电化学试题

发布时间 : 星期一 文章电化学试题更新完毕开始阅读

时,求该温度下H2O(l)的摩尔电导率、解离度和H+的浓度。已知此时水的密度为998.6 kg·m-3。

-2-22-1-22-1??解:??=(3.4982×10+1.980×10 )S·m·mol=5.4782×10 S·m·mol ??????m,H2Om,Hm,OH c??HO2MH2O998.6kg?m?3??5.5416?104mol?m?3 ?3?118.02?10kg?mol?m,H2O3.8?10?6S?m?1???6.857?10?11S?m2?mol?1 4?3c5.5416?10mol?m????m,HO2??m,HO26.857?10?11S?m2?mol?1?9 ??1.252?105.4782?10?2S?m2?mol?1cH?????m,HO23.8?10?6S?m?1??6.937?10?5mol?m?3 ?22?15.4782?10S?m?mol4、有下列不同类型的电解质:①HCl;②MgCl2; ③CuSO4; ④LaCl3; ⑤Al2(SO4)3。设其均为强电解质,当它们的质量摩尔浓度均为0.025 mol·kg1时,试计算各种溶液的:(1)离子强

度;(2)离子平均质量摩尔浓度m±;(3)用德拜-休克尔极限公式计算离子平均活度因子γ±;(4)电解质的离子平均活度α±以及电解质的活度αB。 解:①HCl

(1) HCl =H++Cl- z+ = +1; z- = -1

I?1mz2?1(mH?zH?2?mCl-zCl-2)?1(m?12?m?12)?m?0.025mol?kg?1 2?BB22B(2)v+= 1; v-= 1 ; v= v+ + v-= 2

m??(m?m?)?(m?m)?m?0.025mol?kg?1

?????11112(3)德拜-休克尔极限公式lg????Az?z?lg????Az?z?kg-1)1/2 I ,室温和水溶液中,A=0. 509(mol·

I??0.509?1?1?0.025??0.08048 ; 所以 ???0.831

(4)?????0.025mol?kg?1?0.831??2.078?10?2 $?1m1.0mol?kgm???????(2.078?10?2)2?4.318?10?4

②MgCl2

(1) MgCl2 的离子强度 MgCl2 = Mg2++2Cl-

I?1mz2?1(mMg2?zMg2?2?mCl-zCl-2)?1(m?22?2m?12)?3m?0.075mol?kg?1 2?BB22B(2)v+= 1; v-= 2 ; v= v+ + v-= 3

m??(m?m?)?(m?(2m))?4m?0.0397mol?kg?1

?????1121313(3)德拜-休克尔极限公式lg????Az?z?kg-1)1/2 I ,室温和水溶液中,A=0.509(mol·

lg????Az?z?m?I??0.509?2?1?0.075??0.2788 ; 所以???0.526

0.0397mol?kg?1(4)?????$?0.526??0.0209

m1.0mol?kg?1??????(0.0209)3?9.129?10?6

③CuSO4

(1) CuSO4 = Cu2+ + SO42-

I?1mz2?1(mCu2?zCu2+2?mSO2-zSO2-2)?1(m?22?m?22)?4m?0.10mol?kg?1 2?BB22B44(2)CuSO4 = Cu2+ + SO42- ν+ = 1,ν﹣ = 1 ;ν = ν+ + ν﹣= 2

m??(m???m???)??(m1?m1)2?m?0.025mol?kg?1

(3)lg????Az?z?m?I??0.509?2?2?0.10??0.6438 ; 所以???0.227

110.025mol?kg?1?5.675?10?3 (4)?????$?0.227??1m1.0mol?kg??????(5.675?10?3)2?3.221?10?5

④LaCl3;

(1) LaCl3= La3+ + 3Cl-

I?1mz2?1(mLa3+zLa3+2?mCl-zCl-2)?1(m?32?3m?12)?6m?0.15mol?kg?1 2?BB22B(2)ν+ =1,ν﹣= 3 ;ν = ν+ + ν﹣= 4

m??(m???m???)??(m1?(3m)3)4?274m?0.0570mol?kg?1

(3)lg????Az?z?m?111I??0.509?1?3?0.15??0.5914 ; 所以???0.256

0.0570mol?kg?1?1.459?10?2 (4)?????$?0.256??1m1.0mol?kg??????(1.459?10?2)4?4.531?10?8

⑤Al2(SO4)3

(1) Al2(SO4)3= 2Al3+ + 3SO42-

I?1mz2?1(mAl3+zAl3+2?mSO2-zSO2-2)?1(2m?32?3m?22)?15m?0.375mol?kg?12?BB22B44(2)ν+= 2,ν﹣=3 ;ν = ν+ + ν﹣= 5

m??(m?m?)?((2m)?(3m))?108m?0.0638mol?kg?1

?????1231515(3)lg????Az?z?m?I??0.509?3?2?0.375??1.8702 ; 求得???0.0135

0.0638mol?kg?1?4?8.613?10(4)?????$?0.0135?

m1.0mol?kg?1??????(8.613?10?4)5?4.740?10?16

5、 试写出下列电极分别作为电池正极和负极时的电极反应

(1) Cu(s) |Cu2+ (2) Pt(s) |I2(s) |I (3) Hg(l)-Hg2Cl2(s) |Cl

(4) Pt|H2(g) |OH (5) Pt|O2(g) |H+ (6) Pt |Cr3+,Cr2O72-,OH

解:电极作为电池正极,发生还原反应,得到电子。所以对应的电极反应为: (1) Cu2+ + 2e– → Cu(s) (2) I2(s) +2e– →2I

(3) Hg2Cl2(s) +2e– →2Hg(l) + 2 Cl (4) 2H2O+2e– →H2(g)+ 2OH

(5) O2(g) +4H++4e–→2H2O (6) Cr2O72+7H2O +6e– →2Cr3+ +14OH

电极作为电池负极,发生氧化反应,失去电子。所以对应的电极反应为: (1) Cu(s)→ Cu2+ + 2e– (2) 2I→I2(s) +2e–

(3) 2Hg(l)+2 Cl→Hg2Cl2(s) +2e– (4) H2(g)+ 2OH→2H2O+2e–

(5) 2H2O→O2(g) +4H++4e– (6) 2Cr3+ +14OH→Cr2O72+7H2O +6e–

6、 写出下列电池所对应的化学反应

(1) Pt | H2(g ) | HCl(m) | Cl2(g) | Pt(s) (2) Ag | AgCl(s) | CuCl2(m ) | Cu(s) (3) Cd (s) | Cd2+ (m1 ) || H+ (m2) | H2(g) | Pt(s) (4) Ag | AgCl(s) | KCl(m) | Hg2Cl2(s) | Hg(l) (5) Sn (s) | SnSO4(m1 ) || H2SO4(m2 ) | H2(g )| Pt(s) 解:(1)负极: H2(g ) → 2H++ 2e–

正极: Cl2(g)+ 2e–→ 2Cl

电池反应:Cl2(g) + H2(g )→2 HCl(m) (2)负极:2Ag + 2Cl→2AgCl(s) +2e–

正极:Cu2+ + 2e–→Cu(s)

电池反应:2Ag +Cu2+ + 2Cl→ Cu(s) + 2AgCl(s) +2e–

(3) 负极: Cd(s)→Cd2++ 2e– 正极: 2H+ + 2e–→H2(g ) 电池反应:2H+ +Cd(s)→Cd2++ H2(g ) (4)负极:2Ag + 2Cl → 2AgCl(s) +2e–

正极:Hg2Cl2(s) +2e– → 2 Hg(l) +2Cl

电池反应:Hg2Cl2(s) +2Ag→ 2 Hg(l) +2AgCl(s) (5)负极:Sn(s) → Sn2+ +2e–

正极:2H++ 2e–→H2(g )

电池反应:Sn(s)+ 2H+→H2(g ) +Sn2+

7、 有如下电池: Ag | AgAc(s) | Cu(Ac)2(0.1 mol·kg1 ) | Cu(s),已知该电池的电动势E(298K)

=﹣0.372V,E(308K)=﹣0.374V,在该温度区间内,电动势E随温度T的变化是均匀的。

(a) 写出电池的电极反应和电池反应;

(b) 计算电池在298K时的ΔrGm ,ΔrSm 和ΔrHm 。 解:(a) 电池的电极反应和电池反应:

负极: 2Ag(s) + 2Ac–(?Ac–) → 2 AgAc(s) + 2e– 正极: Cu2+ (?Cu2+) + 2e– → Cu(s)

电池反应: 2Ag(s) + 2Ac–(?Ac–) + Cu2+ (?Cu2+)→ 2 AgAc(s) + Cu(s) (b) ΔrGm=-zFE =-2×96485×(-0.372) J·mol-1 = 71.78 kJ·mol-1;

(?0.374?(?0.372))??E??rSm?zF?J?mol?1?K?1??38.59J?mol?1?K?1??2?96485?(308?298)??T?p ?rHm??rGm?T?rSm?[71.78?1000?298?(?38.59)]J?mol?1?60.28J?mol?1 8、 电池Zn(s) | ZnCl2(0.05 mol·kg1 ) | AgCl(s) | Ag(s)的电动势与温度的关系为:

E/V=1.015﹣4.92×10-4 (T/K-298)

试计算在298K时,当电池有2mol电子的电荷量输出时电池反应的ΔrGm 、ΔrSm 、ΔrHm 以及此过程的可逆热效应Qr。

解:根据电动势与温度的关系E/V=1.015﹣4.92×10-4(T/K-298)

T=298K时,E = 1.015 V

ΔrGm=-zFE =-2×96485×(1.015)J·mol-1= -195.90 kJ·mol-1;

??E??4?1?1?1?1?rSm?zF???2?96485?(?4.92?10)J?mol?K??94.94J?mol?K

??T?pΔrHm=ΔrGm+TΔrSm?[?195.90?1000?298?(?94.94)]J?mol?1??224.19J?mol?1

Qr=TΔrSm = 298×(-94.94)J = -28.29 kJ·mol-1

9、 298K时,已知如下三个电极的反应及标准电极电势,如将电极(1)与(3)和(2)与(3)分别组成自发电池(设活度均为1),试写出电池的书面表示式;写出电池反应式并计算电池的标准电动势。

$(1) Fe2+ (?Fe2+) + 2e– = Fe (s) , ?Fe?﹣0.440V 2?|Fe$(2) AgCl(s) + e– = Ag + Cl(?Cl?) , ?Cl?0.2223V ﹣ AgCl?s? Ag﹣

联系合同范文客服:xxxxx#qq.com(#替换为@)