电化学思考题Chapter7.docVIP

VII 可逆电池电动势 电化学的特点是什么? 电解质溶液相关知识。 电解质溶液在连续导电的过程中，必须在导电装置中实现（原电池或电解池），有电化学反应的发生和化学能与电能的转化。 导体有两类：金属导体（自由电子迁移）；电解质溶液或熔融电解质（离子的迁移）。 2、法拉第常数：1 F = L?e = 6.022×1023 mol-1×1.6022×10-19 C = 96485 C/mol ≈ 96.5 kC/mol） 3、法拉第定律：Q = n z F。电解池发生化学反应的结果是产生了连续电流。 能量分析：外电源耗能：W’= Q V (Q：电量，V：外加电压)，外能量消耗的结果是：?GT,P 0的非自发反应发生: 2HCl → H2 + Cl2 如果电解反应是在可逆条件下完成的，则有：?GT,P = W’r = Q V ’ = ii) 实际通电量： Q = I t = n z F，故：n = = 0.000466 mol iii) 误差：×100% = -1.27% 6、将两个银电极插入AgNO3溶液，通以0.2A电流共30 min，试求阴极上析出Ag的质量。 解答：Q = I t = 0.2 ? 30 ? 60 = 360 C, 故析wAg = =0.00373×108=0.4029 g。 7、在Na2SO4溶液中通过1000 C电荷量时，在阴极和阳极上分别生成NaOH和H2SO4的质量各是多少？ 解答： 阴极反应：2H+ + 2e → H2 阳极反应： 2OH- → H2O + 1/2O2 + 2e 阴极析出NaOH的质量: wNaOH = 40 = 0.414g wH2SO4 = = 0.508g。 8、离子在电场中的速率： r+ = U+ dE/dl r- = U- dE/dl 其中U+和U-为正、负离子的碘迁移率（离子淌度，ionic mobility），其单位为：m2?s-1?V-1。 把离子B所运载的电流与总电流之比称为离子B的迁移数（Transference number），tB = IB/I。同时： 溶液中正、负离子的迁移数之和为1，即：∑ ti = ∑ t+ + ∑t- = 1。离子迁移数可以通过Hittorf方法、界面移动法和电动势法测定。 9、电导、电导率和摩尔电导率 G = 1/R， 单位：Ω-1或S（西门子，Simens）。R = U/I， 故 G = I/U = k， k（电导率）=（ρ是电阻率），单位为： S?m-1或者Ω-1? m-1。 Λm = (S·m2 · mol-1)，摩尔电导率。 10、电导池常数、强电解质溶液摩尔电导率和浓度的关系： Kcell = = k R 11、Kohlrausch强电解质溶液离子移动独立定律: 12、求解弱电解质HAc的无限稀释时的摩尔电导率 或者 13、平均活度和平均活度系数 物质B的化学势： 注意：，当溶液很稀（c 0.01 mol/L）时，?B,m ≈ 1。 离子平均活度的定义： 离子平均活度系数的定义： 离子平均质量摩尔浓度： 14、在25oC时，一电导池中盛以0.01 mol/L KCl溶液，电阻为150.00 ?；盛以0.01mol/L HCl溶液，电阻为51.40 ?，试求0.01mol/L HCl溶液的电导率和摩尔电导率。 解答： 由P221表7.3可以查知25oC时，0.01 mol/L KCl溶液的电导率为k = 0.140877 S●m-1。 G = = k，故===0.04732 m kHCl = ==0.4111 S●m-1 ?m = = =0.04111 S·m2 · mol-1 15、18oC时，用同一电导池测出0.01 mol/L KCl和0.001 mol/L K2SO4溶液的电阻为145.00 ?和712.2?；试求算：（1）电导池常数；（2）0.001 mol/L K2SO4溶液的摩尔电导率。 解答： 由P221表7.3可以查知18oC时，0.01 mol/L KCl溶液的电导率为k = 0.122052 S●m-1。 G = = k，故?: (1) Kcell = = Rk =145.00?0.122052 = 17.70 m-1 (2) kK2SO4 = == 0.02485 S●m-1， Λm = = 0.02485 S·m2 · mol-1 16、已知18oC时0.020 mol/L KCl的k = 0.2397 S●m-1。在18oC时