Cu(s)?2Fe3?(aq)?Cu2?(aq)?2Fe2?(aq)
解: 原电池图示为:
(?)CuCu2?Fe3?,Fe2?Pt(?)
lgK??nE?/0.05917V
?3?2??2??n??(Fe/Fe)??(Cu/Cu)???/0.05917V
?2?(0.771?0.3419)V/0.05917V?14.5 K??3?1014
▲
19、为什么Cu?在水溶液中不稳定,容易发生歧化反应?25℃时歧化反应的
(提示:铜的歧化反应为2Cu?(aq)?Cu2?(aq)?Cu(s))
??rGm和K?分别是多少?
解:歧化反应:2Cu?(aq)?Cu2?(aq)?Cu(s)
2?/C?u)可利用查教材附录可知,??(Cu?/Cu)?0.521V,而??(Cu??(Cu?/Cu)??(Cu2?/Cu)?0.3419V通过计算而得: 与
??(Cu2?/Cu?)?2?0.3419?0.521V?0.163V1????????(Cu2?/Cu)???(Cu2?/Cu?) 所以 E???? = 0.521V – 0.163V = 0.358V > 0 可见,Cu?在水溶液中不稳定,容易发生歧化反应。
??rGm??nFE???1?96485C?mol?1?0.358V??34.5kJ?mol?1
nE?1?0.358VlgK???6.050.05917V0.05917V?K??1.12?106
20、用两级反应表示下列物质的主要电解产物。
(1)电解NiSO4溶液,阳极用镍,阴极用铁; (2)电解熔融MgCl2,阳极用石墨,阴极用铁; (3)电解KOH,两级都用铂。 解: (1)阳极:Ni(s)?Ni2?(aq)?2e? 阴极:Ni2?(aq)?2e??Ni(s) (2)阳极:2Cl?(aq)?Cl2(g)?2e? 阴极:Mg2??2e??Mg(s)
(3)阳极:4OH?(aq)?2H2O(l)?O2(g)?4e? 阴极:2H2O(l)?2e??2OH?(aq)?H2(g)
46
*21、电解镍盐溶液,其中c(Ni2?)?0.10mol?dm?3。如果在阴极上只要Ni析出,
而不析出氢气,计算溶液的最小pH值(设氢气在Ni上的超电势为0.21V)。 解: 电解镍盐溶液时,阴极可能发生的反应为:
Ni2??2e??Ni 2H??2e??H2
镍的析出电势:
?(Ni2?/Ni)???(Ni2?/Ni)???0.257V?0.05917lgc(Ni2?)/c?20.05917lg0.10??0.29V2氢的析出电势: ?(H?/H)???(H?/H)?0.05917lg?c(H?)/c??2??(阴)22??2
0.05917??2? ??lg?c(H)/c?0.21V?0.05917lgc(H)?0.21V??2
为使氢气不析出,需满足?(Ni2?/Ni)??(H?/H2),即:
?0.29V?0.05917lgc(H?)?0.21V?34o?ldm则 c(H?)?0.04m
??)/c??lg0.0?44 1 pH??lgc(H溶液的最小pH值为1.36。
22、分别写出铁在微酸性水膜中,与铁完全浸没在稀硫酸(1mol?dm?3)中发
生腐蚀的两级反应式。
解: 铁在微酸性水膜中发生吸氧腐蚀,电极反应为: 阳极:Fe(s)?Fe2?(aq)?2e?
阴极:O2(g)?2H2O(l)?4e??4OH?(aq) 铁浸没在稀硫酸发生析氢腐蚀,电极反应为:
阳极:Fe(s)?Fe2?(aq)?2e? 阴极:2H?(aq)?2e??H2(g)
*23、已知下列两个电池的标准电极电势如下:
Ag?(aq)?e??Ag(s); ??(Ag?/Ag)?0.799V0 AgBr(s)?e??Ag(s)?Br?(aq); ??(AgBr/A)?g0.0730 V 47
试从??值及能斯特方程,计算AgBr的溶度积。 解: 若将两电极组成原电池:
(?)AgAgBr(s)Br?(aq)Ag?(aq)Ag(?)
电池总反应式为 Ag?(aq)?Br?(aq)?AgBr(s) 设反应的平衡常数为: 而
K??1.9?1012;Ks(AgBr)?5.2?10?13
K??11?eq??eq??????c(Ag)/cc(Br)/c????Ks(AgBr)?????n?(Ag/Ag)??(AgBr/Ag)?nE???lgK??0.05917V0.05917V?1?(0.7996?0.0730)V?12.280.05917V
*24、银不能溶于1.0mol?dm?3的HCl溶液,却可以溶于1.0mol?dm?3的HI溶液,
试通过计算说明之。
(提示:溶解反应为:2Ag(s)?2H?(aq)?2I?(aq)?2AgI(s)?H2(g),可从
??(Ag?/Ag)及Ks(AgI),求出??(AgI/Ag),再判别) 解: 设计原电池:
(?)AgAgCl(s)Cl?(aq)Ag?(aq)Ag(?)
该原电池总反应式为:Ag?(aq)?Cl?(aq)?AgCl(s),反应的平衡常数为 又
K??119??5.65?10Ks(AgCl)1.77?10?10
?????n?(Ag/Ag)??(AgCl/Ag)?nE???lgK?? 0.05917V0.05917V
lg5.65?10?
9?1???0.7990??(AgCl/Ag)??0.05917V??(AgCl/Ag)?0.222V同理,设计另一原电池:
(?)AgAgI(s)I?(aq)Ag?(aq)Ag(?)
?(AgCl/Ag)??0.152V
?
48
银在盐酸中的溶解反应为:
2Ag(s)?2H?(aq)?2Cl?(aq)?2AgCl(s)?H2(g)
因为??(H?/H2)???(AgCl/Ag),所以银不溶于1.0mol?dm?3的HCl溶液。 银在HI中的溶解反应为:
2Ag(s)?2H?(aq)?2I?(aq)?2AgI(s)?H2(g)
因为??(H?/H2)???(AgI/Ag),所以银能溶于1.0mol?dm?3的HI溶液。
▲
25、氢气在锌电极上的超电势?与电极上通过的电流密度j的关系为:
??0.72V?0.116Vlgj/(A?cm?2)
在298K时,用Zn做阴极,惰性物质做阳极,电解液浓度为0.1mol?kg?1的ZnSO4溶液,设pH为7.0。若要使H2(g)不与Zn同时析出,应控制电流密度在什么范围内?(提示:注意分析超电势使氢电极电势增大还是减小)
解:Zn作阴极,电解液浓度为0.1mol?kg?1(?0.1mol?dm?3)的ZnSO4溶液,阴极可能发生的反应为:
Zn2??2e??Zn 2H??2e??H2
锌的析出电势:
?氢气的析出电势 ? ? : p(H)?p2???(Zn2?/Zn)???(Zn2?/Zn)???0.7618V?0.05917lgc(Zn2?)/c?20.05917lg0.1??0.7914V2
?(H?/H2)???(H?/H2)??0.05917??2?lg?c(H)/c??(阴)??20.05917?72?lg?10??(阴)??0.4142V??(阴)??2为使氢气不与Zn同时析出,即Zn析出,氢气不析出,则要求:
?(H?/H2)??(Zn2?/Zn)
由 0.7V2?
?0.4142V??(阴)??0.7914VV7 2则 ?(阴)?0.370.1V16j?lg 0.V37解得 j?1.1?10?3A?cm?2
49
第一章 热化学与能源
1. 是非题(对的在括号内填“+”号,错的填“-”号)
(1)已知下列过程的热化学方程式为:
?UFmol?1 6(l)?UF6(g);?rHm?30.1kJ?则此温度时蒸发1molUF6(l),会放出热30.1kJ。 (-)
(2)在定温定压条件下,下列两个生成液态水的化学方程式所表达的反应
放出的热量是一相同的值。 (-)
1H2(g)?O2(g)?H2O(l)22H2(g)?O2(g)?2H2O(l) (3)功和热是在系统与环境之间的两种能量传递方式,在系统内部不讨论功和热。 (+)
(4)反应的?H就是反应的热效应。 (-)
2、选择题(将所有正确答案的标号填入空格内)
(1)在下列反应中,进行1mol反应时放出热量最大的是 ()
c
(a)CH4(l)?2O2(g)?CO2(g)?2H2O(g)(b)CH4(g)?2O2(g)?CO2(g)?2H2O(g)(c)CH4(g)?2O2(g)?CO2(g)?2H2O(l)3O2(g)?CO(g)?2H2O(l)4(g)?2 (d)CH (2)通常,反应热的精确的实验数据是通过测定反应或过程的哪个物理量而获得的。 () (a)?H (b)p?V (c)qP (d)qV (a)都是途径函数,无确定的变化途径就无确定的数值 (b)都是途径函数,对应于某一状态有一确定值 (c)都是状态函数,变化量与途径无关
(d)都是状态函数,始终态确定,其他值也确定
? (4)在温度T的标准状态下,若已知反应A?2B的标准摩尔反应焓?rHm,1,
d
(3)下列对功和热的描述中,正确的是 ()
a
1
?与反应2A?C的标准摩尔反应焓?rHm,2,则反应C?4B的标准摩尔反应焓
?????rHm) ,3与?rHm,1及?rHm,2的关系为?rHm,3= (
d
?????H?H?H(a)2?rHm+ (b)—2,1rm,2rm,1rm,2 ????(c)?rHm,1+?rHm,2 (d)2?rHm,1—?rHm,2
(5)对于热力学可逆过程,下列叙述正确的是 ((a)变化速率无限小的过程 (b)可做最大功的过程 (c)循环过程
(d)能使系统与环境完全复原的过程
abd)
(6)在一定条件下,由乙二醇溶液、冰、水蒸气、氮气和氧气组成的系统中含有 ((a)三个相 (b)四个相 (c)三种组分 (d)四种组分 (e)五种组分
ad) dd
*(7)一只充满氢气的气球,飞到一定高度即会爆炸,这取决于一定高度上的 () (a)外压 (b)温度 (c)湿度 (d)外压和温度 (a)焓只有在某种特定条件下,才与系统反应热相等 (b)焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量 (c)焓是状态函数
(d)焓是系统能与环境进行交换的能量
(8)下述说法中,不正确的是 ()
3、填空题
使可燃样品(质量为1.000g)在弹式量热计内完全燃烧,以测定其反应热,必须知道:
(1) 弹式量热计内吸热介质(通常为水)质量和比热容; (2) 钢弹组件的总热容Cb; (3) 反应前后系统的温度。
*4、钢弹的总热容Cb可利用已知反应热数值的样品而求得。设将0.500g苯甲酸
(C6H5COOH)在盛有1209g水的弹式量热计的钢弹内(通入氧气)完全燃烧尽,系统的温度由296.35K上升到298.59K。已知此条件下苯甲酸完全燃烧的反应热效应为-3226kJ?mol?1,水的比热容为4.18J?g?1?K?1。试计算该钢弹的总热容。
2
解:苯甲酸的摩尔质量为122g?mol?1,0.500g苯甲酸完全燃烧的反应热为:
q= -3226kJ?mol?1×0.500g/122g?mol?1
= -13.2 kJ
又 q???C(H2O)?T?Cb??T?
=??4.18J?g?1?K?1?1209g?(298.59?296.35)K?Cb?(298.59?296.35)K?
得该钢弹的总热容 Cb?839J?K?1
5、葡萄糖完全燃烧的热化学方程式为
C6H12O6(s)?6O2(g)?6CO2(g)?6H2O(l);qp??2820kJ?mol?1当葡萄糖在人体内氧化时,上述反应热约30%可用做肌肉的活动能量。试估计一食匙葡萄糖(3.8g)在人体内氧化时,可获得的肌肉活动的能量。 解:葡萄糖C6H12O6的摩尔质量为180g?mol?1,其热效应为
q??2820kJ?mol?1/180g?mol?1??15.65kJ?g?1
一食匙葡萄糖(3.8g)氧化时可获得的肌肉活动的能量为
?15.65kJ?g?1?3.8g?30%?18kJ
6、已知下列热化学方程式:
Fe2O3(s)?3CO(g)?2Fe(s)?3CO2(g);qp??27.6kJ?mol?13Fe2O3(s)?CO(g)?2Fe3O4(s)?CO2(g);qp??58.6kJ?mol?1Fe3O4(s)?CO(g)?3FeO(s)?CO2(g);qp??38.1kJ?mol?1FeO(s)?CO(g)?Fe(s)?CO2(g)
不用查表,计算下列反应的qp。
〔提示:根据盖斯定律利用已知方程式,设计一循环,使消去Fe2O3和Fe3O4,而得到所需的反应方程式。若以(1),(2),(3),(4)依次表示所给出的反应方程式,则可得到6qp,4?3qp,1?qp,2?2qp,3〕
解:若以(1)、(2)、(3)、(4)依次表示上面所给出的反应方程式,则
(1)?3?(2)?(3)?2得下列方程式:
6FeO(s)?6CO(g)?6Fe(s)?6CO2(g)
上式除以6,即得反应方程式(4),故对应的反应热效应关系为:
1qp,4??3qp,1?qp,2?2qp,3???6
1mol?1??16.7kJ?mol?1 = ?3?(?27.6)?(?58.6)?2?(38.1)?kJ?6
3
7、已知乙醇在101.325kPa大气压下正常沸点温度(351K)时的蒸发热为
39.2kJ?mol?1。试估算1mol液态C2H5OH在蒸发过程中的体积功w体和?U。 解:乙醇的蒸发过程是等温定压相变过程
)?l C6H5COO(H6C5HCO(O)?H,mg?H39.?2?1 kJmol故 qp,m=?Hm?39.2kJ?mol?1
nR w'?w T体??p?V??? = 〔-1×8.314×10-3×351〕kJ?mol?1 = -2.92kJ?mol?1 ?Um?qp,
m?w体?(39.2-2.92)kJ?mol?1= 36.3kJ?mol?1
8、在下列反应或过程中,qV和qp有区别吗?简单说明。
(1)NH 4HS(s)
(2)H 2(g)+Cl2(g)
25℃
NH3(g)+H2S(g)25℃
2HCl(g)CO2(g)-25℃ CO2(s)(3)
-78℃ (4) AgNO3(aq)+NaCl(aq)解: 根据qp?qV?p?V
AgCl(s)+NaNO3(aq)① 对于只有凝聚相(液态和固态)的系统,?V≈0,所以qp?qV ② 对于有气态物质参与的系统,?V是由于各气体的物质的量发生变化
引起的,则有
qp?qV???n(Bg)?RT????Bg(?RT) 所以: (1)???(Bg)?RT>0,qp?qV (2)???(Bg)?RT=0,qp?qV (3)???(Bg)?RT>0,qp?qV
(4)?V≈0,qp?qV
BBBBB9、根据第8题中所列的各化学方程式和条件,试计算发生下列变化时,各自?U和?H之间的能量差。 (1)2.00molNH4HS(s)分解 (2)生成1.00molHCl(g)
(3)5.00molCO2(s)(干冰)的升华
4
(4)沉淀出2.00molAgCl(s) 解:
25℃
(1)
NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)?Um??Hm????(Bg)RT
= -〔B2×8.314×10-3×298.15〕kJ?mol?1= -4.958kJ?mol?1 2.00molNH4HS(s)分解过程两者的能量差为
2.00 mol×(-4.958)kJ?mol?1= -9.92kJ
25℃
(2) H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)??(Bg)=0
?BUm??Hm=0
生成1.00molHCl(g)过程两者的能量差为0
(3)
CO-78℃ 2(s)CO2(g)?Um??Hm????(Bg)RT
= -〔B1×8.314×10-3×(273.15-78)〕J= -1.62kJ?mol?1 5.00molCO2(s)(干冰)的升华过程两者的能量差为
5.00 mol×(-1.62)kJ?mol?1= -8.10kJ
(4)AgNO 3(aq)+NaCl(aq)-25℃ AgCl(s)+NaNO3(aq)?V≈0,故?Um??Hm?0
沉淀出2.00molAgCl(s)过程两者的能量差为0
10、试查阅附表3的数据计算下列反应的??rHm(298.15K)
14NH(g)?3O(g)?2N(g)?6HO 3222(l) 2)C2H2(g)?H2(g)?C2H4(g)
3)NH3(g)?稀盐酸
4)Fe(s)+CuSO4(aq)解: (1) 4NH3(g)?3O2(g?)22N(g?)62H?H??1fm(298.15K)/kJ?mol -46.11 0 0 -285.83
?H???rm(298.15K)???BfHm,B(298.15K)
= 〔B6×(-285.83)-4×(-46.11)〕kJmol??1
= -1530.54kJ?mol?1
5
()(((O(l)
负极反应:Sn?Sn2??2e?
电池总反应式:Pb2??Sn?Pb?Sn2?
原电池电动势:E????????(Pb2?/Pb)??(Sn2?/Sn) =-0.1262V-(-0.197)V=0.071V (2)当c(Sn2?)?1.00mol?dm?3;c(Pb2?)?0.100mol?dm?3时:
?(Sn2?/Sn)???(Sn2?/Sn)??0.1375V
?(Pb2?/Pb)???(Pb2?/Pb)?
??0.1262V?
0.05917Vlgc(Pb2?)/c?n0.05917Vlg0.100??0.156V2故以铅电极做原电池负极,锡电极做正极。
原电池图示为:(?)PbPb2?(0.100mol?dm?3)Sn2?(1.00mol?dm?3)Sn(?) 正极反应:Sn2??2e??Sn 负极反应:Pb?Pb2??2e?
电池总反应式:Sn2??Pb?Sn?Pb2?
原电池电动势:E????????(Sn2?/Sn)??(Pb2?/Pb) =-0.1375V-(-0.156)V=0.019V
8、求反应Zn?Fe2?(aq)?Zn2?(aq)?Fe在298.15K是的标准平衡常数。若将过
量极细的锌粉加入Fe2?溶液中,求平衡时Fe2?(aq)浓度对Zn2?(aq)浓度的比值。 解: Zn(s)?Fe2?(aq)?Zn2?(aq)?Fe(s)
??E??????????(Fe2?/Fe)???(Zn2?/Zn)
= -0.447V -(-0.7618V)=0.315V
lgK??nE?/0.05917V?2?0.315V/0.05917V?10.6
ceq(Zn2?)/c?10K?eq?4.4?10 c(Fe2?)/c??故ceq(Fe2?)/ceq(Zn2?)?1/K??2.3?10?11,反应进行得相当完全。
9、将下列反应组成原电池(温度为298.15K):
2I?(aq)?2Fe3?(aq)?I2(s)?2Fe2?(aq)
(1) 计算原电池的标准电动势;
(2) 计算反应的标准摩尔吉布斯函数变; (3) 用图示表示原电池;
(4) 计算c(I?)?1.0?10?2mol?dm?3以及c(Fe3?)?c(Fe2?)/10时原电池的电动
41
势。
解:(1)查阅教材附录:??(Fe3?/Fe2?)?0.771V;??(I2/I?)?0.5355V。
??E??????????(Fe3?/Fe2?)???(I2/I?)
= 0.771V - 0.5355V = 0.236V
???nFE? (2)?rGm ??2?964C85?mol?1?130.6V??45.5kJ?mol?1 (3)原电池图示:(?)PtI2I?Fe3?,Fe2?Pt(?) (4)
2????c(Fe)/c0.05917V???E?E?lg2??3??2n????c(I)/c??c(Fe)/c??20.05917V102lg?0.058V ?0.236V??222(1.0?10)10、当pH=5.00,除H?(aq)离子外,其余有关物质均处于标准条件下,下列反
应能否自发进行?试通过计算说明之。
?2MnO4(aq)?16H?(aq)?10Cl?(aq)?5Cl2(g)?2Mn2?(aq)?8H2O(l)
?(aq)?16H?(aq)?10Cl?(aq)?5Cl2(g)?2Mn2?(aq)?8H2O(l)解: 由反应2MnO4组成原电池。
?(aq)?8H?(aq)?5e??Mn2?(aq)?4H2O(l) 正极:MnO4 负极:2Cl?(aq)?Cl2(g)?2e? 当pH=5.00,其他物质均处于标准条件时:
????????c(MnO)/cc(H)/c0.05917V4?????2???2??(MnO4/Mn)??(MnO4/Mn)?lg2??5??c(Mn)/c??8?1.507V?
0.05917Vlg(10?5.00)8?1.033V5?(Cl2/Cl?)???(Cl2/Cl?)?1.358V
?/Mn2?)??(Cl2/Cl?),故该反应不能自发进行。 可见?(MnO4
11、由镍电极与标准氢电极组成原电池。若c(Ni2?)?0.0100mol?dm?3时,原电
池的电动势为0.315V,其中镍为负极,计算镍电极的标准电极电势。 解: 该原电池的图示为:
(?)NiNi2?(0.0100mol?dm?3)H?(1mol?dm?3)?H2(100kPa)Pt(?)
2?)??(Ni/N?i)因为 E???(H?/H20.3 1V52?/Ni)?0?0.31V?5?所以 ?(Ni0. V31542
又
则
?(N2?i?/???0N)2?i02nV.V.(0??N?/5?i??9)2N11i77lg??(Ni2?/Ni)??0.315V?059lg0.0100??0.256V12、由两个氢电极:
PtH2(100kPa)H?(0.10mol?dm?3)和PtH2(100kPa)H?(xmol?dm?3)组成原电池,
测得该原电池的电动势为0.016V。若后一电极作为该原电池的正极,问组成该电极的溶液中H?的浓度x的值是多少? 解:依题意,原电池应为:
(?)PtH2(100kPa)H?(0.10mol?dm?3)H?(xmol?dm?3)H2(100kPa)Pt(?)
E?????????(H?/H2)?0.05917V0.05917V??lgx2????(H?/H2)?lg(0.10)2??0.016V22??x?0.19mol?dm?3
13、判断下列氧化还原反应进行的方向(25℃的标准状态下):
(1)Ag??Fe2??Ag?Fe3?
2??6I??14H? (2)2Cr3??3I2?7H2O?Cr2O7(3)Cu?2FeCl3?CuCl2?2FeCl2
解:25℃的标准状态下,查阅教材附录相关数据,得到各对电池的标准电极电势值,并对比相应标准电极电势的大小。
(1)??(Ag?/Ag)???(Fe3?/Fe2?);反应向右进行(正向自发)
2?/Cr3?)???(I2/I?);反应向左进行(逆向自发) (2)??(Cr2O7(3)??(Cu2?/Cu)???(Fe3?/Fe2?);反应向右进行(正向自发)
14、在pH=4.0时,下列反应能否自发进行?试通过计算说明之(除H?及OH?外,其他物质均处于标准条件下)。
2?(aq)?H?(aq)?Br?(aq)?Br2(l)?Cr3?(aq)?H2O(l) (1)Cr2O7?(aq)?H?(aq)?Cl?(aq)?Cl2(l)?Mn2?(aq)?H2O(l) (2)MnO4解: pH=4.0,其他物质均处于标准条件下:
2?(aq)?H?(aq)?Br?(aq)?Br2(l)?Cr3?(aq)?H2O(l)组成原电池:(1)反应Cr2O7
2??14H??6e??2Cr3??7H2O 正极:Cr2O7
2????????c(CrO)/cc(H)/c0.05917V27????2?3??2?3??(Cr2O7/Cr)??(Cr2O7/Cr)?lg23??6??c(Cr)/c??负极:
1443
2Br??Br2?2e?
?1.232V?0.05917Vlg(10?4.0)14?0.680V6?(Br2/Br?)???(Br2/Br?)?1.066V
2?/Cr3?)???(Br2/Br?),故正反应不能自发进行。 因??(Cr2O7?(aq)?H?(aq)?Cl?(aq)?Cl2(l)?Mn2?(aq)?H2O(l)组成原电池:(2)反应MnO4
??8H??5e??Mn2??4H2O 正极:MnO4负极:2Cl??Cl2?2e?
??? ?8???c(MnO)/cc(H)/c?0.05917V?4????2???2??(MnO4/Mn)??(MnO4/Mn)?lg2??5??c(Mn)/c??
?1.507V?0.05917Vlg(10?4.0)8?1.128V5?(Cl2/Cl?)???(Cl2/Cl?)?1.358V
?/Mn2?)???(Cl2/Cl?),故正反应不能自发进行。 因??(MnO4
15、计算下列反应的标准平衡常数和所组成的原电池的标准电动势。
解:
1Fe3?(aq)?I?(aq)?Fe2?(aq)?I2(s)2又当等体积的2mol?dm?3Fe3?和2mol?dm?3I?溶液混合后,会产生什么现象?
1Fe3?(aq)?I?(aq)?Fe2?(aq)?I2(s)2??E??????????(Fe3?/Fe2?)???(I2/I?)
= 0.771V - 0.5355V = 0.236V
lgK??nE?/0.05917V?1?0.236V/0.05917V?3.99
K??9.8?103
当量溶液等体积混合后,离子浓度均变为1mol?dm?3,据上述计算,E?0,反应正向进行,溶液由浅黄色转变为棕黄色,并(或)由紫黑色碘沉淀析出。
16、由标准钴电极(Co2?/Co)与标准氯电极组成原电池,测得其电动势为1.64V,
此时钴电极为负极。已知??(Cl2/Cl?)?1.36V,问: (1)标准钴电极的电极电势为多少?(不查表) (2)此电池反应的方向如何?
(3)当氯气的压力增大或减小时,原电池的电动势将发生怎样的变化? (4)当Co2?的浓度降低到0.010mol?dm?3,原电池的电动势将如何变化?数值
44
是多少?
解: (1)依据题意,钴电极为负极,氯电极为正极:
????2???(Cl/Cl?)?(Co/ C E??????? )o ?2??(Co2?/Co)???(Cl2/Cl?)?E??1.36V?1.64V??0.28V
(2)原电池反应为:Co?Cl2?Co2??2Cl? (3)
p(Cl2)/p?RT?(Cl2/Cl)??(Cl2/Cl)?lnnF?c(Cl?)/c??2?????当p(Cl2)增大时,?(Cl2/Cl?)增大,原电池电动势E值增大;当p(Cl2)减小时,?(Cl2/Cl?)减小,原电池电动势E值减小。 (4) 当Co2?的浓度为0.010mol?dm?3时,
0.05917ln?c(Co2?)/c??20.05917??0.28V?ln0.010??0.34V2?(Co2?/Co)???(Co2?/Co)?E???(Cl2/Cl?)??(Co2?/Co)?1.36V?(?0.34V)?1.70V
原电池的电动势增加了0.06V。
17、从标准电极电势值分析下列反应向哪个方向进行?
MnO2(s)?2Cl?(aq)?4H?(aq)?Mn2?(aq)?Cl2(g)?2H2O(l)
实验室中是根据什么原理,采取什么措施,利用上述反应制备氯气的?
??(MnO2/Mn2?)?1.224V,??(Cl2/Cl?)?1.358V。解: 根据教材附录数据可知,
??(MnO2/Mn2?)???(Cl2/Cl?),故在标准状态下,反应向左进行(正向非自发)。然而MnO2的氧化性受介质酸度的影响较大。从MnO2/Mn2?电极的半反应式:
MnO2(s)?4H?(aq)?2e??Mn2?(aq)?2H2O可得出H?浓度对其电极电势的影响
为:
????c(H)/cRT??2??2??(MnO2/Mn)??(MnO2/Mn)?lg2??nF??c(Mn)/c??4nO即?值随H?浓度的增大而增大,所以实验室用浓盐酸(如12mol?dm?3)与M2在加热条件下反应以增加MnO2的氧化性;与此同时,c(Cl?)的增加及加热使
?p(Cl2)降低,均使?(C2l/Cl)减小,增加了Cl?的还原性,使
?(MnO2/Mn2?)??(Cl2/Cl?),反应正向进行。此外,加热还可使反应速率增加。
18、用图示表示下列反应可能组成的原电池,并利用标准电极电势数据计算反
应的标准平衡常数。
45
(2)从(1)可知,25℃时700g水蒸发即可使室内空气为水蒸气所饱和,所以放入800g水,室内最终水蒸气压力仍为3.2kPa。 (3)400g水放入蒸发器中,室内水蒸气压力为
400g 3.2kPa??1.8kPa700g
8、(1)写出下列各物质的共扼酸:
(a)CO32? (b)HS? (c)H2O (d)HPO42? (e)NH3 (f)S2? (2)写出下列各种物质的共扼碱
(a)H3PO4 (b)HAc (c)HS? (d)HNO2 (e)HClO (f)H2CO3 解: (1) 质子碱 共轭酸 (2) 质子碱 共轭酸
H3PO4
?H2PO4 2?CO3
HS? H2S
H2O H3O?
2?HPO4 ?H2PO4
NH3 NH4?
S2?
HCO3?
HS?
HAc
Ac?
HS? S2?
HNO2 NO2?
HClO
ClO?
H2CO3 HCO3?
9、在某温度下0.10mol?dm?3氢氰酸(HCN)溶液的解离度为0.007%,试求
在该温度时HCN的解离常数。
解:因为??0.007%很小,可采用近似计算 所以 Ka?c?2?0.10?(0.007%)2?4.9?10?10 即该温度时,HCN的解离常数是4.9?10?10。
10、计算0.050mol?dm?3次氯酸(HClO)溶液中的H?浓度和次氯酸的解离度。
解: HClO的Ka?2.95?10?8
ceq(H?)?Ka?c?2.95?10?8?0.050mol?dm?3?3.8?10?5mol?dm?3
ceq(H?)3.8?10?5mol?dm?3????0.076à0.050mol?dm?3c0为物质的起始浓度。
11、已知氨水溶液的浓度为0.20mol?dm?3。
(1)求该溶液中的OH?的浓度、pH和氨的解离度。
31
(2)在上述溶液中加入NH4Cl晶体,使其溶解后NH4Cl的浓度为0.20mol?dm?3。求所得溶液的OH?的浓度、pH和氨的解离度。
(3)比较上述(1)、(2)两小题的计算结果,说明了什么? 解:NH3的Kb?1.77?10?5
(1)ceq(OH?)?Kb?c?1.77?10?5?0.20mol?dm?3?1.9?10?3mol?dm?3
pH?14?pOH?14?(?lg1.9?10?3)?11.3
ceq(OH?)1.9?10?3mol?dm?3????0.95%?3c00.20mol?dmNH3(aq)?H2O(l)??NH4(aq)?OH?(aq)
(2)溶液中存在下列溶解平衡:
eq??ceq(NH4)?ceq(OH?)Kb?ceq(NH3)ceq(NH3)0.20?5c(OH)?Kbeq?(1.77?10?)mol?dm?3?1.77?10?5mol?dm?3?c(NH4)0.20
pH?14?pOH?14?lg1.77?10?5?9.3
ceq(OH?)下降。
ceq(OH?)1.77?10?5mol?dm?3????0.009à0.20mol?dm?3(3)通过计算说明,同离子效应可大大降低弱酸在溶液中的离解度,因而
12、试计算25℃时0.10mol?dm?3H3PO4溶液中H?的浓度和溶液的PH(提示:
在0.10mol?dm?3酸溶液中,当Ka>104时,不能应用稀释定律近似计算)。 解:H3PO4是中强酸,Ka1?7.52?10?3?10?4,故不能应用稀释定律近似计算其中平衡时的H?浓度。又H3PO4为三元酸,在水溶液中逐级解离,但
Ka1?6.25?10?8较小,故ceq(H?)可按一级解离平衡作近似计算。
设0.10mol?dm?3H3PO4溶液中H?的平衡浓度为xmol?dm?3,则
H3PO4(aq)??H?(aq)?H2PO4(aq)
平衡时浓度/mol?dm?3 0.1?0x x x
求解得:
x?2.4?10?2
?ceq(H?)?ceq(H2PO4)x2?3Ka1???7.52?10ceq(H3PO4)0.10?x即 ceq(H?)?2.4?10?2mol?dm?3
32
pH??lg2.4?10?2?1.6
13、利用书末附录6和附录7的数据(不进行具体计算)将下列化合物的
0.10mol?dm?3溶液按pH增大的顺序排列之。
(1)HAc *(2)NaAc (3)H2SO4 (4)NH3 *(5)NH4Cl (6)NH4Ac 解:pH的由小到大的顺序为
(3)H2SO4,(1)HAc,(5)NH4Cl,(6)NH4Ac,(2)NaAc,(4)NH3
14、取50.0cm30.100mol?dm?3某一元弱酸溶液,与20.0cm30.100mol?dm?3KOH溶液混合,将混合溶液稀释至100cm3,测得此溶液的pH为5.25。求此一元弱酸的解离常数。
解: 混合溶液总体积为100cm3,则某一元弱酸HA的浓度为:
0.100mol?dm?3?50.0cm3/100cm3?0.050mol?dm?3
KOH的浓度为:
0.100mol?dm?3?20.0cm3/100cm3?0.020mol?dm?3
一元弱酸HA与KOH中和后,HA过量,组成HA?A?缓冲溶液,其中,
ceq(HA)?(0.050?0.020)mol?dm?3?0.030mol?dm?3
ceq(A?)?0.020mol?dm?3
已知pH?5.25??lg?ceq(H?)/c??
ceq(H?)?5.62?10?6mol?dm?3
ceq(H?)?ceq(A?)Ka(HA)??5.62?10?6?0.020/0.030?3.7?10?6eqc(HA)氨的水溶液,逐步加入
15、在烧杯中盛放20.00cm30.100mol?dm?30.100mol?dm?3HCl溶液。试计算:
(1)当加入10.00cm3HCl后,混合液的pH; (2)当加入20.00cm3HCl后,混合液的pH; (3)当加入30.00cm3HCl后,混合液的pH;
解:(1)20.00cm30.100mol?dm?3NH3与10.00cm30.100mol?dm?3HCl混合中和后,
?NH3过量,反应又生成了NH4Cl,所以组成NH4?NH3缓冲溶液。
?ceq(NH4)0.100?10.00/30.00c(H)?Kaeq?(5.65?10?10?)mol?dm?3?5.65?10?10mol?dm?3c(NH3)0.100?10.00/30.00eq?pH??lgceq(H?)??lg5.65?10?10?9.25
(2)20.00cm30.100mol?dm?3NH3与20.00cm30.100mol?dm?3HCl混合,等量中和,
33
生成NH4?,其浓度为:
?c(NH4)?0.100mol?dm?3?20.00cm3/(20.00?20.00)cm3?0.0500mol?dm?3
ceq(H?)?Ka?c?5.65?10?10?0.500mol?dm?3?5.32?10?6mol?dm?3
pH??lgceq(H?)??lg5.32?10?6?5.27
(3)20.00cm30.100mol?dm?3NH3与30.00cm30.100mol?dm?3HCl混合中和后,
HCl过量,HCl的浓度为:
(30.00?20.00)cm3c(HCl)?0.100mol?dm??0.0200mol?dm?33(30.00?20.00)cm?3pH??lgceq(H?)??lg0.0200?1.70
16、现有1.0dm3由HF和F?组成的缓冲溶液。试计算:
(1)当该缓冲溶液中含有0.10molHF和0.30 molNaF时,其pH等于多少? *(2)往(1)缓冲溶液中加入0.40g NaOH(s),并使其完全溶解(没溶解后溶液的总体积仍为1.0dm3)。问该溶液的pH等于多少?
(3)当缓冲溶液的pH=3.15时,ceq(HF)和ceq(F?)的比值为多少? 解: (1)缓冲溶液的pH计算:
ceq(H?)?Ka?ceq(HF)/ceq(F?)?(3.53?10?4?0.10/0.30)mol?dm?3?1.2?10?4mol?dm?3(??)? pH??lgceqH?4lg?1.102?3.92
(2)加入0.40g固体NaOH,相当于NaOH的物质的量:
n(NaOH)?0.40g/40g?mol?1?0.010mol
NaOH与HF反应,HF过量,并生成NaF,两者的浓度为:
ceq(HF)?(0.10?0.010)mol?dm?3?0.09mol?dm?3 ceq(F?)?(0.30?0.010)mol?dm?3?0.31mol?dm?3
ceq(H?)?Ka?ceq(HF)/ceq(F?)?(3.53?10?4?0.09/0.31)mol?dm?3?1?10?4mol?dm?3pH??lgceq(H?)??lg1?10?4?4.0
(3)当溶液pH=3.5时:
pH?pKa?lg?ceq(HF)/ceq(F?)?
3.15?3.45?lgceq(HF)/ceq(F?)lgceq(HF)/ceq(F?)?0.30ceq(HF)/ceq(F?)?2.017、现有125 cm31.0mol?dm?3NaAc溶液,欲配制250cm3pH为5.0的缓冲溶液,
需加入6.0mol?dm?3HAc溶液的体积多少立方厘米?
解: HAc?Ac?缓冲溶液中,已知pH=5.0,pKa?4.75,设需加HAc溶液的体
34
积为x。
5.0?4.75?lg6.0x/2501.0?125/250pH?pKa?lg?ceq(HAc)/ceq(Ac?)?
V(HAc)?x?12cm3
18、判断下列反应进行的方向,并作简单说明(设备反应物质的浓度均为
1mol?dm?3)
(1)?Cu(NH3)4??Zn??Zn(NH3)4??Cu2?2?2?2?
2?2?(2)PbCO3(s)?S2??PbS(s)?CO2?2?3解: (1)?Cu(NH3)4??Zn2???Zn(NH3)4??Cu2?逆向进行。因属同类型的配离子,Ki(?Cu(NH3)4?)?4.78?10?14;Ki(?Zn(NH3)4?)?3.48?10?10,
Ki(?Cu(NH3)4?)?Ki(?Zn(NH3)4?),即?Zn(NH3)4?更不稳定,因此反应逆向
2?2?2?2?进行。
2?(2)PbCO3(s)?S2??PbS(s)?CO3,正向进行。因属同类型的难溶电解质,
Ks(PbS)?9.04?10?29;Ks(PbCO3)?1.82?10?8,Ks(PbS)?Ks(PbCO3),即PbS更难溶,因此反应正向进行。
19、根据PbI2的溶度积,计算(在25℃时):
(1)PbI2在水中的溶解度(mol?dm?3); (2)PbI2饱和溶液中Pb2?和I?离子的浓度;
(3)PbI2在0.010mol?dm?3KI的饱和溶液中Pb2?离子的浓度; (4)PbI2在0.010mol?dm?3Pb(NO3)2溶液中的溶解度(mol?dm?3)。 解:(1)设PbI2在水中的溶解度为s(以mol?dm?3为单位),则根据
PbI2(s)?Pb2?(aq)?2I?(aq)
s 可得 ceq(Pb2?)?s ceq(I?)?2Ks(PbI2)??ceq(Pb2?)??ceq(I?)??s?4s2?4s3
2s?3Ks/4?38.49?10?9/4mol?dm?3?1.29?10?3mol?dm?3
(2)ceq(Pb2?)?s?1.29?10?3mol?dm?3 ceq(I?)?2s?2.58?10?3mol?dm?3
(3)在0.010mol?dm?3KI溶液中,c(I?)?0.010mol?dm?3
Ks(PbI2)??ceq(Pb2?)??0.0102?8.49?10?9
ceq(Pb2?)?8.5?10?5mol?dm?3
35
(4)在0.010mol?dm?3Pb(NO3)2溶液中,c(Pb2?)?0.010mol?dm?3
Ks(PbI2)?0.010??ceq(I?)??8.49?10?9
2ceq(I?)?9.24?10?4mol?dm?3
此时PbI2的溶解度为4.6?10?4mol?dm?3
*20、应用标准热力学数据计算298.15K时AgCl的溶度积常数。
解: AgCl(s)?Ag?(aq)?Cl?(aq)
??fGm(298K)/kJ?mol?1 -109.789 77.107 -131.26
??rGm??77.107?(?131.26)?(?109.789)?kJ?mol?1?55.64kJ?mol?1
??rGm55.64?103J?mol?1lnKs??????22.45?1?1RT8.314J?mol?K?298.15K
??Ks?1.78?10?10
21、将Pb(NO3)2溶液与NaCl溶液混合,设混合液中Pb(NO3)2的浓度为
0.20mol?dm?3问:
(1)当在混合溶液中Cl?的浓度等于5.0×104mol?dm?3时,是否有沉淀生成?
(2)当混合溶液中Cl?的浓度多大时,开始生成沉淀?
(3)当混合溶液中Cl?的浓度为6.0×10-2mol?dm?3时,残留于溶液中Pb2?的浓度为多少?
解: (1)PbCl2(s)?Pb2?(aq)?2Cl?(aq)
Ks(PbCl2)??ceq(Pb2?)???ceq(Cl?)??1.17?10?5
2??)(C由于 Q??c(P2b???c?l)?0.2?02?42?8(5.?010?)?5. 010所以 Q?Ks,无沉淀生成。 (2)
ceq(Cl?)?Ks(PbCl2)/ceq(Pb2?)?1.17?10?5/0.20mol?dm?3?7.6?10?3mol?dm?32即当c(Cl?)?7.6?10?3mol?dm?3时,开始生成沉淀。
(3)ceq(Pb2?)?Ks(PbCl2)/?ceq(Cl?)???(1.17?10?5)/(6.0?10?2)2?mol?dm?3
?3.3?10?3mol?dm?3
即当混合溶液中Cl?的浓度为6.0?10?2mol?dm?3时,残留于溶液中Pb2?的浓度为3.3?10?3mol?dm?3。
22、若加入F?来净化水,使F?在水中的质量分数为1.0×10-4%。问往含Ca2?浓
度为2.0×10-4mol?dm?3的水中按上述情况加入F?时,是否会产生沉淀?
36
解: 因溶液中各离子浓度很低,溶液的密度可近似地以水的密度计。加入的F?使溶液中F?浓度为:
c(F?)?1.0?10?4%?1000g?dm?3/19g?mol?1?5.3?10?5mol?dm?3 Q??c(Ca2?)???c(F?)??2.0?10?4?(5.3?10?5)2?5.6?10?13
2因 Ks(CaF2)?1.46?10?10?Q,故不会生成CaF2沉淀。
23、胶体粒子为什么会带电?Fe(OH)3溶胶的胶粒带有何种电荷?比较浓度均
为1mol?dm?3的下列溶液;NaCl、Na2SO4和Na3PO4对Fe(OH)3溶胶聚沉能力的大小次序。
解: 由于胶体是一个高度分散的系统,胶体粒子的总表面积非常大,具有高度的吸附能力,且能选择性的吸附某种粒子,因此胶体粒子带有电荷。Fe(OH)3溶胶的胶核选择性的吸附FeO?离子,故Fe(OH)3溶胶的胶粒带正电荷。
对Fe(OH)3溶胶聚沉能力从大到小依次为:
Na3PO4?Na2SO4?NaCl
▲
25、工业废水的排放标准规定Cd2?降到0.10mg?dm?3以下即可排放。若用加
消石灰中和沉淀法除去Cd2?,按理论上计算,废水溶液中的pH至少应为多少? 解:根据工业废水排放标准,要求废水中:
c(Cd2?)?0.10?10?3g?dm?3/112g?mol?1?8.9?10?7mol?dm?3
为使Q?Ks以生成Cd(OH)2沉淀,需使
c(OH?)?KsCd(OH)2/c(Cd2?)?5.27?10?15/8.9?10?7mol?dm?3
= 7.7?10?5mol?dm?3
pOH??lg7.7?10?5?4.1
即废水中的pH值应是:
pH?14?pOH?14?4.1?9.9
▲
26、某电镀公司将含CN?废水排入河流。环保监察人员发现,每排放一次氰
5?2CN(aq)?O2(g)?2H(aq)?2CO2(aq)?N2(g)?H2O2?化物,该段河水的BOD就上升3.0mg?dm?3。假设反应为
求CN?在该段河水中的浓度(mol?dm?3)。(提示:BOD即生化需氧量,指水中有机物出微生物作用进行生物氧化,在—定期间内所消耗溶解氧的量。) 解:根据反应式,每排放1molCN?,需耗O21.25mol(即40.0gO2),因BOD的值增加3.0mol?dm?3,所以CN?在河水中增加的浓度为:
37
(3.0?10?3gO2/dm3)/(40.0gO2/mol)?7.5?10?5mol?dm?3
第四章 电化学与金属腐蚀
1. 是非题(对的在括号内填“+”号,错的填“-”号)
(1)取两根金属铜棒,将一根插入盛有0.1mol?dm接起来,可以组成一个浓差原电池。 (+)
?3CuSO4溶液的烧杯中,另
一根插入盛有1mol?dm?3CuSO4溶液的烧杯中,并用盐桥将两支烧杯中的溶液连
(2)金属铁可以置换Cu,因此三氯化铁不能与金属铜发生反应。 (-) (3)电动势E(或电极电势?)的数值与电池反应(或半反应式)的写法无关,而平衡常数K?的数值随反应式的写法(即化学计量数不同)而变。 (+)
(4)钢铁在大气中的中性或酸性水膜中主要发生吸氧腐蚀,只有在酸性较强的水膜中才主要发生析氢腐蚀。 (+)
(5)有下列原电池:
(?)CdCdSO4(1mol?dm?3)CuSO4(1mol?dm?3)Cu(?)
2?若往CdSO4溶液中加入少量Na2S溶液,或往CuSO4溶液中加入少量
CuSO4?5H2O晶体,都会使原电池的电动势变小。 (-)
2、选择题(将所有正确答案的标号填入空格内)
(1)在标准条件下,下列反应均向正方向进行:
2?Cr2O7?6Fe2??14H??2Cr3??6Fe3??7H2O
2Fe3??Sn2??2Fe2??Sn4?
它们中间最强的氧化剂和最强的还原剂是 () (a)Sn2?和Fe3? (b)Cr2O72?和Sn2? (c)Cr3?和Sn4? (d)Cr2O72?和Fe3?
(2)有一个原电池由两个氢电极组成,其中一个是标准氢电极,为了得到最大的电动势,另一个电极浸入的酸性溶液? ?设p(H2)?100kPa??应为 ()
38
b
b
(a)0.1mol?dm?3HCl
(b)0.1mol?dm?3HAc?0.1mol?dm?3NaAc (c)0.1mol?dm?3HAc (d)0.1mol?dm?3H3PO4 (3)在下列电池反应中
Ni(s)?Cu2?(aq)?Ni2?(1.0mol?dm?3)?Cu(s)
当该原电池的电动势为零时,Cu2?的浓度为 ()
(a)5.05?10?27mol?dm?3 (b)5.71?10?21mol?dm?3 (c)7.10?10?14mol?dm?3 (d)7.56?10?11mol?dm?3 (4)电镀工艺是将欲镀零件作为电解池的( );阳极氧化是将需要处理的部件作为电解池的( ) (
b
a,b)
(a)阴极 (b)阳极 (c)任意一个极
3、填空题
(1)有一种含Cl?、Br?和I?的溶液,要使I?被氧化,而Cl?、Br?不被氧化,则在以下常用的氧化剂中应选( d )为最适宜。
(a)KMnO4酸性溶液,(b)K2Cr2O7酸性溶液,(c)氯水,(d)Fe2(SO4)3溶液 (2)有下列原电池:
(?)PtFe2?(1mol?dm?3),Fe3?(0.01mol?dm?3)Fe2?(1mol?dm?3),Fe3?(1mol?dm?3)Pt(?)该原电池得负极反应为(Fe2??Fe3??e?),正极反应为(Fe3??e??Fe2?)。 (3)电解含有下列金属离子的盐类水溶液:
Li?、Na?、K?、Zn2?、Ca2?、Ba2?、Ag?。其中(Zn2?、Ag?)能被还原成金属单
质,(Li?、Na?、K?、Ca2?、Ba2?)不能被还原成金属单质。
4、根据下列原电池反应,分别写出各原电池中正、负电极的电极反应(须配平)。
(1)Zn?Fe2??Zn2??Fe (2)2I??2Fe3??I2?2Fe2? (3)Ni?Sn4??Ni2??Sn2?
(4)5Fe2??8H??MnO4??Mn2??5Fe3??4H2O 解:(1)负极:Zn(s)?Zn2?(aq)?2e? 正极:Fe2?(aq)?2e??Fe(s) (2)负极:2I?(aq)?I2(s)?2e? 正极:Fe3?(aq)?e??Fe2?(aq) (3)负极:Ni(s)?Ni2?(aq)?2e?
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正极:Sn4?(aq)?2e??Sn2?(aq) (4)负极:Fe2?(s)?Fe3?(aq)?e?
?(aq)?8H?(aq)?5e??Mn2?(aq)?4H2O(l) 正极:MnO4
5、将上题各氧化还原反应组成原电池,分别用图示表示各原电池。
解:(1)(?)ZnZn2?Fe2?Fe(?) (2)(?)PtI2I?Fe2?,Fe3?Pt(?) (3)(?)NiNi2?Sn2?,Sn4?Pt(?)
?,H?Pt(?) (4)(?)PtFe2?,Fe3?Mn2?,MnO4
6、参见标准电极电势表,分别选择一种合适的氧化剂,能够氧化:
(1)Cl?成Cl2;(2)Pb成Pb2?;(3)Fe2?成Fe3?
再分别选择一种合适的还原剂,能够还原:(a)Fe3?成Fe2?;(b)Ag?成Ag; (c)NO2?成NO 解:合适的氧化剂为:
? (1)酸化的MnO4;(2)HNO3;(3)Cl2
合适的还原剂为:
(1)Zn;(2)Sn2?;(3)I?
注:本题答案不单一,同学们可根据原理自行选择。
7、将锡和铅的金属片分别插入含有该金属离子的溶液中并组成原电池(用图示
表示,要注明浓度)。
(1)c(Sn2?)?0.0100mol?dm?3;c(Pb2?)?1.00mol?dm?3 (2)c(Sn2?)?1.00mol?dm?3;c(Pb2?)?0.100mol?dm?3 分别计算原电池的电动势,写出原电池的两电极反应和电池总反应式。 解:查教材附录,??(Sn2?/Sn)??0.1375V,??(Pb2?/Pb)??0.1262V (1)当c(Sn2?)?0.010mol?dm?3;c(Pb2?)?1.00mol?dm?3时:
0.05917V ?(Sn2?/Sn)???(Sn2?/Sn)?lgc(Sn2?)/c?n
??0.1375V?
0.05917Vlg0.0100??0.197V2?(Pb2?/Pb)???(Pb2?/Pb)??0.1262V 故以锡电极做原电池负极,铅电极做正极。
原电池图示为:(?)SnSn2?(0.0100mol?dm?3)Pb2?(1.00mol?dm?3)Pt(?) 正极反应:Pb2??2e??Pb
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