即: 0.559 - 0.0592pH ≥ 0.5355 解得: pH ≤ 0.397
16. 用两极反应表示下列物质的主要电解产物。 (1)电解NiSO4溶液,阳极用镍,阴极用铁; (2)电解熔融MgCl2,阳极用石墨,阴极用铁; (3)电解KOH溶液,两极都用铂。 [解]:(1) 阳极: Ni-2e-=Ni2+
阴极: Ni2+ + 2e- = Ni
(2) 阳极: 2Cl- -2e- = Cl2
阴极: Mg2+ +2e- = Mg
(3) 阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O + O2
阴极: 2H+ + 2e- = H2
17. 电解镍盐溶液,其中c(Ni)=0.10 mol?L1。如果在阴极上只要镍Ni析出,而不析
出氢气H2,计算溶液的最小pH值(设氢气在Ni上的超电压为0.21V)。
2++
[解]: 查表得:? ?(Ni/ Ni)=-0.257V;? ?(H/H2)=0.000V
如果在阴极上只要镍Ni析出,而不析出氢气H2,则,二者的电势应满足下列要
求:
? (Ni2+/ Ni)>? (H+/H2)
? (Ni2+/ Ni)=? ?(Ni2+/ Ni)+0.0592/2lg[c(Ni2+)/c?]
=-0.257+(0.0592/2)lg0.10=-0.2866(V)
2+
-
? (H+/H2)=? ?(H+/H2)+0.0592lg[c(H+)/c?]-0.21
=-0.0592pH-0.21 则:-0.2866 > -0.0592pH-0.21 解得: pH > 1.29
18. 分别写出铁在微酸性水膜中,与铁完全浸没在1 mol?L1硫酸溶液中发生腐蚀的两极反应式。
[解]:? 在微酸性水膜中,铁发生的腐蚀主要是吸氧腐蚀:
-
阴极反应:O2 + 2H2O +4e - == 4OH
阳极反应:Fe – 2e - == Fe2+
-
阴极产生的OH及阳极产生的Fe2+向溶液中扩散,生成Fe(OH)2 ,进一步氧化生成Fe(OH)3。
-1
? 在1mol?L硫酸溶液中,由于H+浓度大,钢铁以析氢腐蚀为主:
阳极反应:Fe – 2e - == Fe2+
+
阴极反应:2H+ 2e - == H2(g)
--
阴极区由于H=放电和OH聚集,Fe2+ 、OH相互扩散反应结合成白色或淡绿
色的胶状Fe(OH) 2沉淀:
-
Fe2+ +2OH== Fe (OH)2(s)
Fe(OH)2在空气中还可继续氧化成红棕色Fe(OH)3沉淀:
4Fe (OH)2 + 2H2O +O2 == 4Fe (OH)3(s)
Fe(OH)3可脱水成为Fe2O3。
26
-
27