kcl是什么

114

三．思考题参考答案

1.什么是正极？什么是负极？两者有什么不同？

什么是阴极？什么是阳极？两者有什么不同？

答：电池中电势高的电极称为正极，电势低的电极称为负极。电流从正极流向

负极，电子从负极流向正极。

发生还原作用的电极称为阴极，发生氧化作用的电极称为阳极。在原电池

中，阳极是负极，阴极是正极；在电解池中阳极是正极，阴极是负极。

2.电导率与浓度的关系如何？摩尔电导率与浓度的关系如何？

答：强电解质溶液的电导率随着浓度的增加而升高。当浓度增加到一定程度后，

由于正、负离子之间的相互作用力增大，解离度下降，离子运动速率降低，电导

率也降低，如HCl，KOH溶液。中性盐如KCl由于受饱和溶解度的限制，浓度

不能太高。弱电解质溶液的电导率随浓度变化不显著，因解离平衡常数不变，

浓度增加，其解离度下降，粒子数目变化不大。

摩尔电导率由于溶液中导电物质的量已给定，都为1mol，所以，当浓度降

低时，粒子之间相互作用减弱，正、负离子迁移速率加快，溶液的摩尔电导率必

定升高。但不同的电解质，摩尔电导率随浓度降低而升高的程度也大不相同。

3.在温度、浓度和电场梯度都相同的情况下，氯化氢、氯化钾、氯化钠三种溶

液中，氯离子的运动速度是否相同？氯离子的迁移数是否相同？

答：氯离子的运动速度相同，但它的迁移数不同。因为氢离子、钾离子、钠离

子的运动速度不同。

4.为什么氢离子和氢氧根离子的淌度和摩尔电导率的数值比同类离子要大得

多？

答：因为氢离子和氢氧根离子传导电流的方式与其它离子不同，它们是依靠氢

键来传递的，所以特别快。它们传导电流时，离子本身并未移动，依靠氢键和水

分子的翻转，电荷就传过去了。在非水溶液中，它们就没有这个优势。

115

5.强电解质如氯化镁的摩尔电导率与它的离子摩尔电导率之间是什么关系？

答：强电解质的摩尔电导率，在溶液不太浓时，等于离子摩尔电导率之和。但

选取基本单元时，要使粒子的荷电量相同，若不同时要在前面乘以因子，使等式

成立。所以它们的关系是：

6.在电解质溶液中，如果有i种离子存在，则溶液的电导用如下那个式子计算？

11

(1)(2)

i

ii

i

GG

RR





答：应该用(1)式计算。因为溶液的总电导等于各个离子电导的加和。在溶液中

离子是并联存在，不是串联存在，不能把它们的电阻累加。

7.标准电极电势是否就等于电极与周围活度为1的电解质溶液之间的电势差？

答：不是，电极与周围电解质溶液之间的真实电势差是无法测量的。现在把各

电极与标准氢电极组成电池，待测电极作还原极（即正极），并规定标准氢电极

的电极电势为零，这样测出的电池电动势就作为待测电极的电极电势，称为标准

氢标还原电势，简称为标准电极电势，用符号E(Ox|Red)表示。

8.为什么标准电极电势的值有正有负？

答：因为规定了用还原电极电势，待测电极放在阴极位置，令它发生还原反应。

但是比氢活泼的金属与氢电极组成电池时，实际的电池反应是金属氧化，氢离子

还原，也就是说电池的书面表示式是非自发电池，电池反应是非自发反应，电动

势小于零，电极电势为负值。如果是比氢不活泼的金属，则与氢电极组成自发电

池，电极电势为正值。

9.某电池反应可以写成如下两种形式，则所计算出的电动势E，标准摩尔Gibbs

自由能变化值和标准平衡常数值是否相同？

2122

2122

H()Cl()2HCl()

11

H()Cl()HCl()

22

ppa

ppa





2

m2mm

2

m2mm

(MgCl)(Mg)2(Cl)

11

(MgCl)(Mg)(Cl)

22









116

答：电动势E是相同的，但是摩尔Gibbs自由能的变化值和标准平衡常数值不

同：

2

12rm,1rm,212

,2,()EEGGKK

10.如果规定标准氢电极的电极电势为1V，则各可逆电极的还原氢标电势值有

什么变化？电池的电动势有什么变化？

答：各电极的还原电极电势值也增加1V。电池电动势是两个电极电势之差，

仍保持不变。

11.如何用电化学的方法测定H

2

O的标准摩尔生成自由能？

答：先设计一个电池，使其反应恰好是H

2

O的生成反应，查出标准电极电势，

然后计算出电池的标准电动势，根据联系热力学和电化学的公式，就可计算出水

的标准摩尔生成自由能。

设计电池为Pt|H

2

(p)|H

+

(aq)|O

2

(p)|Pt

或Pt|H

2

(p)|OH

-

(aq)|O

2

(p)|Pt

净反应H

2

(p)+½O

2

(p)=H

2

O(l,p)E=1.229V

12.为什么实际分解电压总要比理论分解电压高？

答：实际分解电压要克服三种阻力：

⑴原电池的可逆电动势，这数值通常称为理论分解电压；

⑵由于两个电极上发生极化而产生的超电势，通常称为不可逆电动势；

⑶克服电池内阻必须付出的电位降。

E(分解)=E((理论)+η(阳)+η(阴)+IR

13.在电解池和原电池中，极化曲线有何异同点？

答：无论是原电池还是电解池，阳极的极化曲线向电势增大的方向移动，阴极

的极化曲线向电势减少的方向移动。

fm2

(HO,l)GzEF

117

所不同的是，电解池中由于超电势的存在使分解电压变大，而原电池中由于

超电势的存在使电池的不可逆电动势下降，作电功能力也下降。

14.将一根均匀的铁棒，部分插入水中，部分露在空气中。经若干时间后，哪一

部分腐蚀最严重？为什么？

答：在靠近水面的部分腐蚀最严重。因为水下部分虽然有CO

2

等酸性氧化物溶

于水中，但H

+

离子浓度还是很低的，发生析氢腐蚀的趋势不大；在空气中的部

分，虽然与氧气接触，但无电解质溶液，构成微电池的机会较小；而在靠近水面

的部分，既有氧气，又有微酸性的电解质溶液，所以很容易构成微电池，发生耗

氧腐蚀，因而这部分腐蚀最严重。

15.以金属铂为电极，电解Na

2

SO

4

水溶液。在两极附近的溶液中各滴加数滴石

蕊试液，观察在电解过程中，两极区溶液颜色有何变化？为什么？

答：这实际是一个电解水的过程，硫酸钠仅仅起了导电作用。在阳极上放出氧

气，阳极附近氢离子浓度较大，溶液呈红色；在阴极上析出氢气，阴极附近氢氧

根离子浓度较大，溶液呈兰色。

16.为了防止铁生锈，分别电镀上一层锌和一层锡，两者防腐效果是否一样？

答：在镀层没有被破坏之前，两种防腐的效果是一样的。但是镀层一旦有破损，

则防腐效果就大不相同。

镀锡铁俗称马口铁，锡没有铁活泼，组成原电池，锡作阴极，称为阴极保护

层，而铁作阳极，这样腐蚀得更快；

镀锌铁俗称白铁，锌比铁活泼，组成原电池时锌作阳极，称为阳极保护层，

锌氧化，铁作阴极，仍不被腐蚀。

17.在氯碱工业中电解NaCl水溶液，获得氢气、氯气和氢氧化钠等化工原料。

为什么电解时用石墨作阳极？

118

答：因为氧气在石墨上析出有很大的超电势，无法析出，而氯气在石墨上析出

的超电势很小，所以在阳极上可以获得氯气作为化工原料。如果用其他材料，氧

气析出的超电势变小，很可能阳极上析出的是氧气而不是氯气。

18.H

2

-O

2

燃料电池在酸、碱性不同的介质中，它的电池反应有何不同？

答：氢、氧燃料电池的电解质溶液可以是酸性，也可以是碱性，在pH1~14的

范围内，电极反应虽不相同，但电池反应相同，标准电动势都是1.229V。

四．概念题参考答案

1．按物质导电方式的不同而提出的第二类导体，下述对它特点的描述，哪一点

是不正确的？（）

(A)其电阻随温度的升高而增大

（B）其电阻随温度的升高而减小

（C）其导电的原因是离子的存在

(D)当电流通过时在电极上有化学反应发生

答：(A)第二类导体是离子导体，温度升高，离子水合程度下降，溶液粘度下

降，电阻变小。

2．使2000A的电流通过一个铜电解器，在1h内，能得到铜的质量是：（）

(A)10g(B)100g

(C)500g(D)2700g

答：(D)用Faraday定律计算可得。

3．298K，当H

2

SO

4

溶液的浓度从0.01mol·kg-1增加到0.1mol·kg-1时，其

电导率k和摩尔电导率

m

将：()

(A)k减小,

m

增加(B)k增加,

m

增加

(C)k减小,

m

减小(D)k增加,

m

减小

119

答：(D)电导率随溶液的浓度增加而增加，但是摩尔电导率随溶液的浓度

增加而减小。

4．用同一电导池分别测定浓度为(1)0.01mol·kg-1和(2)0.1mol·kg-1的两个电

解质溶液，其电阻分别为1000和500，则(1)与(2)的摩尔电导率之比

为：()

(A)1:5(B)5:1

(C)10:5(D)5:10

答：(B)

m=

k/ck=K

Cell

/R同一电导池的电导池常数相同，代入得



m（1）/

m（2）=5:1。

5．下面四种电解质溶液，浓度均为0.01mol·dm-3，现已按它们的摩尔电导率



m

值由大到小排了次序。请根据你已有的知识，判定下面哪个是正确的？

（）

(A)NaCl>KCl>KOH>HCl(B)HCl>KOH>KCl>NaCl

(C)HCl>NaCl>KCl>KOH(D)HCl>KOH>NaCl>KCl

答：(B)相同浓度的电解质溶液，氢离子摩尔电导率最大，其次是氢氧根

离子，因为它们是通过氢键导电。钾离子的水合程度小，摩尔电导

率比钠离子大。

6．有4个浓度都是0.01mol·kg-1的电解质溶液，其中平均活度系数最大

的是：()

(A)KCl(B)CaCl

2

(C)Na

2

SO

4

(D)AlCl

3

答：(A)按Debye-Huckel极限定律，离子强度越大，平均活度系数越小。这里

KCl的离子强度最小，所以平均活度系数最大。

7．下列电池中，哪个电池的电动势与Cl-离子的活度无关？()

(A)Zn│ZnCl

2

(aq)│Cl

2

(g)│Pt

(B)Zn│ZnCl

2

(aq)‖KCl(aq)│AgCl(s)│Ag

(C)Ag│AgCl(s)│KCl(aq)│Cl

2

(g)│Pt

(D)Hg│Hg

2

Cl

2

(s)│KCl(aq)‖AgNO

3

(aq)│Ag

120

答：(C)两个电极反应中的Cl-离子刚好消去，所以与电池的电动势无关。

8．用对消法（补偿法）测定可逆电池的电动势时，主要为了：()

(A)消除电极上的副反应(B)减少标准电池的损耗

(C)在可逆情况下测定电池电动势(D)简便易行

答：(C)用对消法测定电池的电动势时，电路中几乎无电流通过，所得电位降

可以近似作为可逆电池的电动势。

9．若算得电池反应的电池电动势为负值时，表示此电池反应是：()

(A)正向进行(B)逆向进行

(C)不可能进行(D)反应方向不确定

答：(B)电池电动势为负值，表明该电池是非自发电池，不能正向进行，

而能逆向进行。

10．某电池反应为2Hg(l)＋O

2

＋2H

2

O(l)＝2Hg2+＋4OH-，当电池反应达平衡

时，电池的电动势E必然是：()

(A)E>0(B)E=E

(C)E<0(D)E=0

答：(D)电池反应达平衡，Gibbs自由能的变化值为零，所以电动势E也

必等于零。

11．某电池在298K，标准压力下可逆放电时，放出100J的热量，则该电池

反应的焓变值

r

H

m

为：()

(A)100J(B)>100J

(C)<-100J(D)–100J

答：(C)G=H-TS可逆放出的热量为TS，等于-100J，电池能放电，

G必定小于零，所以H必须小于-100J。

12．在等温、等压下，电池以可逆方式对外作电功时的热效应Q

R

等于：()

(A)Q

R

＝H(B)Q

R

＝zFT(E/T)

p

(C)Q

R

＝zFE(E/T)

p

(D)Q

R

＝nEF

答：(B)因为Q

R

＝TS,与(B)式相同。

13．有两个电池，电动势分别为E

1

和E

2

：

Pt│H

2

(p)│KOH(0.1mol·kg-1)│O

2

(p)│PtE

1

121

Pt│H

2

(p)│H

2

SO

4

(0.0lmol·kg-1)│O

2

(p)│PtE

2

比较其电动势大小：()

(A)E

1

2

(B)E

1

>E

2

(C)E

1

=E

2

(D)不能确定

答：(C)氢-氧燃料电池只要两种气体的压力相同，电动势就相等，与溶液的

pH值无关。因为电动势的计算公式中没有离子浓度项。

14．反应Cu2+(a

1

)─→Cu2+(a

2

),已知a

1

>a

2

,可构成两种电池

(1)Cu(s)│Cu2+(a

2

)‖Cu2+(a

1

)│Cu(s)

(2)Pt│Cu2+(a

2

),Cu+(a＇)‖Cu2+(a

1

),Cu+(a＇)│Pt

这两个电池电动势E

1

与E

2

的关系为：()

(A)E

1

＝E

2

(B)E

1

＝2E

2

(C)E

1

＝

1

2

E

2

(D)无法比较

答：(C)两个电池的电池反应相同，Gibbs自由能的变化值相同，但是电子

得失不同，(1)中有两个电子得失，而(2)中只有一个，所以电子得失

多的电动势反而小。

15．以石墨为阳极，电解0.01mol·kg-1NaCl溶液，在阳极上首先析出：

()

(A)Cl

2

(g)(B)O

2

(g)

(C)Cl

2

与O

2

混合气体(D)无气体析出

已知：E(Cl

2

/Cl-)=1.36V,(Cl

2

)=0V，E(O

2

/OH-)=0.401V,

(O

2

)=0.8V。

答：(A)因为氧气在石墨阳极上的超电势很大，计算电极电势的结果，Cl

2

(g)

的电极电势小，所以先在阳极析出。

16．电解时,在阳极上首先发生氧化作用而放电的是：()

(A)标准还原电极电势最大者

(B)标准还原电极电势最小者

(C)考虑极化后，实际上的不可逆还原电极电势最大者

(D)考虑极化后，实际上的不可逆还原电极电势最小者

122

答：(D)实际析出电极电势最小者，首先在阳极上氧化放电而析出。

17．已知E(Fe3+,Fe)＝-0.036V,E(Fe3+,Fe2+)＝0.771V,试求：

(1)E(Fe2+,Fe)(2)Fe＋2Fe3+＝3Fe2+的平衡常数

解：(1)Fe3+＋3e-─→Fe①

r

G

m

$

1

＝－3E

1

$F

Fe3+＋e-─→Fe2+②

r

G

m

$

2

＝－E

2

$F

Fe2+＋2e-─→Fe③

r

G

m

$

3

＝－2E

3

$F

③＝①－②

r

G

m

$

3

＝

r

G

m

$

1

－

r

G

m

$

2

E

3

$=2332

31

(Fe,Fe)(Fe,Fe)(Fe,Fe)

22

EEE

31

(0.036V)(0.771V)0.4395V

22



(2)需设计一个电池，使电池反应就是这个反应。这里Fe氧化为Fe2+，把

这个电极作负极。Fe3+还原为Fe2+，把这个氧化还原电极作正极，则设计的电池

为：Fe(s)│Fe2+(a=1)‖Fe3+(a=1),Fe2+(a=1)│Pt

电池反应为Fe(s)＋2Fe3+＝3Fe2+，有2个电子得失

该电池的标准电动势为：

E=E(Fe3+,Fe2+)-E(Fe2+,Fe)=0.771V+0.4395V=1.2105V

40

21.210596500

exp()exp8.9610

8.314298

zEF

K

RT













也可将电池设计为Fe(s)│Fe3+(a=1)‖Fe3+(a=1),Fe2+(a=1)│Pt

电池反应也是Fe(s)＋2Fe3+＝3Fe2+，有3个电子得失

该电池的标准电动势为：

E=E(Fe3+,Fe2+)-E(Fe3+,Fe)=0.771V+0.036V=0.807V

40

30.80796500

exp()exp8.9610

8.314298

zEF

K

RT













18．电极Tl3+,Tl+/Pt的电势E

1

$=1.250V，电极Tl+/Tl的电势E

2

$=-0.336V。

123

试求电极Tl3+/Tl的电势E

3

$。

解：从已知电极的电势找出与要求的电极电势之间的关系，这首先要写出电极

反应（1）3

rm,11

Tl2eTl2GFE

（2）

rm,22

TleTlGFE

（1）+（2）=（3）

（3）3

rm,33

Tl3eTl3GFE

rm,3rm,1rm,2

GGG

312

2121

1.250V0.336V=0.721V

3333

EEE

19．电池Cu│Cu+‖Cu+,Cu2+│Pt和Cu│Cu2+‖Cu+,Cu2+│Pt的反应均可简

写作：Cu+Cu2+=2Cu+，则此两电池的

r

G

m

$和E的关系如何？

解：首先应该把两个电池的电极反应和电池反应写出来，

（1）2

2

rm,11

()Cu(s)Cue

(+)CueCu

Cu(s)Cu2CuGEF











净反应：

（2）

2

2

2

rm,22

()Cu(s)Cu2e

(+)2Cu2e2Cu

Cu(s)Cu2Cu2GEF











净反应：

对于相同的电池反应，

r

G

m

$应该相同，但是由于两个反应的电子得失不同，所

以E不相同，

12

2EE。

另外，从电池的组成也可以看出两个电池的E是不相同的。两个电池的正

极相同，但是两个电池的负极不相同，所以它们的E也不可能相同。

25．有电池Cu(s)│Cu(Ac)

2

(0.1mol·kg-1)│AgAc(s)│Ag(s)，在298K时电动

势E=0.372V，在308K时E=0.374V，已知298K时E(Ag+/Ag)=0.80V，

E(Cu2+/Cu)=0.34V。

(1)写出电极反应和电池反应

(2)298K时，当电池有2F的电量通过时，求

r

G

m

、

r

S

m

、

r

H

m

的值。

124

设电动势E随T的变化是均匀的。

(3)求醋酸银AgAc(s)的溶度积K

sp

（设活度因子均为1）

解：(1)负极Cu(s)→Cu2+(0.1mol·kg-1)+2e-

正极2AgAc(s)+2e-→2Ag(s)+2Ac-(0.2mol·kg-1)

净反应：Cu(s)+2AgAc(s)→Cu2+(0.1mol·kg-1)+2Ac-(0.2mol·kg-1)+2Ag(s)

(2)因为电动势E随T的变化是均匀的，所以

41

(0.3740.372)V

2.010VK

(308298)K

pp

EE

TT















11

rm

20.372V96500Cmol71.80kJmolGzEF

14111

rm

296500Cmol2.010VK38.6JKmol

p

E

SzF

T















311

rmrmrm

(71.8029838.610)kJmol60.29kJmolHGTS

(3)要计算AgAc(s)的活度积，首先要设计一个电池，使电池反应就是AgAc(s)

的解离反应，这样可从所设计电池的标准电动势，计算该电池的平衡常数，这就

是AgAc(s)的活度积。所设计的电池为：

Ag(s)│Ag+‖Ac-(aq)│AgAC(s)│Ag(s)

电池反应为：AgAc(s)=Ag++Ac-

现在要从已知电池的电动势，求出E(Ac-,AgAc/Ag)。已知电池电动势的计算

式为：

2

22

CuAc

(AcAgAc(s)Ag(s))(CuCu(s))ln

2

RT

EEEaa

F

浇

20.372V(AcAgAc(s)Ag(s))0.337Vln0.1(0.2)

2

RT

E

F







浇

解得：(AcAgAc(s)Ag(s))0E浇

则所设计电池的标准电动势为：

+(AcAgAc(s)Ag(s))(AgAg(s))(0.6380.80)V=0.162VEEE浇

AgAc(s)的活度积为：

3

ap

1(0.162)96500

exp1.8210

8.314298

K











