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电化学部分练习题物理化学

电化学部分练习题--物理化学

电化学部分练习题

(Ⅰ)电解质溶液

 一、选择题

1.用同一电导池分别测定浓度为0.01mol·kg-1和0.1mol·kg-1的两个电解质溶液,

其电阻分别为1000Ω和500Ω,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

 

2.298K时,0.005mol·kg-1的KCl和0.005mol·kg-1的NaAc溶液的离子平均活

度系数分别为γ±,1和γ±,2,则有()

(A)γ±,1=γ±,2(B)γ±,1>γ±,2

(C)γ±,1<γ±,2(D)γ±,1≥γ±,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,这一规律只适用于:

()

(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:

____

 _________________________。

 

2.0.3mol·kg-1Na2HPO4水溶液的离子强度是____0.9________mol·kg-1。

 

3.浓度为0.1mol·kg-1的MgCl2水溶液,其离子强度为__0.3_________________mol·kg-1。

 

4.有下列溶液:

(A)0.001mol·kg-1KCl(B)0.001mol·kg-1KOH

(C)0.001mol·kg-1HCl(D)1.0mol·kg-1KCl

其中摩尔电导率最大的是();最小的是()。

 三、计算题

125℃时,浓度为0.01,mol·dm-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:

Λ

/(S·m2·mol-1)t∞,+

KCl1.4985×10-20.4906

NaNO31.2159×10-20.4124

计算:

(1)氯化钠溶液的无限稀释摩尔电导率Λ

(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+)。

 

参考答案

 

一、选择题

1.(B)2.(A)3.(D)4.(C)

二、填空题

1

2.0.9 

3.0.34.(C)(D)

 

三、计算题

1[答]

(3分)

2[答]Λ

(NaCl)=λ

(Na+)+λ

(Cl-)

=t

Λ

(NaNO3)+t

Λ

(KCl)

=1.2647×10-2S·m2·mol-1

t

(Na+)/Λ

(NaCl)=0.3965

U

(Na+)/F=5.200×10-8m2·s-1·V-1

 

 

 

 

(Ⅱ)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应Hg2Cl2(s)+2e-

2Hg(l)+2Cl-(aq)

设饱和甘汞电极、摩尔甘汞电极和0.1mol·dm-3甘汞电极的电极电势相应地为

φ1、φ2、φ3,则298K时,三者之相对大小是:

()

(A)φ1>φ2>φ3(B)φ1<φ2<φ3

(C)φ2>φ1>φ3(D)φ3>φ1=φ2

 

2.有下列两个浓差电池(a1

(1)Cu(s)│Cu2+(a1)‖Cu2+(a2)│Cu(s)

(2)Pt│Cu2+(a1),Cu+(a')‖Cu2+(a2),Cu+(a')│Pt

它们的电池反应与电动势E1和E2之间的关系为:

()

(A)电池反应相同,E1=E2(B)电池反应不同,E1=E2

(C)电池反应相同,E1=2E2(D)电池反应相同,E2=2E1

 

3.Ag棒插入AgNO3溶液中,Zn棒插入ZnCl2溶液中,用盐桥联成电池,其自发电池的

书面表示式为:

()

(A)Ag(s)|AgNO3(m1)||ZnCl2(m2)|Zn(s)

(B) Zn(s)|ZnCl2(m2)||AgNO3(m1)|Ag(s)

(C)Ag(s)|AgNO3(m1)|ZnCl2(m2)|Zn(s)

(D)AgNO3(m1)|Ag(s)||Zn(s)|ZnCl2(m2)

 

4.一个电池反应确定的电池,E值的正或负可以用来说明:

()

(A)电池是否可逆(B)电池反应是否已达平衡

(C)电池反应自发进行的方向(D)电池反应的限度

 

二、填空题

1.已知φ(Zn2+,Zn)=-0.763V,φ(Fe2+,Fe)=-0.440V。

这两电极排成自发电

池时,E=________V,当有2mol电子的电量输出时,电池反应的K=________。

 

2. 将反应Hg22++SO42-→Hg2SO4(s)设计成电池的表示式为:

____________________________________________________________________。

 

3. 将反应H2(g)+PbSO4(s)→Pb(s)+H2SO4(aq)设计成电池的表示式为:

___________________________________________________________________。

 

4.将反应H+(a1)→H+(a2)设计成电池的表示式为:

___________________________________________。

 

三、计算题

1.298K时,有下列电池:

Pt,Cl2(p)|HCl(0.1mol·kg-1)|AgCl(s)|Ag(s),试求:

(1)电池的电动势;

(2)电动势温度系数和有1mol电子电量可逆输出时的热效应;

(3)AgCl(s)的分解压。

已知∆fHm(AgCl)=-1.2703×105J·mol-1,Ag(s),AgCl(s)和Cl2(g)的规定熵值Sm分别为:

42.70,96.11和243.87J·K-1·mol-1。

 

2.在298K,将金属银Ag插在碱溶液中,在通常的空气中银是否会被氧化?

(空气中氧气分压为0.21p)试设计合适的电池进行判断。

如果在溶液中加入大

量的CN-,情况又怎样?

已知:

[Ag(CN)2]-+e-─→Ag(s)+2CN-,φ=-0.31V

φ(O2,OH-)=0.401V,φ(Ag2O,Ag)=0.344V

四、问答题

在25℃时,利用下述反应设计电池,怎样才能使该可逆电池的电动势变为零?

H2(g,101.325kPa)+Cu2+[a(Cu2+)]─→2H+(a

)+Cu(s)

已知25℃时,Cu2+/Cu的标准电极电位为0.337V。

 

参考答案

 

一、选择题

1.(B)φ=φ-RT/F×lna(Cl-)2.(D)

 

3.(B)4.(C)

 

二、填空题

1.[答]E=0.323VK=8.46×1010

 

2.[答]Hg(l)|Hg2SO4(s)|SO42-(aq)||Hg22+(a)|Hg(l)

 

3.[答]Pt,H2(g)|H2SO4(aq)|PbSO4(s)|Pb(s)

 

4.[答]Pt,H2(p)|H+(a2)||H+(a1)|H2(p),Pt

三、计算题

1[答]电池反应为:

AgCl(s)→Ag(s)+

Cl2(p)

得E=-1.105V

⑵Qr=T∆rSm=2.042×104J

 

2[答]

Ag2O(s)│Ag(s)│OH-(a)│O2(0.21p)│Pt

电池反应:

2Ag(s)+(1/2)O2(0.21p)─→Ag2O(s)

E=E-RT/2F×ln(1/a(O2))1/2

=φ(O2,OH-)-φ(Ag2O,Ag)-0.05915/2×lg1/(0.21)1/2

=0.0470V

E>0电池为自发的,表明Ag在OH-溶液中会被氧化,加入CN-

后,φ(Ag(CN),Ag)=-0.31V<φ(Ag2O,Ag),这时负极发生Ag

氧化成Ag(CN)

的反应,而不是生成Ag2O的反应。

四、问答题

[答]

设计电池:

H2(g,101.325kPa)│HCl(a1)‖CuSO4(a2)│Cu(s)

E=E-RT/2F×ln[a2(H+)/a(Cu2+)]

=φ(Cu2+/Cu)-0.05916/2lg[a2(H+)/a(Cu2+)]

(1)对HCl而言:

a=(γ±)2(m/m)2,若取a+=a-,γ±=1

则(a+)2=(m/m)2

(2)对CuSO4而言:

a=(γ±)2(m/m)2,若取a+=a-,γ±=1

则a+=m/m

E=φ(Cu2+/Cu)-0.02958lg[(m(HCl))2/m(CuSO4)]

欲使E=0必须满足

(m(HCl))2/m(CuSO4)=2.48×1011

 

(Ⅲ)电解与极化

 

 

一、选择题

1.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

 

2.298K、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φ

为:

()

(A)大于

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