精品文档
x2Ke??1.06?10?5 0.01?xx?3.20?10?4mK??0.01,ZK??1,mCl??0.01,Zcl???1
mNa??0.02,ZNa??1,mSO2??0.01,ZSO2???2
44mH??3.20?10?4,ZH??1,mA??3.20?10?4,ZA???1
混合溶液的离子强度为 I?112mZ?2?0.01?0.02?0.01?22?2?3.20?10?4 ?BB2n2?? ?0.04032mol?kg
?16.根据Debye-Huckel极限定律，计算298.15K使0.005mol.kg-1的CaCl2 水溶液
中，Ca2+和Cl-1的活度系数和离子平均活度系数。 解： mCa2??0.005mol?kg?1,ZCa2??2 mcl??0.01mol?kg?1,Zcl???1 溶液离子强度为
I?Ca2+离子的活度系数为
22lg?Ca2???A?ZCa?I??0.509?2?0.015??0.24942?11222??mZ?0.005?2?0.01??1?0.015mol?kg?1 ?BB2n2??
?Ca2??0.563 Cl-离子的活度系数为
22 lg?cl???A?Zcl??I??0.509?(?1)?0.015??0.06234 ?Cl??0.866 离子平均活度系数可由两种方法求得
lg????A?Z??Z??I??0.509?2?0.015??0.1247
???0.750
或者
???(??????)精品文档
??1/??(0.563?0.8662)1/3?0.750
精品文档
7.试写出下列各电池的电极反映和电池反应： (1) CuCuSO4(a1)AgNO3(a2)Ag
(2) PbPbSO4(s)K2SO4(a1)HCl(a2)AgCl(s)Ag (3)(Pt)H2(p)NaOH(a)HgO(s)Hg(l) (4) (Pt)H2(p1)H2SO4(m)H2(p2)(Pt) 解：
（1） 电极反应
负极 Cu?Cu2?(a1)?2e? 正极 2Ag?(a2)?2e??2Ag
电池反应 Cu?2Ag?(a2)?Cu2?(a1)?2Ag （2）电极反应
2?(a1)?PbSO4(s)?2e? 负极 Pb?SO4正极 2AgCl(s)?2e??2Ag?2Cl?(a2) 电池反应
2?Pb?SO4(a1)?2AgCl(s)?PbSO4(s)?2Ag?2Cl?(a2)
（3）电极反应
负极 H2(p)?2OH?(a)?2H2O?2e? 正极 HgO(s)?H2O?2e-?Hg(l)?2OH-(a) 电池反应 HgO(s)?H2(p)?Hg(l)?H2O （4）电极反应
负极 H2(p1)?2H?(m)?2e? 正极 2H?(m)?2e??H2(p2) 电池反应 H2(p1)?H2(p2) 8.将下列化学反应设计成原电池：
（1）2Ag?(a1)?H2(p)?2Ag?2H?(a2) （2）AgCl(s)?I-(a1)?AgI(s)?Cl?(a2) （3）Pb(s)?Hg2Cl2(s)?PbCl2(s)?2Hg(l)
精品文档
精品文档
（4）PbO(s)?H2(p)?Pb(s)?H2O 解：
（1） 电极反应
负极 H2(p)?2H?(a2)?2e? 正极 2Ag?(a1)?2e??2Ag
电极反应 2Ag?(a1)?H2(p)?2Ag?2H?(a2) 电池组成 (Pt)H2(p)H?(a2)Ag?(a1)Ag （2）电极反应
负极 Ag?I?(a1)?AgI?e? 正极 AgCl?e??Ag?Cl?(a2) 电极反应 AgCl?I?(a1)?AgI?Cl?(a2) 电池组成 AgAgI(s)I?(a1)Cl?(a2)AgCl(s)Ag （3）电极反应
负极 Pb(s)?2Cl?(a)?PbCl2(s)?2e? 正极 Hg2Cl2(s)?2e??2Hg(l)?2Cl?(a) 电极反应 Pb(s)?Hg2Cl2(s)?PbCl2(s)?2Hg(l) 电池组成 PbPbCl2(s)Cl?(a)Hg2Cl2(s)2Hg(l) （4）电极反应
负极 H2(p)?2OH?(a)?2H2O?2e? 正极 PbO(s)?H2O?2e??Pb(s)?2OH?(a) 电极反应 PbO(s)?H2(p)?Pb(s)?H2O 电池组成 (Pt)H2(p)NaOH(a)PbO(s)Pb 9.写出下列电池的电极反应：
CdCd2?(a?0.01)Cl?(a?0.5)Cl2(101325Pa)(Pt)，并计算298.15K时，各电极的电极电势及电极电动势，根据计算结果指出此电极反应能否自发进行？ 解：电极反应
精品文档
精品文档
Cd?Cl2(101325Pa)?Cd2?(a?0.01)?2Cl?(a?0.5)
电极反应
负极 Cd?Cd2?(a?0.01)?2e?
正极 Cl2(101325Pa)?2e??2Cl?(a?0.5)
?查表得：?CL2/CL???1.3595V,?CL??0.4029V。根据电极电势的Nernst方2?/Cd程可求得各电极的电极电势：
? ????CL/CL?2aCL?RT ?lnzFpCl2/p?20.059160.52lg =1.3595－ 21 =1.3773V
? ????Cd?2?/CdRT1 lnzFaCd2?0.059161 lg20.01 =-0.4029－
=-0.4621V
电池电动势可直接根据电池反应由电池电动势的Nernst方程求得，或由正、负电极的电极电动势之差求得：
2a??aRTCd2?（1）E?E?? lnCl?zFpCl2/p0.05916?0.5??0.01lg =?1.3595???0.4029??? 212 =1.8394V
（2）E???????1.3773?0.4620?1.8393V 因为电池电动势E＞0，故此电极反应能自发进行。
10.298.15K时，有反应Pb?Cu2?(a?0.5)?Pb2?(a?0.1)?Cu，试为该反应设计电池，并计算（1）电池电动势；（2）电池反应的Gibbs能变化；（3）若将上述反应写成2Pb?2Cu2?(a?0.5)?2Pb2?(a0.1)?2Cu，（1）（2）所得结果有何变化？ 解：电极反应
负极 Pb?Pb2?(a?0.1)?2e? 正极 Cu2?(a?0.5)?2e??Cu
精品文档
精品文档
电池组成 PbPb2?(a?0.1)Cu2?(a?0.5)Cu
??（1） 查表得?Cu?0.337V,???0.126V 2?/CuPb2?/Pb E?E??RTaPb2? lnzFaCu2?0.509160.1 lg20.5 =?0.337???0.126??? =0.4837V (2)
?rzGm??zEF
=－2×0.4837×96500
=－93.35kg.mol-1
(3)由于电池电动势为强度性质，数值大小与电池中各电极上得失电子的计量系数无关，而Gibbs能变化?rGm为容量性质，当电池反应写成
2Pb?2Cu2?(a?0.5)?2Pb2?(a?0.1)?2Cu，其值也要发生变化，所以
E=0.4837V ?rGm??zEF
=－4×0.4837×96500 =－186.71kg.mol-1
11.测得电池ZnZnCl2(a?0.05)AgCl(s)Ag的电动势在298.15K时为1.015V，温
??E?
度系数??为-4.92×10-4V．K-1，试写出电池反应并计算当电池可逆放电2mol
??T?p电子电量时,电池反应的?rGm,?rSm,?rHm及电池的可逆热Q r。 解：电池反应
Zn?2AgCl(s)?ZnCl2(a?0.05)?2Ag
?rGm??zEF??2?1.015?96500??195895J?mol?1
??E??4?1 ?rSm?zF???2?96500?(?4.92?10)??94.956J?K
??T?P ?rHm??rGm??rSm??195895?94.956?298.15 ??224206J?mol?1 电池放电时的可逆热为
精品文档