电解与极化作用习题.PDF

第十章 电解与极化作用习题 10-1. 在298K 、p 压力时，用Fe(s) 为阴极，C(石墨) 为 阳极，电解6.0 mol·kg−1) 的NaCl水溶液。若H (g) 在阴 2 极上的超电势为0.20 V，O2(g) 在石墨阳极上的超电势 为0.60 V, Cl (g)的超电势可忽略不计, 试说明两极上首 2 先发生的反应及计算至少需加多少外加电压, 电解才能 进行。（设活度因子均为1）。 — — 已知 (OH ⏐O ) = 0.401 V ， (Cl ⏐Cl )=1.36 V 。 ϕ 2 ϕ 2 解：阴极上发生2H+ + 2e- →H (g) 反应 2 RT RT + + −7 E(H ⏐H ）= lna(H ) —η(H ) = ln10 —0.20 V = —0.614 V 2 F 2 F 阳极上可能反应的离子有OH— , Cl— RT E(OH— ⏐O ）= ϕ(OH— ⏐O ）— lna(OH—)—η(O ) 2 2 2 2F RT =0.401V— ln10−7 + 0.60 V = 1.415 V F RT — — — E(Cl ⏐Cl ）= E (Cl ⏐Cl ）— lna(Cl ) 2 2 2F RT = 1.36V— ln6.0 = 1.314 V F 故阳极上Cl—氧化放出Cl (g) 2 E(分解) = ( 阳)— ( 阴) = 1.314 V —(—0.614 V) = 1.928 V ϕ ϕ 10-2. 在298 K 、p 压力时，以用电解沉积法分离Cd2+ 、 Zn2+混合溶液，已知Cd2+和Zn2+ 的质量摩尔浓度均为0.1 mol·kg−1(设活度因子均为1), H (g)在Cd(s)和Zn(s)上的超电 2 势分别为0.48和0.70 V, 设电解质的pH保持为7.0 。试问： （1）阴极上首先析出何种金属？ （2 ）第二种金属析出时，第一种析出的离子的残留浓度 为多少？ 已知 ϕ(Zn2+ ⏐Zn) =—0.763 V ， ϕ(Cd2+ ⏐Cd) =—0.403 V 。 解：（1）