物理化学第七章-电化学(72)
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)=5.928gvcl2=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。
物理化学-第七章-电化学
通入的总电量：Q I t 0.23060 360库仑
电极上起化学反应物质的量：
n Q 360 0 00373mol zF 196500
析出Ag的质量： m=n×MAg=0.00373×107.88=0.403g
二、电导、电导率和摩尔电导率
体积与浓度的关系如何呢？
c n V
（mol·m-3）
若n为1mol
Vm
1 c
m
Vm
c
S·m2·mol-1
注意:c的单位:mol﹒m-3
3.电导、电导率和摩尔电导率之间的关系
G 1 R
K l A
G K
m
Vm
c
例： 298K时，将0.02mol·dm-3的KCl溶液放入 电导池，测其电阻为82.4Ω，若用同一电导池充 0.0025mol.dm-3的K2SO4溶液，测其电阻为 326Ω，已知298K时，0.02mol·dm-3的KCl溶液 的电导率为0.2768S．m-1 （1）求电导池常数； （2）0.0025mol．dm-3的K2SO4溶液的电率； （3）0.0025mol．dm-3的K2SO4溶液的摩尔电 导率。
★电池 汽车、宇宙飞船、照明、通讯、 生化和医学等方面都要用不同类型的化学 电源。
★ ⒊电分析 ★ ⒋生物电化学
§7-1 电解质溶液的导电性质 一、电解质溶液的导电机理
1．导体： 能够导电的物体叫导体。
第一类： 靠导体内部自由电子的定向运动而导电的物体
如 金属导体
石墨
性质:
A.自由电子作定向移动而导电
F:法拉第常数，即反应1mol电荷物质所需电量 1F=96500库仑/摩尔
物理化学第7章 电化学
放置含有1 mol电解质的溶液，这时溶液所具有的
电导称为摩尔电导率 Λ m
Λ m
def
kVm
=
k c
Vm是含有1 mol电解质的溶液
的体积，单位为 m3 mol1，c 是电解
质溶液的浓度，单位为 mol m3 。
摩尔电导率的单位 S m2 mol1
注意：
Λ 在 后面要注明所取的基本单元。 m
b、强电解质： 弱电解质：
强电解质的Λ m
与
c
的关系
随着浓度下降，Λ 升高，通 m
常当浓度降至 0.001mol dm3 以下
时，Λ 与 m
c 之间呈线性关系。德
国科学家Kohlrausch总结的经验
式为：
Λ m
=Λm (1
c)
是与电解质性质有关的常数
将直线外推至 c 0
得到无限稀释摩尔电导率Λm
-
- 电源 +
e-
+
e-
阴
阳
极
极
CuCl2
电解池
阳极上发生氧化作用
2Cl aq Cl2(g) 2e
阴极上发生还原作用
Cu2 aq 2e Cu(s)
三、法拉第定律
Faraday 归纳了多次实验结果，于1833年总结出该定律
1、内容：当电流通过电解质溶液时，通过电极 的电荷量与发生电极反应的物质的量成正比；
作电解池 阴极： Zn2 2e Zn(s)
阳极 2Ag(s) 2Cl 2AgCl(s) 2e
净反应： 2Ag(s) ZnCl2 Zn(s) 2AgCl(s)
2.能量变化可逆。要求通过的电流无限小。
二、可逆电极的种类
1、第一类电极
物理化学课件第七章_电化学
§7.2 电解质溶液的电导
一、电导G、电导率 、摩尔电导率m
二、电导的测定: 电阻R电导G 电导率 三、电导率和摩尔电导率随浓度的变化 四、离子独立运动定律
17
一、电导G、电导率 、摩尔电导率m
电阻:R=U/I(欧姆定律) 电阻率: = R(A / l) 单位： m
对于弱电解质：
m：全部电离，离子间无作用力
m ：部分电离，离子间有作用力
若电离度比较小，离子浓度比较低，则相互作用力可
忽略，导电能力全部决定于电离度。
= m / m
31
电离度
= m / m
M + A c c
（1-1价型） MA 平衡时: c(1 - )
(c ) 2 Kc c(1 )
15
解
1.20 g 1 (1) Q nzF 3 96500 C mol 197.0 g mol-1 = 1763 C
(2) t Q 1763 C 7.05104 s I 0.025 A
(3) n(O2 ) 3 n(Au) 4 1.20 g 3 mol = 3 4.57 10 4 197.0 g mol1
⒊ 电化学分析 ⒋ 生物电化学
2
电
化
学
（一）电解质溶液 ☆ （二）可逆电池电动势 ☆ （三）不可逆电极过程
3
§７.１ 离子的迁移
1.电解质溶液的导电机理
能够导电的物质称为导体。 第一类导体：金属——靠自由电子的迁移导电。 第二类导体：电解质溶液，熔融电解质，固体电解 质——靠离子的迁移导电。 电解质溶液的连续导电过程必须在电化学装置中 实现，而且总是伴随着电化学反应及化学能和电能 相互转换发生。
物理化学第七章电化学
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=Fn=FzQξ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。
物理化学电子课件第七章电化学基础
第一节 电化学的基本概念
三、离子的电迁移和迁移数
3. 离子迁移数 t有多种测定方法，这里主要介绍希托夫(Hittorf) 法。其原理是：分别测定离子迁出或迁入相应电极区的物质的量及发 生电极反应的物质的量，然后通过物料衡算得到离子迁移数。实验装 置如图7－3所示。
第一节 电化学的基本概念
三、离子的电迁移和迁移数 实验测定中的物料衡算思路为：电解后某离子剩余的物质的量
在电解池和原电池中，一般规定：在电极上发生氧化反应（失电 子）的电极为阳极，发生还原反应（得电子）的电极为阴极；电势较 高的电极为正极，电势较低的电极为负极。下面分别对电解池和原电 池进行讨论。
上述反应发生在电极与溶液的界面处，称为电极反应。电解池中
发生的总的化学反应称为电解反应，此处为
2HCl(l)
第二节 电解质溶液
表7－2 25 ℃时几种浓度KCl水溶液的电导率
第二节 电解质溶液
四、摩尔电导率与浓度的关系
科尔劳施 (Kolrausch)对电解质溶液的摩尔电导率进行了深入的 研究，根据实验结果得出结论：在很稀的溶液中，强电解质的摩尔电 导率Λm与其浓度c的平方根呈直线关系，即科尔劳施经验式：
2. 在稀溶液中，电解质的浓度和价型是影响γ±的主要因素。离子 强度I正是为反映这两个因素的综合影响而提出的，其定义为:
即溶液中每种离子的质量摩尔浓度乘以该离子电荷数的平方，所 得诸项之和的一半称为离子强度。
第二节 电解质溶液
3.德拜-休克尔极限公式 子活度因子 γi及离子的平均活度因子γ±的计算公式：
n电解后=该离子电解前的物质的量n电解前±该离子参与电极反应的物质的 量n反应±该离子迁移的物质的量n迁移，即
式（7－7）中的正负号根据电极反应是增加还是减少该离子在溶 液中的量以及该离子是迁入还是迁出来确定。
物理化学答案——第七章-电化学
第七章 电化学（一）基本公式和内容提要1 Faraday （法拉第）定律定义：当电流通过电解质溶液时，通过每个电极的电量与发生在该电极上电极反应的物质的量成正比。
Q = nzF2 离子迁移数定义：每种离子所传输的电量在通过溶液的总电量中所占的分数，以t 表示 Q r t Q r r ++++-==+, Q r t Qr r ---+-==+3 电导G ，电导率κ，摩尔电导率m Λ1I G RU -==1κρ=， A G lκ=m m V cκκΛ== 1c e l ll K R R Aκρ===其中，cell l K A=为电导池常数，c 为电解质的浓度，单位是mol/m 34 离子独立运动定律m ∞Λ = ｖ+()m A λ∞+ + ｖ-()m B λ∞-对于强电解质，在浓度较低的范围内，有下列经验关系（科尔劳乌施经验关系）：(1m m β∞Λ=Λ-对于弱电解质： m m α∞Λ=Λ （其中，α为解离度）5 离子平均活度a ±和离子平均活度系数γ±电解质的活度：(/)v v v va a a a m m θγ+-+-±±±===其中，1/()v v v γγγ+-±+-= ， 1/()v v vm m m +-±+-=6 德拜-休克尔极限公式ln Az z γ±+-=-式中I 为溶液离子强度212i iI m z =∑；在298 K 的水溶液中，11221.172kg molA -=，上式适用于10.01m ol kg I -≤ 的稀溶液。
7 可逆电池热力学r m G n E Fθθ∆=- (只做电功) r mG nEF ∆=-(只做电功)ln R T E K nFθθ=()()r mr m p pG ES nF T T∂∆∂∆=-=∂∂式中，()p E T∂∂是电池电动势随温度的变化率，称为电池电动势的温度系数。
物理化学第七章电化学
§7-2 离子的迁移数
通电前后各区域物质的量的变化情况：
上述结果表明： 电解后：三个区域的溶液都是电中性的 电解后，两电极附近的阴极区和阳极区中，浓度变化不相同。
Q u 1 ＝ n阴 Q_ u 3 式中 n阴 、 n阳 分别表示阴极区和阳极区内电解质克当量数（物质 的量）的减少。 2、离子的迁移数 某种离子的迁移数ti是指该离子迁移的电量Q+与通过溶液的总电 n阳
§7-1 电化学的基本概念和法拉第定律
如图所示：
§7-1 电化学的基本概念和法拉第定律
直流电源与两电极相连接，电流方向是电源外电路中由正极流 向负极，而电子流动的方向正好与之相反，是由电源外电路中由 负极流向正极。 电极反应 ：电子流到电极上，那么在电极上就会进行有电子得失 的化学反应 规定 ：发生氧化反应（也就是失去电子的反应）的电极就称为阳 极 发生还原反应（也就是得到电子的反应）的电极称为阴极。
m
§7—3 溶液的电导率和摩尔电导率
2、电导的测定，电导率和摩尔电导率的计算： 电导是电阻的倒数，因而可 电阻箱电阻 通过测定电解质溶液在某一 电导池中的电阻来确定其电 电可 导变 导，测定电阻可通过惠茨通 池电 电容 （wheatstone）电桥： 容（ 如图示： ）抵
消
A
D
阻待 测 电
B C
检零器
，这种离子的浓度反而降低了。
电解质实例： 1、两个惰性电极组成的电解池，假想可分为三个部分： 阴极区、中间区、阳极区 2、电解池中的溶液含有16克当量/mol的1—1型电解质。 3、通过电解池的总电量为4F（4mol F） 4、负离子的迁移速度U－是正离子迁移速度U+的3倍。
§7-2 离子的迁移数 如图所示：
物理化学_电化学
无论是原电池还是电解池，其共同的特点是， 无论是原电池还是电解池，其共同的特点是，当外 电路接通时： 电路接通时： 在电极与溶液的界面上有电子得失的反应发生； 在电极与溶液的界面上有电子得失的反应发生； 电子得失的反应发生 溶液内部有离子作定向迁移运动 离子作定向迁移运动。 溶液内部有离子作定向迁移运动。 极板与溶液界面上进行的化学反应电极反应 极板与溶液界面上进行的化学反应电极反应 两个电极反应之和为总的化学反应： 两个电极反应之和为总的化学反应： 原电池电池反应； 电解池 电解反应 原电池电池反应； 电解池电解反应 电池反应
AB Ex = EN AB′
9
§7.6 原电池热力学 1. 由E计算∆rGm 计算∆ 计算
例：Zn + CuSO4 === Cu + ZnSO4 恒温、恒压、可逆条件下： 恒温、恒压、可逆条件下： ∆ rGT , p = Wr′ 每摩尔电池反应所做的可逆电功为： 每摩尔电池反应所做的可逆电功为：
∆rGm
电池恒温可逆放电，吸热； 电池恒温可逆放电，吸热；
电池恒温可逆放电，放热。 电池恒温可逆放电，放热。
11
∆r H m = − ZFE + Qr
1) 可逆原电池
反应物
2) 电池外恒压反应
产物
过程(1): 过程
∆H=－ZFE＋Qr ＋
过程(2)： 过程 ： ∆H=Qp
过程(1)、 是状态函数) 过程 、(2) ∆H 相等 (因H是状态函数 因 是状态函数 与过程有关) 但 Qr ≠ Qp (因Q与过程有关 因 与过程有关 测E 和(∂E/∂T)p 可得到 Qp ∂ ∂
$
RT E=E − ln 2 F aZn2+ ⋅ pH2 / p$ aZn RT ln =E − 2F aZn2+
物理化学第七章 电化学
CdCl2 a Cd
Q Id t
t 电流表：指示测定时，电路中 的电流变化。
界面移动法可以较精确地测定离子迁移数，关键是如 何寻找一种指示溶液，能与被测溶液之间形成一清晰界面。 形成清晰界面的条件：
n电解后=该离子电解前的物质的量n电解前±该离子参与 电极反应的物质的量n反应±该离子迁移的物质的量n迁
移
由实验数据计算离子的迁移数时，如果所用电极也参加电极 反应时，应加以考虑。
例：用两个银电极电解AgNO3水溶液，在电解前，溶液中每1kg 水含43.50mnol AgNO3。实验后，银库仑计中有0.723mmol 的Ag 沉积。由分析知，电解后阳极区有23.14g水和1.390mmolAgNO3。 试计算t(Ag+)和t(NO3-)。 解：用银电极电解AgNO3溶液时，电极反应：
导电机理 电子导体：电子定向运动 离子导体：离子在溶液中定向迁移 电流流经导体 不发生化学变化 发生电解反应 温度升高 导电性下降 导电性上升
原电池和电解池的共同特点： 当外电路接通时在电极与溶液的界面上有电子得失的 反应发生，溶液内部有离子做定向迁移运动。
电极反应:把电极上进行的有电子得失的化学反应. 两个电极反应的总和对原电池叫电池反应，对电解池叫电解 反应。 注意：阴离子在阳极失去电子,失去电子通过外线路流向电源 正极.阳离子在阴极得到电子. 发生氧化反应的电极叫阳极,发生还原反应的电极叫阴极. 正负极依电势高低来定.
阳极：Ag→Ag++e阴极：Ag++e→Ag
电解前阳极区在23.14g水中有AgNO3为：
43.50 23.14 1.007mmol 1000
由库仑计中有0.723mmol的Ag沉积，则在电解池的阳极也有相 同数量的Ag被氧化为Ag+ 所以Ag+迁出阳极区的摩尔数为： (n电解前+n反应)-n电解后=1.007+0.723-1.390=0.340mmol
物理化学电子教案—第七章电化学
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2019/10/17
迁移数的测定方法
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2019/10/17
迁移数的测定方法
Hittorf 法中必须采集的数据： 1. 通入的电量，由库仑计中称重阴极质量的增加而得， 例如，银库仑计中阴极上有0.0405 g Ag析出，
IB I
t B是量纲为1的量，数值上总小于1。
由于正、负离子移动的速率不同，所带的电荷不
等，因此它们在迁移电量时所分担的分数也不同。
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2019/10/17
离子迁移数的定义
迁移数在数值上还可表示为：
t
I I I
Q Q Q
U U U
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2019/10/17
二、离子的电迁移率（离子淌度 ionic mobility ）
（1）单位电位梯度（电场强度）时离子迁移的速率。 它的单位是 m2 s1 V。1
U
E
U
E
（2）电迁移率的数值与离子本性、电位梯度、溶剂性
质、温度等因素有关，可以用界面移动法测量。
试求 Cu2+ 和 SO24 的离子迁移数。
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2019/10/17
迁移数的测定方法
解法1：先求
Cu2+
的迁移数，以
1 2
Cu2+
为基本粒子，已知：
M
(
1 2
CuSO4
)
79.75
g
mol1
n(电) 0.0405 g/107.88 g mol1 3.754 104 mol
物理化学电化学(新)PPT课件
波根多夫对消法
检流计中无电流通过时：
E E AC x N AC
.
38
§7.6 原电池热力学
根据热力学第二定律：
dGT，p = δW’r
又
W’=-EIt=-EQ,
δW’r = - Ed(zFξ) = dGT，p 则单位反应进度的反应：
ΔrGmG T,p zFE
标准态下进行的反应：ΔrGmӨ = - zFEӨ
3Δ )rG m zF ;Δ r E S m z F E T p Q rm , T Δ rS m
.
43
§7.7 电极电势和液体接界电势
1. 电极电势 选氢电极作为参考标准，定义其在标准态
下的电极电势为0，以此电极为负极与欲测电 极组成电池，测得此电池的电动势即为欲测电 极的电极电势,也称为还原电极电势。
之间的关系:
QzF
Q --通过电极的电量;
z -- 电极反应的电荷数（即转移电子数)
ξ--电极反应的反应进度;
F -- 法拉第常数, ≈96500 C·mol-1.
.
7
例题
0.20 A的电流通过 CuCl2溶液2 h，在 阴极上析出了Cu和H2，析出Cu的质量为 0.3745 g，求析出H2标准状况下的体积， Cu的相对原子质量为63.33。
17
5. 应用举例
(1)柯尔劳施公式可以求算弱电解质的极限摩尔电
导率。
例题
已知25℃HCl、CH3COONa和NaCl极限摩 尔电导率分别是426.16×10-4、91.01×10-4和
126.45 S·m2·mol-1, 求CH3COOH 的极限摩尔电 导率。
.
18
(2)计算弱电解质的解离度及解离常数
物理化学第七章 电化学(72)
电解质溶液的电导率可以看着是相距1m的两电极间放置 体积为1m3的电解质溶液的电导。
（3）摩尔电导率m 摩尔电导率---单位浓度的电解质溶液的电导率， 单位为S· 2· -1 m mol
m c
例题：在291K时，浓度为10mol· -3 的CuSO 4 溶液的电导率为 m 0.1434 S· -1，试求CuSO4的摩尔电导率 m (CuSO4 ) 和 ( 1 CuSO4 ) m 2 1 的摩尔电导率 m ( CuSO4 ) 2 解： 0.1434S m1 m (CuSO4 ) 14.34 103 S m2 mol 1 c(CuSO4 ) 10mol m3
1 0.1434S m 1 m ( CuSO4 ) 7.17 103 S m 2 mol 1 1 2 2 10mol m 3 c( CuSO4 ) 2 注意：
1.计算时浓度c的单位应采用mol· -3表示。 m 2. 在使用摩尔电导率这个量时，应将浓度为c的物质的基本 单元置于 m 后的括号内，以免出错。
单位：m 2 · -1· -1 V s
u t u u
u t u u
已知OH－离子的迁移速度是K+离子的3倍。
通电后：
电解质溶液中各区仍保持电中性，中部溶液浓度不变，但是 阴、阳两极部的浓度互不相同，且两极部的浓度比原溶液都 有所下降，但降低程度不同。
离子电迁移过程中的规律：
2 t ( SO4 ) 1 t (Cu 2 ) 0.711
§7.3 电导、电导率和摩尔电Fra bibliotek率• 3.1 定义
（1）电导G 电导---电阻的倒数，单位为S
G 1
R
1S 11
1
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计划学时：6学时
§7.1 电极过程、电解质溶液及法拉第定律
• 1.1 电解池和原电池
原电池：把化学能转换为电能的装置。 注意点： 电解池：把电能转换为化学能的装置。 ★ 化学能是指在恒T 恒 p下化学反应的ΔrG (在数值上等于Wr' ) ★ 只有自发化学反应(ΔG < 0)才有可能构成原电池，产生电功。 ★ 对于非自发化学反应(ΔG > 0)，需加入电功Wr ' 进行电解，
才能使反应进行，此时即构成电解池。 ★ 电极反应和电池反应
电极反应：在电极与溶液的界面上产生的伴随有电子得失的 氧化或还原反应。
电池反应：电池中各个电极反应、其它界面上的变化以及离 子迁移所引起的变化总和。它是电池中进行的氧化还原反应。
★ 电极名称和过程
电极 发生作用
电极电势 {电原解电池池
阳极 氧化作用 电势高，正(＋)极 电势低，负(－)极
• 2.2 离子迁移数的测定方法
希托夫（Hittorf）法 只要测定阳(阴)离子迁出阳(阴)极
区的物质的量及发生电极反应的物质 的量，即可求出离子的迁移数。
阳离子迁出阳极区的物质的量 ＝电解前阳极区电解质的物质的量 ＋电量计中电极反应的物质的量 －电解后阳极区电解质的物质的量
例 题 ：用铜 电极 电解 CuSO4 水 溶液 。电 解前 每 100g溶 液 中含 10.06g CuSO4 。通电一定时间后，测得银电量计中析出0.5008g Ag，并测知阳极区溶液重54.565g，其中含CuSO45.726g。试计 算溶液中 t (Cu2+)和 t (SO42+)。
Q (13 ) பைடு நூலகம் 1 9 .7 2 .0 0 g g m o l 1 1 9 6 5 0 0 C m o l 1 1 7 6 3 C
(b) 通电时间
tQ I0.0 12 75 6 C 3C s17.05104s
阳 极 : 1 2 H 2 O 1 4 O 2 ( g ) H z e
阴 极 : 1 A u 3 z e 1 A u ( s )
3
3
(c) 因为两极上通过的电流相等，且 Q zF
Q n((O O 22))zF4n(O2)zF n((AAuu))zF3n(Au)zF
所以 n (O 2 ) 3 4 n (A u ) 3 4 1 9 7 .1 0 .g 2 0 m g o l 1 4 .5 7 1 0 3 m o l
如果电极反应写成
分析:首先写出电极反应，根据已知条件求出电解前后Cu2+的
物质的量，以及发生电极反应的物质的量，从而求出离子的
迁移数。
解：
1 2 C u ( s ) 1 2 C u 2 ( a q ) e
对只有一种阴离子一种阳离子的溶液：
t
I I I
t
I I I
★ 特性
t t 1
I Asc zF I Asc z F
cz c z
或 tB 1
★影响因素： ① 电解质溶液浓度 √ ② 温度 √ ③ 电场强度 ×
★电迁移率：离子在指定溶剂中电场强度 E = 1 V·m-1时 的运动速度称为该离子的电迁移率
温度、压力、电解质浓度、电极材料和溶剂性质等因素的影响
★ 应用----电量计（库仑计） 依据法拉第定律，通过分析测定电解过程中电极反应
的反应物或产物物质的量的变化(常测量阴极上析出的物质 的量)来计算电路中通过的电量的测量装置称为电量计或库 仑计。最常用的有银电量计、铜电量计等。
例题：用强度为0.025A(A=C·s-1)的电流通过Au(NO3)3溶液，当 阴极上有1.2gAu(s)析出时，试计算：(a)通过了多少电量？ (b)需通电多长时间？ (c)阳极上放出多少氧气 ？已知Au(s)的 摩尔质量为197.0g·mol-1。
离子电迁移过程中的规律：
① 向阴、阳两极方向迁移的正、负离子的物质 的量的总和恰等于通入溶液的总的电量。
② + -Q Q 阴 阳 离 离 子 子 迁 迁 出 出 阴 阳 极 极 区 区 物 物 质 质 的 的 量 量
所以：
阳 离 子 迁 出 阳 极 区 物 质 的 量 t 发 生 电 极 反 应 的 物 质 的 量 t 阴 发 离 生 子 电 迁 极 出 反 阴 应 极 的 区 物 物 质 质 的 的 量 量
★电解质溶液的导电过程 ⅰ溶液中离子发生定向迁移
（2）法拉第定律
ⅱ电极上发生相应的电极反应
★ 电解时电极上发生化学反应的物质的量与通过电解池的电
荷量成正比。
Q n电F
n电 z
Q zF ， F 9 6 4 8 5 .3 0 9 C m o l 1
★ 适用范围 电解池和原电池都适用，是自然界最准确的定律之一。不受
uB B E
uB与迁移数的关系 ★ 离子的电迁移过程
单位：m 2 ·V -1·s -1
t
u u u
t
u u u
已知OH－离子的迁移速度是K+离子的3倍。
通电后：
电解质溶液中各区仍保持电中性，中部溶液浓度不变，但是 阴、阳两极部的浓度互不相同，且两极部的浓度比原溶液都 有所下降，但降低程度不同。
阳极 阴极
32H2O34O2(g)3H3e
Au33eAu(s)
计算结果是否一致？
§7.2 离子的迁移数
• 2.1 离子的电迁移与离子迁移数的定义
（1）电迁移：离子在电场作用下而引起的运动。
（2）离子迁移数
QQQ 或 III
★ 离子迁移数：某离子运载的电流与通过溶液的总电流之
比称为该离子的迁移数，用符号t 表示，量纲为一。
分析：首先写出电极反应，确定 z 的值，然后再根据法拉第 定律求解
解答：若电极反应写成：
(a)通过的电量
阳极: 12H2O14O2(g)H ze
阴极: 1Au3 ze 1Au(s)
3
3
Q zF , n (( A A u u )) (13 ) 1 1 9 .7 2 .0 0 g g m o l 1
阴极 还原作用 电势低，负(－)极 电势高，正(＋)极
• 1.2 电解质溶液和法拉第定律
（1）电解质溶液
★ 导体: 能导电的物质。
★ 分类： 第一类是电子导体。依靠自由电子的定向运动而导 电。在导电过程中自身不发生化学变化，温度升高，
导电能力降低。
第二类是离子导体。依靠离子的定向运动而导电。 温度升高，导电能力增强。