电化学第八、九、十章习题及参考答案

电化学第八、九、十章习题及参考答案
一、选择题
1．下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大：()
A.0.1mol·dm?3KCl水溶液
B.0.001mol·dm?3HCl水溶液
C.0.001mol·dm?3KOH水溶液
D.0.001mol·dm?3KCl水溶液
2．在一定温度和较小的浓度情况下，增大强电解质溶液的浓度，则溶液的电导率κ与摩尔电
导Λm变化为：()
A.κ增大，Λm增大
B.κ增大，Λm减少
C.κ减少，Λm增大
D.κ减少，Λm减少3．分别将CuSO4、H2SO4、HCl、NaCl从
0.1mol·dm?3降低到0.01mol·dm?3，则Λm变化最
大的是：()
A.CuSO4
B.H2SO4
C.NaCl
D.HCl
4．用同一电导池测定浓度为0.01和0.10mol·dm?3的同一电解质溶液的电阻，
前者是后者的10倍，则两种浓度溶液的摩尔电导率之比为：()
A.1:1
B.2:1
C.5:1
D.10:1
5．在Hittorff法测迁移数的实验中，用Ag电极电解AgNO3溶液，测出在阳极部AgNO3的浓度增加了x mol，而串联在电路中的Ag库仑计上有y mol的Ag析出,则Ag+离子迁移数为：() A.x/y B.y/x C.(x-y)/x D.(y-x)/y
6．用同一电导池分别测定浓度为0.01mol/kg和0.1mol/kg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
7．在10cm3浓度为1mol·dm?3的KOH溶液中加入10cm3水，其电导率将：()
A.增加
B.减小
C.不变
D.不能确定
8．下列电解质水溶液中摩尔电导率最大的是：()
A.0.001mol/kg HAc
B.0.001mol/kg KCl
C.0.001mol/kg KOH
D.0.001mol/kg HCl9．浓度均为m的不同价型电解质，设1-3价型电解质的离子强度为I1，2-2价型电解质的离子强度为I2，则：()
A.I1<I2
B.I1=I2
C.I1= 1.5I2
D.无法比较I1和I2大小
10．在25℃，0.002mol/kg的CaCl2溶液的离子平均活度系数(γ±)1，0.02mol/kg CaSO4溶液的离子平均活度系数(γ±)2，那么：()
A.(γ±)1<(γ±)2
B.(γ±)1>(γ±)2
C.(γ±)1=(γ±)2
D.无法比较大小
11．下列电解质溶液中，离子平均活度系数最大的是：()
A.0.01mol/kg NaCl
B.0.01mol/kg CaCl2
C.0.01mol/kg LaCl3
D.0.01mol/kg CuSO412．0.001mol/kg K2SO4和0.003mol/kg 的Na2SO4溶液在298K时的离子强度是：()
A.0.001mol/kg
B.0.003mol/kg
C.0.002mol/kg
D.0.012mol/kg
13．下列说法不属于可逆电池特性的是：()
A.电池放电与充电过程电流无限小
B.电池的工作过程肯定为热力学可逆过程
C.电池内的化学反应在正逆方向彼此相反
D.电池所对应的化学反应Δr G m=0
14．下列电池中，哪个电池的电动势与Cl?离子的活度无关？()
A.Zn│ZnCl2(aq)│Cl2(g)│Pt
B.Zn│ZnCl2(aq)‖KCl(aq)│AgCl(s)│Ag
C.Ag│AgCl(s)│KCl(aq)│Cl2(g)│Pt
D.Hg│Hg2Cl2(s)│KCl(aq)‖AgNO3(aq)│Ag
15．下列电池中，哪个电池反应不可逆：()
A.Zn|Zn2+||Cu2+|Cu
B.Zn|H2SO4|Cu
C.Pt,H2(g)|HCl(aq)|AgCl,Ag
D.Pb,PbSO4|H2SO4|PbSO4,PbO2
16．下列反应AgCl(s)+I?→AgI(s)+Cl?其可逆电池表达式
为：()
A.AgI(s)|I?|Cl?|AgCl(s)
B.AgI(s)|I?||Cl?|AgCl(s)
C.Ag(s),AgCl(s)|Cl?||I?|AgI(s),Ag(s)
D.Ag(s),AgI(s)|I?||Cl?|AgCl(s),Ag(s)
17．电池电动势与温度的关系为：E/V=1.01845?4.05×10-5(t/℃-20)?9.5×10-7(t/℃-20)2,298K时电池可逆放电，则：()
A.Q>0
B.Q<0
C.Q=0
D.不能确定
18．某燃料电池的反应为：H2(g)＋O2(g)→H2O(g)在400K 时的Δr H m和Δr S m
分别为?251.6kJ/mol和?50J/(K·mol)，则该电池的电动势为：()
A. 1.2V
B. 2.4V
C. 1.4V
D. 2.8V
19．若某电池反应的热效应是负值，那么此电池进行可逆工作时，与环境交换的热：() A.放热 B.吸热 C.无热 D.无法确定20．某电池在标准状况下，放电过程中，当Q r=?200J时，
其焓变ΔH为：()
A.ΔH=?200J
B.ΔH<?200J
C.ΔH=0
D.ΔH>?200J
21．有两个电池，电动势分别为E1和E2：
H2(p)│KOH(0.1mol/kg)│O2(p)E1
H2(p)│H2SO4(0.0l mol/kg)│O2(p)E2比较其电动势大小：()
A.E1<E2
B.E1>E2
C.E1=E2
D.不能确定
22．在恒温恒压条件下，以实际工作电压E′放电过程中，电池的反应热Q等于：()
A.ΔH?zFE′
B.ΔH+zFE′
C.TΔS
D.TΔS?zFE′
23．已知：(1)Cu│Cu2+(a2)‖Cu2+(a1)│Cu电动势为E1 (2)Pt│Cu2+(a2),Cu+(a')‖Cu2+(a1),Cu+(a')│Pt电动势为E2，则：()
A.E1=E2
B.E1=2E2
C.E1<E2
D.E1≥E2
24．在298K将两个Zn(s)极分别浸入Zn2+离子活度为0.02和
0.2的溶液中，这样组成的浓差电池的电动势为：()
A.0.059V
B.0.0295V
C.?0.059V
D.(0.059lg0.004)V
25．巳知下列两个电极反应的标准还原电势为：Cu2++2e→Cu，Ψ=0.337V
Cu++e→Cu，Ψ=0.521V，由此求算得Cu2++e→Cu+的Ψ等于：()
A.0.184V
B.?0.184V
C.0.352V
D.0.153V
26．电池Pb(Hg)(a1)│Pb2+(aq)│Pb(Hg)(a2)要使电动势E>0,则两个汞齐活度关系为：()A.a1>a2B.a1=a2C.a1<=""p=""> 27．下列电池中，液体接界电位不能被忽略的是：()
A.Pt,H2(p1)|HCl(m1)|H2(p2),Pt
B.Pt,H2(p1)|HCl(m1)|HCl(m2)|H2(p2),Pt
C.Pt,H2(p1)|HCl(m1)||HCl(m2)|H2(p2),Pt
D.Pt,H2(p1)|HCl(m1)|AgCl,Ag?Ag,AgCl|HCl(m2)|H2(p2),Pt 28．测定溶液的p H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
29．已知298K时，Ψ(Ag+,Ag)＝0.799V,下列电池的E为0.627V,
Pt,H2│H2SO4(aq)│Ag2SO4(s)│Ag(s)则Ag2SO4的活度积为：()
A. 3.8×10?7
B. 1.2×10?3
C. 2.98×10?3
D. 1.52×10?6
30.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
31．下列两图的四条极化曲线中分别代表原电池的阴极极化曲线
和电解池的阳极极化曲线的是：()
A.1、4
B.1、3
C.2、3
D.2、4
32．在电解硝酸银溶液的电解池中，随着通过的电流加大，那么：()
A.阴极的电势向负方向变化
B.阴极附近银离子浓度增加
C.电解池电阻减小
D.两极之间的电势差减少
33．电极电势E的改变可以改变电极反应的速度，其直接的原因是改变了：()
A.反应的活化能
B.电极过程的超电势
C.电极与溶液界面双电层的厚度
D.溶液的电阻34．用铜电极电解CuCl2的水溶液，在阳极上会发生：()
A.析出氧气
B.析出氯气
C.析出铜
D.铜电极溶解
35．25℃时,H2在锌上的超电势为0.7V，Ψ(Zn2+/Zn)=?0.763 V，电解一含有
Zn2+(a=0.01)的溶液，为了不使H2析出，溶液的p H值至少应控制在()
A.p H> 2.06
B.p H> 2.72
C.p H>7.10
D.p H>8.02
36．通电于含有相同浓度的Fe2+,Ca2+,Zn2+,Cu2+的电解质溶液,已知:
Ψ(Fe2+/Fe)=?0.440V，Ψ(Ca2+/Ca)=?2.866V,Ψ(Zn2+/Zn) =?0.7628V，
Ψ(Cu2+/Cu)=0.337V当不考虑超电势时,在电极上金属析出的次序是：()
A.Cu→Fe→Zn→Ca
B.Ca→Zn→Fe→Cu
C.Ca→Fe→Zn→Cu
D.Ca→Cu→Zn→Fe
37．用Pt电极电解CdSO4溶液时，决定在阴极上是否发生浓差极化的是：()
A.在电极上的反应速率(若不存在浓差极化现象)
B.Cd2+从溶液本体迁移到电极附近的速率
C.氧气从SO42?溶液本体到电极附近的速率
D.OH?从电极附近扩散到本体溶液中的速率.38．298K、0.1 mol/dm3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E(H2)为：()
A.大于?0.06V
B.等于?0.06V
C.小于?0.06V
D.不能判定
参考答案
1.B
2.B
3.A
4.A
5.D
6.B
7.B
8.D
9.C10.B11.A12.D13.D14.C15.B16.D17.B18.A19.D20.B 21.C22.B23.A24.B25.D26.A27.B28.D29.D30.A31.B32.A
33.A34.D35.A36.A37.D38.C
二、计算题：
1.某电导池中充入0.02mol·dm-3的KCl溶液，在25℃时电阻为250Ω，如改充入6×10-5
mol·dm-3NH3·H2O溶液，其电阻为105Ω。

已知0.02 mol·dm-3KCl溶液的电导率为0.227S·m-1，而NH4+及OH-的摩尔电导率分别为73.4×10-4S·m2·mol-1，198.3×10-4 S·m2·mol-1。

试计算6×10-5mol·dm-3NH3·H2O溶液的解离度。

2.有一原电池Ag|AgCl(s)|Cl-（a=1）||Cu2+（a=0.01）| Cu。

（1）写出上述原电池的反应式；
（2）计算该原电池在25℃时的电动势E；
（3）25℃时，原电池反应的吉布斯函数变（?r G m）和平衡常数K各为多少？
已知：φ(Cu2+|Cu)=0.3402V，φ(Cl-|AgCl|Ag)=0.2223V。

3.25℃时，对电池Pt|Cl2(p)?Cl-(a=1)||Fe3+(a=1)，Fe2+(a=1)?Pt：
（1）写出电池反应；
（2）计算电池反应的r G及K值；
（3）当Cl-的活度改变为a(Cl-)=0.1时，E值为多少？
（已知φ(Cl-|Cl2|Pt)=1.3583V，φ(Fe3+，Fe2+|Pt)=
0.771V。

）
4.下列电池：Pt，H2(p?)|H2SO4(aq)|O2(p?)，Pt
298K时E=1.228V，已知液体水的生成热Δf H m?(298K,H2O,l) =-2.851×105J·mol-1。

（1）写出电极反应和电池反应；
（2）计算此电池电动势的温度系数；
（3）假定273K～298K之间此反应的Δr H m为一常数，计算电池在273K时的电动势。

5.291K时下述电池：
Ag，AgCl|KCl(0.05mol·kg-1，γ±=0.84)‖AgNO3|(0.10mol·kg-1，γ±=0.72)|Ag
电动势E=0.4312V，试求AgCl的溶度积K sp。

6.电池Hg|Hg2Br2(s)|Br-(aq)|AgBr(s)|Ag，在标准压力下，电池电动势与温度的关系是：
φθ=68.04/mV+0.312×(T/K-298.15)/mV,写出通过1F电量时的电极反应与电池反应，计算25℃时该电池反应的Δr G mθ，Δr H mθ，Δr S mθ。

7.25℃时，将浓度为15.81mol?m-3的醋酸注入电导池，测得电阻为655Ω。

已知电导池常数
K=13.7m-1,Λm∞（H+）=349.82×10-4S·m2·mol-1，Λm∞（Ac-）=40.9×10-4S·m2·mol-1，求给定条件下醋酸的电离度和电离常数。

8、设计一个电池使其发生下列变化2AgBr(s)+H2(P=1atm)
=2Ag(s)+2HBr(a±=0.1)
并求此反应在25oC时的：(1)电动势(2)ΔG(3)K a(4)判断该反应能否自发进行(5)若上述反应为下式时，计算其电动势AgBr(s)+1/2H2(P=1atm)=Ag(s)+HBr(a±=
0.1)。

已知：ψoAgBr=0.0711V
9.电池Pt,H2(p)|HBr(a=1)|AgBr(s),Ag的E与温度T的关系式为：
E=0.07150- 4.186×10?7T(T-298)。

(1)写出电极反应与电池反应；
(2)求T=298K时正极E与AgBr的K sp，巳知Ψ(Ag+/Ag)= 0.7991V；
(3)求T=298K电池反应的平衡常数（可逆放电2F）；
(4)此电池在298K下可逆放电2F时，放热还是吸热？是多少？
10.对于电池：Pt,Cl2(0.5p)|HCl(0.1m)|AgCl(s),Ag，巳知
Δf H m(AgCl)=-127.035kJ·mol?1，S m(Ag)=42.702 J·K?1·mol?1，S m(AgCl)=96.106J·K?1·mol?1，S m(Cl2) =222.94J·K?1·mol?1。

求：(1)T=298K时电池电动势；
(2)与环境交换的热；
(3)电池电动势的温度系数；
(4)AgCl(s)的分解压力。

11.电池Pt|H2(100kPa)|H2SO4(0.5mol/kg)Hg2SO4+ Hg(l)|Pt在298K时的电动势为0.6960V，已知该电池的标准电动势为E=0.615V。

(1)写出正极、负极和电池的反应式；
(2)计算298K时该反应的平衡常数K以及摩尔反应吉布斯自由能Δr G m；
(3)计算298K时，H2SO4(0.5mol·kg?1)水溶液的活度α(H2SO4)、离子平均活度a±以及离子平均活度系数γ±；
(4)试根据德拜－休克尔极限公式计算上述H2SO4(0.5 mol·kg?1)水溶液的离子平均活度系数γ±，并与(3)问中结果比较并分析{A＝0.509(mol·kg?1)?1/2}。

习题答案：
1.解：κ=R R121κ=(250105×0.277)S·m－1=69.3×10－5S·m－1
Λm=κ/c=69310610105
53.???--S·m2·mol－1
=0.0115S·m2·mol－1Λm
∞
=(73.4+198.3)×10－4S·m2·mol－1=271.7×10－4S·m 2·mol－1
所以，α=ΛΛm m∞=001152717
104..?-=0.4232.解：（1）2Ag+2Cl-(a=1)+Cu2+(a=0.01)
====2AgCl(s)+Cu
（2）E=[0.3402－0.2223－01.011lg2
05916.02?]V=0.05875V（3）?r G m=－zFE=[－2×96485×0.05875]J·mol-1=－11.337kJ·mol-1
?r G=－zFE=－RT ln K
ln K=－zFE/RT=15.298314.8)
2223.03402.0(964852?-??=9.1782
K=9.68×103
3.解:
（1）2Cl－(a=1)＋2Fe3+（a=1）===Cl2(p)+2Fe2+（a=1）
（2）?r G=[－2×96485×(0.771－1.3583)]J·mol-1=113331 J·mol-1
lg K=05916.0)
3583.1771.0(2-=－19.858
K=1.387×10-20
（3）E=E－)Cl(1lg2
05916.0-2a=[(0.771－1.3583)－2)1.0(1lg205916.0]V
=(－0.5873－0.05916)V=－0.6465V
4.解：
(1)(-)H2→2H++2e
(+)1/2O2+2H++2e→H2O(l)
电池反应：H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l)
(2)Δr G m=-nFE=-2×96500×1.228=-2.37×105(J·mol-1)根据Δr H m==-nFE+nFT(?E/?T)p
-2.861×105=-2.37×105+2×96500×298×(?E/?T)p
(?E/?T)p=-8.537×10-4(V·K-1)
(3)根据ΔrH m=nF[E-T(?E/?T)p]；得E= 1.25(V)
5.解：
负极：Ag+Cl--e-→AgCl(s)
正极：Ag++e-→Ag
电池反应：Ag++Cl-→AgCl(s)
E=E?-RT/
F ln[a(AgCl)/a(Ag+)a(Cl-)]
∵a(AgCl)=1；
∴E?=E-RT/F ln[a(Ag+)a(Cl-)]
=E-RT/F ln(γ±m/m?)
=0.4321-(8.314×291/96500)ln(0.84×0.05)=0.5766V
ln K?=nFE?/RT=22.9985；故K?=9.73×109
AgCl的溶度积K sp=1/K?=1.03×10-10
6.解:
通过1F电量时，z=1
电极反应:(-)Hg(l)+Br-(aq)→1/2Hg2Br2(s)+e-(+)AgBr(s)+e-→Ag(s)+Br-(aq)
电池反应:Hg(l)+AgBr(s)→1/2Hg2Br2(s)+Ag(s)
25℃,100kPa时,V mV E210804.604.68-?==θ
112565.610804.66.964841---?-=????-=-=?mol kJ mol J zFE G m rθθ，1210312.0--??=???????k V T E p
则11113103.3010312.06.964841-----??=?????=???????=?K mol J K mol J T E zF S p
m rθ1121.2410103.3015.2986565--?=??+-=?+?=?mol J mol J S T G H m r m r m r）（θθθ若通电量为2F，则电池所做电功为：
112`13.1310084.66.964842---?=????==mol kJ mol J zFE W 7.解：
121110092.2655
7.13----??=Ω?==m S m R K cellκ123122
1032.181.1510092.2----???=???==Λmol m S mol m S c mκ12410)9.4082.349()()()(---∞+∞∞???+=Λ+Λ=Λmol m S Ac H HAc m m m1221091.3--???=mol m S
223
1038.310
91.31032.1---∞?=??=ΛΛ=m mα5222210
87.11038.31)1038.3(181.151----?=?-??=-=ααθθc c K C
8、（Pt）H2（g）│HBr(a=0.1)│AgBr-Ag
(1)Eo=Ψo AgBr–Ψo H2/H+=0.0711–0=0.0711V E =Eo–RT/nFln a2HBr=0.0711–8.314×298/2×96500 ln0.14=0.1894V(2)ΔG=–nFE=–2×96500×0.1894=–36.554kJ(2分)(3)ΔGo=–nFEo=–RTlnK a Ka=254
(4)ΔG<0能自发进行
(5)E1=E2=0.1894V9.解：
10.解：
11.。