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I物理化学题库docx
4801
电池Pb(s)|H2SO4(/h)IPbO2⑸,作为原电池时,负极是,正极
是;作为电解池时,阳极是,阴极是。
4802
当电池的电压小于它的开路电动势时,则表示电池在:
()
(A)
放电
(B)
充电
(C)
没有工作
(D)
交替地充放电
4803
电解混合电解液时,有一种电解质可以首先析出,它的分解电压等于下列差值中的哪一个?
式中加,0阳和加分別代表电极的可逆电极电势和阴、阳极的实际析出电势。
()
(A)
阳—如.阴
(B)
01+g
(C)
如(最小)—
亦(最大)
(D)
術(最大)一
如(最小)
4804
计算298K时,电解池Pt|HBr(0.05mol・kg1,冷=0.860)|Pt的可逆分解电压。
已知:
0”Br2/BF)=1.065V.
4805
计算卞列电解池在298K时的可逆分解电压:
(甲)Pt|HBr(0.05mol・kg'1,堆=0.860)|Pt
(乙)Ag(s)|AgNO3(0.50mol•kg1,=0.526)IIAgNO3(0.01mol・kg」,饪=0.902)|Ag(s)□,知:
/(Br2/Br)=1.065V。
4806
在298K时,使下述电解池发牛电解作用,
Pt|CdCl2(1.0mol・kg'1),NiSO4(1.0mol・kg'1)|Pt
问当外加电压逐渐增加吋,两电极上首先发生什么反应?
这吋外加电压至少为若T?
(设活度系数均为1)0己知:
沪(Cd2+/Cd)=-0.402V,『(Ni2+/Ni)=-0.25V,
03(Cb/Cl)=1.358V,眉(O2/OH)=0.40IV.
4807
电极表面反应速率厂与电流密度丿•之问应满足关系。
4808
出和Ch在Ag电极上的超电势在电流密度为0.1Acm'2时分别为0.87和0.98V。
试问:
将两个Ag电极,插入一稀NaOH溶液中电解时,在此电流密度下的外加电压应为多少?
(忽略电解池内部电压降)。
己知E3(O2-H2)=1.229V-
4809
用电解法制备铜■繚■锌的合金,今于含上述金属的氛化物溶液中电解,阴极上析出0.175g合金,其组成为:
Zn22.9%,Cu72.8%,Ni4.3%。
若无氢气析出,试问应在溶液中通过多少电量?
4810
将10g硝基苯还原为苯胺,理论上需要多少电量?
若电解槽电压为2V,需
消耗多少电能?
已知:
M(C6H5NO2)=123.113g・mol」.
4811
用电解食盐法制备氯和碱时,在140dm3电解液中,以1250A电流通电10h,测得每dn?
溶液屮含氢氧化钠116.5g.,试计算电解槽的电解效率。
4812
解释理论分解电压和实际分解电床,并简要说明其不一•致的原因。
4813
298K吋,以Pt为阳极,Fe为阴极,电解浓度为1mol・kg'的NaCl水溶液(活度系数为0.66)o设电极表面有出锂)不断逸出时的电流密度为0.1A-cm2,P(上逸;1!
Cl2(g)的超电势可近似看作零。
若Tafel公式为〃二a+blg(//lA・cm3,且Tafel常数a=0.73V,b=0.1IV,^3(Cl2/Cr)=1.36V,请计算实际的分解电压。
4814
工业上,以隔膜法电解饱和食盐水的电解池为:
铁网,比INaClICb涂钉的钛,电解液为NaOH,100g・dm3;NaCl,190g・dm'3(n=0.72)□求此电解NaCl的理论分解电压。
p(H2)=p(C12)=101.325kPa,(C12/CD=1.36V。
4815
电解HNO3,H2SO4,NaOH,NH3・出0,其理论分解电压均为1.23V。
其原因是
4816
从理论上分析电解时的分解电压,E分解二,而且随电流
强度I的增加而0
4851
电化学中电极反应的速度以表示,极化是
的现象,极化主要有,-’超电势是
4853
若氢在Cd、Hg电极上的超电势,在所讨论电流密度范围内服从塔菲尔公式
f]=a+blg/\对丁这两个电极,其b值都为0.118V,但两电极的a值不同。
氢在这些电极上析出时的传递系数a均为0.5。
电极反应得失电子数均为1。
氢在Cd和Hg上的交换电流jo分别是1X10%・nf2和6X10-9A・mS求在298K时,两电极通过相同的电流密度情况下,氢在Hg、Cd两电极上的超电势的差值。
4855
(A)
0S阳>
如;
0宀阴>
(B)
0巴阳V
01;
0•八阴>
(C)
0卜阳V
如;
0F・阴V
(D)
阳>
如;
g阴<
0.
0;;
4856
298K时,用钳电极电解1mol•dm3的H2SO4(不考虑活度系数):
(1)计算理论分解电压
(2)若两电极面积均为lcm2,电解液电阻为100Q,出和02的超电势“(V)
与电流密度j(A-cm2)的关系分别为
g=0.472+0.118lg/'g=1.062+0.118lg/
问当通过的电流为1mA时,外加电压为若干?
(O2,H2O,H+)=1.229V。
4857
2980.1mol-dm'3的HC1溶液屮,氢电极的热力学电势为-0.06V,电解此溶液
时,氢在铜电极上的析出电势0弘为:
(A)大于-0.06V
(B)等于-0.06V
(C)小于-0.06V
(D)不能判定
4858
电池放电吋,随电流密度增加阳极电位变,阴极电位变,正
极变,负极变o
4859
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。
4860
(1)设阳极和阴极的超电势均为0.7V,还原电位均为1.20V,贝IJ阳极电位等
于,阴极电位等于O
(2)电池充电时,充电电压比平衡电动势高、低还是相等o4861
极谱分析仪所用的测量阴极属于下列哪一种?
()
(A)浓差极化电极
(B)电化学极化电极
(C)难极化电极
(D)理想可逆电极
4863
丿代表电池的电流密度,丿。
代表电极的交换电流密度,以下关系式中哪个反映了常用参比电极的工作特性?
()
(A)|j|»./o
(B)|j\«jo
(C)IJI=jo^O
(D)IjI=Jo=O
4864
298K吋,用Pb为电极来电解H2SO4溶液(0.10mol・kf仇=0.265),若在电解过程中,把Pb阴极与另一摩尔甘汞电极相连组成原电池,测得其电动势
E=1.0685V。
试求出在Pb阴极上的超电势。
(H2SO4只考虑一级电离)
已知如汞=0.2802Vo4865
在锌电极上析出氧气的塔菲尔公式为“=0.72+0.11610,亦298K下,川Zn作阴极,惰性物质作阳极,电解浓度为0.1mol・kf的ZnSO4溶液,设溶液pH=7,
要使出不和锌同时析出,应控制什么条件?
已知:
0m(Zn*/Zn)=-0.7628V。
4866
氢气在金属电极上析出时,根据条件不同,超电势随电流密度变化关系分别可用
或/7=a+blg/-表示,前者适用于情况,而后者适用于
情况。
4867
已知电极
(1)Pl|出,比
(2)Pl|Fc3+,Fc2+,和(3)PbIH2,PT的交换电流密度
人分别为:
(1)0.79mA・cm';
(2)2.5mA・cmp(3)5.0X10l2A・cm3当它们在298K处于平衡态时,每秒有多少电子或质子通过双电层被输送?
(1)cm'2•s1:
(2)cm'2・s“;(3)cm'2-s'1。
4868
25°C时,若FT离子在Pt极上放电的交换电流密度为0.79mA・5严,问超电势为
(1)10mV,
(2)100mV,(3)-5.0V时,电极电流密度分别为
(1)
2z1
(2);(3)mA•cm~?
令&=_。
2
4869
极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是:
(A)增加溶液电导
(B)固定离子强度
(C)消除迁移电流
(D)上述几种都是
4870
Tafel公式rf=a+blg/的适用范围是:
(A)仅限于氢超电势
(B)仅限于j仝0,电极电势稍有偏差的情况
(C)仅限于阴极超电势,可以是析出氢,也可以是其他
(D)可以是阴极超电势,也可以是阳极超电势
4871
极谱分析的基本原理是根据滴汞电极的
(A)电阻
(B)浓差极化的形成
(C)汞齐的形成
(D)活化超电势
4872
298K时,用Pb为电极來电W0.100mol・dm"H2SO4(n=0.265)o在电解过程中,把Pb阴极与另一摩尔廿汞电极相联接,当Pb阴极上氢开始析出时,测得E分弊=1.0685V,试求比在Pb电极上的超电势(H2SO4只考虑一级电离),已知摩尔廿汞电极的氢标电势術汞二0.2800Vo
4873
(1)试导出同一电极反应在不同的超电势时,反应速率(即电流密度比的表达式;
(2)25°C时,1mol・dm"的KOH溶液用镀釦黑的釦电极电解,使它在阳极上产牛O?
当
超电势为0.4V时,电流密度j=10-3A-cm2,若超电势为0.6V,j为多少?
(设对称凶子或传递系数P=0.5)
4874
PtIH2(/AFr(aq)ill极的丿。
为0.79mA・cm2,当穿过电极界血的电势差为5mV,温度为25°C,以及质子的活度为1时,问通过总而积为5cn?
的标准电极的电流是多少?
4875
25°C时,以汞阴极电解稀硫酸溶液,测得不同阴极超电势时的电流密度如下:
~n~i\:
~(160(X650J3(X79
jX1()7/A・cnf2;2.96.328100
求Tafel公式“二a+bln(//A•cm'2)中Za,b,传递系数a及交换电流密度joo
4876
由Buttler-Volumer方程:
j=j()2xp(aFq/RT)~exp(-0F^/RT)、导出电极稍有极化时,超电势与电流密度的关系n=coj。
4877
在电池X,H2(/;3)|H+IIKC1(饱和)|Hg2Cl2-Hg中测定氢在阴极X析出的超电势。
当pH=7.00,25°C下,测得电池E=1.325V,试求圧在X上析出的超电势是多少?
已知饱和廿汞的电极电势在25°C时为0.2415Vo
4878
电极Pt|Ce4+,Ce餌的交换电流密度为3.98X10*A・cm'2,E3=1.61V,Ce4+,Ce3+的浓度均为0.05mol・dm'3,H活度系数分别为/±=0.90和0.97。
试推导电流密度与外加电压V的函数关系,假定只存在活化超电势(*0.5)。
4879
电极Pt|Ce4+,Ce*的交换电流密度为3.98X10*A・cnf2,E3=1.61V,推导电流密度丿•与外加电压V的函数关系。
假定只存在活化超电势,设离子的活度为1(*0.5).
4880
25°C时,在Ni电极上反应HJe-的交换电流密度为1.00X10'5,A・(:
胪。
试求欲达到0.100V的超电势时,需要多少电流密度(«=0.5)?
(a)从Butler-Volmer方程计算;(b)从Tafel方程近似计算。
4881
甲醇在373K,lmol•dm-3H2SO4中,以200A・nf?
的电流密度发生电化学氧化吋,在钳黑电极上需要0.44V的超电势,在Pt-Ru-Mo合金催化剂上为0.23V,当超电势均为0.30V时,在这两种催化剂上的相对反应速率是多少?
4882
在1mol-kg1的HC1中,有两种不同的金属Pt和Hg,今维持两者的电势相等(-0.40V),求298K时,1h内不同金属上比的析出量。
已知在Pt,Hg±,析出比的交换电流密度./()分别是7.9XIO41和0.79XIO"A・cm-2(设传递系数*0.5)。
4883
试述电极过程产生超电势的原因。
4884
从能量的利用上看,超电势的存在有其不利的方血。
但在工业及分析等方血,超电势的现象也被广泛的应用,试举出二个利用超电势的例子,
4885
用Pf做电极电解SnCb水溶液,在阴极上因出有超电势故只析出Sn(s),在阳极
上析出Ch,已知比2+=010,au+=0.010,氧在阳极上析出的超电势为0.500V,
bnH
□,知:
$(Sn2+/Sn)=-0.140V,^3(O2/H2O)=1.23V。
(1)写LLi电极反应,计算实际分解电压
(2)若氢在阴极上析岀时的超电势为0.500V,试问要使气店降至何值时,才开始析
出氢气?
4886
298K时,测得下列电池的电动势为0.187V,
Pt|PbSO4|H2S04(0.01mol・kg'1)|H2(p3),Pt,若0.01mol・kg'1H2SO4的电导率为8.6X10%】・cm'1,电池的电极而积为lcn?
极间距为2cm,求有200mA电流通过电池时的端电压。
设右电极为理想的不极化电极,左电极的超电势为+250mVo
4887
电流密度为0.1A・car?
时,兄和Ch在Ag电极上的超电势分别为0.90V和0.98V。
今将两个Ag电极插入0.01mol・kf的NaOH溶液中,通电(0.1A・cm©发生电解反应,电极上首先发生什么反应?
此吋外加电压为多少?
已知:
眉(OH/O2)=0.40IV,『(OH7H2)=-0.828Vo
4888
超电势测量釆用的是三电极体系,即研究电极、辅助电极和参比电极,其中辅助电极的作用是,参比电极的作用是。
4889
下列示意图描述了原电池和电解池中电极的极化规律,其屮表示原电池阳极的是:
(A)曲线1(B)曲线2
(C)曲线3(D)曲线4
4890
來川三电极装置研究超电势时,一般采川鲁金毛细管,其作川为
采用搅拌其作用为O
4891
氢析出的迟缓放电理论所述的机理,可简单地写成如下的形式:
Hs++e—--Hs(决速步)
Hs+Hs++e弓』H?
假设[HsgIH*],试导出Tafel公式^=a+bln/。
4892
求在Fc电极上,Q1mol-kg1KOH水溶液中,每小吋电解出氢100mg-cm'2吋应维持的电势(氢标).已知:
a=-0.76V,b=-0.11V(41流密度的单位为A/cm2)04893
Bowden和Rideal在25°C时,川汞阴极在稀H2SO4屮测得TK列析氮超电势。
~10j/A•cm'2;~~6328100
“/V丨0.650.730.79
计算该反应的丿°和仏
4894
在0.1mol・dm"H2SO4溶液(堆=0.265)中,插入Pt电极作为阴极电解,比在其上析出,阴极与1mol#汞电极相连接时,测得电池电动势为1.0685Vo试计算25°C时,H2在Pt电极上的超电势。
4901
求在Fe电极上自lmol・kg】KOH水溶液中,每小时电解出氢100mg・cm^时应维持的电势(氢标)。
(己知:
a=・0.76V,b=-0.11V)
4902
氯碱工业用铁网为阴极,石墨棒为阳极,电解w(NaCI)=0.25的NaCl溶液来获得Cl2(g)和NaOH溶液。
NaCl溶液不断地加到阳极区,然后经过隔膜进入阴极区。
若某电解槽内阻为8X104Q,外加电压为4.5V,电流强度为2000A,每小吋从阴极区流出溶液为27.46kg,其中w(NaOH)=0.10,w(NaCl)=0.13,已知下述电池的电动势为2.3V,H2(/?
3)|NaOH(vv=0.10),NaCl(yv=0.13)IINaCl(vv=0.25)|Cl2(p3)试问:
(甲)该主产过程的电流效率为多少?
(乙)该生产过程的能量效率(即生产一定量产品时,理论上所需的电能与实际消耗的电能之比)为多少?
(丙)该电解池屮川于克服内阻及用于克服极化的电势降各为多少?
4903
某一溶液中含KC1,KBr和KI浓度均为0」mol・kg」。
今将该溶液放于带有Pt电极的多孔瓷杯内,将杯再放在一带有ZMs)电极和大量0.1mol-kg1的ZnCb溶液的较人器皿中,若略去液接电势和极化影响,试求298K时卜•列各情况所须施加的外加电压最少为若干?
(甲)析出99%的碘
(乙)析出B"至BF浓度为lX104mol•kg1
(丙)析出Cl?
至C1•浓度为IX10“mol・kg'
设活度系数均为lo
已知:
從(12/0=0.535V,^(Br2/Br')=1.056V,(Cl2/CD=1.360V。
4904
在298K时,标准压力長下,某混合溶液中,CuSO4浓度为0.50mol・kg",
H2SO4浓度为0.01mol-kg1,用钳电极进行电解,首先铜沉积到Pt上,若
H2(g)在Cu(s)上的超电势为0.23V,问当夕卜加电压增加至U有H2(g)在电极上析出时,溶液中所余c『+的浓度为多少?
(设活度系数均为1,H2SO4作一级电离处理)已知:
沪(Cu"/Cu)=0.337V。
4906
某仪器所需载气为岂气,拟川电解水法制备,2H2O=2H2+02当所需氢气(处在标准状态下)流量为2XI04m3-min1W,问仪器工作10h,电解槽需耗电量
(Q)为若干?
电解槽电极(血积A为0.1m2)上的电流密度(/)为多少?
4907
氯酸盐市电解高氯酸盐制备,在阳极形成CIO;的高电位下,同时有氧气发生,
已知当电流密度为j时,测得产牛V体积的氧气需时间/s,求此时形成
CIO;的阳极电流密度J2o设电极面积为A,VhT,分別为O2气的压力、
体积及温度;/;(),V(),To为标准态下的压力、体积及温度;办是产生02气的电流密度。
4908
某含有Ag+,Ni2+,Cd2+(活度均为1)离子的pH=2的溶液,电解时,出与各金属在阴极析出的先后顺序为、、、o
(已知孑(Ag+/Ag)=0.799V,$(Ni2+/Ni)=-0.23V,孑(Cd2+/Cd)=-0.402V。
H2
在Ag上超电势7;=0.20V,在Ni上,〃二0.24V,在Cd上,〃二0.30V)
4909
以Cu为电极,电解1mol・dn^CuSCU溶液(pH=3),则在阴极上的电极反应,阳极上的电极反应0己知:
H?
在Cu电极上〃=0・5V,^3(Cu2+/Cu)=0.337V,
O2在Cu电极上,〃=0V,^3(O2/H+,H2O)=1.229V。
4910
以石墨为阳极,电解0.01mol・kg,NaCl溶液,在阳极上首先析出:
()
(A)Cl2
(B)O2
(C)6与02混合气体
(D)无气体析出
已知:
(I)3(ci2/cr)=1.36V,7;(C12)=OV,
沪(O2/OH)=0.401V,77(O2)=0.8Vo
4911
用Pt做电极电解SnCb水溶液,在阴极上沉积Sn,在阳极上产牛02(g),
已知&Z+=0.10,«u+=0.010,氧在阳极上析出的超电势77(O2)=0.50V,已知bnH
03(Sn2+/Sn)=・0.140V,眉(H+,H2O/O2)=1.23V.
(1)试写出电极反应,计算实际分解电压
(2)若氢在阴极上析岀时的超电势为0.50V,试问要使t?
Sn2+降至何值时,才
开始析出氢?
4912
有电池Pt|Cl2(p3)IHC1(0.1mol・kg1)|AgCl(s)|Ag,
已知AgCI在25°C时的标准生成焙为-127.03kJ-mol'1,Ag,AgCl和Cl2(g)在
25°C时的标准炳依次为:
41.95,96.10和243.86J•K1•rnol^o试计算25°C
时:
(A)
电池电动势
(B)
电池可逆操作时的热效丿M
(C)
电池的温度系数
(D)
AgCl的分解压力
4913
用银作电极,镀银溶液中NiSCU・5H2O含量为270g-dm'3(溶液中还有Na2SO4,MgSO4,NaC1等物质),已知氢在鎳上的超电势为0.42V,氧在鎳上的超电势为0.1V,问在阴极和阳极上首先析出(或溶解)的可能是哪种物质?
(已知298K吋,^3(Ni2+/Ni)=-0.25V,(Na+/Na)=-2.714V,肩(Mg2+/Mg)=2363V,$(O2/H2OTt)=1.23V,Mr(NiSO4・5H2O)=245)。
4914
氢在铁电极上超电势为0.35V,阴极区电解液屮二价铁离子活度d=0.8,电解时不希望出在电极上析出,问溶液中pH最低需要保持多少?
(设温度为298K,0弓(Fe2+/Fe)=-0.440V)4916
某溶液中含有1.00mol•kg1Zn(NO3)2和1.00mol•kg1Cu(NO3)2,
pH=4.0,该溶液在25°C用光滑的Pt片作为电极。
试问当阴极电势达-0.30V时,阴极上发生什么反应?
这时溶液中残余Cu"的浓度为多少?
已知比在光滑Pt片和Cu片上的超电势分别为0」V和0.2V,0m(Zi?
7Zn)=・O.7628V,(Cu2+/Cu)=0.337Vo假设不考虑其活度系数的影响。
4917
在298K,長压力下,以惰性电极电解含有H2SCMO.O5molkg")和CuSO4(0.05molkf)的水溶液,若电解过程不断搅拌,并且超电势可以忽略不计,离子活度可近似用浓度代替,已知『(Ci?
7Cu)=:
0.337V,0弓(用,出0/02)=1.229V.
(1)计算使铜析岀时所需最小外加电压
(2)当电解进行到C『+浓度降为原來浓度的1%时,外加电压是多少?
4918
以Pt为电极,电解液组成为0.01mol•dm-3的H2SO4和0.05mol•dm3的
CuSO4溶液,使Cu镀在Pt上,若氢在铜上的超电势为0.23V,并设H2SO4在此浓度下完全离解,而Cu析出吋所产生的疋忽略不计,问当电极上有氢气泡出现吋铜离子浓度为若干?
(^3(Cu2+/Cu)=0.337V)
4919
在25°C时,用铜电极电解0.00
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