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应用电化学复习题整理
应用电化学复习题
1.在其它条件不变时,电解质溶液的摩尔电导率随溶液浓度的增加而()
(A)增大(B)减小(C)先增后减(D)不变
2.在298K的含下列离子的无限稀释的溶液中,离子摩尔电导率最大的是()
(a)A13+(b)Mg2+(c)H+(d)K+
3.298K时,有浓度均为0.001mol·kg-1的下列电解质溶液,其离子平均活度系数最大的是()
(a)CuS04(b)CaCl2(c)LaCl3(d)NaCl
4.298K时有相同浓度的NaOH
(1)和NaCl
(2)溶液,两个Na+的迁移数t1与t2之间的关系为()
(a)t1=t2(b)t1>t2(c)t1 5.NaCl稀溶液的摩尔电导率Λm与Na+、、C1-的淌度U+、U-之间关系为() (a)Λm=U++U-(b)Λm=U+/F+U—/F (c)Λm=U+F+U-F(d)Λm=2(U++U-) 6.Al2(S04)3的化学势μ与Al3+、SO42-的化学势μ+,、μ-之间的关系为() (a)μ=μ++μ-(b)μ=2μ++3μ-(c)μ=3μ++2μ-(d)μ=μ+·μ- 7.298K时,在下列电池Pt│H2(p)│H+(a=1)‖CuSO4(0.01mol·kg-1)┃Cu(s)右边溶液中加入0.1mol·kg-1Na2SO4溶液时(不考虑稀释效应),则电池的电动势将: (A)上升(B)下降(C)基本不变(D)无法判断 8.下列对原电池的描述哪个是不准确的: () (A)在阳极上发生氧化反应(B)电池内部由离子输送电荷 (C)在电池外线路上电子从阴极流向阳极 (D)当电动势为正值时电池反应是自发的 9.如下说法中,正确的是: () (A)原电池反应的H (C)原电池反应体系的吉布斯自由能减少值等于它对外做的电功 (D)原电池工作时越接近可逆过程,对外做电功的能力愈大 10.若算得电池反应的电池电动势为负值时,表示此电池反应是: () (A)正向进行(B)逆向进行 (C)不可能进行(D)反应方向不确定 11.当电池的电动势E=0时,表示: () (A)电池反应中,反应物的活度与产物活度相等 (B)电池中各物质都处于标准态 (C)正极与负极的电极电势相等 (D)电池反应的平衡常数Ka=1 12.在电池中,当电池反应达到平衡时,电池的电动势等于: () (A)标准电动势(B) (C)零(D)不确定 13.等温下,电极-溶液界面处电位差主要决定于: () (A)电极表面状态 (B)溶液中相关离子浓度 (C)电极的本性和溶液中相关离子活度 (D)电极与溶液接触面积的大小 14.某电池反应为2Hg(l)+O2+2H2O(l)=2Hg2++4OH-,当电池反应达平衡时,电池的E必然是: () (A)E>0(B)E=E(C)E<0(D)E=0 15.测定溶液的pH值的最常用的指示电极为玻璃电极,它是: () (A)第一类电极(B)第二类电极 (C)氧化还原电极(D)氢离子选择性电极 16.有三种电极表示式: (1)Pt,H2(p)│H+(a=1), (2)Cu│Pt,H2(p)│H+(a=1),(3)Cu│Hg(l)│Pt,H2(p)│H+(a=1),则氢电极的电极电势彼此关系为: () (A)逐渐变大(B)逐渐变小 (C)不能确定(D)彼此相等 17.对应电池Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)的化学反应是: () (A)2Ag(s)+Hg22+(aq)=2Hg(l)+2Ag+ (B)2Hg+2Ag+=2Ag+Hg22+ (C)2AgCl+2Hg=2Ag+Hg2Cl2 (D)2Ag+Hg2Cl2=2AgCl+2Hg 18.下列电池的电动势,哪个与Br-的活度无关: () (A)Ag(s)|AgBr(s)|KBr(aq)|Br2(l),Pt (B)Zn(s)|ZnBr2(aq)|Br2(l),Pt (C)Pt,H2(g)|HBr(aq)|Br2(l),Pt (D)Hg(l)|Hg2Br2(s)|KBr(aq)||AgNO3(aq)|Ag(s) 19.298K时,在下列电池Pt│H2(p)│H+(a=1)‖CuSO4(0.01mol·kg-1)│Cu(s)右边溶液中通入NH3,电池电动势将: () (A)升高(B)下降(C)不变(D)无法比较 20.如果规定标准氢电极的电极电势为1V,则可逆电极的电极电势Ф0值和电池的电动势E0值将有何变化() (a)E0,Ф0各增加1V(b)E0和Ф0各减小1V (c)E0不变,Ф0增加1V(d)E0不变,Ф0减小1V 21.下列电池中,电动势与Cl-的活度无关的是() (a).Zn(s)|ZnCl2(a)|Cl2(p0)|Pt(b).Zn(s)|ZnCl2(a1)||KCI(a2)|AgCI(s)|Ag (c).Ag(s)|AgCI|KCI(a)|CI2(p0)|Pt(d).Pt|H2(p0)|HCI(a)|Cl2(p0)|Pt 22.某电池反应为2Hg (1)+02+2H2O (1)=2Hg2++40H-,当电池反应达平衡时,电池的E必然是(a)E>0(b)E=E0(c)E<0(d)E=0 23.金属与溶液间电势差的大小和符号主要取决于() (a)金属的表面性质(b)溶液中金属离子的浓度 (c)金属与溶液的接触面积(d)金属的本性和溶液中原有的金属离子浓度 24.不能用于测定溶液pH值的电极是() (a)氢电极(b)醌氢醌电极(c)玻璃电极(d)CI-|AgCI(s)|Ag电极 25.下列4组组成不同的混合溶液,当Pb(s)插入各组溶液时,金属Sn有可能被置换出来的是(已知Ф0(Sn2+,Sn)=-0.136VФ0(Pb2+,Pb)=-0.126V() (a)a(Sn2+)=1.0,a(Pb2+)=1.0(b)a(Sn2+)=0.1,a(Pb2+)=1.0 (c)a(Sn2+)=l.0,a(Pb2+)=0.1(d)a(Sn2+)=0.5,a(Pb2+)=0.5 26.常见的燃料电池为: Pt,H2(p1)|NaOH(aq)|O2(p2),Pt,设其电动势为E1,如有另一电池可以表示为: Cu(s)|Pt|H2(p)|NaOH(aq)|O2(p)|Pt|Cu(s),其电动势为E2,若保持各物质的活度相同,则E1与E2的关系为: () (A)E1>E2(B)E1 27.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 28.用铜电极电解CuCl2的水溶液,不考虑超电势,在阳极上将会发生什么反应。 已知Ф0(Cu2+,Cu)=0.34V,Ф0(O2,H20)=1.23V,Ф0(C12,C1-)=1.36V() (a)析出氧气(b)析出氯气(c)析出铜(d)钢电极溶解 29.已知Ф0(Fe2+,Fe)=-0.44V,Ф0(Cd2+,Cd)=-0.40V,将Fe(s)和Cd(s)的粉末投入含FeZ+(0.lmo1.kg-1)和含Cd2+(0.001mol·kg-1)的溶液中,Fe(s)和Cd(s)粉将 (a)都溶解(b)Fe(s)不溶,Cd(s)溶解(c)都不溶解(d)Fe(s)溶解,Cd(s)不溶 30.以石墨为阳极,电解0.01mo1·kg-1NaCl溶液,在阳极上首先析出 (a)C12(g)(b)O2(g)(c)C12与O2混合气(d)无气体析出 已知Ф0(C1-|C12,Pt)=1.36V,η(C12)=0;Ф0(H20|02|Pt)=1.229V,η(02)=0.8V 31.电解时,在阳极上首先发生氧化反应的是() (a)标准还原电势最大者(b)标准还原电势最小者 (c)考虑极化后实际析出电势最大者(d)考虑极化后实际析出电势最小者 32.通电于含有相同浓度的Fe2+、Ca2+、Zn2+和Cu2+的电解质溶液,已知Ф0(Fe2+,Fe)=-0.440V,Ф0(Ca2+,Ca)=-2.866V,Ф0(Zn2+,Zn)=-0.763V,Ф0(Cu2+,Cu)=0.337V设H2因有超电势而不析出,则这些金属析出的次序为() a)CaZnFeCu,b)CaFeZnCu,c)CuFeZnCa,d)CaCuZnFe 33.在10cm31mol·dm-3KOH溶液中加入10cm3水,其电导率将_______________,摩尔电导率将_________________(填入增加、减小、不能确定)。 34.浓度为0.1mol·kg-1的MgCl2水溶液,其离子强度为 35.298K时,当H2S04溶液的浓度从0.01mo1·kg-1增加到0.1mo1·kg-1时,其电导率κ和摩尔电导率Λm将(填: 增加、减小) 36.用同一电导池分别测定浓度m1=0.0lmo1·kg-1和m2=0.1mo1·kg-1的两种电解质溶液,其电阻分别为R1=l000Ω,R2=500Ω,则它们的摩尔电导率之比Λm (1): Λm (2)为 37.CaCl2的摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是Λm∞(CaCl2)= 38.298K时,Λm(LiI)、λm(H+)和Λm(LiCl)的值分别为1.17×10-2,3.50×10-2和1.15×10-2S·m2·mol-1,已知LiCI中的t+=0.34,则HI中的H+的迁移数为(设电解质全部电离) 39.1.0mo1·kg-1的K4Fe(CN)6溶液的离子强度为 40.质量摩尔浓度为m的FeCl3溶液(设其能完全电离),平均活度系数为γ士,则FeCl3的活度α为 41.有浓度都是0.01mol·kg-1的KCl,CaCl2,Na2SO4和AlCl3四个电解质溶液,其中平均活度系数±最大的是____________________溶液。 42.浓度分别为0.001,0.01,0.1和1.0mol·dm-3的四种NaCl溶液,其中___________mol·dm-3溶液的电导率最大。 43.已知18℃时,Ba(OH)2,BaCl2,NH4Cl溶液的无限稀释摩尔电导率分别为2.88×10-2,1.203×10-2,1.298×10-2S·m2·mol-1,那么18℃时NH3·H2O的 =____________。 44.质量摩尔浓度为m的Na3PO4溶液,平均活度系数为±,则该电解质的活度a(Na3PO4)等于__________。 45.某一强电解质 的整体活度为aB,则其平均活度a±与aB之间的关系是: ____________________________________________________。 46.某电池反应为: Hg2Cl2(s)+H2(p)─→2Hg(l)+2H+(a=1)+2Cl-(a=1)已知: E=0.268V,(E/T)p=-3.2×10-4V·K-1,则rSm为 47.298K时,某电池E=1.00V, ,此电池可逆提供1F电量时的热效应为 48.将二铂丝插入Sn2+浓度为0.2mol·kg-1,Sn4+浓度为0.02mol·kg-1的溶液中构成电池,则电动势为 49.298K时,将反应Cl2(g)+2Br-→2Cl-+Br2(l)设计成电池,已知E(Cl2|Cl-)=1.360V, E(Br2|Br-)=1.065V,该反应的平衡常数为() 50.25℃时,(Fe3+,Fe2+)=0.771V,(Sn4+,Sn2+)=0.150V,反应2Fe3+(a=1)+Sn2+(a=1)=Sn4+(a=1)+2Fe2+(a=1)的rG 为 51.以2Fe3++Sn2+=Sn4++2Fe2+反应组成原电池,其标准电动势E值为: (已知(Fe3+/Fe2+)=0.77V,(Sn4+/Sn2+)=0.15V) 52.电极Tl3+,Tl+/Pt的电势为 =1.250V,电极Tl+/Tl的电势 =-0.336V则电极Tl3+/Tl的电势 为: 53.某电池在298K,p0压力下,可逆放电的热效应为QR=-100J,则该电池反应的ΔrHm值应为 54.电池Ag,AgCl(s)│CuCl2(m)│Cu(s)的电池反应是_________________________, 电池Ag(s)│Ag+(aq)‖CuCl2(aq)│Cu(s)的电池反应是________________________。 55.将反应Hg(l)+2KOH(aq)→HgO(s)+H2O(l)+2K(Hg)(aam)设计成电池的表示式为: ___________________________________________________________________。 56.电池: Pt│H2(p)‖HCl(,m)│Hg2Cl2│Hg│Pt 根据能斯特公式其电动势E=_______________,得到lg=_____________。 57.2分(4153) 将反应Ag2O(s)=2Ag(s)+ O2(g)设计成电池的表示式为: ________________________________。 58.2分(4192) 已知E1(Fe3+|Fe)=-0.036V,E2(Fe3+|Fe2+)=0.771V,则E3(Fe2+|Fe)=________________________。 59.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____________________。 60.反应Zn(s)+2HCl(a1)=ZnCl2(a2)+H2(g),已知25℃,fG (Zn2+)值为-147.19kJ·mol-1,(m=1mol·kg-1),利用电化学方法判断25℃,当p =101325Pa,a =10-8,a(Zn2+)=105的条件下,反应的方向为。 (写出基本公式,然后判断) 61.298K时,电池Pt,H2(0.1p)|HCl(a=1)|H2(p),Pt的电动势为: ___________________。 62.酸性介质的氢-氧燃料电池,其正极反应为________________________________, 负极反应为_____________________________________。 63.298K时,电池反应Ag(s)+ Hg2Cl2(s)=AgCl(s)+Hg(l)所对应的 rSm=32.9J·K-1·mol-1,电池电动势为0.0193V,则相同反应进度时rHm=, (E/T)p=______________。 64.将一Pb酸蓄电池在10.0A电流下充电1.5h,则PbSO4分解的质量为 。 (已知M(PbSO4)=303g·mol-1) 65.某化学反应在等温、等压下进行(298K,p),测得其热效应为Q1,若将此反应组成可逆电池在同样温度、压力下可逆放电(反应的物质量与上面相同),测得热效应为Q2(n为已知)。 以上两过程功的差值为_________________,电池的温度系数(E/T)p=。 66.在恒温、恒压下,金属Cd与盐酸的反应为放热反应,其反应热效应绝对值为Q1,若在相同T,p条件下,将上述反应组成可逆电池,亦为放热,热效应绝对值为Q2,若两者始终态相同,则Q1与Q2的大小关系是_________。 67.将反应Hg22++SO42-→Hg2SO4(s)设计成电池的表示式为: ___________________________________________________________________ 68.2分(4815) 电解HNO3,H2SO4,NaOH,NH3·H2O,其理论分解电压均为1.23V。 其原因是 _________________________________________________________。 69.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_____。 70.碱性锌-锰电池,其正极反应为________________________________, 负极反应为_____________________________________。 三、计算题(共5题40分) 1.298K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。 2.在0.01mol·dm-3的NaCl溶液中,施加10000V·m-1的电位梯度,已知Na+和Cl-在该浓度下的摩尔电导率分别为50.1×10-4S·m2·mol-1及76.4×10-4S·m2·mol-1,计算Na+及Cl-的速率。 [答]U =m(Na+)/F=5.19×10-8m2·V-1·s-1(2分) U(Cl-)=m(Cl-)/F=7.92×10-8m2·V-1·s-1(以下各1分) r =U ×dE/dl=5.19×10-4m·s-1 r(Cl-)=U(Cl-)dE/dl=7.92×10-4m·s-1 3.用Pt为电极,通电于稀CuSO4溶液,指出阴极部、中部、阳极部中溶液的颜色在通电过程中有何变化? 若都改用Cu作电极,三个部分溶液颜色变化又将如何? [答] (1)以Pt为电极: 阴极部变浅,中部不变,阳极部变浅 (2)以Cu为电极: 阴极部变浅,中部不变,阳极部变深 4.298K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。 [答]氢刚在Pb极上析出时,阴极电势为 (H2)=(甘汞)-E(分解)=0.2800V-1.0685V=-0.7885V 而氢电极的平衡电势为 (H+/H2)=-0.05915lg 0.05915lg(H+) =-0.0933V ∴阴=(H+/H2,平)-(H2)=0.6952V 氢气逸出,其压力p(H2)≥p. 5.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。 [答]阴: 2H2O+2e-──→H2+2OH- 阳: 2OH--2e-──→H2O+ O2 E=阳-阴+(O2)+(H2)=(阳)-(阴)+(O2)+(H2) =0.401V-(-0.828V)+0.98V+0.90V=3.11V 6.电池: Ag│AgCl(s)│KCl(aq)│Hg2Cl2(s)│Hg(l) 在298K时的电动势E=0.0455V,(E/T)p=3.38×10-4V·K-1,写出该电池的反应,并求出rHm,rSm及可逆放电时的热效应Qr。 7.将下列化学反应设计成原电池,写出原电池的表示式: (a)Fe2++Ag+─→Fe3++Ag(s) (b)H++OH-─→H2O(l) (c)Ni(s)+H2O(l)─→NiO(s)+H2(g) 有多种答案,仅各举一例如下; (a)Pt│Fe3+,Fe2+‖Ag+│Ag(s) (b)Pt│H2(g)│OH-‖H+│H2(g)│Pt或 Pt│O2(g)│OH-‖H+│O2(g)│Pt (c)Ni│NiO(s)│OH-│H2(g)│Pt或 Ni│NiO(s)│H+│H2(g)│Pt 8.10分熔盐电解制备铝的反应为2Al2O3+3C=4Al+3CO2,此反应自由能变化为1.360kJ/mol-1;请回答下列问题。 (1)理论分解电压是多少? (2)制造2吨铝,理论上需要多少碳? (3)每吨铝电能消耗为13500kWh·t-1时,能量效率为多少? 9.11-2-7已知25℃,PbSO4(s)的溶度积为1.60×108。 Pb2+和SO42-无限稀释摩尔电导率分别为70×104Sm2mol1和79.8×104Sm2mol1。 配制此溶液所用水的电导率为1.60×104Sm1。 试计算25℃PbSO4饱和溶液的电导率。 11-2-7 10.12-2-2;1
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