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I物理化学题库
4801
电池Pb(s)│H2SO4(m)│PbO2(s),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?
式中平,阴和阳分别代表电极的可逆电极电势和阴、阳极的实际析出电势。
()
(A)平,阳-平,阴
(B)阳+阴
(C)阳(最小)-阴(最大)
(D)阳(最大)-阴(最小)
4804
计算298K时,电解池Pt│HBr(0.05mol·kg-1,=0.860)│Pt的可逆分解
电压。
已知:
(Br2/Br-)=1.065V.
4805
计算下列电解池在298K时的可逆分解电压:
(甲)Pt│HBr(0.05mol·kg-1,=0.860)│Pt(乙)Ag(s)│AgNO3(0.50mol·kg-1,=0.526)‖AgNO3(0.01mol·kg-1,=0.902)│Ag(s)
已知:
(Br2/Br-)=1.065V。
4806
在298K时,使下述电解池发生电解作用,
Pt│CdCl2(1.0mol·kg-1),NiSO4(1.0mol·kg-1)│Pt
问当外加电压逐渐增加时,两电极上首先发生什么反应?
这时外加电压至少为若干?
(设活度系数均为1)。
已知:
(Cd2+/Cd)=-0.402V,(Ni2+/Ni)=-0.25V,
(Cl2/Cl-)=1.358V,(O2/OH-)=0.401V.
4807
电极表面反应速率r与电流密度j之间应满足_______________关系。
4808
H2和O2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)。
已知E(O2-H2)=1.229V。
4809
用电解法制备铜-镍-锌的合金,今于含上述金属的氰化物溶液中电解,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-1.
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dm3
溶液中含氢氧化钠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压,并简要说明其不一致的原因。
4813
298K时,以Pt为阳极,Fe为阴极,电解浓度为1mol·kg-1的NaCl水溶液(活度系数为0.66)。
设电极表面有H2(g)不断逸出时的电流密度为0.1A·cm-2,Pt上逸出Cl2(g)的超电势可近似看作零。
若Tafel公式为=a+blg(j/1A·cm-2),且Tafel常数a=0.73V,b=0.11V,(Cl2/Cl-)=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,H2|NaCl|Cl2,涂钌的钛,
电解液为NaOH,100g·dm-3;NaCl,190g·dm-3(=0.72)。
求此电解NaCl的理论分解
电压。
p(H2)=p(Cl2)=101.325kPa,(Cl2/Cl-)=1.36V。
4815
电解HNO3,H2SO4,NaOH,NH3·H2O,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=__________________________,而且随电流
强度I的增加而_____________。
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
=a+blgj.对于这两个电极,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j。
分别是1×10-7A·m-2和6×10-9A·m-2。
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
当发生极化现象时,两电极的电极电势将发生如下变化:
()
(A)平,阳>阳;平,阴>阴
(B)平,阳<阳;平,阴>阴
(C)平,阳<阳;平,阴<阴
(D)平,阳>阳;平,阴<阴
4856
298K时,用铂电极电解1mol·dm-3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1cm2,电解液电阻为100,H2和O2的超电势(V)
与电流密度j(A·cm-2)的关系分别为
=0.472+0.118lgj
=1.062+0.118lgj
问当通过的电流为1mA时,外加电压为若干?
已知:
(O2,H2O,H+)=1.229V。
4857
298K、0.1mol·dm-3的HCl溶液中,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
为:
()
(A)大于-0.06V
(B)等于-0.06V
(C)小于-0.06V
(D)不能判定
4858
电池放电时,随电流密度增加阳极电位变________,阴极电位变________,正
极变________,负极变_____。
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,则阳极电位等
于__________,阴极电位等于__________。
(2)电池充电时,充电电压比平衡电动势高、低还是相等_________。
4861
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
j代表电池的电流密度,j0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│>>j0
(B)│j│< (C)│j│=j0≠0 (D)│j│=j0=0 4864 298K时,用Pb为电极来电解H2SO4溶液(0.10mol·kg-1,=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H2在Pb阴极上的超电势。 (H2SO4只考虑一级电离) 已知甘汞=0.2802V。 4865 在锌电极上析出氢气的塔菲尔公式为=0.72+0.116lgj,在298K下,用Zn作 阴极,惰性物质作阳极,电解浓度为0.1mol·kg-1的ZnSO4溶液,设溶液pH=7, 要使H2不和锌同时析出,应控制什么条件? 已知: (Zn2+/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 =Rej或=a+blgj表示,前者适用于情况,而后者适用于 ____________情况。 4867 已知电极 (1)Pt│H2,H+, (2)Pt│Fe3+,Fe2+,和(3)Pb│H2,H+的交换电流密度je分别为: (1)0.79mA·cm-2; (2)2.5mA·cm-2;(3)5.0×10-12A·cm-2。 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·s-1; (2)_____________cm-2·s-1;(3)_____________cm-2·s-1。 4868 25℃时,若H+离子在Pt极上放电的交换电流密度为0.79mA·cm-2,问超电势为 (1)10mV, (2)100mV,(3)-5.0V时,电极电流密度分别为 (1)______________; (2)_____________;(3)_____________mA·cm-2? 令= 。 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=a+blgj的适用范围是: () (A)仅限于氢超电势 (B)仅限于j0,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为电极来电解0.100mol·dm-3H2SO4(=0.265)。 在电解过程中, 把Pb阴极与另一摩尔甘汞电极相联接,当Pb阴极上氢开始析出时,测得E分解=1.0685V, 试求H2在Pb电极上的超电势(H2SO4只考虑一级电离),已知摩尔甘汞电极的氢标电势 甘汞=0.2800V。 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j)之比的表达式; (2)25℃时,1mol·dm-3的KOH溶液用镀铂黑的铂电极电解,使它在阳极上产生O2,当 超电势为0.4V时,电流密度j=10-3A·cm-2,若超电势为0.6V,j为多少? (设对称 因子或传递系数=0.5) 4874 Pt│H2(p),H+(aq)电极的j0为0.79mA·cm-2,当穿过电极界面的电势差为5mV, 温度为25℃,以及质子的活度为1时,问通过总面积为5cm2的标准电极的电流是多少? 4875 25℃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: /V 0.60 0.65 0.73 0.79 j×107/A·cm-2 2.9 6.3 28 100 求Tafel公式=a+bln(j/A·cm-2)中之a,b,传递系数及交换电流密度j0。 4876 由Buttler-Volumer方程: j=j0[exp(F/RT)-exp(-F/RT)]导出电极稍有 极化时,超电势与电流密度的关系=j。 4877 在电池X,H2(p)H+||KCl(饱和)Hg2Cl2-Hg中测定氢在阴极X析出的超 电势。 当pH=7.00,25℃下,测得电池E=1.325V,试求H2在X上析出的超电势是多少? 已知饱和甘汞的电极电势在25℃时为0.2415V。 4878 电极PtCe4+,Ce3+的交换电流密度为3.98×10-5A·cm-2,E=1.61V,Ce4+,Ce3+的 浓度均为0.05mol·dm-3,且活度系数分别为=0.90和0.97。 试推导电流密度j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PtCe4+,Ce3+的交换电流密度为3.98×10-5A·cm-2,E=1.61V,推导电流密 度j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℃时,在Ni电极上反应H++e-──→ H2的交换电流密度为1.00×10-5,A·cm-2。 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,1mol·dm-3H2SO4中,以200A·m-2的电流密度发生电化学氧化时,在铂黑电极上需要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·kg-1的HCl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H2的析出量。 已知在Pt,Hg上,析出H2的交换电流密度j0分别是7.9×10-4和0.79×10-12A·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面。 但在工业及分析等方面,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 =0.10, =0.010,氧在阳极上析出的超电势为0.500V, 已知: (Sn2+/Sn)=-0.140V,(O2/H2O)=1.23V。 (1)写出电极反应,计算实际分解电压 (2)若氢在阴极上析出时的超电势为0.500V,试问要使 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, PtPbSO4H2SO4(0.01mol·kg-1)H2(p),Pt,若0.01mol·kg-1H2SO4的电导 率为8.6×10-3-1·cm-1,电池的电极面积为1cm2,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+250mV。 4887 电流密度为0.1A·cm-2时,H2和O2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·kg-1的NaOH溶液中,通电(0.1A·cm-2)发生电解反应,电 极上首先发生什么反应? 此时外加电压为多少? 已知: (OH-/O2)=0.401V,(OH-/H2)=-0.828V。 4888 超电势测量采用的是三电极体系,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,其中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 采用三电极装置研究超电势时,一般采用鲁金毛细管,其作用为________________, 采用搅拌其作用为_______________________________。 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- H2 假设[Hs+]≈[H+],试导出Tafel公式=a+blnj。 4892 求在Fe电极上,自1mol·kg-1KOH水溶液中,每小时电解出氢100mg·cm-2时应维持的电势(氢标).已知: a=-0.76V,b=-0.11V(电流密度的单位为A/cm2)。 4893 Bowden和Rideal在25℃时,用汞阴极在稀H2SO4中测得了下列析氢超电势。 107j/A·cm-2 6.3 28 100 /V 0.65 0.73 0.79 计算该反应的j0和。 4894 在0.1mol·dm-3H2SO4溶液(=0.265)中,插入Pt电极作为阴极电解,H2在其 上析出,阴极与1mol甘汞电极相连接时,测得电池电动势为1.0685V。 试计算25℃ 时,H2在Pt电极上的超电势。 4901 求在Fe电极上,自1mol·kg-1KOH水溶液中,每小时电解出氢100mg·cm-2时应维持的电势(氢标)。 (已知: 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(NaCl)=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8×10-4,外加电压为4.5V,电流强度为2000A,每小时从 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(p)│NaOH(w=0.10),NaCl(w=0.13)‖NaCl(w=0.25)│Cl2(p) 试问: (甲)该生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)该电解池中用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KCl,KBr和KI浓度均为0.1mol·kg-1。 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Zn(s)电极和大量0.1mol·kg-1的 ZnCl2溶液的较大器皿中,若略去液接电势和极化影响,试求298K时下列各情况所 须施加的外加电压最少为若干? (甲)析出99%的碘 (乙)析出Br2至Br-浓度为1×10-4mol·kg-1 (丙)析出Cl2至Cl-浓度为1×10-4mol·kg-1 设活度系数均为1。 已知: (I2/I-)=0.535V,(Br2/Br-)=1.056V,(Cl2/Cl-)=1.360V。 4904 在298K时,标准压力p下,某混合溶液中,CuSO4浓度为0.50mol·kg-1, H2SO4浓度为0.01mol·kg-1,用铂电极进行电解,首先铜沉积到Pt上,若 H2(g)在Cu(s)上的超电势为0.23V,问当外加电压增加到有H2(g)在电极上析 出时,溶液中所余Cu2+的浓度为多少? (设活度系数均为1,H2SO4作一级电离处理)已知: (Cu2+/Cu)=0.337V。 4906 某仪器所需载气为氢气,拟用电解水法制备,2H2O=2H2+O2当所需氢气(处 在标准状态下)流量为2×10-4m3·min-1时,问仪器工作10h,电解槽需耗电量 (Q)为若干? 电解槽电极(面积A为0.1m2)上的电流密度(j)为多少? 4907 氯酸盐由电解高氯酸盐制备,在阳极形成ClO 的高电位下,同时有氧气发生, 已知当电流密度为j时,测得产生V体积的氧气需时间ts,求此时形成 ClO 的阳极电流密度j2。 设电极面积为A,p1,V1,T1分别为O2气的压力、 体积及温度;p0,V0,T0为标准态下的压力、体积及温度;j1是产生O2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,H2与各金属在阴极析出的先后顺序为________、________、_________、__________。 (已知(Ag+/Ag)=0.799V,(Ni2+/Ni)=-0.23V,(Cd2+/Cd)=-0.402V。 H2在Ag上超电势=0.20V,在Ni上,=0.24V,在Cd上,=0.30V) 4909 以Cu为电极,电解1mol·dm-3CuSO4溶液(pH=3),则在阴极上的电极反应 _________________________,阳极上的电极反应_________________________。 已知: H2在Cu电极上,=0.5V,(Cu2+/Cu)=0.337V, O2在Cu电极上,=0V,(O2/H+,H2O)=1.229V。 4910 以石墨为阳极,电解0.01mol·kg-1NaCl溶液,在阳极上首先析出: () (A)Cl2 (B)O2 (C)Cl2与O2混合气体 (D)无气体析出 已知: (Cl2/Cl-)=1.36V,(Cl2)=0V, (O2/OH-)=0.401V,(O2)=0.8V。 4911 用Pt做电极电解SnCl2水溶液,在阴极上沉积Sn,在阳极上产生O2(g), 已知a =0.10,a =0.010,氧在阳极上析出的超电势(O2)=0.50V,已知 (Sn2+/Sn)=-0.140V,(H+,H2O/O2)=1.23V. (1)试写出电极反应,计算实际分解电压 (2)若氢在阴极上析出时的超
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