物理化学试题与答案

物理化学试卷1
班级分数
一、选择题( 共16题30分)
1. 2 分(4932)
用铜电极电解0.1mol·kg-1的CuCl2水溶液，阳极上的反响为( B )
(A) 2Cl- ─→Cl2+ 2e-
(B) Cu ─→Cu2++ 2e-
(C) Cu ─→Cu++ e-
(D) 2OH-─→H2O + 1
2
O2+ 2e-
2. 2 分(4948)
金属活性排在H2之前的金属离子, 如Na+能优先于H+在汞阴极上析出, 这是由于：
( D )
(A) φ (Na+/ Na) < φ (H+/ H2)
(B) η(Na) <η(H2)
(C) φ(Na+/ Na) < φ(H+/ H2)
(D) H2在汞上析出有很大的超电势, 以至于φ(Na+/ Na) > φ(H+/ H2)
3. 2 分(4869)
极谱分析中参加大量惰性电解质的目的是：( C )
(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. 2 分(4889)
以下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：
( B )
(A) 曲线1 (B) 曲线2
(C) 曲线3 (D) 曲线4
5. 2 分(4910)
以石墨为阳极，电解0.01mol·kg-1NaCl 溶液，在阳极上首先析出：( A )
(A) Cl2
(B) O2
(C) Cl2与O2混合气体
(D) 无气体析出
：φ (Cl2/Cl-)= 1.36V , η(Cl2)= 0V ，
φ (O2/OH-)= 0.401V , η(O2) = 0.8V 。

6. 2 分(5154)
将铅蓄电池在10.0A 电流下充电1.5 h，那么PbSO4分解的量为：
〔M r(PbSO4)= 303 〕( B )
(A) 0.1696 kg
(B) 0.0848 kg
(C) 0.3392 kg
(D) 0.3564 kg
7. 2 分(5102)
一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞，今用一金属片焊接在洞外面以堵漏，为了延长铁
箱的寿命，选用哪种金属片为好. ( D )
(A) 铜片
(B) 铁片
(C) 镀锡铁片
(D) 锌片
8. 2 分(4940)
25℃时,H2在锌上的超电势为0.7V，φ (Zn2+/Zn) = -0.763V，电解一含有
Zn2+(a=0.01) 的溶液，为了不使H2析出，溶液的pH值至少应控制在( A )
(A) pH > 2.06
(B) pH > 2.72
(C) pH > 7.10
(D) pH > 8.02
9. 2 分(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
为：( C ) 时，氢在铜电极上的析出电势φ
H2
(A) 大于-0.06V
(B) 等于-0.06V
(C) 小于-0.06V
(D) 不能判定
*. 2 分(4946)
电解时, 在阳极上首先发生氧化作用而放电的是：( D )
(A) 标准复原电势最大者
(B) 标准复原电势最小者
(C) 考虑极化后，实际上的不可逆复原电势最大者
(D) 考虑极化后，实际上的不可逆复原电势最小者
11. 2 分(4924)
298K，101.325 kPa 下，以1A 的电流电解CuSO4溶液，析出0.1mol 铜，需时间
大约是：( B )
(A) 20.2 h
(B) 5.4 h
(C) 2.7 h
(D) 1.5 h
12. 2 分(4947)
通电于含有一样浓度的Fe2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+的电解质溶液,
φ (Fe2+/ Fe) =-0.440V ，φ (Ca2+/ Ca) =-2.866V
φ (Zn 2+/ Zn) =-0.7628V ，φ (Cu 2+/ Cu) =0.337V
当不考虑超电势时, 在电极上金属析出的次序是： ( A ) (A) Cu → Fe → Zn → Ca
(B) Ca → Zn → Fe → Cu (C) Ca → Fe → Zn → Cu (D) Ca → Cu → Zn → Fe 13. 2 分 (5105)
在复原性酸性溶液中, Zn 的腐蚀速度较Fe 为小, 其原因是： ( D ) (A) φ(Zn 2+/ Zn)(平) < φ(Fe 2+/ Fe)(平) (B) φ(Zn 2+/ Zn) < φ(Fe 2+/ Fe) (C) φ(H +/ H 2)(平, Zn) < φ(H +/ H 2)(平, Fe) (D) φ(H +/ H 2)(Zn) < φ(H +/ H 2)(Fe) 14. 2 分 (4921)
电解金属盐的水溶液时, 在阴极上： (B ) (A) 复原电势愈正的粒子愈容易析出
(B) 复原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈容易析出 (C) 复原电势愈负的粒子愈容易析出
(D) 复原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出 15. 1 分 (4297)
恒温、恒压下，可逆电池放电过程的： ( B ) (A) ∆H = Q (B) ∆H < Q (C) ∆H > Q
(D) ∆H 与Q 的关系不定 16. 1 分 (3864)
下面哪一个公式表示了离子独立移动定律 ( C )
(A) α = Λm / Λm ∞
(B) λm,+∞= t +∞Λm ∞
(C) λm,+∞
,+= Λm ∞－λm,-∞
(D) Λm = k / c
二、填空题 ( 共10题 20分 ) 17. 2 分 (4949)
电解工业中, 为了衡量一个产品的经济指标，需要计算电能效率, 它的表达式是
___________________________电能效率 =理论上所需的电能
实际消耗的电能
_____________。

18. 2 分 (4110)
常用的铅蓄电池，工作时发生的电池反响为：
___Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq)=2PbSO 4(s)+2H 2O(l)______。

19. 2 分 (3900)
][Fe(CN)K 64的摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是：
___)]Fe(CN)([)K (4)][Fe(CN)K (46m m 64m -
∞+∞∞+=λλΛ________________。

20. 2 分 (4950)
电解工业中, 为了衡量一个产品的经济指标，需要计算电流效率, 它指的是
____电流效率 =实际产量
理论产量
_________________________________。

21. 2 分 (4285)
可逆电池 Tl(Hg)│TlCl(s)│KCl(aq,c)│Hg 2Cl 2(s)│Hg(l) 在 25℃
时，电池反响的∆r S m 为 72.375 J ·K -1，∆H 为 –48780 J ，那么电池可逆工作时吸 收的热量为 ______Q r = T ∆S = 21.57 kJ ·mol -1 _______ 。

22. 2 分 (3892)
CaCl 2摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是：_____)Cl (2)Ca
()CaCl (-m 2m 2m ∞+
∞
∞
+=λλΛ________________________。

23. 2 分 (5113)
铜板上有一些铁的铆钉, 长期暴露在潮湿的空气中, 在_______铆钉______________ 部位特别容易生锈。

24. 2 分 (4934)
φ (Fe 2+/Fe)= -0.440V, φ (Cu 2+/Cu) = 0.337V ，在 25℃, p 时,
以 Pt 为阴极，石墨为阳极，电解含有 FeCl 2(0.01mol ·kg -1)和 CuCl 2
(0.02mol ·kg -1)的水溶液，假设电解过程不断搅拌溶液，且超电势可忽略不计，那么最 先析出的金属是 ____φ(Fe 2+/Fe) = φ + RT /2F × ln 0.01 = -0.4992 V φ(Cu 2+/Cu) = φ + RT /2F × ln 0.02 = 0.2868 V
最先析出的是 Cu __。

25. 2 分 (4909)
以 Cu 为电极，电解 1mol ·dm -3CuSO 4溶液 (pH = 3), 那么在阴极上的电极反响
________阴极：Cu 2+ + 2e -→ Cu ↓_________________，阳极上的电极反响_____阳极：Cu - 2e -→Cu 2+_________________ 。

： H 2在 Cu 电极上,η = 0.5V, φ (Cu 2+/Cu)= 0.337V ， O 2在 Cu 电极上,η = 0 V, φ (O 2/H +,H 2O)= 1.229V 。

26. 2 分 (4816)
从理论上分析电解时的分解电压,E 分解=_E 分解=E 可逆+η阴+η阳+IR _______________________, 而且随电流
强度I 的增加而__增加___________。

三、计算题 ( 共 3题 20分 ) 27. 10 分 (3692)
用两个银电极电解AgNO 3溶液，通电一定时间后，库仑计中有5.432×10-5kg Ag 沉积下来。

经分析测定得知，电解后阴极区共有溶液2.767×10-2kg ，其中含有AgNO 32.326×10-4kg ，另由中部取出1.948×10-2kg 溶液，经分析其中含有AgNO 31.326×10-4kg,,计算迁移数t (Ag +)和t (NO 3-)。

[答] n (电) =5.034×10-4mol
n(后) =1.369×10-3mol
n(前)=1.107×10-3mol
n(迁)=2.414×10-4mol
t(Ag+)=n(迁)/n(电)=0.4795
t(NO3-)=0.5205
28. 5 分(4937)
Cd2+│Cd电极的标准电势为-0.403V，而Pt,H2│H+电极的交换电流密度为
j0= 0.79mA·cm-2，问298K时，在含有Cd2+(a=1) 和H+(a=1) 的溶液中，需要多大电流密度，才能使Cd2+离子在Pt 电极上沉积出来?
〔H+离子的传递系数α = 0.5〕
[答]
使氢电极极化至-0.403 V
j = j0 exp(nαFη/RT) = 0.79 exp(1×0.5×0.403/0.0257)
= 2.01 A/cm2
∴当电流密度到达2.01 A/cm2以上时，Cd2+才开场沉积在阴极上。

29. 5 分(4560)
两个氢电极插在某一盐酸溶液中, 电动势为0.0464 V, 设某一氢电极的氢气压力为101.325 kPa, 那么在298 K 时, 另一氢电极的氢气压力为多少?(写出所有可能的答案) [答] Pt│H2(p1)│H+│H2(p2)│Pt E=(RT)/(2F) ln(p1/p2)=0.0464 V
假设p1= 101.325 kPa, 那么p2= 2.729 kPa
假设p2= 101.325 kPa, 那么p1= 372.5 kPa
四、问答题( 共4题30分)
30. 10 分(3875)
有三种配合物A、B、C ,它们是硝基氨合钴(Ⅲ)八面体配体的氯化物,可写为
[ Co(Ⅲ) (NH3)x(NO2)y] Cl z,但其中有一个配合物y = 0 ,三种配合物分别是
1-1 价、1-2 价、1-3 价电解质。

请根据摩尔电导的测定值,并根据盎萨格理论
Λm= Λm∞－K c确定A、B、C 三种配合物的型式,并写出分子式。

c/ mol·dm-3Λm / ( S·m2·mol-1)
A B C
0.00391 128.7 155.7 106.8
0.00781 123.1 147.9 102.9
K
引力强弱的反映。

根据盎萨格公式K = ( Λm,1 - Λm,2) / (c
2－c
1
)
由上式求得K A= 216 K B= 301 K C=150
即K B＞K A＞K C可得
B 3-1型电解质[Co(Ⅲ)(NH3)6]Cl3
A 2-1型电解质[Co(Ⅲ)(NH3)5(NO2)] Cl2
C 1-1型电解质[Co(Ⅲ)(NH3)4(NO2)2] Cl
31. 10 分(4615)
在25℃时，利用下述反响设计电池，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
H+
) + Cu(s)
25℃时，Cu2+/Cu 的标准电极电位为0.337V。

[答]
设计电池：H2(g,101.325kPa)│HCl(a1)‖CuSO4(a2)│Cu(s) (2分)
E = E - RT/2F×ln[a2(H+)/a(Cu2+)]
= φ (Cu2+/Cu) - 0.05916/2 lg[a2(H+)/a(Cu2+)] (2分)
(1) 对HCl 而言：a = (γ±)2(m/m )2，假设取a+ = a-，γ±=1
那么(a+)2 = (m/m )2(2分)
(2) 对CuSO4而言：a =(γ±)2(m/m )2，假设取a+ = a-，γ±=1
那么a+ = m/m (2分)
E = φ (Cu2+/Cu) - 0.02958 lg[(m(HCl))2/m(CuSO4)]
欲使E = 0 必须满足
(m(HCl))2/m(CuSO4) = 2.48×1011(2分) 32. 5 分(4956)
在电流密度为0.1A·cm-2条件下, H2在Pb, Zn电极上的超电势分别为0.4V, 0.75V，
：φ (Pb2+/ Pb)=-0.126V, φ (Zn2+/ Zn)=-0.763V。

试写出在一混合溶液中插入Ni电极作为阴极电解时, 混合电解质溶液(各个离子浓度均为1mol·dm-3)中离子析出顺序。

[答] Pb2+，H+，Zn2+
33. 5 分(4212)
判断以下两个电池的反响是否为可逆反响?其电动势与KCl的浓度是否有关?
(1) Ag│Ag(s)│KCl(aq)│Hg2Cl2(s)│Hg(l)
(2) Hg(l)│Hg2Cl2(s)│KCl(aq)‖AgNO3(aq)│Ag
[答] 电池(1)反响Ag(s)＋1
2
Hg2Cl2(s)─→AgCl(s)＋Hg(l) (1.5分)
电池(2)反响Hg(l)＋Ag+＋Cl-─→1
2
Hg2Cl2(s)＋Ag(s) (1.5分)
相互不为逆反响。

E1与KCl浓度无关,E2有关。

(2分)。