中南大学物化课后习题标准答案-9--章-可逆原电池 下载本文

(1) - (2) 得: Ag(NH3)2+ ===== Ag+ + 2NH3

11

Cl2(101325Pa),Pt

(答案:E+=0.7948V;E-=1.402V;2.197V)

解:设溶液中各离子的活度系数均为1

第一法,现分别计算电极电势: 负极: Zn(s) → Zn2+(a1) + 2e

Zn(s)|ZnCl2(0.1mol·kg-1)|

正极: Cl2 + 2e → 2Cl -(a2)

E =

第二法,先写出电池反应,然后直接求此电池的电动势:

Zn(s) + Cl2(pΘ) ==== Zn2+(0.1 mol·kg-1) + 2Cl-(0.2 mol·kg-1)

12.某水溶液中约含0.01mol·kg-1 CdSO2、0.01mol·kg-1 ZnSO4和0.5 mol·kg-1 H2SO4,在此溶液中插入两支铂电极,在极低电流密度下进行电解,同时很好搅拌,已知298.15K时

① 试问何种金属将首

先在阴极上沉积;② 当另一金属开始沉积时,溶液中先放电的那种金属所剩余的浓度是多少(设浓度等于活度)? (答案:Cd;6.62×10 mol·kg) 解:(1)先计算出各电极在相应浓度的溶液中的电极电势

-15

-1

由于镉电极电势较为正,故在阴极上首先析出镉 (2)当锌开始沉积时,镉电极电势与锌电极电势相等,则:

13.设有pH=3的硫酸亚铁溶液,试问用空气中的氧(pO2=21278.25Pa) 能否使Fe2+氧化成Fe3+,当酸度增大时,对Fe2+氧化有利还是不利? 已知

O2 + 4H+ + 4e ==== 2H2O

Fe3+ + e ==== Fe2+ (答案:可使Fe2+氧化)

解: 由 +) O2 + 4H+ + 4e ==== 2H2O

-) 4Fe2+ ==== 4Fe3+ + 4e

O2 + 4Fe2+ + 4H+

===== 4Fe3+ + 2H2O

反应平衡时E =0,则:

所以在此条件下,Fe2-能被空气中的氧所氧化成Fe3+,并随着酸度的增大氧化将越完全。

14.在298.15K时,原电池Cd|CdCl2(0.01mol·kg-1)|AgCl(s),Ag的电动势为0.7585V,其标准电动势EΘ=0.5732V。试计算此CdCl2溶液离子的平均活度系数(答案:0.514) 解:写出电池反应:

负极 Cd(s) → Cd + 2e

正极 2AgCl(s) +2e → 2Ag+ +2Cl -

Cd(s) + 2AgCl(s) ====

2Ag(s) + 2Cl - + Cd2+

2+

15. 在291K时,m2/m1=10的条件下对下列电池的电动势进行测定,得出平均值为0.029V。试根据这些数据确定溶液中的亚汞离子是Hg22+形态,还是Hg+形态存在。 (答案:Hg22+)

解:设亚汞离子为z个Hg+聚合形式存在,则电极和电池反应为:

负极 z Hg(l) === (m1) + ze

正极

+ ze ==== zHg(l)

(m2)

(m2) ==== (m1)

∴溶液中亚汞离子应是

形态存在。

16.已知电池Pt,H2 (pΘ)|HCl(1mol·kg-1,= 0.809) |AgCl(s),Ag(s)的

电动势与温度的关系为:E/V = 0.160235 +1.0023?10-3T-2.541?10-6T2,试求298.15K下,当z=1时电池反应△Cp