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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。

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。

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。

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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