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實(shí)驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)記錄和處理1.室溫時(shí)各電池的電池電動(dòng)勢(shì)測(cè)定T室溫=289.15K表1室溫時(shí)各電池的電池電動(dòng)勢(shì)電池E/V/V123a0.4558270.4550270.4550970.455317b0.2023230.2004010.1990000.200575c0.5002980.5004380.5005130.500416d0.4444300.4436990.4436460.4439252.數(shù)據(jù)處理(1)寫(xiě)出a、b、c、d各被測(cè)電池的表達(dá)式、電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。a.電池的表達(dá)式:Hg│Hg2Cl2(s)│KCl(飽和)‖AgNO3(0.0100mol/L)│Ag電極反應(yīng):Hg+Cl-(飽和)+Ag+=1/2Hg2Cl2+Ag負(fù)極:Hg
+
Cl-(飽和)=1/2Hg2Cl2+
e-
正極:Ag+
+e-
=Agb.電池的表達(dá)式:Hg│Hg2Cl2(s)│KCl(飽和)‖Q,QH2,H+│Pt電極反應(yīng):C6H4O2(醌)+2H++2e-=C6H4(OH)2(氫醌)負(fù)極:2Hg+2Cl--2e-→Hg2Cl2正極:Q+2H++2e-→QH2c.電池的表達(dá)式:Hg│Hg2Cl2(s)│KCl(飽和)‖AgNO3(0.100mol/L)│Ag電極反應(yīng):Hg+Cl-(飽和)+Ag+=1/2Hg2Cl2+Ag負(fù)極:Hg
+
Cl-(飽和)=1/2Hg2Cl2+
e-
正極:Ag+
+e-
=Agd.電池的表達(dá)式:Ag│AgCl(s)│HCl(0.1mol/L)‖AgNO3(0.100mol/L)│Ag電極反應(yīng):Ag+
+Cl-
=Ag負(fù)極:Ag+Cl--e-→AgCl正極:Ag++e-→Ag(2)由電池(a)的電動(dòng)勢(shì)計(jì)算銀電極電勢(shì)。根據(jù)能斯特公式計(jì)算銀電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)。與文獻(xiàn)值比較,求相對(duì)誤差(已知0.0100AgNO3溶液的離子平均活度系數(shù)=0.90)。飽和甘汞電極電勢(shì)和銀電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)文獻(xiàn)值見(jiàn)附表9-17。查附表9-17計(jì)算飽和甘汞電極的電極電勢(shì)和銀電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì):0.24735V=0.80773V由得:0.70267V再由能斯特方程得=0.70267+8.314*289.15/96500*ln(1/0.01)=0.81739V并計(jì)算銀電極標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的相對(duì)誤差:相對(duì)誤差=(0.81739-0.80773)/0.80773*100%=1.20%得:0.74777V再由=0.0451V該濃差電池的負(fù)極反應(yīng):Ag(s)-e-→Ag+(aq)正極反應(yīng):Ag+(aq)+e-→Ag(s)電池反應(yīng):Ag+(0.1000mol·Kg-1)→Ag+(0.0100mol·Kg-1)由濃差電池的能斯特方程求===0.050615V(6)*由電池(d)的電動(dòng)勢(shì)計(jì)算氯化銀溶度積。已知0.10HCl溶液離子平均活度系數(shù)=0.796。由電池d的電池反應(yīng)寫(xiě)出能斯特方程求氯化銀的:由于此電池反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為氯化銀溶度積的倒數(shù)經(jīng)簡(jiǎn)化得===-22.96所以=1.065×10-10回答問(wèn)題及討論測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)為什么要用補(bǔ)償法?本實(shí)驗(yàn)的測(cè)定過(guò)程中,在找到光點(diǎn)不偏轉(zhuǎn)的位置之前,仍有電流通過(guò)被測(cè)定電池,對(duì)測(cè)量會(huì)帶來(lái)什么影響?如何減少這些影響?答:熱力學(xué)可逆電池的條件之一就是必須非常接近平衡狀態(tài),即通過(guò)的電流無(wú)限小,所以因此要用補(bǔ)償法來(lái)削減電流,使待測(cè)電池工作在可逆狀態(tài)。影響:有電流通過(guò)時(shí)會(huì)使電極極化,使測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)偏小。措施:減少電流通過(guò)電池的時(shí)間,可以實(shí)現(xiàn)預(yù)估電池電動(dòng)勢(shì)的大小,然后迅速調(diào)節(jié)。在測(cè)量時(shí)找到平衡點(diǎn)后(即檢流計(jì)光點(diǎn)不偏轉(zhuǎn)時(shí)),附圖4-3中段電阻中有無(wú)電流通過(guò)?電流方向如何?段線路中有無(wú)電流通過(guò)?電流方向如何?答:CC’段有電流通過(guò),方向由C到C’,段無(wú)電流通過(guò)。UJ25型電位差計(jì)中Ⅰ~Ⅳ測(cè)量盤(pán)線路(見(jiàn)附圖4-4)對(duì)應(yīng)附圖4-3中的哪部分線路?答:對(duì)應(yīng)CC’段電阻。若檢流計(jì)光點(diǎn)只向一邊偏轉(zhuǎn),因而找不到光點(diǎn)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的平衡點(diǎn),試分析可能的原因是什么?答:待測(cè)電池的正負(fù)極接反了;工作電池的電壓太低。鹽橋的作用是什么?一般物理化學(xué)教科書(shū)中介紹的比較理想的鹽橋用電解質(zhì)是KCl與NH4NO3。本實(shí)驗(yàn)中為什么不用這兩種電解質(zhì),而用飽和KNO3溶液制備鹽橋?答:鹽橋作用:降低液面接觸電勢(shì),并且連通電路。本實(shí)驗(yàn)中由于Cl-及NH4+都會(huì)與Ag+發(fā)生反應(yīng),分別生成沉淀和絡(luò)合物,影響電極電勢(shì)測(cè)定,故選用飽和KNO3溶液制備鹽橋。檢流計(jì)的使用及維護(hù)中最重要的注意事項(xiàng)是什么?標(biāo)準(zhǔn)電池及工作電池的作用有什么不同?使用標(biāo)準(zhǔn)電池時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題?答:檢流計(jì)注意事項(xiàng):①檢流計(jì)使用時(shí)不能劇烈震動(dòng);②通過(guò)檢流計(jì)的電流在額定的范圍內(nèi)并且時(shí)間盡量短;③檢流計(jì)使用后將量程調(diào)節(jié)至短路檔位。標(biāo)準(zhǔn)電池作用:電位差測(cè)量實(shí)驗(yàn)中的標(biāo)準(zhǔn)量具,在直流電位差實(shí)驗(yàn)中提供標(biāo)
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