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分析化学3 / 考前只看这里 · 各回の要点+試験メモ+つまずきを集約
第 8 回
二次電池と電極電位(電位-pHへの導入)
二次电池与电极电位(电位-pH的铺垫)
全文・問題 →
🎯 要点 / 重点
実在の電池で
電極反応
を読む回。エネループ等の
ニッケル水素電池(Ni-MH)
が題材。
本课用真实电池(如爱乐普镍氢电池)读电极反应。
Ni-MH 正極:
NiOOH + H₂O + e⁻ → Ni(OH)₂ + OH⁻
(Ni が +3→+2、1電子)。
镍氢正极:NiOOH得1电子还原为Ni(OH)₂。
Ni-MH 負極:
水素吸蔵合金
MH + OH⁻ → M + H₂O + e⁻(水素 0→+1、酸化)。
负极:储氢合金MH放电子被氧化。
水素吸蔵合金
=Ti・V・Cr・Ni などの合金に水素を貯めたもの(電池の負極材)。
储氢合金=Ti/V/Cr/Ni等合金贮存氢,作负极材料。
Ni-MH の起電力 ≈
1.2 V
、リチウムイオンは
3.7 V
。
電位差が大きいほど電圧が高い
。
镍氢≈1.2V、锂离子3.7V;电极电位差越大电压越高。
後半は
pKa とネルンスト式の変形
へ。次回の
電位-pH図
の計算準備。
下半场转入pKa与能斯特式变形,为电位-pH图作准备。
⚠️ つまずき / 容易错
❌ 起電力は電池の
容量
で決まる →
✅ 起電力は
電極電位の差
で決まる(容量は別の指標)
电动势由电极电位差决定,不是由容量决定。
❌ アルカリ電池の半反応を
H⁺
で合わせる →
✅ 電解液が塩基性なので
OH⁻ と H₂O
で合わせる
镍氢是碱性电解液,配平用OH⁻和H₂O,不用H⁺。
第 9 回
電極電位の計算(pH・沈殿・錯形成)と電位-pH図への導入
电极电位计算(pH/沉淀/络合)与电位-pH图导入
全文・問題 →
🎯 要点 / 重点
ネルンスト式で
実際の電極電位を計算
する練習回。活量は与えられた値、活量係数=1 として扱う。
本课练习用能斯特方程算实际电位,活度用给定值、活度系数取1。
例:Cr₂O₇²⁻/Cr³⁺ 系(Cr +6→+3、
6電子
)の標準電位
1.33 V
から、条件下の E を求める。
例:重铬酸根/Cr³⁺(6电子)E°=1.33V,求条件下电位。
H⁺ を含む反応では
pH が電位に直接効く
(対数項に [H⁺]ⁿ)。係数(14乗など)を忘れない。
含H⁺反应中pH直接影响电位,注意[H⁺]的高次幂系数。
pKa = −log Ka
を使い、対数項を pH に書き換えてから代入する。
用pKa=−logKa把对数项换成pH再代入。
前回からの
pH・沈殿(Ksp)・錯形成
の影響を、すべてネルンスト式の補正として統一的に扱う。
把pH/沉淀/络合的影响统一为能斯特式的修正。
最後に
電位-pH(プールベ)図
を導入。次回から
鉄の化学種
の図を扱う。
最后导入电位-pH图,下次起讲铁的化学种图。
📌 試験メモ / 考试信息
この回は
小テストの解説
から始まった計算中心の回。
ネルンスト式に数値を代入して E を求める計算問題
が出やすい。
活量係数は
1
、活量は与えられた値を使う。
H⁺ を含む反応では
[H⁺] の指数(例 14乗)と係数
を落とさない(最頻出のミス)。
pKa が与えられたら
pH に書き換えてから
代入する。
本课从小测讲评切入、以计算为主;最常考“代入能斯特方程求E”。要点:活度系数取1、用给定活度;含H⁺时别漏[H⁺]的幂次(如14次方)和系数(最常见错误);给pKa先换成pH再代入。
⚠️ つまずき / 容易错
❌ 対数項で
[H⁺] の指数(14乗など)
を落とす →
✅ 係数(指数)を
必ず入れる
。これが最頻出のミス
对数项里[H⁺]的幂次(如14次方)绝不能漏,这是最常见错误。
❌ 与えられた
pKa をそのまま代入
→
✅
pH に直してから
代入する(pKa=−log Ka)
给的是pKa要先换算成pH再代入。
❌ 活量係数を真面目に計算する →
✅ この回は活量係数=
1
、与えられた活量を使う約束
本课约定活度系数=1、直接用给定活度,别多算。
第 10 回
プールベ図(電位-pH図)と酸化還元滴定
布拜图(电位-pH图)与氧化还原滴定
全文・問題 →
🎯 要点 / 重点
プールベ図
=電位 E(縦軸)と pH(横軸)で各化学種の安定領域を示す相図。
布拜图=电位E(纵)对pH(横)的相图,标出各化学种稳定区域。
鉄系では
5つの化学種
:Fe³⁺・Fe²⁺・Fe(金属)・Fe(OH)₃・Fe(OH)₂。
铁体系考虑5种化学种。
境界線は
3種類
:酸化還元のみ→
水平線
/沈殿・酸塩基のみ→
垂直線
/両方→
傾き線
。
边界线只有三类:水平、垂直、斜线。
どの線も問いは3つ:
どの2種の境界か/酸化数は変わるか/H⁺は関与するか
。
判断任意一条线只问:分隔哪两种、有无电子转移、有无H⁺。
図には
水の安定領域
:上限 O₂/H₂O 線、下限 H₂/H⁺ 線。
图上还有水的稳定区:上界O₂/H₂O,下界H₂/H⁺。
後半は
酸化還元滴定
:KMnO₄ で Fe²⁺ を滴定する。
下半场:氧化还原滴定,用KMnO₄滴定Fe²⁺。
⚠️ つまずき / 容易错
❌ 線型は化学種の種類で決まる →
✅ 線型は
電子移動と H⁺ の有無
で決まる(どの2種かは別の問い)
线型由有无电子转移和H⁺决定,不是看是哪两种物种。
❌ 傾き線の傾きはいつも −0.059 →
✅ 傾きは
−(H⁺数÷電子数)×0.059
。H⁺が3個なら −0.177 になる
斜率不固定,∝−(H⁺数/电子数)×0.059,3个H⁺时是−0.177。
❌ Fe の半反応はそのまま足せる →
✅ 電子数を合わせるため
Fe を×5
してから足す
配平要先把Fe半反应乘5(电子守恒)再相加。