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1、I物理化学题库docx4801电池Pb(s) | H2SO4(/h) I PbO2，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298 K时，电解池Pt | HBr(0.05molkg1,冷= 0

2、.860) | Pt的可逆分解 电压。已知:0”Br2/BF) = 1.065 V .4805计算卞列电解池在298 K时的可逆分解电压：(甲)Pt | HBr(0.05 mol kg1,堆= 0.860) | Pt(乙)Ag(s) | AgNO3 (0.50 mol kg1,= 0.526) II AgNO3(0.01mol kg,饪= 0.902) | Ag(s) ，知：/ (Br2/Br)= 1.065 V。4806在298 K时，使下述电解池发牛电解作用，Pt | CdCl2(1.0 mol kg1), NiSO4(1.0 mol kg1) | Pt问当外加电压逐渐增加吋，两电极上首先

3、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) = -0.402 V ,(Ni2+/Ni) = -0.25 V ,0 3 (Cb/Cl) = 1.358 V, 眉(O2/OH) = 0.40 IV .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0.1 A cm2时分别为0.87和0.98 V。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)=1.229 V -4809用电解法制备铜繚锌的合金，今于含上

4、述金属的氛化物溶液中电解，阴极上析出 0.175 g合金，其组成为：Zn 22.9%, Cu 72.8%, Ni 4.3%。若无氢气析出，试问应在 溶液中通过多少电量？4810将10 g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)=123.113 gmol.4811用电解食盐法制备氯和碱时,在140 dm3电解液中，以1250 A电流通电10h,测得每dn? 溶液屮含氢氧化钠116.5 g.,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。4813298 K吋，以Pt为阳极，Fe为阴极，电解浓度为

5、1 molkg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=0.73 V, b=0.1 IV, 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I NaCl I Cb涂钉的钛， 电解液为NaOH, 100 gdm 3; NaCl, 190 gdm3(n =0.72)求此电解NaCl的理论分解 电压。p(H2)=p(C12)=101.325 kPa, (C1

6、2/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 04851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6X10-9 Am S求在29

7、8 K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V01 ；0八阴(C)0卜阳V如；0F阴V(D)阳如；g阴0.0;4856298 K时，用钳电极电解1 mol 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 - cm 2)的关系分别为g = 0.472+ 0.118 lg/ g = 1.062+ 0.118 lg/问当通过的电流为1mA时，外加电压为若干？ (O2,H2O,H+) = 1.229 V。485

8、7298 0.1 mol - dm3的HC1溶液屮，氢电极的热力学电势为-0.06 V，电解此溶液时，氢在铜电极上的析出电势0弘为:(A) 大于-0.06 V(B) 等于-0.06 V(C) 小于-0.06 V(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 o4859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0.7 V,还原电位均为1.20 V,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 o 4861极谱分析仪所用的

9、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) I J I = joO(D) Ij I =Jo=O4864298 K吋，用Pb为电极来电解H2SO4溶液(0.10 molkf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=0.2802

10、V o 4865在锌电极上析出氧气的塔菲尔公式为“ = 0.72+0.11610,亦298 K下，川Zn作 阴极，惰性物质作阳极，电解浓度为0.1molkf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) =-0.7628 V。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) Pb I H2, PT的交换电流密度人分别为：(1)0.79 mA cm； (

11、2) 2.5 mA cmp (3) 5.0X 10 l2A cm3 当它们在 298 K 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) cm2 s1 : (2) cm2 s“ ； (3) cm2 - s1 。486825C时，若FT离子在Pt极上放电的交换电流密度为0.79 mA5严，问超电势为(1) 10 mV , (2) 100 mV , (3) -5.0 V时，电极电流密度分别为(1) 2 z 1(2) ; (3) mA cm ? 令& = _。24869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4

12、870Tafel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4872298 K时，用Pb为电极來电W 0.100 moldm 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=1.0685 V, 试求比在Pb电极上的超电势(H2SO4只考虑一级电离)，已知摩尔

13、廿汞电极的氢标电势 術汞二0.2800 V o4873(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) 25C时，1 moldm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- cm 2,若超电势为0.6 V, j为多少？(设对称 凶子或传递系数P =0.5)4874Pt I H2(/A Fr(aq)ill极的丿。为0.79 mAcm 2,当穿过电极界血的电势差为5 mV, 温度为25C,以及质子的活度为1时，问通过总而积为5 cn?的标准电极的电流是多少？487525C时，以汞阴极电解稀硫酸溶液，测得不同

14、阴极超电势时的电流密度如下：ni :(160 (X65 0J3 (X79jX 1()7/A cnf2 ； 2.9 6.3 28 100求Tafel公式“二a+bln(/A cm2)中Z a, b,传递系数a及交换电流密度jo o4876由 Buttler-Volumer 方程：j=j()2xp(aFq/RT)exp(-0 F/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+II KC1(饱和)| Hg2Cl2-Hg中测定氢在阴极X析出的超 电势。当pH=7.00, 25C下,测得电池E=1.325 V,试求圧在X上析出的超电势是多少? 已知

15、饱和廿汞的电极电势在25C时为0.2415 V o4878电极 Pt | Ce4+, Ce餌的交换电流密度为 3.98X 10* A cm2, E3=1.61V, Ce4+,Ce3+ 的 浓度均为0.05 moldm3, 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3.98X 10* Acnf2, 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).488025C时，在Ni电极上反应HJe- 的交换电流密度为1.

16、00X105, A(:胪。试求欲达到0.100 V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373 K, lmol dm-3H2SO4中,以200 Anf?的电流密度发生电化学氧化吋，在钳 黑电极上需要0.44 V的超电势，在Pt-Ru-Mo合金催化剂上为0.23 V,当超电势均为0.30 V 时，在这两种催化剂上的相对反应速率是多少？4882在1 mol - 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(-0.40 V), 求298 K时，1 h内不同金属上比的析出量。已知在Pt,

17、 Hg ，析出比的交换电流密度 ./()分别是 7.9X IO41 和 0.79X IO 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, a u+ =0.010,氧在阳极上析出的超电势为0.500 V,bn H，知：$ (Sn2+/Sn) =-0.140 V, 3(O2/H2O) =1.23 V。(1) 写LLi电极

18、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0.500 V,试问要使气店降至何值时，才开始析出氢气?4886298 K时，测得下列电池的电动势为0.187 V,Pt | PbSO4 | H2S04(0.01mol kg1) | H2(p3), Pt, 若 0.01 mol kg1 H2SO4 的电导 率为8.6X 10% 】cm1,电池的电极而积为lcn?,极间距为2 cm,求有200 mA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+250 mVo4887电流密度为0.1 Acar?时，兄和Ch在Ag电极上的超电势分别为0.90 V和0.98 V。今

19、将两个Ag电极插入0.01 molkf的NaOH溶液中，通电(0.1Acm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) = -0.828 Vo4888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44890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 O4891氢析出的迟缓放电理论所述的机理，可简单地写

20、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，Q 1 mol - kg1 KOH水溶液中，每小吋电解出氢100 mg - cm2吋应维 持的电势（氢标）.已知：a = -0.76 V, b = -0.11 V（41流密度的单位为A/cm2） 0 4893Bowden和Rideal在25C时，川汞阴极在稀H2SO4屮测得T K列析氮超电势。 10 j/A cm2 ；63 28 100 “/V 丨 0.65 0.73 0.79计算该反应的丿和仏4894在0.1 moldm H2SO4溶液（

21、堆=0.265）中，插入Pt电极作为阴极电解,比在其 上析出，阴极与1 mol #汞电极相连接时,测得电池电动势为1.0685 Vo试计算25C 时,H2在Pt电极上的超电势。4901求在Fe电极上 自lmolkg 】 KOH水溶液中，每小时电解出氢100 mgcm时 应维持的电势（氢标）。（己知：a=0.76 V, 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4.5 V,电流强度为2000 A,

22、每小吋从 阴极区流出溶液为27.46 kg,其中w（NaOH） = 0.10, w（NaCl） = 0.13,已知下述电池 的电动势为 2.3 V, H2（/?3） | NaOH（vv=0.10）, NaCl（yv=0.13） II NaCl（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0molkg。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

23、ZMs）电极和大量0.1 mol - 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IX 10“molkg设活度系数均为lo已知:從(12/0=0.535 V, (Br2/Br)=1.056 V, (Cl2/CD=1.360 V。4904在298 K时，标准压力長下，某混合溶液中，CuSO4浓度为0.50 molkg,H2SO4浓度为0.01 mol - 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

24、超电势为0.23 V,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) = 0.337 V。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- min1 W，问仪器工作10 h,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

25、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)= 0.799 V, $ (Ni2+/Ni)= -0.23 V,孑(Cd2+/Cd)= -0.402 V。 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1 moldnCuSCU溶液(pH =

26、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 = 05V, 3(Cu2+/Cu)= 0.337 V ,O2 在 Cu 电极上， =0 V, 3(O2/H+,H2O)= 1.229V。4910以石墨为阳极，电解0.01 mol 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)= 1.36 V, 7；(C12)=OV ,沪(O2/OH )= 0.401V , 77 (O2) = 0.8 V o4911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

27、),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 bn H0 3 (Sn2+/Sn)=0.140 V, 眉(H+,H2O/O2)= 1.23 V.(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0.50 V,试问要使t?Sn2+降至何值时，才开始析出氢?4912有电池 Pt | Cl2( p3) I HC1 (0.1 mol kg1) | AgCl(s) | Ag ,已知AgCI在25C时的标准生成焙为-127.03 kJ - mol1, Ag, AgCl和Cl2(g)在25C时的标准炳依次为：41.95,

28、96.10和243.86 J K1 rnolo试计算25C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NiSCU5H2O含量为270 g - dm3 (溶液中还有 Na2SO4, MgSO4,NaC 1等物质)，已知氢在鎳上的超电势为0.42 V,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 298 K 吋，3(Ni2+/Ni) = -0.25 V, (Na+/Na)= -2.714 V, 肩(Mg2+/Mg)= 2363 V, $ (O2/H2OTt)= 1.23 V

29、, Mr(NiSO4 5H2O)=245 )。4914氢在铁电极上超电势为0.35 V,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 298 K, 0 弓(Fe2+/Fe)= -0.440 V ) 4916某溶液中含有 1.00 mol kg1 Zn(NO3)2 和 1.00 mol kg1 Cu(NO3)2,pH = 4.0,该溶液在25C用光滑的Pt片作为电极。试问当阴极电势达-0.30 V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 0V 和 0.2 V, 0

30、m(Zi?7Zn)=O.7628 V, (Cu2+/Cu)= 0.337 Vo 假设不考虑其活度系数的影响。4917在298 K,長压力下，以惰性电极电解含有H2SCMO.O5 mol kg)和CuSO4 (0.05 mol kf)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)=： 0.337 V, 0弓(用,出0/02)= 1.229 V.(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0.01 mol dm-3的H2SO4和0.05 mol dm 3的CuSO4溶液，使Cu镀在Pt上，若氢在铜上的超电势为0.23 V,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)= 0.337 V)4919在25C时,用铜电极电解0.00