第七章電化學(xué)

7.1用粕電極電解6c17溶液。通過(guò)的電流為20A,經(jīng)過(guò)15min后，問(wèn)：（1）

在陰極上能析出多少質(zhì)量的Co?（2）在的270C,1001^2下的0|,3）?

解：電極反應(yīng)為

陰梗.C/+2e?酚Cu[=2

陽(yáng)％2Q”

電極反應(yīng)的反應(yīng)進(jìn)度為

Q&

TF~tF

因此：

Mg"_?.54?*20-15*60

=5.928g

2,9M85309

xRT20,15,602314,300.15

-2328dms

2r96485.309WO

7.3用銀電極電解用由溶液。通電一定時(shí)間后，測(cè)知在陰極上析出工15卷的

Af,并知陰極區(qū)溶液中〃?的總量減少了08方8。求溶液中的卬靖）

和4040；）

解：解該類問(wèn)題主要依據(jù)電極區(qū)的物料守恒（溶液是電中性的）。顯然陰極區(qū)溶

液中NT的總量的改變D帽等于陰極析出銀的量%與從陽(yáng)極遷移來(lái)的銀的量

之差：

鋁工=一]小=詈=0474

i（M（^）=l-i（Ag*>I-0.474=0.526

7.4用銀電極電解KO水溶液。電解前每】像8溶液中含KaO-M22g。陽(yáng)極溶

解下來(lái)的銀與溶液中的cr反應(yīng)生成/aG）,其反應(yīng)可表示

為Ag=Ag*+-e,Ag*+CT=^&GG)

總反應(yīng)為

Ag+Cl=A?a^>c

通電一定時(shí)間后，測(cè)得銀電量計(jì)中沉積了0f136gAg,并測(cè)知陽(yáng)極區(qū)溶液重

“7.51g,其中含KCl0.6659g。試計(jì)算KC1溶液中的g和

解：先計(jì)算‘仁'）是方便的。注意到電解前后陽(yáng)極區(qū)中水的量不變，KCI量的

改變?yōu)?/p>

117-51-06659.AAWW/AA

100-0.74220K22-03a=0-M3g

該量由兩部分組成（1）與陽(yáng)極溶解的他?生成AgGG）,（2）從陰極遷移到陽(yáng)

極

0.6136O.2G780.61360.2078,

5

%一=-1-J=,LJ.>><■>.=29031（T

爾:1

"aV@.止.%"2Mur”107.868

'廠。Mf0.6136

/（K*）=I-?aA1-Q510=0.490

7.5用銅電極電解Q吟水溶液。電解前每100gdSO,溶液中含］0.06g

590，。通電一定時(shí)間后，測(cè)得銀電量計(jì)中析出050088用,并測(cè)知陽(yáng)極區(qū)溶

液重54.565g,其中含CoS。,5726g。試計(jì)算6sol溶液中的4%"）和

工的）。

解：同7.4。電解前后6SO■量的改變

54565-5726

Dy.=5.726.100-1006-10.06=0.2632g

從銅電極溶解的6"的量為

一%一f0.5008

=2'107.868=2切'叱mU

從陽(yáng)極區(qū)遷移出去的Gi加的量為

?0202.

&=D〃=232ll0'?看5k671函1。

因此,

里.嗎.望也.2'107的5財(cái)叱

1廠Q認(rèn)%05008

Z（SOf）=I-i（Cu*）=1-0.289=0.711

7.6在一個(gè)細(xì)管中，于093327moi山」的GdCly溶液的上面放入

0.073m嫉心f'的Li。溶液，使它們之間有一個(gè)明顯的界面。令55XmA的電

流直上而下通過(guò)該管，界面不斷向下移動(dòng)，并且一直是很清晰的。3976s以后,

界面在管內(nèi)向下移動(dòng)的距離相當(dāng)于1.Q02由…的溶液在管中所占的長(zhǎng)度。計(jì)算在

實(shí)驗(yàn)溫度250c下，G*%溶液中的代）和

解：此為用界面移動(dòng)法測(cè)量離子遷移數(shù)

心新誓

、"G產(chǎn)尸3’的2'累:、看7As嘰°心

，◎尸I-/（□>]-0434=0.雙

7.7已知250c時(shí)。02nwl山溶液的電導(dǎo)率為02768S加一，一電導(dǎo)池

中充以此溶液，在250c時(shí)測(cè)得其電阻為453W。在同一電導(dǎo)池中裝入同樣體積

的質(zhì)量濃度為0$558f3的8,溶液，測(cè)得電阻為1050W。計(jì)算（1）電導(dǎo)

池系數(shù)；（2）3溶液的電導(dǎo)率；（3）?3，溶液的摩爾電導(dǎo)率。

解：（1）電導(dǎo)池系數(shù)為

Q="=0.2768*453=125.4m1

（2）6:溶液的電導(dǎo)率

*=牛=Qiixs-

（3）溶液的摩爾電導(dǎo)率

110.983,01194

k=0.02388Sxn24

0.555-IO1-Mm

7.8已知250c時(shí)”01mci，TKCl溶液的電導(dǎo)率為一電導(dǎo)池

中充以此溶液，在250c時(shí)測(cè)得其電阻為4MlW。在同一電導(dǎo)池中裝入同樣體積

的濃度分別為dOOOSm&f3,0.00103,0.0020molf）和

0.0050mo4Mm"的N*Q溶液，測(cè)出其電阻分別為10910W,5494W,2772W

和11289W。試用外推法求無(wú)限稀釋時(shí)NaQ的摩爾電導(dǎo)率。

解：NaQ的摩爾電導(dǎo)率為

—0141，例

.ceKc&

造表如下

0.0005molMdm10.0010m“士」0.0020mdMln10.0050

10910WM94W2772W1128L9W

0.012510.012420.012310.01209

/S中i'*moC1刖of1/Smia>tnoT1/Sitn'jftioT1

作圖如下

無(wú)限稀釋時(shí)NK1的摩爾電導(dǎo)率：根據(jù)Kohlrausch方程’?=“擬和得

到

小0.01270amXoT1

7.9已知250c時(shí)叱位!a)=°Ol2a5sxml,<NH；)=0.49S試

計(jì)算”呵）及49）。

解：離子的無(wú)限稀釋電導(dǎo)率和電遷移數(shù)有以下關(guān)系

e=$與,』_2

V￡1(NH：>

。4昕：。*6皿105力2

?(g-)t；(NH<g)_Q509葉0912625

*(a)

=6.430'『SmiFoT

7.10已知250c時(shí)0-05nlmf’Gqooi溶液的電導(dǎo)率為%8T(Pswrl

計(jì)算CH38OH的解離度；及解離常熟三。所需離子摩爾電導(dǎo)率的數(shù)據(jù)見(jiàn)表

7.3.2o

解：CHjCOOH的解離反應(yīng)為

CHjCOOHfatCH/2OC+H*

查表知

￡*(H*)=34982.UT'S他’他41.￡i(AcO)=40.9*W*

\￡：*?>￡：(AcO)=190.72*1(T41

因此，

￡(AJCOH)3.68,lOrVlOOO*0.05^

B■—品M-2AIOOJ

=①處在上￡=竺理:些W$

小QI]31-aeI-001884

7.11250c時(shí)將電導(dǎo)率為0J41SRT的KCI溶液裝入一電導(dǎo)池中，測(cè)得其電阻

為525W。在同一電導(dǎo)池中裝入OJm?出?*的NH40H溶液，測(cè)得電阻為

2030Wo利用表732中的數(shù)據(jù)計(jì)算NHQH的解離度）及解離常熟注。

解：查表知網(wǎng)?？跓o(wú)限稀釋摩爾電導(dǎo)率為

￡i（NHjOH）=￡：（國(guó)開公（函）

-73.4*IG*+198O*1IT1-271.4*Iff4Snn'加“1

因此，

40H)_Ar(Ka)R(Ka)1

-

tJfNH.OH)cKQffl/DH)4cH)

0.14V525I

=0.01344

0.1*IO1*2030271.4*Iff*

抑&1_a：cO.OIW3*0.1

K==1.831,10

I-0.01344

7.12已知250c時(shí)水的離子積，=I-008'NBOH、HCI和NK!的公

分別等于0.024811&m2^noT1,0.M26161和0.0212645SM'MOT1。

求250c時(shí)純水的電導(dǎo)率。

解：水的無(wú)限稀釋摩爾電導(dǎo)率為

￡1(^0>4g>￡：簸*>￡*(NaQ)

=0.042616+0.024811-0.012645=0.054777S>ma>m??r1

純水的電導(dǎo)率

上&QAM.CH/O-ad：GiQA斤r￡：W））

=71.008*IO1,0.054777=5.500-Iff*Sbtn'1

7.13已知250c時(shí)的溶度積/=63*"B。利用表7.3.2中的數(shù)據(jù)計(jì)

算250c時(shí)用絕對(duì)純的水配制的AgBr飽和水溶液的電導(dǎo)率，計(jì)算時(shí)要考慮水的

電導(dǎo)率（參見(jiàn)題7.12）。

解：查表知3的無(wú)限稀釋摩爾電導(dǎo)率為

￡：(AgBr>￡：(Ag*>￡：(Br)

=61.92*IO-4+78.4*lff*=W032'1仃S-a1

A?8r飽和水溶液中&的濃度為

5cg

因此,

k=k（Kg^y-k（Hpy=%0）

=c區(qū)￡：（岫葉弧0）

=IO1V6.3*la0*140.32*tO*+5500*10-

=1664*WJSxmaxn<4'1

7.14已知250c時(shí)某碳酸水溶液的電導(dǎo)率為1.87-配制此溶液的水

的電導(dǎo)率為6'Itr'Sw/L假定只考慮H，8,的一級(jí)電離，且已知其解離常數(shù)

起=43riOT‘，又250c無(wú)限稀釋時(shí)離子的摩爾電導(dǎo)率為

￡j（H*）=349.82*Iff*1Z,：0JCOQ=44.5*10T1&??>??of1試

計(jì)算此碳酸溶液的濃度。

解：由于只考慮一級(jí)電離，此處碳酸可看作一元酸，因此，

K=■-——=pc=ae+

K

C-aceXG

=￡38J_上典CCQ上3g）

—8?）cQ-COj）一網(wǎng)80

'j+kzi5兩以后晟44

r4

k（H3CC\）=k-k網(wǎng)。）=1.87*10r*-6Iff

=181*104S*m1

￡：?8B>=￡：?）=3498TUT、445,

=39432"Wr'gi'wW

、i.8i*nr*\isri（r4p'i

394.32-104}394.32*1G*J4.312,?岷

=0.05376mol加'=5348*Iff$nwlf、

7.15試計(jì)算下列各溶液的離子強(qiáng)度：（1）0.025md>kg^NaQ.（2）

11

0.025mol也QISO4.（3）0.025md>kgLaQ?o

解：根據(jù)離子強(qiáng)度的定義

1=我3;

G)Z=1,025,P+0.025*G爐卜0.025rnolxkg1

(2)/=1^.025-2?+0.025,(-2y卜OJnwl.1

(3)/=g9025,"0075飛爐卜O.l5mohkgl

7.16應(yīng)用德拜-休克爾極限公式計(jì)算250c時(shí)ag2mol'-】CaQ,溶液中

g(Ca")g@)和3

解：離子強(qiáng)度

/=^.002*21+0.004*(■(/)=0.006mol*kg1

tg?(Ca*)--0.509,2a,#006--0.1577；?(Ca*)-06955

tgg(a>>-0509'G爐血006=-Q03X3;g(CT>0.9132

Igg.=-0.509*2,卜if*.006=-0.07885;=0.8340

7.17應(yīng)用德拜-休克爾極限公式計(jì)算250c時(shí)下列各溶液中的鼻：(1)

11

0.005mol4qg*埠所；(2)0-001md>kg"ZnSO4o

解：根據(jù)Debye-Huckel極限公式

Ig%=-M卜.田，250c水溶液中/=05093"」七】)"

(I)Z=2^.005-l2+0.005*Q1y}=0.005mol4g1

lggB=-0509'rG1>血005=-0.03599,梟=0.9205

(2)7=214-0.00V(-2力=0.004mol槐I

Igg.=-a509*2*G2>.004=-0.12877,g.=07434

7.18250c時(shí)碘酸領(lǐng)Ba。］)在純水中的溶解度為5/6,'假定

可以應(yīng)用德拜-休克爾極限公式，試計(jì)算該鹽在0.01maar'中CC,溶液中的

溶解度。

解:先利用250c時(shí)碘酸鐵BaQ。》在純水中的溶解度求該溫度下其溶度積。由

于是稀溶液可近似看作片?■,因此，離子強(qiáng)度為

+L09TUP'》叫

=I?38*Iff1mol*g1

lgg「.OSOT2'|-tVl?38*IO1--0.04120,g.■0.9095

勺="Ba*>a（IO；）=如：限［by=4*0.9095J,0.638*1（T,

=4.8983*MX-

設(shè)在0.01m“fr中3^溶液中B*Q°J的溶解度為上，則

“民=的肌'3+。8+?）

=3f）.0l4-b/b）mol4g1

Igg.■-0.509*2-卜l|-?

=-1/J63戲01+Q/b?

b=杵巴=’898710*2_4-10%

整理得到

lggfe=-01+4.9659*lOr*/ga)

采用迭代法求解該方程得4=06563

所以在0.01md心f'中溶液中的溶解度為

4965rl04

=7,566'UT*mol"」

-07563-

<*7566*10r*mdxdm'1

7.19電池息網(wǎng)。?13>戶叫°飽加浮液1%50柒料在250c時(shí)電動(dòng)

勢(shì)為0.9647V,電動(dòng)勢(shì)的溫度系數(shù)為1/M，KT，V#」。（1）寫出電池反應(yīng);

應(yīng)的口伍、DA?，生，以及電池恒溫可逆放電時(shí)該

反應(yīng)過(guò)程的

解：電池反應(yīng)為

|Pb+fHgjSO,==Hg+|PbSO4t=1

該反應(yīng)的各熱力學(xué)函數(shù)變化為

Drq=-xFB=-V96485.309*0.9647=-93.08kJwnol1

D4*"1'%485.309'L74'1。4-16.79J>m<41

11

D#.=Dr<4+7DA=-93.08*10+298115'1679=8&07kl?iol

Q.==29&15,16.79=5.006kJ%tol'1

7.20電池M%QOLWkP“KCl?Imt"^^5。麻電動(dòng)勢(shì)三與溫度

了的關(guān)系為

8/V=0.0694+1.88KIGJ77K-2.9'VJ*（T/KS

（1）寫出電池反應(yīng)；（2）計(jì)算250c時(shí)該反應(yīng)的D/4、DA、D,/以及電池

恒溫可逆放電時(shí)該反應(yīng)過(guò)程的O

解：（1）電池反應(yīng)為

jH,+iHgjO,===Hg+HQt=\

（2）250C時(shí)

ff-{0.0694+1881*lOr1,298.15-2驢UT，'298151）VM）3724V

群言=1.88VUX工58'Iff4,29R15=1.517*Iff*VxK1

因此，

DA=?zFE=-V96485309,03724=-3593kl二

D&==1*96485.309,1.517*MT'=14.64J^nol1

J

Dttfa-Dr<4+7DrS^?-35.93*10+298.15*M.64--31.57

0.==298115,16.79=4.365kJ胸&】

7.21電池&1Age/a淳液陶巴(■泄8的電池反應(yīng)為

Ag+|Hgaaa(f>==Hg

已知250c時(shí)，此電池反應(yīng)的D,月■=X35Jf(wP,各物質(zhì)的規(guī)定炳

&/j^rnNMC1分別為：&G)<255；AgQ0%.2；Hg0).77.4.

HgiGG1195.8。試計(jì)算250c時(shí)電池的電動(dòng)勢(shì)及電動(dòng)勢(shì)的溫度系數(shù)。

解：該電池反應(yīng)的各熱力學(xué)函數(shù)變化為

=77.4+96.2-4255-195^2=33.l5J^otlxK1

D伍=以治-TD4=5435-298L15*33.15=-4449JsmoT1

因此，

4449

=0.04611V

V9M85.309

33.15

3.436*W*V?u

I-96485.309=

7.22在電池m眄@〔00kp溶液明?m中，進(jìn)行如下兩個(gè)電

池反應(yīng)：

(1)Hj(g.100kPa>1,(?>==2HIl)

(2)100kPa>|Ia^>==Hl{i(ffl>=1}

應(yīng)用表771的數(shù)據(jù)計(jì)算兩個(gè)電池反應(yīng)的凹D,q和K。

解：電池的電動(dòng)勢(shì)與電池反應(yīng)的計(jì)量式無(wú)關(guān)，因此

爐=四g%(>)}-B{H*|國(guó)@)}=0535-0=0.535V

G)DrG*=-zfi?=-2'96485.309*0.535=-1032kJ-W

K*=exp{-D,(4/?T}=ecp{tO32107B_314,29815卜I22-IO-

(2)D/J?=-zFB=-V96485.309*0.535=-51.62Umtol'1

好=?cp{-D&伏T}=exp{5L62F07&3q29815}=LIT10^

7.23氨可以作為燃料電池的燃料，其電極反應(yīng)及電池反應(yīng)分別為

W.NHj^X30ff===!此8>qOQA3e'

陰w洱OQ>3e-==30ff

電iiMt應(yīng)NH心>HaG===：坨6）7珥。（|）

試?yán)梦镔|(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成Gibbs函數(shù)，計(jì)算該電池在250C時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電

動(dòng)勢(shì)。

解：查表知各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成Gibbs函數(shù)為

加3樓0?N⑷H5①

Dq/H>nwr11641：0-237.14

電池反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾Gibbs函數(shù)為

DGEDC皿0,?D?0?,.g)

=如G237.14>164=-339.28kJ^>du

s

DT(4AF=339.28*1096485.309=1.172V

7.24寫出下列各電池的電池反應(yīng)，并寫出以活度表示的電動(dòng)勢(shì)公式。

(DPt|H3s但0那0土30猴；0301Hg

(2)Zn[Za*租竊部))1s/@")》3nM

解：⑴

陽(yáng)根H,==2H*+2e

RMHgjO,+2e===2Hg+2CI

電池儂耳小口浜兩1%(?>==2Hg+2HO&何<3》

fyr

￡=0.7959-^-lno(Ha)

(2)

PH*Zn===Zn1*+2e'

Sn*+2e'==Sn>

電池反應(yīng)Zn+SQ”[伊“)}===Zn*Sn*[3加)}

胞?。継")

S=E

=015-(-0-7CT)-祭咚落票)

“a(Sn)

竺士2g二

S=0.913-醞一冬力一

7.25寫出下列各電池的電池反應(yīng),應(yīng)用表7.7.1的數(shù)據(jù)計(jì)算250C時(shí)各電池的

電動(dòng)勢(shì)及各電池反應(yīng)的摩爾Gibbs函數(shù)變，并指明各電池反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。

(1)Pt|H,?100kPa)|Ha相但Ct)?1肛0100kPa冷

⑵Zn[ZnO19alic1尸0一娜《1@|"

解：(1)電AXfi冉Q100kPa>0a&100kPa>=2HQ{?(tta>l}

RTtfa(HCl)

8=Et

討礴X再碼而)

=5=13580V

D「q=-而&=-2'9M85.309'1.3580=-2621kl=“一

D4＜。，反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行。

(2)電5tA應(yīng)ZnOX2Ag<30>—2Ag(s>Zndj5}

，~學(xué)喘然篇，電如-(一0.76》系QQJ

AMM.8L314*298.15-ATF

09851-2,湖85.309加05=0.9940V

Dg=-tFS=-2"96485.309*0.9940=-191.8H^nol1

Dg＜。，反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行。

7.26寫出下列各電池的電池反應(yīng)。應(yīng)用表7.7.1的數(shù)據(jù)計(jì)算250c時(shí)各電池的

電動(dòng)勢(shì)、各電池反應(yīng)的摩爾Gibbs函數(shù)變及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，并指明的電池反應(yīng)能

否自發(fā)進(jìn)行。

(I)odjcd1*{x(bd*)=ooi}|a-)=o.5)|a2@u?ki>a[pt

⑵{x(Pb*))=l|Ag*&(&*)}=帆

6可獷0.00041Cd*J?(Cd*)}=02|cd

解：(1)電池反應(yīng)

Cd(?53lOOkPa)==Cd*0.01]+20g(CI)=0.5}

根據(jù)Nernst方程

…烏一尸。

2*a(^gYp}

={1358-(-04028)卜學(xué)北部出和。了。卬}

=1.S378V

D4=--2,%485.309,1.8378=-354O5ma"

y"Pi2%48530Tl7??p_,=,m

=叫司=叫831了嬴15卜/M

(2)電池反應(yīng)

Pb(?2Ag*l}==2Ag0>Pb*?曲加)=1}

RTdg*尸(Ag)

S=8

丙『(Ag)然加)

=尬7994-GQ.1265?=0.9259V

Dq=-tF8=-2'96485.309,0.9259=-171fi7H加?T1

rT鬻山2.蠹圖譽(yù)乍2。世

(3)電池反應(yīng)

Zng>Cd4*S&M)=0.2)==Cd(?"，@&A)=0.0004}

8=8RT

?{.s-?黑鬻q等f(wàn)

=0.4400V

DR=-tFB=-T96485.309,0.4400=-84.91kJxmol

,

T%485.3090.3602g1.51,10w

83W2娓：51

7.27寫出下列各電池的電池反應(yīng)和電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算式。

AglAga^a^lHa^Aga^Ag

解：該電池為濃差電池，其電池反應(yīng)為

HCI&X*tHCIQ

因此，

￡=-不咤

7.28寫出下列電池的電池反應(yīng)。計(jì)算25℃時(shí)的電動(dòng)勢(shì)，并指明反應(yīng)能否自發(fā)

進(jìn)行。Pt|X2S)|x+(X-)=0』|x+(X-)=0.001)|X：?|Pt(X表示鹵素)。

解：該電池為濃差電池(電解質(zhì)溶液)，電池反應(yīng)為

X;((IC)=。q*rJC1{i(JC)=0.001)

根據(jù)Nernst方程，

0.001*314x298.15

In100=0.1183V

0.11x96485.309

由于ArO=-M&<0,該電池反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。

7.29應(yīng)用表741的數(shù)據(jù)計(jì)算下列電池在250c時(shí)的電動(dòng)勢(shì)。

Oi|CUSO,4=001mdW)|CuSO.^=0.1'[a*

解：該電池為濃差電池，電池反應(yīng)為

1

如30.生=0.1mol4g}%I?CuSO4{\=091mN匕'}

查表知g.{CuSOp0.014"&'}=04L%(CuSO4.Olkg^nol*}=016

用一/，一科-也“皿)

貳一印/一瓶施罰再

=?￥2空強(qiáng)加我^。1=0巾7

T96485.3096.U,6.1

7.30電池/凡01000加0。=。1@網(wǎng)附在250C

時(shí)電動(dòng)勢(shì)為14881V,試計(jì)算HC1溶液中HC1的平均離子活度因子。

解：該電池的電池反應(yīng)為

l

H,?.100kPa"0agi00kPa/*t23[=0.1moi.)

根據(jù)Nernst方程

戶RT.?3(Ha)_?RT.8門、

艮二吏.&g3}&g/p}="-不"但8

t?e6=(*-“10358-L4880r96485309g

\a(HQ>exp|一行-r-?P|----------a14*298.15----------1

3

-6320*101

%俱0)=睡&jby?心gici>寸我)

心眄)=耳三血50

7.31濃差電池叫吹向1的右加)1<^0,&1)1K50痼血，其中

*i=02mo!.、T,,tj=0.l;A2=0.02morkgT.yu=032,已知在兩液體接界處

Cd?*離子的遷移數(shù)的平均值為嶼")=0-刃。

1.寫出電池反應(yīng)；

2.計(jì)算25P時(shí)液體接界電勢(shì)反液界)及電池電動(dòng)勢(shì)從

解：電池反應(yīng)

CdSO.GQTCdSO.&J

由7.7.6式

國(guó)液的=&?T-)條h至~

■廣b'jg.Jb=0.2<0.1=0.02

%=%小小=0.02*0.32=0.0064

喉附=(0.37-0.63)8314X29815h工

e，'72X%48530900064

=-0003806V

電池電動(dòng)勢(shì)

E=途耐+喉界)=紅h2+《7.)生M乂

xFOtjtF0sl

.ST.<?tji3Mx298.15.0.02??

=2t—fa-==-=-----------------h---------=0A0A1i0A83V

*zF—96485.309O.OOM

7.32為了確定亞汞離子在水溶液中是以Hg+還是以由,形式存在，涉及了如下

電池

HNO,0.1$IHNO,0.13

甌硝0.20m"心硝＜1汞263國(guó)

測(cè)得在18（時(shí)的E=29mV,求亞汞離子的形式。

解：設(shè)硝酸亞汞的存在形式為跑并，則電池反應(yīng)為

爾。巾依51+小式曲入兄㈣川6”

T2NO；L（N.））+Hg1（NO,）a&（flg式NO,U}

電池電動(dòng)勢(shì)為

屈生八姐?、枞珞?/p>

tP環(huán)際；＞1陶（?《4）

作為估算，可以取“即幻■虱N5）式兩式NOjkEHg/NOj%）;^,

B=位叫

tPMg'隨2M

&314'298150263

2,96485.309Q-26?=0.02888V=29mV

所以硝酸亞汞的存在形式為兩于O

7.33M與0*生成配離子，其通式可表示為他6c,其中2為

正整數(shù)。為了研究在約2mo1，門的硫代硫酸鹽溶液中配離子的形式，在160C

時(shí)對(duì)如下兩電池測(cè)得反■78mV,4-W.3mV

37.5mmol^dkn*3Age50mmd^tai*

22molxkrf3

lOOmmd^kns

100mmolMchn*1.88mol^tai1Ag

213moi山§SO：0.25molxctai'3

求配離子的形式，設(shè)溶液中主要形成「種配離子。

解：（略）

734電池可見(jiàn)@100匹“特測(cè)pH杓浮液lllmoW/KCllHgq10Hg在

250c時(shí)測(cè)得電池電動(dòng)勢(shì)8~0.664V,試計(jì)算待測(cè)溶液的pH。

解：電極及電池反應(yīng)為

陽(yáng)根H,{^.lOOkPa}=2H*+2e

陰靴期內(nèi)2e==2Hg+20

電池反應(yīng)H30100kPa）+均］%（?>=通G>2Q'+2H*

查表知（表781）,在所給條件下甘汞電極的電極電勢(shì)為0.2799V,

則：

]&+學(xué)lna(H，[

4=4_&.=0.2799-

1、taaftr)1)2799-O.?4)-F

pH=-lga(H*)=-23.=

2303,RT

03841'96485.309

649

2.303*1314-298.15

7.35電池網(wǎng)漏。3胡某海利電和KG網(wǎng)Q網(wǎng)向在25。。，當(dāng)某溶液為pH

=3.98的緩沖溶液時(shí)，測(cè)得電池的電動(dòng)勢(shì)鳥=0228V；當(dāng)某溶液換成待測(cè)pH

的溶液時(shí)，測(cè)得電池的電動(dòng)勢(shì)&=0-%5】V。試計(jì)算待測(cè)溶液的pHo

解：電池反應(yīng)

陽(yáng)坡2Sb+犯0%施SbaOj+6H++6c

陰較3Hgd+M%油6附+6CT

電池反應(yīng)2Sb+犯0+Hgaa2%?SbQj+6H.+6a-

根據(jù)Nernst方程，電池電動(dòng)勢(shì)為

E=E9--^-In

設(shè)在兩種情況下H2。的活度相同，則

*￡31%485.3O9X(O"5"O28)_5并

二pHj=pH,49a

230W2.303x81314x298.15

7.36將下列反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，并應(yīng)用表7.7.1的數(shù)據(jù)計(jì)算25。（2時(shí)電池反應(yīng)的

DR及K.

(I)2Ag*+Ha(g)==2Ag+2H*

⑵Cd+Cd*==Cd+Ou*

(3)Sn*+Pb*=&I**4-Pb

解：(1)

B*=E(Ag*|Ag)-8(H*|H2(^)|Pt)=0.79M-0=0.7994V

D,G*=-tFB=-2*0.7994,96485.309=-154.3kJ?mol1

跨H器翳…

(2)CdlCd^lCu*ICu

ff?=S(a?*|Oi)-￡(Cd1*|Cd)=0.34-(-04028)=0.7428V

DrGj=-zF8=-2*0.7428*9M85.309=-1433kJ詢4

1433'1000

&314'2981：

&*=S(Pb1*|Pb)-S(Sn，Sn"|Pt)=-0.1265.0.15=-0.2765V

1

DrOf--zF8--2*C0.2765796485.309-53.36icJ^d

7.37(1)應(yīng)用表7.7.1的數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)員"+Ag*fxtIj+Ag在25。(3時(shí)的

平衡常

數(shù)占o(jì)

(2)將適量的銀粉加入到濃度為005md癡*的FeQ*。。溶液中，計(jì)算平衡

時(shí)Ag+的濃度(假設(shè)各離子的活度因子均等于1)。

解：(1)設(shè)計(jì)電池

Pt|Fea*,FeH|Ag*|Ag

即=S(Ag*|Ag)-Sfe*.Fe*|Pt)=0.7994-0.770=0.0294V

1

DrG*=-xFS=-0.0294796485.309=2837kJ>mol'

…卜嚕H簫劇=3⑷

(2)設(shè)平衡時(shí)Fe2+的濃度為x,則

F戶+Ag?fVFe"+Ag

xK0.05-x

(005-x)_=3i4t

因此，~?一',解此二次方程得到x=0.0439moidm"3。

7.38(1)試?yán)盟哪柹蒅ibbs函數(shù)計(jì)算在25℃于氫-氧燃料電池中進(jìn)行

下列反

應(yīng)時(shí)電池的電動(dòng)勢(shì)。

電@100kPa)+lOOkPa>==HQ?

(2)應(yīng)用表7.7.1的數(shù)據(jù)計(jì)算上述電池的電動(dòng)勢(shì)。

(3)已知D,生眄。。)}=-28583kJnnol1,計(jì)算25°C時(shí)上述電池電動(dòng)勢(shì)的

溫度系數(shù)。

解：(1)查表知D*q也qQ)}??237-129"="因此，

海入汽巴:叱=1229V

(2)設(shè)計(jì)電池

川0@lOOkPa)|H*fr(H*)=1卜@lOOkPa^Pt

6=1-A=1.229-0=1.229V

(3)

理。_DM_D此-D,q

{28583.6237.129)}IO1.

=^96485309^15=-&肘皿'4y

7.39已知25P時(shí)^^Pe)=-0,036V,R^|Fe>)=-0.770Vo試計(jì)算

應(yīng)25°C時(shí)電極Fe*Ee的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)占代㈤。

解：上述各電極的電極反應(yīng)分別為

Fe1*+3e===Ee(I)

Fe1*+e===Fe>⑵

Fe1*+2e==Fe(3)

顯然，<3)=(0-(2),因此，

DGJ產(chǎn)DR??螭比較)

-2叱(F『?|Fe)=-3F8隼產(chǎn)|Fe)+F8阿?

外。產(chǎn)|Fe)=ge*|Fe)S儂*|Fe?)}

=；fT0.036-0770)=-0439V

7.40已知25℃時(shí)AgBr的溶度積G=488x10方I網(wǎng))=在榜4V,

『[Bc：@)[Bc]=1.O65V。試計(jì)算25。(2時(shí)

(1)銀-溟化銀電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)肥(A迪?IM}；

(2)AgBrW的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)。

解：(1)設(shè)計(jì)電池&11.1*心,電池反應(yīng)為

AgBr(?)OAg*+Br-

根據(jù)Nernst方程

&=|AgPr卜)|&)一6?|Ag)-[h。(岫。

沉淀反應(yīng)平衡時(shí)￡=。，所以

-1必砌Ag)=颯*|Ag)+3G(QPr)

=0.79944-&314X2981538gxi0-u)

96485.309'/

=007tlV

(2)設(shè)計(jì)電池&1*8屈?|&,|蛛?伊口@)|6,電池反應(yīng)為

Ag(?)+^B<i(Z)=AgBr(t)

該反應(yīng)為"由⑸的生成反應(yīng)，

A?=-tFB*=-96485.309x(1.065-0.0711)=-95.90kJml-*

7.4125(時(shí)用伯電極電解ImoT&nT的HjSO,。

(1)計(jì)算理論分解電壓；

(2)若兩電極面積均為Ion',電解液電阻為WOC,H,(g)和。,Q)的超電勢(shì)；

與電流密度的關(guān)系分別為

4H&))/夕=0.472+0.1181g(J/Acm■")

=10?+0118|g^/Acn?a)

問(wèn)當(dāng)通過(guò)的電流為1mA時(shí)，外加電壓為若干。

解：(1)電解HjSO,溶液將形成電池該電池的

電動(dòng)勢(shì)1.229V即為口4。?的理論分解電壓。

(2)計(jì)算得到H1G)和。?1)的超電勢(shì)？分別為

9{H,fe))=0.472+0.118珀0」)=0.1180V

?(O,U>=1毓+0.118*004)=07080V

電解質(zhì)溶液電壓降：10-3X100=0.1V

因此外加電壓為：L229+^7080+0.1180)+0.1=2155V

第十章界面現(xiàn)象

10.3解：求解此題的關(guān)鍵在于弄清楚乙酸與Hg這兩互不相溶的液體界面上滴入

--滴水，達(dá)到平