第四章电化学原理及应用 4-2:根据标准电极电势数据分析,只能选Fes+Ag(+) 4-1:(1)(-)ZnZn2+|cd2+cd(+)(2)(-)(C)Fe2+,Fe3+Ag 4-4:(1)E=0.0113V,Pb(+);(2)E=0.0477V 注意:表明原假定极性应颠倒,必须说明之。电池符号亦颠倒 4-8:选择还原剂时,常见错误:Na、K;Nat、K+ 4-10:(1)Fe2+;(2)Fe3;(3)MnO4/I错:Na+,Na(无) 4-11:(1)正向;(2)-0.272V;(3)…;(4)增大0059V 4-14:(1)注意正确判断出电池反应的正、负极 E<0亦为给定方向的结果,不要人为颠倒反应方向 注意公式要写正确:lgK=nE0.059。KO=0.328 (2)正确表示出各离子平衡浓度,用K的表达式 求出m(Ag+)=0.08( mol kg-)
第四章 电化学原理及应用 • 4-1: (1) (-) Zn|Zn2+||Cd2+|Cd (+) (2) (-) (C)|Fe2+, Fe3+||Ag+ |Ag (+) • 4-2: 根据标准电极电势数据分析，只能选 Fe3+ • 4-4: (1) E=0.0113 V，Pb(+)；(2) E=-0.0477 V 注意：-表明原假定极性应颠倒, 必须说明之。电池符号亦颠倒 • 4-8：选择还原剂时，常见错误：Na、K；Na+ 、K+ • 4-10: (1) Fe2+；(2) Fe3+；(3) MnO4 - / I - 错: Na+ , Na(无) • 4-11: (1) 正向；(2) –0.272 V；(3) …；(4) 增大0.059 V • 4-14: (1) 注意正确判断出电池反应的正、负极 E <0 亦为给定方向的结果，不要人为颠倒反应方向 注意公式要写正确：lgK =nE /0.059。K =0.328 (2) 正确表示出各离子平衡浓度，用K的表达式 求出 m(Ag+ )=0.08 (mol·kg-1 )
4-15:(1)从反应物确定电池极性E0.2355V,n=1,K=9.807×10 2)据Nen公式,∵+中m(Re)m,∴4>+E比E大 但在一定/下,E永远不(随浓度)变,K也不变 4-19:(1)先在阴极沉积的是φ的Ox态物质,∴m相同∴Cd (2)当Zn沉积时,必g明=0m=92n+0059/21gm(Zn2+)已知 Cd在阴极的电势亦:φ明0cg+0.05921gm(Cd2+) 解得:m(Cd2+)=6.875×10-15 4-20正确写出电极反应分别计算各物质在阴、阳极上的实析 阴极:四N读析=0N10=0.257(V,c减析9a0=04030(V) 0(H2)=H2)+0.059/21g(107)2-0.09=0.503(V),∴N冼↓ 阳极:@实析(Cl2)=135827-0.01776+0.25=159051(V)m(C1)=2 0实析(S2O32)=9S2O327SO2)+=2010+(V) 文,9实(O2)=0401+059419(10+109=1904V,C2先↑ 加电压:实析(阳)实析(阴)一实析(CL2)9实析(N) =1.84751(V
• 4-15: (1) 从反应物确定电池极性E =0.2355 V, n=1, K=9.807×103 (2) 据Nernst公式, ∵φ(+)中m(Re)φ (+), E比E 大 但在一定T下，E 永远不(随浓度)变，K也不变 • 4-19: (1)先在阴极沉积的是φ↑的Ox态物质,∵m相同∴Cd先↓ (2) 当Zn沉积时，必 φ阴=φZn =φ Zn+0.059/2·lgm0 (Zn2+) 已知 Cd在阴极的电势亦☺: φ阴=φCd=φ Cd+0.059/2·lgmr (Cd2+) 解得：m(Cd2+)=6.875×10-15 • 4-20: 正确写出电极反应, 分别计算各物质在阴、阳极上的φ实析 • 阴极: φNi实析=φ Ni-0=-0.257 (V), φCd实析=φ Cd-0=-0.4030 (V) • φ(H2 )=φ (H2 )+0.059/2·lg(10-7 ) 2-0.09=-0.503 (V), ∴ Ni先↓ • 阳极: φ实析(Cl2 )=1.35827-0.01776+0.25=1.59051 (V) mr (Cl- )=2 ☺ • φ实析(S2O8 2- )=φ (S2O8 2- /SO4 2- )+η =2.010+η (V) • φ实析(O2 )=0.401+0.059/4·lg(1/10-7 ) 4+1.09=1.904(V),∴Cl2先↑ • 外加电压: V= φ实析(阳)-φ实析(阴) =φ实析(Cl2 )-φ实析(Ni)=…… • =1.84751 (V)
4-2:H2析出必p明实析(H2)=0+005990.02-0.23=0.3302已知 Cu的亦明0.3302=实(Cu)=034190.05921!gmCu2) 解得:m(Cu2)=1.648×1023 事实上,阳极2OH2e→0.502+H2O后留下m(H)=2m(Cu2+) 若充分搅拌,m(H)=0.02+2×0.05=0.12 对应:90.2843V,mCu2+)=5.928×102 另可查到HSO4的pK2=1.99,表明H还有一半在HSO4中 4-23:(1)(Fe2+/Fe)0.506,0(Cu2+Cu)=0.2918 0.2969[qCu2+/Cu=0.347] 所以金属Cu先析出 (2)v=1.35827+0.25+0.059g(1/0.02)+0.506-2.2145(V) (3)-0.506-0.3419+(0.0592)gx→x=1.8098×1029 1.2155×10-29[gCu2Cu)=0.347
• 4-22: H2析出必φ阴=φ实析(H2 )=0+0.059lg0.02-0.23=-0.3302已知 • Cu的亦φ阴=-0.3302=φ实析(Cu)=0.3419+0.059/2·lgmr (Cu2+) • 解得：mr (Cu2+)=1.648×10-23 • ☺事实上, 阳极 2OH--2e → 0.5O2+H2O 后留下 m(H+ )≈2m0 (Cu2+) • 若充分搅拌， mr (H+ )=0.02+2×0.05=0.12 • 对应：φ阴=-0.2843 V，mr (Cu2+)=5.928×10-22 • 另可查到HSO4 -的pKa=1.99, 表明H+还有一半在HSO4 -中…… • 4-23: (1) φ(Fe2+/Fe)=-0.506, φ(Cu2+/Cu)=0.2918 0.2969 [φ (Cu2+/Cu)=0.347] 所以金属 Cu 先析出 (2) V=1.35827+0.25+0.059lg(1/0.02)+0.506=2.2145 (V) (3) –0.506=0.3419+(0.059/2)lgx ➔ x=1.8098×10-29 1.2155×10-29 [φ (Cu2+/Cu)=0.347]
4-24在Zn的允许浓度下,可得卩实析(Zn 即要实析(H2)实析(Zn) ∴.0+0.05921gm2(H)-0.70≤0.7618+0.059/21g(104) pH=1gm(H)3.047 4-25:1)Ni+Ni2+=Ni2+Ni 2)无H2O、H、OH 3)实乃电解水 426:计算各实际析出电势卖析,放电次序为 Ni2+、H+、Fe2+ 428:注意温度20℃5℃,用o=0+(RmmF)ln(OX/Re) Pin=P Cu, Epo in cu=rT/(2F).In[m(cu?t)/m(zn2+) m(Cu2+)m(Zn2+)=1.125×1038 或m(Zn2+m(Cu2+)=8.891×1037 429:吸氧腐蚀:O2+2H2O+4e=4OH,对应 △q=0.05941g(1/0.1)=0.01475(V)
• 4-24: 在Zn的允许浓度下, 可得φ实析(Zn), 即要φ实析(H2 )≤φ实析(Zn) • ∴ 0+0.059/2·lgmr 2 (H+ ) – 0.70≤-0.7618+0.059/2·lg(10-4 ) pH=-lgmr (H+ )≥3.047 • 4-25: 1) Ni+Ni2+=Ni2++Ni 2) 无H2O、H+ 、OH- 3) 实乃电解水 • 4-26: 计算各实际析出电势φ实析，放电次序为： Ni2+ 、H+ 、Fe2+ • 4-28: 注意温度20℃≠25℃，用φ=φ +(RT/nF)·ln(Ox/Re) φZn =φCu，即φ Zn-φ Cu =RT/(2F)·ln[m(Cu2+)/m(Zn2+)] m(Cu2+)/m(Zn2+)=1.125×10-38 或 m(Zn2+)/m(Cu2+) =8.891×1037 • 4-29: 吸氧腐蚀：O2+2H2O+4e == 4OH-，对应 Δφ=0.059/4·lg(1/0.1)=0.01475 (V)