電化學(xué)計(jì)算題舉例

電化學(xué)計(jì)算題舉例第1頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）根據(jù)公式,0.0025mol·dm–3K2SO4溶液的電導(dǎo)率為根據(jù)（7.3.4）,0.0025mol·dm–3溶液的摩爾電導(dǎo)率為

第2頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

離子獨(dú)立運(yùn)動(dòng)定律的意義：在無限稀薄溶液中，摩爾電導(dǎo)率具有嚴(yán)格的加和性。例：無限稀薄時(shí)離子的摩爾電導(dǎo)率見表離子的摩爾電導(dǎo)率有必要指明涉及的基本單元。如：第3頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月H+和OH－的傳遞方式

Grotthusmechanism(1805)第4頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

（1）檢驗(yàn)水的純度事實(shí)上，水的電導(dǎo)率小于就認(rèn)為是很純的了，有時(shí)稱為“電導(dǎo)水”，若大于這個(gè)數(shù)值，那肯定含有某種雜質(zhì)。5、電導(dǎo)測(cè)定的應(yīng)用

純水本身有微弱的解離，和的濃度近似為， ，查表得，這樣，純水的電導(dǎo)率應(yīng)為常見離子的電導(dǎo)率：1.0x10-1Sm-1普通蒸餾水的電導(dǎo)率：1.0x10-3Sm-1藥用去離子水電導(dǎo)率：1.0x10-4Sm-1第5頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

（2）計(jì)算弱電解質(zhì)的解離度及解離常數(shù)對(duì)弱電解質(zhì)：

解離度

=已電離的溶質(zhì)摩爾數(shù)/溶液中全部溶質(zhì)摩爾數(shù)

=已經(jīng)電離的溶質(zhì)產(chǎn)生的電導(dǎo)/全部溶質(zhì)產(chǎn)生的電導(dǎo)

=已知：CH3COOH+

H++CH3COO-

離解前C00離解平衡第6頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）測(cè)定難溶鹽的溶解度1）．難溶鹽飽和溶液的濃度極稀，可認(rèn)為 的值可從離子的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率的表值得到。2）．難溶鹽本身的電導(dǎo)率很低，這時(shí)水的電導(dǎo)率就不能忽略，所以：運(yùn)用摩爾電導(dǎo)率的公式就可以求得難溶鹽飽和溶液的濃度。第7頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月例2

根據(jù)電導(dǎo)的測(cè)定得出25℃時(shí)氯化銀飽和水溶液的電導(dǎo)率為3.14×10―4S·m―1

。已知同溫度下配制此溶液所用的水的電導(dǎo)率為1.60×10―4S·m―1

。試計(jì)算25℃時(shí)氯化銀的溶解度。解：

氯化銀在水中的溶解度極微，其飽和水溶液的電導(dǎo)率k(溶液），為氯化銀的電導(dǎo)率k(AgCl)與所用水的電導(dǎo)率k(H2O)之和，即第8頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

AgCl飽和水溶液的摩爾電導(dǎo)率可以看做是無限稀釋溶液的摩爾電導(dǎo)率,故可根據(jù)式（7.3.6）由陰、陽離子的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率求和算出。由表7.3.2知：

由式（7.3.3）,即可計(jì)算出氯化銀的溶解度：第9頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）電導(dǎo)滴定在滴定過程中，離子濃度不斷變化，電導(dǎo)率也不斷變化，利用電導(dǎo)率變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，確定滴定終點(diǎn)。電導(dǎo)滴定的優(yōu)點(diǎn)是不用指示劑，對(duì)有色溶液和沉淀反應(yīng)都能得到較好的效果，并能自動(dòng)紀(jì)錄。例如：第10頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月1.用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定HCl2.用NaOH滴定HAc3.用 滴定 ，產(chǎn)物 均為沉淀第11頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月橋梁公式:原電池?zé)崃W(xué)----熱力學(xué)與電化學(xué)的橋梁第12頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

例：25℃時(shí)，反應(yīng)Cd+2AgCl→CdCl2+2Ag.試設(shè)計(jì)成電池，寫出電池的表達(dá)式和電極反應(yīng)，并計(jì)算電池反應(yīng)的ΔG、ΔS、ΔH.已知該電池25℃時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為0.6753V，溫度每升高1K，電動(dòng)勢(shì)降低6.5×10-4V/K.

解：設(shè)計(jì)電池：（-）Cd（s）|CdCl2（aq）|AgCl（s），Ag（s）（+）反應(yīng)：正極2AgCl+2e→2Ag+2Cl-

負(fù)極Cd-2e→Cd2+

電池2AgCl→2Ag+CdCl2

由電極反應(yīng)知Z=2，故：

ΔG=-ZFE=-2×96500×0.06573=-130.34KJΔS=（dE/dT）p×

ZF=2×96500×（-6.5×10-4）=-0.1255J/KΔH=ΔG+TΔS=-130.34+298×（-0.1255）=-167.80KJ第13頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

例:試用E

數(shù)據(jù)計(jì)算下列反應(yīng)在25℃時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K

(298.15K)。解設(shè)反應(yīng)組成的電池為：Zn

Zn2+

Cu2+

Cu由表7-7-1查得E

(Cu2+｜Cu)=0.3402V，E

(Zn2+｜Zn)=-0.7626V所以＝E

(Cu2+｜Cu)-E

(Zn2+｜Zn)＝1.103V第14頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

試計(jì)算25℃時(shí)下列電池的電勢(shì)。解:

由兩電極的電極電勢(shì)求電動(dòng)勢(shì)。先寫出電極反應(yīng)；陽極反應(yīng)陰極反應(yīng)第15頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月最后，得電池電動(dòng)勢(shì)：第16頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月

寫出下列電池電動(dòng)勢(shì)的能斯特方程，并計(jì)算

Eθ{H2O,OH―|H2(g)}。

解

：該電池由酸性氫電極作陽極，堿性氫電極作陰極，其電極反應(yīng)為陽極陰極電池反應(yīng)為第17頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月由能斯特方程有其中電池反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，E=0，則即

第18頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月因Eθ{H+|H2(g)}=0,且25℃時(shí)水的離子積Kw=1.008×10-14,代入得第19頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月例:將醌氫醌電極與飽和甘汞電極組成電池：Hg｜Hg2Cl2｜KCl(飽和)

Q

H2Q｜H+(pH＝？)｜Pt25℃時(shí)，測(cè)得E＝0.025V。求溶液的pH值。解

E(左極，還原)＝0.2410V(見表7-8-1）

E(右極，還原)＝(0.6997-0.05916pH)V

E＝E(右極，還原)-E(左極，還原)即0.025V＝(0.6997-0.05916pH-0.2410)V解得pH＝7.3第20頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月例：利用查表的數(shù)據(jù)，求25℃AgCl(s)在水中的溶度積KSP

解：溶解過程表示為陽極：陰極：

設(shè)計(jì)電池：第21頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月其電動(dòng)勢(shì)為其中

查表可知，25℃時(shí)Eθ{AgCl(s)Ag}=0.2221V,Eθ(Ag+|Ag)=0.7994V。因AgCl(s)為純固體，a{AgCl(s)=1。在電池反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),E=0,a(Ag+)a(Cl–)=KSP

，故有第22頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月25℃時(shí)故得第23頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月解將反應(yīng)設(shè)計(jì)如下電池：Fe｜Fe2+(a)

H+(a)｜O2(p

)｜Pt例:

鐵在酸性介質(zhì)中被腐蝕的反應(yīng)為：Fe+2H+(a)+(1/2)O2

Fe2+(a)+H2O問當(dāng)a(H+)＝1，a(Fe2+)＝1，p(O2)＝p

，25℃時(shí)，反應(yīng)向哪個(gè)方向進(jìn)行?第24頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月因?yàn)閍(H+）＝1，a(Fe2+）＝1，p(O2）/p

=p

/p

＝1，a(Fe)=1，a(H2O)≈1(水大量)所以E==E

(H+｜O2｜Pt)-E

(Fe2+｜Fe)由表查得：