( B )(A)Cu2++2e-══Cu (B)I2+2e-══2I-

中南大学大学物理课件 第10章静电场中导体和电介质

中南大学大学物理课件  第10章静电场中导体和电介质

A
q 4 0 r
q
2
RA
RB
1 1 u A uB dr ( ) 2 4 0 RA RB R A 4 0 r 4 0 R A RB 由定义 C q uA u B RB R A
讨论
q
RB RA 或RB
C 4 0 RA
孤立导体的电容
37
2. 有极分子的转向极化
+ + + + + + + + + + + + + +
+ +
+ + + +
f
M pe E外
加上外场
pe
f
E外
无外电场时 电矩取向不同
+
+ E + 外 + + + +
pe转向外电场
两端面出现
极化电荷层
38
二、极化强度
电极化强度(矢量)
23
②用导线连接A、B,再作计算
连接A、B,
Q q
q
( q )
中和
B
q q
A R1 O
R2
球壳外表面带电 Q q
R3
r R3

中南大学物化课后习题答案-10章-电极过程

中南大学物化课后习题答案-10章-电极过程

第10章电极过程

1.用间接方法求得298. 15K时,反应

H2+?02 ==== H20 (1)亠聲=-236. 65 kJ ・ mo「

试问29&15K时,非常稀的硫酸溶液的分解电压是多少?设用的是可逆电极,并且溶液搅拌得很好。(答案:1.226V)

解:•・•-沁

一空空竺亠2泗

U 二E:二F二zF 2x96485

2.29& 15K时低电流密度电解稀硫酸水溶液,用银作两极的电极材料,和用光滑铠作两极材料,试分别确定其分解电压(已知在银电极上〃“2=0.87 , 〃。2=

0. 96V,在光滑钳电极上〃腔=0.09, “02=0. 45V。并设稀硫酸水溶液中她=1)。(答案:3. 059V; 1.769V)

解:电解稀硫酸水溶液,就是电解水,其理论(可逆)分解电压为1.229, 考虑极化作用,则其实际分解电压=理论(可逆)分解电压+ S 超电压,

故,

用Ag作电极:

2 1.229 + 0.87 + 0. 96 = 3. 059 V

用Pt作电极:

2 1.229 + 0. 09 + 0. 45 = 1.769 V

3.某溶液中含 10 mol •dm3CdSO,, 10'mol Mm-3 ZnS04 和0. 5mol •dm USO,,

把该溶液放在两个铀电极之间,用低电流密度进行电解,同时均匀搅拌, 试问

① 哪一种金属将首先沉积在阴极上?

② 当另一种金属开始沉积时,溶液中先析出的哪一种金属所剩余的浓

度为多少?

(答案:6. 65X10" mol ・ dm 3)

— Cd.2"/Cd. 一

Cd.2r /Cd

中南大学物化课后习题标准答案-9--章-可逆原电池

中南大学物化课后习题标准答案-9--章-可逆原电池

第9章可逆原电池

1 •写出下列原电池中各电极反应、电池反应及E旳计算公式.

②Pt,H 2(101325Pa) | KOH@) I Q(101325Pa),Pt

④I :I :l ・」:-:

解:⑴负极Pb(s)+「(a-;J —PbSQ4(s)+2e

............................................... .正极Cu2+(-丄'')+ 2e —Cu(s)

2+

电池反应Pb(s)+SQ4(aEM) + Cu (a C2+) ==== PbSO4(s)+Cu(s)

⑵负极比(p® ) -2e —2H+ (a H+)

正极Q( p® ) + H 2O +2e —2OH -(a OH -)

.. ........ — ..... —.... ......... .... ... 电池反应H2(p®) + O(l)

O2( P®) —H2

(3)负极3H2( P H2)- 6e —6H+(aq)

正极Sb2Q(s) + 6e + 6H +(aq) —2Sb(s) +3H 20(1)

............................................... 电池反应Sb2O3 +3H2 ( P H2)—2Sb(s) + 3H 20(1)

⑷负极Ag(s) + I -(a i-) —AgI(s) + e

_______________________________________________ 正极AgCI(s) + e —Ag(s) + Cl ( a ci-)

大学物理第十章课后习题答案

大学物理第十章课后习题答案

E=
σ1 � σ 2 � σ � σ � en + e n + 3 e n − 4 en 2ε 0 2ε 0 2ε 0 2ε 0

静电平衡时, E = 0 ,故 σ 1 + σ 2 + σ 3 − σ 4 = 0 联立①②,可解得 σ 1 = σ 4 , σ 2 = −σ 3 . 故结论得证. 2.
-1-
自治区精品课程—大学物理学
题库
5. 在上题中,若 q=4×10-10 C,R 1=2cm ,R 2=3cm,求: (1) 导体球壳的电势; (2) 离球心 r=1cm 处的电势; (3) 把点电荷移到离球心 1cm 处,求导体球壳的电势. 6. 半径为 R 的导体球带有电荷 q,球外有一个内、外径分别为 R1 和 R 2 的同 心导体球壳,壳上带有电荷 Q. (1) 求两球的电势 U1 和 U2 ; (2) 求两球的电势差△U2; (3) 用一导线把球和球壳连在一起后,U1、U 2 和△U 分别是多少? (4) 在情形(1)(2) 中若外球接地, U1 、U 2 和△U 分别是多少? (5) 外球离地很远,内球接地,情况如何? 7. 如图所示, 平行板电容器极板面积为 S, 相距为 d, 其间有一厚为 t 的金属 片,略去边缘效应. (1) 求电容 C; (2) 金属片的位置对电容有无影响? 8. 如图所示, 面积为 1.0m 2 的金属箔 11 张平行排列, 相邻两箔间的距离都是 5.0mm ,奇数箔联在一起作 为电容器的一个极,偶数箔联在一起作为电容器的另一个极,求电容 C. 9. 如图所示 ,平行板电容器两极板 A、 B 相距 0.5mm ,放在金属盒 K 内,盒的上下两壁与 A、 B 分别相距 0.25mm ,不计边缘效应,电容器电 容变为原来的几倍? 若将电容器的一极板与金 属盒相连,此时的电容又为原来的几倍? 10. 有一些相同的电容器,每个电容都是 2.0Μf, 耐压都是 200V,现用它们连 成耐压 1000V, (1) C1 = 0.40µF ;(2) C2 = 1.2µF 的电容器, 各需电容器多少个? 怎样连接? 11. 两个电容器 C1 和 C 2 ,标定值为 C1 :200pF/500V; C2 :300pF /900V.将它们 串联后,加上 1000V 电压,是否会被击穿? 12. 如图所示 C1 = 20µF , C2 = 5µF , 先用 U=1000V 的电源给 C1 充电,然后将 K 拨向另一侧使 C1 与 C2 相连,求: (1) C1 和 C2 所带的电荷量; (2) C1 和 C2 两端的电压。 13. 无限长的圆柱导体,半径为 R ,放在介电常数 为 ε r 的无限大均匀介质中。

第10章--应用电化学--习题及答案

第10章--应用电化学--习题及答案

第10章--应用电化学--习题及答案

应用电化学

习题及答案

10-1 水的标准生成自由能是-237.191kJ mol-1,求在25℃时电解纯水的理论分解电压。

解:H2O=H2 +1/2O2, 电子转移数为2,则有

ΔG = - n F Emf = -237.191kJ mol-1(n=2),-*****=-2×*****×Emf, Emf=1.229V

10-2 298.15K时测得电池: Pt(s)| H2( pO) | HCl(b) | Hg2Cl2(s) | Hg(l) 的电动势与HCl溶液的质量摩尔浓度的关系如下

b×103/(mol kg-1) Emf / V 75.08 37.69 18.87 5.04 0.4119 0.4452 0.4787 0.5437 求(1)EO甘汞(2)b= 0.07508 mol kg-1时HCl溶液的??。解:负极反应:H2-2e-→2H+

正极反应:Hg2Cl2 +2e-→2Hg +2Cl- 电池反应:H2+ Hg2Cl2 →2H++2Hg +2Cl-

?a2(Hg)a2(HCl)?Θ

?所以有: E mf= E-RT/2Fln?= E-RT/2Fln?a2(HCl)? ?a(H)a(HgCl)?222??Θ

a(HCl)=a (H+) a(Cl-)=(??b/bΘ)2 E mf=EO甘汞- (2RT/F) ln(b/bO) 对于稀溶液,ln??=-A’(I/bΘ)1/2, 1-1价电解质I=b

(1) E mf+ (2RT/F) ln(b/bO)=EO甘汞+ (2RT/F) A’ (b/bO)0.5 , 以

物理化学第十章自测题

物理化学第十章自测题

第十章自测题

一、选择题

1.当发生极化作用时,两电极的电极电势的变化为( )。 (a )ϕ阳变大,ϕ阴变小 (b )ϕ阳变小,ϕ阴变大 (c )两者都变大 (d )两者都变小

2.用铜电极电解CuCl 2的水溶液,不考虑超电势,在阳极上将会发生的反应为(已知

V Cu

Cu

337.02=+

θϕ,V O

H O

23.122

ϕ,V Cl Cl

360.12

=-

θ

ϕ)

( )。 (a )析出氧气 (b )析出氢气

(c )析出铜 (d )铜电极氧化 3.已知V Fe

Fe 440.02-=+

θ

ϕ,V Cd

Cd 402.02-=+

θ

ϕ,将Fe(s)和Cd(s)的粉末投入含Fe 2+(0.10 mol ⋅kg -1)和含Cd 2+(0.001 mol ⋅kg -1)的溶液中,Fe(s)和Cd(s)粉将( )。 (a )都溶解 (b )Fe(s)不溶,Cd(s)溶解 (c )都不溶解 (d )Fe(s)溶解,Cd(s) 不溶

4.298K 时,在0.10 mol ⋅kg -1的HCl 溶液中,氢电极的可逆电势约为-0.06V ,当用铜电极电解此溶液,氢在Cu 电极上的析出电势应( )。 (a )大于-0.06V (b )等于-0.06V (c )小于-0.06V (d )无法判定 5.极谱分析仪所用的测量阴极为( )。

(a )电化学极化电极 (b )浓差极化电极 (c )理想可逆电极 (d )难极化电极

6.以石墨为阴极,电解0.01 mol ⋅kg -1NaCl 溶液,已知V Cl Cl

36.12

=-

θ

ϕ,02=Cl η,

物化课后习题,第10章,化学动力学

物化课后习题,第10章,化学动力学

第八章 化学动力学 —— 课后习题解答

难度级别:基础 ★ ,基础 2★,综合 3★,综合 4★,超纲 5★

对于作业:公式有必要切记,可是平时作业时最好是自己着手推导出比较简单的公式,而不是直接翻书,找到公式,套公式,这样的解题方式不值得提议。

1.(基础 ★ )气体反响 2222

为一级反响。在

-5 -1 。求半衰期和反响 2h 后分

SO Cl = SO + Cl 593K 时的 k = × 10s

解的百分比。

解: t 1/ 2 ln 2

0.693

31500 s (计算有点误差 31507 s ),

k 2.20 10 5

ln

c 0

x

kt

2.2 10 5

2

3600 1.584 10 1

c 0

c 0

1 ,

x 1.1716 1

c 0 x 1.1716

c 0

1.1716

100% 14.65%

x

1

c 0

2.(基础 ★ )镭原子演变成一个 Rn 和一个 α粒子。它的半衰期是 1622 年,反响是一级。问 1g 无水溴化

镭 RaBr 在 10 年内能放出多少

RnRn 的量用 0℃ ,标准压力下的体积( cm 3

)来表示。

2 解: k

ln 2 / t 1/ 2 0.692 /1622 4.273 10 4 a 1 ,

ln

c 0 x

kt 4.273 10 4 10 4.273 10 3 ,

c 0

c 0

1.00428

c 0 x

1g 无水溴化镭的物质的量为

在同一个密闭的容器中

1 0.00259mol ,也就是溴离子物质的量

386

0.00259 1.00428

x 1.105 10 5 mol

0.00259 x

中南大学物化课后习题答案-10章-电极过程

中南大学物化课后习题答案-10章-电极过程

第10章电极过程

1.用间接方法求得298. 15K时,反应

H2+?02 ==== H20 (1)亠聲=-236. 65 kJ ・ mo「

试问29&15K时,非常稀的硫酸溶液的分解电压是多少?设用的是可逆电极,并且溶液搅拌得很好。(答案:1.226V)

解:•・•-沁

一空空竺亠2泗

U 二E:二F二zF 2x96485

2.29& 15K时低电流密度电解稀硫酸水溶液,用银作两极的电极材料,和用光滑铠作两极材料,试分别确定其分解电压(已知在银电极上〃“2=0.87 , 〃。2=

0. 96V,在光滑钳电极上〃腔=0.09, “02=0. 45V。并设稀硫酸水溶液中她=1)。(答案:3. 059V; 1.769V)

解:电解稀硫酸水溶液,就是电解水,其理论(可逆)分解电压为1.229, 考虑极化作用,则其实际分解电压=理论(可逆)分解电压+ S 超电压,

故,

用Ag作电极:

2 1.229 + 0.87 + 0. 96 = 3. 059 V

用Pt作电极:

2 1.229 + 0. 09 + 0. 45 = 1.769 V

3.某溶液中含 10 mol •dm3CdSO,, 10'mol Mm-3 ZnS04 和0. 5mol •dm USO,,

把该溶液放在两个铀电极之间,用低电流密度进行电解,同时均匀搅拌, 试问

① 哪一种金属将首先沉积在阴极上?

② 当另一种金属开始沉积时,溶液中先析出的哪一种金属所剩余的浓

度为多少?

(答案:6. 65X10" mol ・ dm 3)

— Cd.2"/Cd. 一

Cd.2r /Cd

中南大学物化课后习题答案-10章-电极过程

中南大学物化课后习题答案-10章-电极过程

第10章电极过程1.用间接方法求得298.15K时,反应

H 2+?O

2

==== H

2

O(l)=-236.65 kJ·mol-1

试问298.15K时,非常稀的硫酸溶液的分解电压是多少?设用的是可逆电极,并且溶液搅拌得很好。(答案:1.226V)

解:∵= - zFEΘ

∴U分 = E理 = EΘ=

2.298.15K时低电流密度电解稀硫酸水溶液,用银作两极的电极材料,和用光滑铂作两极材料,试分别确定其分解电压(已知在银电极上ηH2=0.87 ,ηO2=0.96V,在光滑铂电极上ηH2=0.09,ηO2=0.45V。并设稀硫酸水溶液中a H2O=1)。(答案:3.059V;1.769V)

解:电解稀硫酸水溶液,就是电解水,其理论(可逆)分解电压为1.229,考虑极化作用,则其实际分解电压 = 理论(可逆)分解电压 + ∑

超电压,故,

用Ag作电极:

U

= 1.229 + 0.87 + 0.96 = 3.059 V

用Pt作电极:

U

= 1.229 + 0.09 + 0.45 = 1.769 V

3.某溶液中含10-2mol·dm-3CdSO

4,10-2mol·dm-3ZnSO4和0.5mol·dm-3H

2

SO

4

把该溶液放在两个铂电极之间,用低电流密度进行电解,同时均匀搅拌,试问

①哪一种金属将首先沉积在阴极上?

②当另一种金属开始沉积时,溶液中先析出的哪一种金属所剩余的浓

度为多少?

(答案:6.65×10-15 mol·dm-3)

解:(1)

在此溶液中,,,而查表知:

∴一定有:,故金属Cd先析出。

(2)在金属锌析出时Cd2+的浓度应满足关系:

物化课后习题,第10章,化学动力学

物化课后习题,第10章,化学动力学

第八章 化学动力学* ——课后习题解答

难度级别:基础★,基础2★,综合3★,综合4★,超纲5★

关于作业:公式有必要牢记,但是平时作业时最好是自己动手推导出比较简单的公式,而不是直接翻书,找到公式,套公式,这样的解题方式不值得提倡。1.(基础★)气体反应SO 2Cl 2 = SO 2 + Cl 2为一级反应。在593K 时的k = 2.20×10-5 s -1

。求半衰期和反应2h 后分解的百分比。解:1/25

ln 20.693

315002.2010t s k -=

==⨯(计算有点误差31507 s )

, 510

0ln

2.21023600 1.58410c kt c x

--==⨯⨯⨯=⨯- 0000

1 1.17161

1.1716100%14.65%1.17161c x x c x c c -===⨯=--,

2.(基础★)镭原子蜕变成一个Rn 和一个α粒子。它的半衰期是1622年,反应是一级。问1g 无水溴化

镭RaBr 2在10年内能放出多少Rn ?Rn 的量用0℃,标准压力下的体积(cm 3

)来表示。解:41

1/2ln 2/0.692/1622 4.27310k t a --===⨯,

430

0ln

4.2731010 4.27310c kt c x

--==⨯⨯=⨯-, 0

0 1.00428c c x

=- 1g 无水溴化镭的物质的量为1

0.00259386

mol =,也就是溴离子物质的量 在同一个密闭的容器中

50.00259

1.00428 1.105100.00259x mol x

-=⇒=⨯-

中南大学精品课程工科大学化学(物理化学)电极过程部分习题及解答

中南大学精品课程工科大学化学(物理化学)电极过程部分习题及解答

第10章电极过程1.用间接方法求得298.15K时,反应

H

2+?O

2

==== H

2

O(l)=-236.65 kJ·mol-1

试问298.15K时,非常稀的硫酸溶液的分解电压是多少?设用的是可逆电极,并且溶液搅拌得很好。(答案:1.226V)

解:∵= - zFEΘ

∴U分 = E理 = EΘ=

2.298.15K时低电流密度电解稀硫酸水溶液,用银作两极的电极材料,和用光滑铂作两极材料,试分别确定其分解电压(已知在银电极上ηH2=0.87 ,ηO2=0.96V,在光滑铂电极上ηH2=0.09,ηO2=0.45V。并设稀硫酸水溶液中a H2O=1)。(答案:3.059V;1.769V)

解:电解稀硫酸水溶液,就是电解水,其理论(可逆)分解电压为

1.229,考虑极化作用,则其实际分解电压 = 理论(可逆)分解电

压 + ∑超电压,故,

用Ag作电极:

U

= 1.229 + 0.87 + 0.96 = 3.059 V

用Pt作电极:

U

= 1.229 + 0.09 + 0.45 = 1.769 V

3.某溶液中含10-2mol·dm-3CdSO

4,10-2mol·dm-3ZnSO4和0.5mol·dm-3H

2

SO

4

把该溶液放在两个铂电极之间,用低电流密度进行电解,同时均匀搅拌,试问

①哪一种金属将首先沉积在阴极上?

②当另一种金属开始沉积时,溶液中先析出的哪一种金属所剩余的

浓度为多少?

(答案:6.65×10-15 mol·dm-3)

解:(1)

在此溶液中,,,而查表知:

∴一定有:,故金属Cd先析出。

(2)在金属锌析出时Cd2+的浓度应满足关系:

物化课后习题第10章化学动力学

物化课后习题第10章化学动力学

第八章 化学动力学( ——课后习题解答

难度级别:基础★,基础2★,综合3★,综合4★,超纲5★

关于作业:公式有必要牢记,但是平时作业时最好是自己动手推导出比较简单的公式,而不是直接翻书,找到公式,套公式,这样的解题方式不值得提倡。 1.(基础★)气体反应SO 2Cl 2 = SO 2 + Cl 2为一级反应。在593K 时的k = 2.20×10-5 s -1。求半衰期和反应2h 后分解的百分比。 解:1/25

ln 20.693

315002.2010

t s k -=

==⨯(计算有点误差31507 s ), 510

0ln

2.21023600 1.58410c kt c x

--==⨯⨯⨯=⨯- 0000

1 1.17161

1.1716100%14.65%1.17161c x x c x c c -===⨯=--,

2.(基础★)镭原子蜕变成一个Rn 和一个α粒子。它的半衰期是1622年,反应是一级。问1g 无水溴化镭RaBr 2在10年内能放出多少Rn ?Rn 的量用0℃,标准压力下的体积(cm 3)来表示。

解:41

1/2ln 2/0.692/1622 4.27310k t a --===⨯,

430

0ln

4.2731010 4.27310c kt c x

--==⨯⨯=⨯-, 0

0 1.00428c c x

=- 1g 无水溴化镭的物质的量为1

0.00259386

mol =,也就是溴离子物质的量 在同一个密闭的容器中

50.00259

1.00428 1.105100.00259x mol x

-=⇒=⨯-

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解: 电解稀硫酸水溶液,就是电解水,其理论(可逆)分解电压为1.229,考虑极化作用,则其实际分解电压 = 理论(可逆)分解电压 + ∑超电压,故,
用Ag作电极:
U分= 1.229 + 0.87 + 0.96 = 3.059 V
用Pt作电极:
U分= 1.229 + 0.09 + 0.45 = 1.769 V
解:当cZn2+= 1.0×10-4mol·dm-3时,有
析出H2时,有EH+/H2= (-0.05916)×pH-0.72
不让H2析出时,需要:EH+/H2≤EZn2+/Zn
即:(-0.05916)×pH - 0.72≤ (-0.8811)
解得: pH ≥ 2.7
5.298.15K电解精炼铜的酸性溶液内含铜st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="30" UnitName="g">30g·dm-3,离子活度系数 ,若电解液中含有杂质银,试问要得到精铜,电解液中银含量最大不能超过何值(设电积时铜的超电压可以忽略,最大银含量时Ag+的 )?(答案:2.54×10-8mol·dm-3)
解:
Cu与H2同时析出时,有:
∴ mol·kg-1
11.外加电压使下面电解池发生电解作用:
Pt|CdCl2·(1mol·kg-1),NiSO4(1mol·kg-1)Pt
当外加电压逐渐增加时,电极上首先发生什么反应?此时外加电压至少为多少(设不考虑超电压,电解质活度系数均为1,T=298K )?
要使H2先与Zn析出,则:
E(H2,析)≥EZn2+/Zn
E(H2,析)=பைடு நூலகம்-0.05916×pH-0.4≥-0.7628
pH≤6.13
H2析出时,Fe2+活度应满足关系:
-0.4402 + 0.02958lgαFe2+≤-0.7628
αFe2+=cFe2+ ≤1.24×10-11
10.在0.50mol·kg-1CuSO4及0.01mol·kg-1H2SO4的溶液中,使Cu镀到铂极上,若H2在Cu上的超电压为0.23V,当外电压增加到有H2在电极上析出时,试问溶液中所余Cu2+的浓度为多少?(答案:5.504×10-20mol·kg-1)
3.某溶液中含10-2mol·dm-3CdSO4,10-2mol·dm-3ZnSO4和0.5mol·dm-3H2SO4,把该溶液放在两个铂电极之间,用低电流密度进行电解,同时均匀搅拌,试问
①哪一种金属将首先沉积在阴极上?
②当另一种金属开始沉积时,溶液中先析出的哪一种金属所剩余的浓度为多少?
(答案:6.65×10-15mol·dm-3)
解:
铜中不含Ag,则 ≤ ,即: ≤0.2644
解得: ≤ 8.98×10-9mol·dm-3
6. 电解pH=5的CdCl2溶液时,Cd2+的浓度为多少时H2开始析出? 已知H2的超电压为0.48V。(答案:2.316×10-3mol·dm-3)
解: ,
氢气析出时,有: ≤
∴ ≤2.4175×10-13mol·dm-3
第10章电极过程
1.用间接方法求得298.15K时,反应
H2+?O2==== H2O(l) =-236.65 kJ·mol-1
试问298.15K时,非常稀的硫酸溶液的分解电压是多少?设用的是可逆电极,并且溶液搅拌得很好。(答案:1.226V)
解: ∵ = -zFEΘ
∴U分=E理=EΘ=
2.298.15K时低电流密度电解稀硫酸水溶液,用银作两极的电极材料,和用光滑铂作两极材料,试分别确定其分解电压(已知在银电极上ηH2=0.87 ,ηO2=0.96V,在光滑铂电极上ηH2=0.09,ηO2=0.45V。并设稀硫酸水溶液中aH2O=1)。(答案:3.059V;1.769V)
解:铜的阴极电势为:
不析出H2的最低阴极电势为:
8.用电解沉积Cd2+的方法分离某中性水溶液中的Cd2+和Zn2+。已知该溶液中Cd2+和Zn2+的浓度均为0.1mol·kg-1,H2在Cd和Zn上的超电压分别为0.48 V和0.70V。试问在298.15K时分离效果怎样?有没有氢析出干扰(设Cd2+和Zn2+的活度近似等于浓度)?
7.将含0.05mol·dm-3硫酸的0.1mol·dm-3硫酸铜溶液于298.15K进行电解,当两价铜离子的浓度减少到1×10-7mol·dm-3时,阴极电势为何值?在不让氢析出的条件下,阴极电势可能的值为多少(设电解液的pH=0.15,氢在铜上的超电压为0.33V)?
(答案:0.133;-0.3389V)
(答案:6.14;1.22×10-11)
解:EFe2+/Fe= -0.4402 + 0.0296lgcFe2+
= -0.4402 + 0.0296lg1 = -0.4402 V
EZn2+/Zn= -0.7628 + 0.0296lgcZn2+
= -0.7628 + 0.0296lg1 = -0.7628 V
解: (1)
在此溶液中, , ,而查表知:

∴一定有: , 故金属Cd先析出。
(2) 在金属锌析出时Cd2+的浓度应满足关系:
(-0.4026) + 0.02958 lgcCd2+= (-0.7628) + 0.0296lg(0.01)
解得:cCd2+= 6.65×10-15mol·dm-3
4.电解某溶液在阴极上有Zn沉积,H2在Zn上的超电压为0.72V,欲使溶液中Zn2+的浓度降到10-4mol·dm-3,阴极仍不析出H2气,溶液的pH值最小应控制为多少?(答案:2.7)
(答案:3×10-21mol·dm-3;无)
解: 在Cd电极上:
在Zn电极上:
而Cd和Zn的析出电势为:
Cd和Zn的析出电势都大于H2的析出电势,所以没有H2析出干扰,且Cd优先析出
当Zn析出时,Cd2+浓度应该降为:
≤ ,解得 ≤6.64×10-14mol·dm-3
9.某溶液中含Zn2+和Fe2+,活度均为1。已知氢在铁上的超电压为0.4V,如欲使离子析出次序为Fe、H2、Zn,则298.15K时溶液的pH值最大不得超过多少?在此pH溶液中,H2开始析出时Fe2+的活度降为若干?
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