中南大学物化课后习题答案-10章-电极过程.docx

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1、第10章电极过程1．用间接方法求得298.15K时，反应H2＋?O2====H2O（l）　＝－236.65kJ·mol-1试问298.15K时，非常稀的硫酸溶液的分解电压是多少?设用的是可逆电极，并且溶液搅拌得很好。（答案：1.226V）解：∵=-zFEΘ∴U分=E理=EΘ=2．298.15K时低电流密度电解稀硫酸水溶液，用银作两极的电极材料，和用光滑铂作两极材料，试分别确定其分解电压(已知在银电极上ηH2＝0.87，ηO2＝0.96V，在光滑铂电极上ηH2＝0.09，ηO2＝0.45V。并设稀硫酸水溶液中aH2O＝1)。（答案：3.059V；1.769V）解：电解稀硫酸

2、水溶液，就是电解水，其理论（可逆）分解电压为1.229，考虑极化作用，则其实际分解电压=理论（可逆）分解电压+∑超电压，故，用Ag作电极：U分=1.229＋0.87＋0.96=3.059V用Pt作电极：U分=1.229＋0.09＋0.45=1.769V3．某溶液中含10-2mol·dm-3CdSO4，10-2mol·dm-3ZnSO4和0.5mol·dm-3H2SO4，把该溶液放在两个铂电极之间，用低电流密度进行电解，同时均匀搅拌，试问①哪一种金属将首先沉积在阴极上?②当另一种金属开始沉积时，溶液中先析出的哪一种金属所剩余的浓度为多少?（答案：6.65×10-15mol·dm

3、-3）解：（1）在此溶液中，，，而查表知：，∴一定有：，故金属Cd先析出。（2）在金属锌析出时Cd2+的浓度应满足关系：(-0.4026)+0.02958lgcCd2+=(-0.7628)+0.0296lg（0.01）解得：cCd2+=6.65×10-15mol·dm-34．电解某溶液在阴极上有Zn沉积，H2在Zn上的超电压为0.72V，欲使溶液中Zn2+的浓度降到10-4mol·dm-3，阴极仍不析出H2气，溶液的pH值最小应控制为多少?（答案：2.7）解：当cZn2+=1.0×10-4mol·dm-3时，有析出H2时，有EH+/H2=(-0.05916)×pH-0.72不让

4、H2析出时，需要：EH+/H2≤EZn2+/Zn即：(-0.05916)×pH-0.72≤(-0.8811)解得：pH≥2.75．298.15K电解精炼铜的酸性溶液内含铜st1:chmetcnvTCSC="0"NumberType="1"Negative="False"HasSpace="False"SourceValue="30"UnitName="g">30g·dm-3，离子活度系数，若电解液中含有杂质银，试问要得到精铜，电解液中银含量最大不能超过何值(设电积时铜的超电压可以忽略，最大银含量时Ag+的)?（答案：2.54×10-8mol·dm-3）解：铜中不含Ag，则≤，即

5、：≤0.2644解得：≤8.98×10-9mol·dm-36．电解pH＝5的CdCl2溶液时，Cd2+的浓度为多少时H2开始析出?已知H2的超电压为0.48V。（答案：2.316×10-3mol·dm-3）解：，氢气析出时，有：≤∴≤2.4175×10-13mol·dm-37．将含0.05mol·dm-3硫酸的0.1mol·dm-3硫酸铜溶液于298.15K进行电解，当两价铜离子的浓度减少到1×10-7mol·dm-3时，阴极电势为何值?在不让氢析出的条件下，阴极电势可能的值为多少(设电解液的pH＝0.15，氢在铜上的超电压为0.33V)?（答案：0.133；－0.3389V）

6、解：铜的阴极电势为：不析出H2的最低阴极电势为：8．用电解沉积Cd2+的方法分离某中性水溶液中的Cd2+和Zn2+。已知该溶液中Cd2+和Zn2+的浓度均为0.1mol·kg-1，H2在Cd和Zn上的超电压分别为0.48V和0.70V。试问在298.15K时分离效果怎样?有没有氢析出干扰(设Cd2+和Zn2＋的活度近似等于浓度)?（答案：3×10-21mol·dm-3；无）解：在Cd电极上：在Zn电极上：而Cd和Zn的析出电势为：Cd和Zn的析出电势都大于H2的析出电势，所以没有H2析出干扰，且Cd优先析出当Zn析出时，Cd2+浓度应该降为：≤，解得≤6.64×10-14mol·

7、dm-39．某溶液中含Zn2+和Fe2+，活度均为1。已知氢在铁上的超电压为0.4V，如欲使离子析出次序为Fe、H2、Zn，则298.15K时溶液的pH值最大不得超过多少?在此pH溶液中，H2开始析出时Fe2+的活度降为若干?（答案：6.14；1.22×10-11）解：EFe2+/Fe=-0.4402+0.0296lgcFe2+=-0.4402+0.0296lg1=-0.4402VEZn2+/Zn=-0.7628+0.0296lgcZn2+=-0.7628+0.0296lg1=