电化学部分测验题2-Answer

湖北民族学院2013-2014学年秋季学期
课程考试试卷答案（A卷）
课程名称：物理化学考试时间：120分钟年级：xxx级
专业：xxx
题目部分，（卷面共有44题，100分，各大题标有题量和总分）
一、填空（11小题，共20分）
（3分）1、已知在0.01 mol -kg "的KNO3水溶液（10）中，离子的平均活度因子丫土（1）
=0.916 ,
在0.01 mol ・kg「1的KCl水溶液（2）中，离子的平均活度因子丫±（2）=0.902。

假设丫
（K+）=
Y （Cl ）,则在0.01 mol -kg 1的KNO 3水溶液中的丫NO3 ）= _______ 。

答案：0.930
（1分）2、摩尔电导率与电导率的换算关系式为 _________ 。

答案：A m= K /C
（2分）3、质量摩尔浓度均为b的Ag 2SO4溶液，其离子强度1= ________ ;离子平均质量摩
尔浓度b 士与b的关系为b± = _________ ;。

答案：3b 43 b
（2分）4、离子与溶剂分子间的相互作用叫 __________ 作用；若溶剂为水，即为__________ 作用。

答案：溶剂化水化
（1分）5、在25 C的无限稀水溶液中，摩尔电导率最大的一价正离子是 __________ 。

答案：H +
（2分）6、质量摩尔浓度为m的Al2（SO4）3溶液，正负离子的活度因子（系数）分别用•和_ 表示，则其_= ___________ , a--= ___________ 。

答案：（丫2•丫I）5 108 5（Y +2• Y -3）5（b/b '）
（4分）7、两个串联的电解槽A, B , A槽装有CuSO4溶液，B槽装有AgNO 3溶液。

两槽均用惰性电极，通电后若A槽析出0.1 mol铜，B槽将析出_mol银，通过的总电量为_____________ F。

答案：0.2 0.2
（2分）8、某电池的电池反应为出（200 kPa）— H2（100kPa），则该电池25C时的电动势E= _____ V。

答案：0.0089
答案：氧化氧化
（1分）10、通电于含有Fe2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+的电解质溶液中；已知E'（Fe2+|Fe）=—0.4402 2+ 2+ 2+
V, E （Ca |Ca）=—2.866 V , E （Zn |Zn）= —0.7628, E （Cu |Cu）=0.337V。

若不考虑超电势，则在惰性电极上金属析出的次序是_____________________ 。

答案：Cu > Fe > Zn=. Ca
（1分）11、等温等压下原电池可逆放电时电池反应的焓变.汨 _______ Q p。

（选填：::，=，）
答案：:::
二、单项选择（15小题，共20分）
（1分）1、对某些电解过程应用法拉第定律产生偏差的原因是：（）。

A、应用的温度范围不当
B、应用的浓度范围不当
C、电解过程不可逆
D、过程中有副反应发生。

答案：D
（1分）2、电解质溶液的导电能力：（）。

A、随温度升高而减小
B、随温度升高而增大
C、与温度无关
D、因电解质溶液种类不同，有的随温度升高而减小，有的随温度升高而增大。

答案：B
（1分）3、电解质溶液的电导率随浓度变化的规律为：（）。

A、随浓度增大而单调地增大
B、随浓度增大而单调地减小
C、随浓度增大而先增大后减小
D、随浓度增大而先减小后增大。

答案：C
（1分）4、离子电迁移率为一定条件下的离子运动速率，即：（）。

A、在温度为298K时的离子运动速率
B、在浓度为1mol -dm 时的离子运动速率
C、在单位电势梯度时的离子运动速率
D、在浓度为无限稀释时的离子运动速率。

答案：C
（1分）5、AgCI在下列试剂中：
①0.1 mol -dm NaNO3溶液
②0.1 mol -dm—NaCl 溶液
③H2O
④0.1 mol -dm Ca（NO3）2溶液。

其溶解度大小顺序为：（）。

A、④ > ① > ③ > ②
B、④ > ① > ② > ③
C、② > ③ > ① > ④
D、③ > ② > ④ > ①。

答案：A
（1分）6、电量计有银电量计和铜电量计，而没有其它什么电量计，如锌电量计、铁电量计等等，主要原因是：（）。

A、银电量计和铜电量计易制备
B、使用的温度和浓度范围比较大
C、伴随银或铜析出的副反应少
D、金属银和铜比较难于氧化。

答案：C
（2分）7、0.3 mol -kg "的Na2HPO4水溶液的离子强度等于：（）。

-1 -1 -1
A、0.9 mol ・kg
B、1.8 mol ・kg
C、0.3 mol ・kg
答案：A
（2分）8、溶剂化过程的吉布斯自由能变化.G为：（）。

A、等于零
B、小于零
C、大于零
D、难判断。

答案：B
（2分）9、质量摩尔浓度为b的Na2SO4溶液，其离子平均活度a±与离子平均活度因子（系数）及b的关系为：（）。

3 3
A、a±= Y±b / b
B、a±= 4 Y±（b / b ）
小■ 1/3 , , , ◎r cr 1/4 、，
C、a ±= 4 Y±b / b
D、a ±= 27 丫土b / b 。

答案：C
（2分）10、恒温下某电解质溶液浓度由0.1 mol-dm-3变为0.2 mol- dm-3,其摩尔电导率：
（）°
A、减小
B、增大
C、不变
D、不能确定。

答案：A
（1分）11、已知ZnCl2溶液中无限稀释摩尔电导率上m：（ZnCl2），上m （Cl■）数据，则Zn2+的
迁移数t +:为：（）°
A、t+ =上m：（CI-） /上m：（丄 ZnCl 2）
2
cO * * °O * cO
B、t+=[-；m（Z nCl2）— -】m（C「）] /-：m（Z nCl 2）
c、t+=[上mC znCl2）-上m（Cl-）] /-4（丄ZnCl 2）
（1分）12、用希托夫法测KCl溶液中《+和Cl-的离子迁移数时，阳极和阴极均用Ag/AgCl 电极，则阴极区KCI的物质的量将：（）。

A、增加
B、减少
C、不变
D、无法确定。

答案：A
（1分）13、一储水铁箱上被腐蚀了一个洞，今用一金属片焊接在洞外以堵漏，为了延长铁箱的使用寿命，选用哪种金属为好？（）
A、铜片
B、铁片
C、镀锡铁片
D、锌片
答案：C
（2分）14、实验室里为测定由电极Ag | AgNO 3（aq）及Ag | AgCI（s） | KCI（aq）组成的电池的电动势，下列哪一项是不能采用的？（）
A、电位差计
B、标准电池
C、直流检流计
D、饱和的KCI盐桥。

答案：D
（1分）15、在温度T时，若电池反应Cu+CI 2===Cu +CI 的标准电池电动势为E i, Cu + CI 2=== Cu2+ +2CL的标准电池电动势为E2,则E j和E2的关系为：（）。

A、E1/ E2= 2
B、E1/ E2= 1/2
C、E1/ E2= 4
D、E1/ E2= 1。

答案：D
三、是非（8小题，共10分）
（1分）1、已知25C时，0.2 mol -kg"的HCI水溶液离子平均活度因子（系数）丫士=0.768，则a± =0.154。

是不是？（）
答案：是
（1分）2、离子迁移数t+ +卜v 1是不是？（）
答案：是
（2分）3、AICI 3水溶液的质量摩尔浓度若为b，则其离子强度I等于6b。

是不是？（）
答案：是
（1分）4、H2-O2燃料电池在酸性介质和碱性介质中，电极反应是一样的。

是不是？（）答案：不是
（1分）5、原电池在等温等压可逆的条件下放电时，r G=0。

是不是？（）
答案：不是
（1分）6、用盐桥只能减少或消除一部分液体接界电势，而不能全部消除液体接界电势。

是不是？（）
答案：是
（2分）7、当一根Fe棒插入含氧浓度不同的区域时，其在含氧浓度低的部位发生腐蚀。

是不是？
合_
（1 分）8、电极Pt | H2（p=100kPa） |OH （a=1）是标准氢电极，其 E （H2+2 OH t 2H2O+2e）=0。

(1)
2
CI2+e CI E=E RT a(CI-) F [p(Cl2)/p O]1/2
是不是？（）
答案：不是
四、问答（4小题，共15分）
（6分）1、试推导出氧电极在酸性介质中的标准电极电势E' [H+|H2（g）]与它在碱性介质中的
标准电极电势E [H2O, 0H[H2（g）]之间的关系式。

答案：解：设计如下可逆电池：
+ + -
Pt | H2（ p ） | H [a（H ）] || OH [a（OH 川| 出9 ） | Pt
则负极：出（p）一 2 H+[ a（H+）] + 2e _
正极：2H2O+2e—•出（p） +2 OH-[a （OH J]
电池反应：2H 2O === 2 H +[a（H+）] +2 OH [a（OH ）]
当反应平衡时，E = E ' （OH-|H2|Pt） - E'（H+|H2|Pt）= 巴In（K w‘）2
2F
+ RT
E （OH |H2|Pt）= E （H |H2|Pt） + lnK w
（2分）2、锌、银两金属片同时插入HCl水溶液中，所构成的电池是否是可逆电池？为什么？答案：Zn与Ag同时插入HCI水溶液中所构成的电池不是可逆电池。

因在充、放电时不是互为可逆反应。

Zn|HCI水溶液|Ag 为不可逆电池。

（4分）3、写出氢醌电极的符号，并指出电极类型，使用范围及优点，写出电极反应方程式
（还原）及电极势的能斯特公式。

答案：解：氢醌电极符号：pH=x的水溶液，C6H4O2, C6H4（OH）2 | Pt
属于分子型的氧化还原电极类型。

适应于pH：：：8.5的水溶液。

优点：（1）制备，使用均方便；
（2）不易中毒。

C6H4O2[a(Q)]+2H + [ a(H+)] +2e — C6H4QH) 2[a(QH2)]
E = E ( H+ Q • QH2 Pt) —RT ln --
F a(H+)
（3分）4、写出下列电极的还原反应和电极电势
（1）CI "| CI2 | Pt；
（2）Fe3+, Fe2+ | Pt。

答案：解：
E的能斯特方程式:
R 2= 工 R = 12886 X 910 Q =2204 Q
K 2 0532
(2 分)2、在 0.01 mol ・kg 「1 SnCI 2和 0.1 mol ・kg -1 KCl 混合液中，已知 SnCI 2 的 丫 ±=0.40,试 问SnCl 2的b 士和a 士各为多少？
答案：b ±(SnCl 2)=[0.01 X (2X 0.01+0.1)2]"3 mol -kg ^1
-1
=0.0524 mol ・kg
a ± (SnCl 2)= Y ±(SnC
b )x b ±(SnC")/ b
=0.40 X 0.0524=0.02096
—
2 一 3
—
3
(6 分)3、25C 时，TICI 在纯水中的溶解度是
1.607X 10 mol -dm ，在 0.1000 mol -dm NaCl
溶液中的溶解度是 3.95X 10—
3 mol -dm 一3, TICI 的标准活度积是 2.022X 10—
4,试求在不含
一 3
NaCl 和含有0.1000 mol -dm NaCl 的TICI 饱和溶液中离子的平均活度因子
(系数)。

答案：解：K °p = a (Tl +
) a (Cl 一)
=(Tl +) c (Tl +) (Cl —
) c (Cl —
)
2 ____ + —
=± c (Tl ) c (Cl )
±
= ,K S°；/ c(TI )c(CI 1
（1）在纯水中：
屮 2.022 X10* ± 1(1607 10 冷2=0.885
3+ _ 2+
(2) Fe +e —Fe ,
E=E
2+
RT a(Fe 2 )
3+
a(Fe )
五、计算（6小题，共 35分)
「
3
的KCI 溶液，在25C 时电阻为 （3分）1、某电导池内置
导池内充入电导率为 0.532 S- m —1的溶液时，其电阻是多少？（已知 KCl 溶液的电导率为 1.2886 S- m _1°0 答案：解：根据G= 1 = K —，得 K R=丄
R l
A
0.1 mol - dm 90 Q o 25C 时在该电 25C 时 0.1 mol - dm _3
(2)在含 0.1000 mol -dm —
‘NaCl 溶液中：
+ —3 — 3
c(TI ) =3.95 X 10 mol -dm
c(CI ) =3.95 X 10 '+0.1000=0.1040 mol -dm 3
一 3
2 — 1
（6分）4、25C 时，0.1 mol -dm NaF 溶液的摩尔电导率是 83.5 S -cm mol ，已知NaF 在 溶液中92%解离，若Na +离子的迁移数是 0.45，求Na +和F —
离子的电迁移率。

答案：解： A m (Na ) = A m (NaF) t (Na )
2.022 10
丫士 3.95
10； 0.702
01040
A — —
A m (F )= A m (NaF) t (F )
=A m (NaF) [1 — t (Na +)] 2 — 1
=45.925 S -cm -mol
O —
-；m '
—4 2 —1 —1
u (F ) =
=5.174 X 10 cm -V
-s
«F
(8分)5、已知下列物质的热力学数据：
.f G ' (Pb
2+
) = - 24.31 kJ mol -1, • f G ' (SO 2一)= -742 kJ mol -1,
■1
.f G (PbSO 4
)= -811.23 kJ mol , = -0.126V 。

试计算 E (SO 42-|PbSO 4|Pb)。

答案：解：设计电池：
Pb(s)|Pb 2+(a=1)||SO 42_(a=1)| Pb(s)
电池反应：PbSO 4(s)=== Pb (a=1)+SO 4~(a=1)
2+ 2-
■r G = f G (Pb )+ f G (SO 4 ) — ■ f G (PbSO 4)
-1
=44.92 kJ mol
E = — VG /zF= — 0.2223 V
2 2+
E (SO 4 ]PbSO 4|Pb)= E + E (Pb |Pb) = — 0.3583 V
(10 分)6、求 25 C 时，2Ag + Cl 2(100kPa) === 2AgCl(s) 的「r G‘ 电极电势 E (Ag |Ag)=0.799V , E (Cl -|C12)=1.358V , AgCl -10
1.78 X 0 。

答案：解：设计电池： Ag| Ag +||C 门AgCI|Ag 电池反应：AgCl(s) === Ag ++ Cl -
标准电动势：E' = E' (Cl fAgCllAg) - E (Ag +|Ag)
e
=RTl nK sp /F = -0.5765 V
E (Cl [AgCI|Ag)=0.2225 V
2Ag+Cl 2(100 kPa) ===2AgCl(s)可设计成电池： Ag|AgCl(s)|Cl ]Cl 2|Pt
E = E (Cl fCl 2)- E (Cl [AgCI|Ag) =1.1355 V
2
=37.575 S -cm —i
•mol
OO +
u (Na )=
上 m Na +
:F
—4 2 — 1 — 1
=4.233 X 10 cm -V -s。

已知25 C 时，标准还原 在水中的标准活度积为
1■ r G = -zFE =219.1kJ mol-。