第七章_电化学汇总

第七章电化学

（一）在298.2K时，以Pt为电极电解CuSO

4

溶液。在阴极有Cu析出，阳

极上放出O

2。若以0.2000A的电流通电30min于CuSO

4

溶液，试计算：

⑴在阴极上析出多少铜？

⑵阳极上放出O

2

的体积。

已知此温度时水的饱和蒸气压为23.76mmHg。

分析该题主要讨论在电池中发生电极反应的物质的量与通过的电量之间的定量关系，应通过法拉第定律加以解决。

解题⑴阴极上析出铜

⑵阳极上析出O

2

。

=0.02984g

则氧气的体积为

讨论应用法拉第定律解题时应注意式中M及z的取值。如对于阳极反应，则z=2；若取，则z=4，两种取法M／z的比值是相同的，即M和

z的取值必须和相对应的电极反应相一致。

（二）已知25℃时，0.02mol·dm-3KCl溶液的电导率为0.2768S·m-1。—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，装入同样体积的浓度为0.555g·dm-3的CaCl

2

溶液，测得的电阻为1050Ω，试计算：

⑴电导池常数；

⑵CaCl

2

溶液的电导率；

⑶CaCl

2

溶液的摩尔电导率。

分析本题重点考查有关电导、电导率、摩尔电导率、电导池常数等物理量之间的定量关系，要求能熟练运用公式，实现几个物理量之间的互求。

解题⑴求电导池常数

则

⑵求CaCl

2

溶液的电导率

由于电导池不变，故仍采用上述电导池常数数据

⑶求CaCl

2

溶液的摩尔电导率

查表得

则

（三）在25℃时CO

2

的压力为101.325kPa时，1dm3水中能溶解0.8226 dm3

的CO

2。如果空气中的CO

2

的含量为0.50％(体积百分数)，且CO

2

溶于水后仅产生

H+和。已知碳酸的一级电离标准平衡常数为4.7 ×10-7，

，

。试求25℃时，与101.32kPa空气完全平

衡时的蒸馏水的电导率。

分析根据题意可知，如能求得与101.325kPa空气呈平衡时蒸馏水中

C0

2(即H

2

CO

3

)的浓度以及摩尔电导率。

解题 25℃，时，1dm3水中能溶解0.8226dm3CO

2

，此时水中

CO

2

的量为

即水中CO

2

的浓度。

根据亨利定律，，25℃时亨利常数

则与101.325kPa空气呈平衡时的蒸馏水中CO

2

的浓度为

CO

2溶于水，与水分子形成碳酸(H

2

CO

3

)，碳酸能产生一级电离，平衡关系如

下：

平衡时 c(1-α) cα cα

将已知数据代入有

解此方程，得α=0.1532

∵

∴此溶液中H

2CO

3

的摩尔电导率为

此时，与101.325 kPa空气呈平衡时的蒸馏水的电导率

讨论本题中求与101.325kPa空气呈平衡时蒸馏水中CO

2

的浓度，涉及到应用前面所学的知识，即分压定律和亨利定律。在解题中需注意此类习题，这对于提高解决综合类型习题的能力是有益的。

（四）电池，电动势E(v)与温度T(k)的关系为

(1) 写出电池反应；

(2) 计算25℃时该反应的吉布斯函数变△

r G

m

、熵变△

r

S

m

、焙变△

r

H

m

以及

电池恒温可逆放电时反应过程的热Q

r,m

。

分析①电极反应的写法：

a．反应两边物料守恒；

b．反应两边电量守恒，且阴极上发生还原反应所得到的电子数与阳极上发生氧化反应所失去的电子数应相等。

c．注明参加电极反应各物质的相态及组成等。

d．不参加反应的物质(如反应介质，存在于介质中的一些离子等)可以不写出。

②恒温、恒压下电池反应的△G=-zFE是联系电化学与热力学的桥梁，由电池电动势可求电池反应的热力学函数的变化值。

解题⑴写电池反应

阳极反应：

阴极反应：

电池反应为

⑵25℃时电池可逆放电1F电量即z＝l时，电池反应有关量的计算为

25℃时

讨论⑴在一定温度下，电池电动势正为强度性质，与电池反应的写法及反应的物质的量的多少无关。而、、等皆为具有容量性质的状

态函数的增量。因此，具体的原电池热力学计算，必须和电化学反应的化学计量方程联系在一起；

⑵对于恒温、恒压下的可逆电池反应，由于系统与环境之间有电功交换，即所以，电池反应的可逆热效应

（五）电池，已知25℃时，，

，试计算：

⑴电池的电动势；

⑵电池反应的吉布斯函数变化值；

⑶电池反应的标准平衡常数。

解题⑴计算电池电动势

解法一由两电极的电极电势计算

解法二电池电动势的求算亦可结合电池反应由能斯特方程计算阳极反应：

阴极反应：

电池总反应为：

电动势

⑵