思考题和习题解答 E(0)=E°--nam-=0401-005916×(7)V =0.815V E()=E(O)+n=0.815+0.896)V=171V ∴Cl2先析出。 26.25℃时用铂片为电极电解05mkg的CuSO4溶液(其中含 H2SO4为001 kg. mol-)。若氢在铜上的超电势为-023V,活度可用浓 度代替,问在阴极上析出H2时,残留在溶液中的Cu2+浓度是多少?(注 意由于阳极反应产生O2,溶液中H浓度在Cu析出的过程中是不断增 大的)。 Cu2++2 阳极:HO→2H+1o2+2 电池反应:Cu2+H2O→→Cu+2H++O2 设阴极上析出氢气时,Cu2+的浓度为 x mol- kg,则H的浓度应 为 D02+(0.5-x)×2] mol- kg=(1.02-2x) mol kg 此时,电极Cu2( x mol kg-)cu的电极电势为 EO)1=E(0)=E°Cu 2F a =|0.337-005916,1 Ig-V 电极Hk02-2)mokg-lHp)Pt的电极电势为 E()2=E(0)+e=EoH H2, PtR In-2+ -0.23V 2(.02-2x)2 E()1=E()2,即 0.05916 0.05916 0.337 lg 0.23 2(.02-2x)·262· 思考题和习题解答 ( ) [ ] ( ) 0.815 V 0 ln 0.401 0.05916 7 V 2 OH o = = − a − = − × − zF RT E E E( j) = E(0) +ηa = ( ) 0.815+ 0.896 V =1.711V ∴ Cl2 先析出。 26. 25℃时用铂片为电极电解 1 0.5 mol kg − ⋅ 的CuSO4 溶液 (其中含 H2SO4 为 1 0.01kg mol− ⋅ )。若氢在铜上的超电势为− 0.23 V，活度可用浓 度代替，问在阴极上析出H2时，残留在溶液中的 2+ Cu 浓度是多少？(注 意由于阳极反应产生O2，溶液中 + H 浓度在 Cu 析出的过程中是不断增 大的)。 解：阴极：Cu 2e Cu 2+ + − ⎯⎯→ 阳极： + − ⎯⎯→ + O + 2e 2 1 H2O 2H 2 电池反应： 2 2 2 O 2 1 Cu + H O ⎯⎯→Cu + 2H + + + 设阴极上析出氢气时， 2+ Cu 的浓度为 1 mol kg − x ⋅ ，则 + H 的浓度应 为 [ ] ( ) ( ) 1 1 0.02 0.5 2 mol kg 1.02 2 mol kg − − + − x × ⋅ = − x ⋅ 此时，电极 Cu ( mol kg ) Cu 2+ −1 x ⋅ 的电极电势为 { } V 1 lg 2 0.05916 0.337 1 ln 2 ( ) (0) Cu Cu 2 Cu o 2 1 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = − = = − + + x F a RT E j E E 电极 H [ ] (1.02 2 ) mol kg H ( ), Pt o 2 1 x p + − − ⋅ 的电极电势为 { } ( ) 0.23 V 1.02 2 1 lg 2 0.05916 0 1 ( ) (0) H H , Pt ln 2 2 c H 2 o 2 c ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − − = − = + = − + + + x zF a RT E j E η E η 1 2 E( j) = E( j) ，即 ( ) 0.23 1.02 2 1 lg 2 1 0.05916 lg 2 0.05916 0.337 2 − − − = − x x