电化学部分练习题--物理化学

电化学部分练习题（） 电解质溶液一、选择题 1. 用同一电导池分别测定浓度为 0.01 molkg-1和 0.1 molkg-1的两个电解质溶液， 其电阻分别为 1000 W 和 500 W，则它们依次的摩尔电导率之比为 ( ) (A) 1 : 5 (B) 5 : 1 (C) 10 : 5 (D) 5 : 10 2. 298 K时， 0.005 molkg-1 的 KCl 和 0.005 molkg-1 的 NaAc 溶液的离子平均活 度系数分别为 g ,1和 g ,2,则有 ( ) (A) g ,1= g ,2 (B) g ,1 g ,2 (C) g ,1 g ,2 (D) g ,1 g ,2 3. 在HAc解离常数测定的实验中，总是应用惠斯顿电桥。作为电桥平衡点的指零仪器，结合本实验，不能选用的是： （ ）(A)耳机(B)电导率仪(C)阴极射线示波器(D)直流桥流计4. 1-1型电解质溶液的摩尔电导率可以看作是正负离子的摩尔电导率之和，这一规律只合用于：（ ）(A) 强电解质(B) 弱电解质(C) 无限稀释电解质溶液(D) 摩尔浓度为1的溶液二、填空题1. CaCl2摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是：_。2. 0.3 molkg-1 Na2HPO4水溶液的离子强度是_0.9_ molkg-1 。3. 浓度为0.1 molkg-1 的MgCl2水溶液，其离子强度为_0.3_ molkg-1 。4. 有下列溶液： (A) 0.001 molkg-1 KCl (B) 0.001 molkg-1 KOH (C) 0.001 molkg-1 HCl (D) 1.0 molkg-1 KCl 其中摩尔电导率最大的是 （ ）； 最小的是 （ ）。 三、计算题 1 25时，浓度为0.01，moldm-3的BaCl2水溶液的电导率为0.2382，而该电解质中的钡离子的迁移数t(Ba2+)是0.4375，计算钡离子和氯离子的电迁移率U(Ba2+)和U(Cl -)。2. 25时，KCl 和 NaNO3溶液的无限稀释摩尔电导率及离子的无限稀释迁移数如下： L( Sm2mol-1) t,+ KCl 1.4985 10-2 0.4906 NaNO3 1.2159 10-2 0.4124 计算： (1) 氯化钠溶液的无限稀释摩尔电导率L(NaCl) (2) 氯化钠溶液中 Na+ 的无限稀释迁移数 t(Na+)和无限稀释淌度U (Na+)。参照答案一、选择题1. (B) 2. (A) 3. (D)4. (C)二、填空题1 2. 0.93. 0.34. （C) (D) 三、计算题 1答 （3分） 2 答 L(NaCl) = l(Na+) + l(Cl-) = tL(NaNO3) + tL(KCl) = 1.264710-2 Sm2mol-1 t= l(Na+)/L(NaCl) = 0.3965 U= l(Na+)/F = 5.20010-8 m2s-1-1 （）可逆电池的电动势及其应用一、选择题 5. 常用的甘汞电极的电极反映 Hg2Cl2(s) + 2e-2Hg(l) + 2Cl-(aq) 设饱和甘汞电极、摩尔甘汞电极和 0.1 moldm-3甘汞电极的电极电势相应地为 f 1、f 2、f 3，则 298 K 时，三者之相对大小是： ( ) (A) f 1 f 2 f 3 (B) f 1 f 2 f 1 f 3 (D) f 3 f 1= f 2 2. 有下列两个浓差电池 (a1 0 电池为自发的，表白 Ag 在 OH- 溶液中会被氧化，加入 CN- 后，f $ (Ag(CN),Ag) = -0.31 V 2.06 (B) pH 2.72 (C) pH 7.10 (D) pH 8.02 4. 通电于具有相似浓度的Fe2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+的电解质溶液, 已知 f $ (Fe2+/ Fe) = -0.440 V ， f $ (Ca2+/ Ca) = -2.866 V f $ (Zn2+/ Zn) = -0.7628 V ， f$ (Cu2+/ Cu) = 0.337 V 当不考虑超电势时, 在电极上金属析出的顺序是 ： ( ) (A) Cu Fe Zn Ca (B) Ca Zn Fe Cu (C) Ca Fe Zn Cu (D) Ca Cu Zn Fe 二、填空题 1. 电解过程中，极化作用使消耗的电能 _；在金属的电化学腐蚀过程中，极 化作用使腐蚀速度 _ 。 2. 电解工业中, 为了衡量一种产品的经济指标，需要计算电能效率, 它的体现式是 _。 3. 已知电极（1）PtH2, H+, （2） PtFe3+, Fe2+, 和（3）PbH2, H+ 的互换电流密度je分别为： (1) 0.79 mAcm-2; (2) 2.5 mAcm-2; (3) 5.010-12 Acm-2。当它们在298 K处在平衡态时, 每秒有多少电子或质子通过双电层被输送? (1) _cm-2s-1 ；(2) _cm-2s-1 ；(3) _cm-2s-1 。 4 已知f $ (Fe2+/Fe)= -0.440 V, f$ (Cu2+/Cu) = 0.337 V，在 25, p$时, 以 Pt 为阴极，石墨为阳极，电解具有 FeCl2(0.01 molkg-1)和 CuCl2 (0.02 molkg-1)的水溶液，若电解过程不断搅拌溶液，且超电势可忽视不计，则最 先析出的金属是 _。 三、计算题 1 在25时，用铜片作阴极, 石墨作阳极, 对中性0.1 moldm-3的CuCl2溶液进行电解, 若电流密度为10 mAcm-2, （1）问：在阴极上一方面析出什么物质? 已知在电流密度为10 mAcm-2时, 氢在铜电极上的超电势为0.584 V。 （2）问：在阳极上析出什么物质? 已知氧气在石墨电极上的超电势为0.896 V。假定氯气在石墨电极上的超电势可忽视不计。 已知： f$ (Cu2+/Cu)=0.337 V, f $ (Cl2/Cl-)=1.36 V, f$ (O2/H2O, OH-)=0.401 V。 2 用Pt做电极电解SnCl2水溶液, 在阴极上因H2有超电势故只析出Sn(s), 在阳极 上析出O2, 已知a=0.10, a =0.010, 氧在阳极上析出的超电势为0.500 V, 已知： f$ (Sn2+/Sn) =-0.140 V, f $ (O2/H2O) =1.23 V。 (1) 写出电极反映, 计算实际分解电压 (2) 若氢在阴极上析出时的超电势为0.500 V, 试问要使a降至何值时, 才开始析 出氢气? 四、问答题 解释理论分解电压和实际分解电压, 并简要阐明其不一致的因素参照答案一、选择题 1. (C) 2. (C) 3. (A) 4. (A) 二、填空题1. 增长；减少 2. 电能效率 = 3. 答 电子的电流密度是je/e, 因每个电子携带电量大小为e, 则： （1）4.941015 cm-2s-1 （2）1.561016 cm-2s-1 (3) 3.12107 cm-2s-1 4. f (Fe2+/Fe) = f $+ RT/2F ln 0.01 = -0.4992 V f (Cu2+/Cu) = f $+ RT/2F ln 0.02 = 0.2868 V 最先析出的是 Cu 三、计算题 ( 共 6题 60分 )1 答 阴极: f (Cu2+/Cu)=f $ (Cu2+/Cu)+(RT/F)lna (Cu2+)= 0.308 V. f (H+/H2)=f $ (H+/H2)+(RT/F)lna (H+)-h (H2)=-0.998 V 因此在阴极上一方面析出Cu 阳极: f (Cl2/Cl-)=f $ (Cl2/Cl-)-(RT/F)lna (Cl-) =1.40 V f (O2/H2O,OH-)=f $ (O2/H2O,OH-)-(RT/F)lna (OH-)+h (O2)=1.71 V 因此在阳极上一方面析出Cl2 2 答 (1) 阴极: Sn2+2e- Sn(s) 阳极: H2O -2e- O2(g) +2H+ f阴=f $ (Sn2+/Sn) +(RT/2F) lna (Sn2+) = -0.170 V f阳=f $ (O2/H2O)+(RT/2F)lna 2(H+)+h (O2) =1.612 V E(分解)=f阳-f阴 =1.78 V (2) 当H2析出时 f (H+/H2)-h (H2)=f (Sn2+/Sn) a (H+) =0.01+0.1-a (Sn2+)2 a (Sn2+)a (H+) =0.21 = a (Sn2+) =2.910-14 四、问答题 答 理论分解电压-可逆电解时的分解电压, 在数值上等于可逆电池的电动势. 实际分解电压-实际电解时的最小分解电压, 在数值上等于电流-电压曲线 上直线部分外延到电流为零处的电压。 两者不一致的因素: 电流I0时, 电极有极化