08-可逆电池的电动势及其应用

八、可逆电池的电动势及其应用

求该温度下,Hg2Br2(s)的活度积Ksp。 206. 10 分 (4697)

已知下列电池在298 K时的电动势为1.0486 V:

Pt,H2(p)|NaOH(0.010 mol·kg-1,?±= 0.930)||NaCl(0.011 25 mol·kg-1,?±= 0.924)|AgCl+Ag(s) (1) 写出电池反应;

(2) 求H2O的离子积常数Kw,已知E(AgCl|Ag) = 0.2223 V。 207. 10 分 (4698)

(1) 将反应Hg(l) + Hg2+(a1) = Hg22+(a2)设计成电池;

(2) 计算电池的标准电动势。已知Hg22+|Hg(l)和Hg2+|Hg(l)的标准电极电势分别为0.798

V和0.854 V。

(3) 求电池反应的平衡常数。(设T = 298 K) 208. 15 分 (4705)

298 K时,有电池:Pb(s)|PbSO4(s)|SO42-(1.0 mol·kg-1,?±= 0.131)||SO42-(同左),S2O82-(a=1)|Pt ,已知E(S2O82-|SO42-) = 2.050 V,E(PbSO4|Pb) = - 0.351 V,Sm(Pb) = 64.89 J·K-1·mol-1, Sm(S2O82-)=146.44 J·K-1·mol-1,Sm(PbSO4)=147.28 J·K-1·mol-1, Sm(SO42-)=17.15 J·K-1·mol-1。试计算该温度下:

(1) 电池电动势; (2) 电池反应的平衡常数;

(3) 有2 mol电子传输时的可逆热效应QR;

(4) 电池以2 V放电时的不可逆热效应QIR,设始终态相同。 209. 10 分 (4706)

已知电池 Pt,H2(p)|NaOH(aq)|HgO(s)|Hg(l) 在298 K时的E1 = 0.9261 V。求该电池在

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313 K时的电动势E2。已知HgO(s)和H2O(l)的标准生成热?fHm分别为 – 90.71 kJ·mol-1和 – 285.84 kJ·mol-1。 210. 15 分 (4707)

298 K时有反应:H2(p)+2AgCl(s) = 2Ag(s)+2HCl(0.1 mol·kg-1) (1) 将此反应设计成电池;

(2) 计算HCl(0.1 mol·kg-1)的?±,已知E = 0.3522 V,E(AgCl|Ag) = 0.2223 V; (3) 计算电池反应的平衡常数K;

(4) 当Ag(s)插在HCl为1.0 mol·kg-1,?±=0.809的溶液中时,求H2的平衡分压。 211. 15 分 (4708)

298 K时某电池的电池反应为: Pb(s)+CuBr2 = PbBr2(s)+Cu(s)

式中,CuBr2的浓度为0.01 mol·kg-1,?±= 0.707。该电池的电动势E = 0.442 V,已知E(Cu2+|Cu) = 0.337 V;E(Pb2+|Pb)= - 0.126 V。试求: (1) 该电池的书面表示式; (2) 电池的标准电动势E; (3) 电池反应的平衡常数K;

(4) PbBr2(s)饱和溶液的浓度(设这时的活度系数均为1)。 212. 15 分 (4709)

试用电动势法求Ag2O(s)在大气中的分解温度,设大气压力为101.3 kPa,其中含O2物质的量分数为0.21。已知298 K时, E(Ag2O|Ag) = 0.344 V, E(O2|OH) = 0.401 V,?fHm(Ag2O)= - 30.56 kJ·mol-1,设Ag2O的分解反应热不随温度变化。

- 820 -

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八、可逆电池的电动势及其应用

213. 10 分 (4710)

有电池Hg(l)|Hg22+(a1)||Hg22+(a1),Hg2+(a2)|Pt。 (1) 写出电池反应式;

2+

(2) 计算电池的标准电动势。已知Hg2+2|Hg(l)和Hg|Hg(l)的标准电极电势分别为0.798

V和0.854 V。

(3) 求电池反应的平衡常数。 214. 5 分 (4712)

用间接采样级数测定乳酸菌培养基中所产生的酸。其方法是在各次所取的样品中加入少量醌氢醌(QH2Q),插入铂电极作为半电池,在303 K时与饱和甘汞电极(S.C.E)相联测电动势,若测得E = 0.21 V,求培养基中的pH。已知303 K时, E(QH2Q) = 0.696 V,E(S.C.E) = 0.242 V。 215. 10 分 (4713)

已知298 K时, 电池Zn(s)|ZnSO4(m)|PbSO4(s)|Pb(s),m= 0.01 mol·kg-1,?±= 0.36。测得E1 = 0.5477 V。当ZnSO4浓度为0.05 mol·kg-1时,测得E2 = 0.5230 V。求这时ZnSO4溶液的

?

?±。

216. 10 分 (4714)

用电动势法求AgCl(s)的?fGm。已知298 K时,AgCl(s)的Ksp=1.69×10-10,E(Ag+|Ag) = 0.799 V,E (Cl2|Cl -) = 1.360 V。 217. 15 分 (4715)

电池 Cd – Hg|CdCl2(aq,0.01 mol·kg-1)|AgCl(s),Ag 在298 K时的电动势是0.7585 V,其E= 0.5732 V。

(1) 计算0.01 mol·kg-1 CdCl2溶液的?±;

(2) 把(1)中求出的?±与从Debye – Huckel极限定律计算的?±数值相比较,并说明为何两个数值有差异。 218. 5 分 (4752)

将两根相同的银与氯化银电极插入静止神经细胞膜两边内外液体中,组成如下电池: Ag(s)│AgCl(s)│KCl(aq)│内液(aK)│细胞膜│外液(aK')│KCl(aq)│AgCl(s)│Ag(s)

++??

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?

已知298 K时, 静止神经细胞内液体中 K+ 的活度(aK)是细胞膜外液体中 K+ 的活度(aK')

++的 35倍, 假定 K+ 的活度系数均为 1, 试计算静止神经细胞的膜电势 ???。 219. 10 分 (6717)

墨西哥市,地势高(平均海拔1700 m),大气压为7.81×104 Pa。一位化学家做实验时,为了确定某溶液在298 K时的pH,他用氢电极放入该溶液,并测定了相对于甘汞电极的电极电势,利用所测定的电极电势计算溶液的pH时,他错误地假定氢电极在p下冒气泡。如果他测得的pH = 4,那么正确的pH应为多少? 220. 15 分 (6718)

有人提出一种将不很纯的铜粉进行提纯的工艺:将不纯的铜粉于酸化的硫酸铜溶液中反应:

2+??

Cu2++ Cu?(s)Cu

+ Cu2?

+过滤后,溶液中的Cu+可歧化得到纯铜粉,已知,298 K,p下:

Cu+ e ?? E1= 0.02 V

??

??

E2= - 0.57 V

如果使一种含铜量为3 kg·m-3(以CuSO4形式存在)的溶液通过一个装有铜粉的反应器(25℃),假设反应已达到平衡,计算溶液流出反应器时Cu2+,Cu+和总的铜的浓度。 221. 15 分 (6719) 18℃时,测定了下列电池的电动势E:

Cu+ e ?Cu(s)

- 821 -

+

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