(完整版)南京大学物理化学下册(第五版傅献彩)复习题及解答
答:对电解质瀋液来说电导G 是其呆电的能力，以1 1型电解质洛腋为例.
第八章电解质溶液
L Faraday 电解定律的基本内容是什么？这定律在电牝学中有何用魁？
答:拉第电解定律的基本内容込：
通电于电解质溶液之后，（1）在电楼上（聘相界面八发生化学窘化的物质的駅勻通入电荷成正比.（2）若 将几亍电解池申联■通人一定的电荷議后?衽各个电解池的电极卜.发生化学变比的物质的帚祁相等.
Qf-i> —z^-eL —z± F
根据Faraday 定律,通过分析电解过程中反应物在电极上物质的址的变化，就可求出电的址的数值?在 电化学的定駁研究和电解工业上有車要的应用.
2. 电池中正极、负极、阴极、阳极的定义分别晶什么？为什么盘煤电池中负极是阳极而正极是阴极？ 笞:给出陀了?到外电路的电极叫做电池的负极，在外砲路中电勢*低. 从外电路接受电子的电极叫做电池的止槻?在外电路中电势较高.
发生氧化柞用的电极称为阳极■发生还原作用的一极称为阴极?原电池杓阳扱发生麵化作用?阴橈发生 还甌作用.内电路的电子由阳极运动到阴极.所械电池的阴彊是正彊，阳极是负极.
3*电解质涪液的电导車和摩尔电导率与电解质溶液浓度的关采有何不同。为什么？
答匕蹑电解质漳液的电导率随若浓度的增大而升高（导电粒子数但大到一定程度以后，由于 正、负禹子之间的相f 作用增大?因而使离子的运动速率降低.电导率反而下降?弱电解质的电导率随故度 的变化不显蒼?浓度增加电离度减少.离子数目变化不天?摩尔电导率随灌廈的变化与电导率不同?浓度降 低，粒子之闾相互作用减弱?正、负薦子的运动速率因而增加?故摩爼电导率增加*
4. 怎样分别求强电解嵐和弱电解质的无限稱降摩尔电錚率？为什么翌用车同的方袪？
答:庄低威度尸,强电解陪液的摩尔电导率*枚线性关慕.
Am*銘（1 一0Q
在一定温度下，一定电解质溶液来说甲是定偵.通过作阳?宜线勺纵坐标的交点即为无限稀秫时落液 的辱尔电导率AS 1,即外推袪.
弱电解质的无限廉释摩尔电导率A ;?跟据离了独立移动迄律?可由强电解质溶薇的无限稀释摩尔电 导率
A 計设计求算，不能由外惟陆求出，由于购电解质的幡涪液在很低报度F ，Am 与丘不垦总线关系.并且 浓度
的変化对的值影响很大.实验的谋差很大?由实验值直接求弱电解质的厲：很困难.
5. 离子的摩尔电导率、离子的迁移速率、离子的电迁移率和离P 迁移数之间有哪些建址关系式？
答，定図关系式*
j uit* dE/dl r- = — dE/'dl
牛t r_离子迁移連率*+川一厲产的电迁移率*
A ；=（?7+u-）E
6?在某电解质落液中?若丫门种离『疗在’则溶液的总电导应该用下列哪牛公式表示’
(1) G =臣 +臣 + …*〔2〉G
■
无限稀释强电解质溶液
十
A ：,
G=M A// te —Am ? c
稀电解质溶液 Am =At + A 二
（Am 4-Am ）c = /lm * c+Am ? C
C4- ~Am * C 则 G+ =K+A// ???G 厂G+G 亠盒+斤…=》越
7.电解质与非电解质的化学势表示形式冇何不同？活度因子的表示式有何不同? 答:非电解质的化学势的表示
形式.
阿=閔（T ） +RHny“?B 箫=山（T ） +RTlnu*R 电解质 抄=必（丁）+尺力皿8=川（7。+尺"皿甘? 活度因子表示式，非电解质IF ?哦
电解质 a?=a^ ? ct- =a±?
8. 为什么要引进离子强度的概念？离子强度对电解质的平均活度因子有什么影响？
答:在稀溶液中，影响离子平均活度因子*的主要因素是离子的浓度和价数，并且离子价数比浓度影 呜还宴更大一些?且价型愈高?影响愈大，因此而提出离子强度的概念.
对平均活度因子的彫响lg 沧一常数/L
9. 用D （?byeHuckcl 极限公式计算平均活度因子时有何限制条件？在什么时候要用修正的Debye Huckel 公
式？
答:限制条件为：
① 离子在静电引力下的分布遵从Boltzmann 分布公式,并且电荷密度与电势之间的关系連从静电学中 的
Poisson （泊松）公式.
② 离子是带电荷的圆球?离子电场是球形对称的，离子不极化.在极稀溶液中可看成点电荷. ③ 离子N 间的作用力只存在库仑引力，其相互吸引切产生的吸引能小于它的热运动的能量.
④ 在稀溶液中?溶液的介电常数与溶剂的介电常数相差不大?可以忽略加入电無质后的介电常数的变 化. 若不把离子看作点电荷，考虑到离子的直径，极限公式修正为：
lgZ±_
\+网?
10. 不论是离子的电迁移率不是摩尔电导率?氢离子和氢氧根离子都比其他与之带相同电荷的离子要 大得多
?试解释这是为什么？
答:在水溶液中?屮和OH-离子的电迁移率和摩尔电导率特别大?说明 屮和OFT 在电场力作用下 运动速率特别快，这是因为水溶液具有氢键质子可以在水分子间转换,电流很快沿着氢键被传导.
11. 在水溶液中带有相同电荷数的离子?如Li+,NaJK+?Rl/,????它们的离子半径依次增大,而迁移 速
率也相应塩大,这是为什么？
答:L 汁，Na+ ,K* ,Rb ?等离子带有相同的电荷，离子半径依次增大?根据修正的DebyeHiickel 公式；
I
=一
41 半」
lg沧随曽离产半径的增大而增大-所以洛液中离子陪度增加'迂移速塞亦将増加.
U.影响礁懵盐的落解度主要有哪些閑素？试讨论AfiO在下列电解庾榕液中的灌解度大水，按由R 到大的氏序排列岀来｛除朮外，所有的电解质的锻度都是0.1 mol * dnTT”
(DNaNQj (2)N H CI｛勢HQ U)CuSa (SjNaBr
菩:影响难帑盐的靜解度的主要因冨利t
①共同离子影晌，如AgBr在NaBr中的溶解度远小于水中的溶解度.
②It它电解质的影响.其它庖解质的存在通过彭响离子强度.膨响雉講盐的活度系数，从而影响溶解度.
陪解度题序为1<2)<(3)<(l) 13-用丹电极电解一淀淞度的CuSO.落液+试分CTI&部、中部和阳扱部溶液的噸色隹电解过痙中启何变化? 若都改用Eu电扱，三部溶液颜色变化又将如何？ 菩:丹是情性电披.阴极部陪威中被还厭生JAC臥溶液中Cu a+的離度变小'顔色变祓，阳极部榕液中向中部迁移，城色变機，中部的颜迺在短时间内基本保持不蛮 用Cu做电扱时,阴极部的闌色变淡*中部墓亭不变，阳极部顏色变渾. 14.什么叫蹴子抚了l^bye-Hilckel-Onsager电轻理ifc说明了件么问题？ 答:溶噸中每一牛离子郁被电荷舒号相反的离子所包围，由F离子啊的相互作用使得團1FM不均匀，从而形咸离子規. Lteby^Huckd Onager电导理论说明，电解质瘠液的暉尔电异率与离子间相互作用、离子的性质、离子本 身结构和涪剂能力以及介质的介电常数都令关系- 第九章 1.可逆电极有哪些主要类型？每种类型试举一例，并写出该电极的还原反应。对于气体电极和氧化还 原电极在书写电极表示式时应注意什么问题？ 答：可逆电极有三种类型： 2+ 2+ ⑴金属气体电极如Zn(s)|Zn (m) Zn (m) +2e - = Zn(s) ⑵金属难溶盐和金属难溶氧化物电极女口Ag(s)|AgCl(s)|Cl -(m)，AgCI(s)+ e -= Ag(s)+CI -(m) _ _ 3+ 2+ 3+ 2+ ⑶氧化还原电极女口：Pt|Fe (m1),Fe (m2) Fe (ml) +e - = Fe (m2) 对于气体电极和氧化还原电极，在书写时要标明电极反应所依附的惰性金属。 2?什么叫电池的电动势？用伏特表侧得的电池的端电压与电池的电动势是否相同？为何在测电动势时 要用对消法？ 答：正、负两端的电势差叫电动势。不同。当把伏特计与电池接通后，必须有适量的电流通过才能使伏特计显示，这样电池中发生化学反应，溶液浓度发生改变，同时电池有内阻，也会有电 压降，所以只能在没有电流通过的情况下才能测量电池的电动势。 3. 为什么Weslon标准电池的负极采用含有Cd的质量分数约为 0.04~0.12的Cd一Hg齐时，标准电 池都有稳定的电动势值？试用Cd一Hg的二元相图说明。标准电池的电动势会随温度而变化吗？ 答：在Cd一Hg的二元相图上，Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐落在与Cd一Hg固溶体的两相平衡区，在一定温度下Cd一Hg齐的活度有定值。因为标准电池的电动势在定温下只与 Cd一Hg齐的活度有关，所以电动势也有定值，但电动势会随温度而改变。 4. 用书面表示电池时有哪些通用符号？为什么电极电势有正、有负？用实验能测到负的电动势吗？ 答：用“| ”表示不同界面，用“|| ”表示盐桥。电极电势有正有负是相对于标准氢电极而言的。不能测到负电 势。5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差？单个电极的电势能否测量？如何用Nernst方程计算电极的还原电势？ 5. 电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电 势差 ？单个电极的电势能否测量 ？如何用Nernst 方程计算电极的还原电势 ？ 答：电极电势不是电极表面与电解质溶液之间的电势差。单个电势是无法测量的。用 Nernst 方 程进行计算： RT v B v B (Ox |Re d ) (Ox Re d ) zF B zF 6. 如果规定标准氢电极的电极电势为 1.0V ，则各电极的还 原电极电势将如何变化 ?电池的电动势将 如何变化? 答：各电极电势都升高 1，但电池的电动势值不变。 7. 在公式△ r G m e =-zE e F 中，A r G ?是否表示该电池各物都处于标准态时， 电池反应的Gibbs 自由能变化值？ 答：在公式 △ r G ? =-zE ?F 中，△ r G ?表示该电池各物都处于标准态时，在 T,p 保持不变的条件 下，按电池反应进行 1mol 的反应时系统的 Gibbs 自由能变化值。 8. 有哪些求算标准电动势 E ?的方法？在公式 中，E ?是否是电池反应达平衡时的电动势？ K ?是否是电池中各物质都处于标准态时的平衡常数 ？ 答：求算标准电动势 E ?的方法较多，常用的有： E E -J1Gn E ^InK RT ' zF ' zF 公式 E "ZF ln K 是由△ rG ?联系在一起，但 E ?和K ?处在不同状态，E ?处在标准态，不是 平衡态(在平衡态时所有的电动势都等于零， 因为△ r G ?等于零)。K ?处在平衡态，而不是标准态(在 标准态时平衡常数都等于 1)。 9. 联系电化学与热力学的主要公式是什么 ？电化学中能用实验测定哪些 数据 ？如何用电动势法测定下 述各热力学数据？试写出所设计的电池、应测的数据及计算公式。 答：联系电化学与热力学的主要公式是： △ r G m =-zEF ，A r G m =-zE F 电化学中用实验能测定 E ，E ?，齐 。用电动势法测定热力学数据的关键是能设计合适的电池, p 使电池反应就是所要求的反应，显然答案不是唯一的。现提供一个电池作参考。 ⑴.H 2O(1)的标准摩尔生成 Gibbs 自由能 △ f G ? (H 20,1); 电池:Pt|H 2(p H2) | H + 或 OH(aq) | O 2(p 。》冋 净反应：H 2(p ?) + 1/2O 2(p ?) = H 2O(l) △ f G ? (H 2O,1)=-zE ?F (2).H 2O(1)的离子积常数K ?; 电池:Pt|H 2(p H2)|H + (a H +)||OH - (a °H-)|H 2(p H 》|Pt 净反应:H 2O(l) ? H + (a H +) + OH - (a OH -) (3)Hg 2SO(s)的活度积常数心?; 电池:Hg(l)|Hg 22+(a Hg22+)||SO 42-(a sof )|Hg 2SQ(s)|Hg(l) 净反应:Hg 2SQ(S ) = Hg 22+(a Hg ；+)+SO 2- (a SO ：-)| exp zE F RT 电池:Ag(s)|AgCl(s)|Cl - (a cl -)|Hg 2CI 2(s)|Hg(l) 净反应：Ag(s)+1/2Hg 2CI2G)宀AgCl(s)+Hg(1) K sp exp zE F RT ⑷反应Ag(s)+1/2Hg 2CI2G) AgCI(s)+Hg ⑴的标准摩尔反应焓变 △ f H m ； △ r Gn ° 二-ZE ° F = A r Hn ° -T A r S ^ r H m =-ZE F+zFT (5) .稀的HCI 水溶液中，HCI 的平均活度因子 丫士； 电池：Pt|H 2(p ?)|HCI(m)|AgCI(s)|Ag(s) 净反应：H 2(p 6) + AgCl(s) = H + (a H +)+CI -(a CI -) +Ag(s) E E 巴In a H 3 E 巴 In zF J2 z F (6) Ag 2O(s)的标准摩尔生成焓 A f H 6和分解压。 电池:Ag(s)+Ag Q(s)|OH-(a 。胡O 2(p 6 )|Pt 净反应:Ag 2O(s) T 1/20 2(p 6 )+2Ag(s) (7) .反应 H°Cl 2(s)+H 2(g) T 2HCI(aq)+2Hg(l)的标准平衡常数 K a 电池:Pt|H 2(p 6)|HCI(a Hci )|Hg 2Cl 2(s)|Hg(l) 非理想气体的状态方程。然后根据 A r G m 与电动势的关系，计算电动势 A r G=-zEF 公式和Nernst 方程能使用。 11?什么叫液接电势？它是怎样产生的？如何从液接电势的测定计算离子的迁移数 ？如何消除液接 电势？用盐桥能否完全消除液接电势 ？ 答：在两种含有不同溶质的溶液界面上，或者两种溶质相同而浓度不同的溶液界面上，存 在着微小的电位差， 称为液体接界电势。产生的原因是由于离子迁移速率的不同而引起的。用 f H m K p zE F Ag 2O,s P O 2 12 zFT — zE F exp RT K a exp zE F RT (8).醋酸的解离平衡常数。 电池:Pt|H 2(p 6)|HAc(mHAc),Ac -(m Ac -),CI -(a Ci -)|AgCI(s)|Ag(s) 净反应:AgCI(s)+H 2(p 6) TH +(a H +)+CI -(a CI -) +Ag(s) RT |n zF a H a CI 1 a H 2 m H a H HAc? H a H a Ac K a Ac - a HAc 10.当组成电极的气体为非理想气体时， 公式A r G m =-zEF 是否成立？Nernst 方程能否使用？其电动 势E 应如何计算？ 答：因为是非理想气体，所以先计算电池反应的 A G,，G m p 2 Vdp pi ，公式中代人