第七章 电化学思考题答案

第七章电化学思考题
1.原电池在恒温恒压时可逆放电，ΔH与Q r的大小关系为ΔH Q r 。

A.＞
B.＜
C.=
D.无法判断
2.下列原电池中，其电池电动势与氯离子的活度无关的是
A. Hg ∣ Hg2Cl2(s)∣KCl(a)∣Cl2(p)|Pt
B. Zn∣ZnCl2(a)∣Cl2(p)|Pt
C. Zn∣ZnCl2(a1)‖KCl(a2)∣Hg2Cl2(s) |Hg
D Hg∣Hg2Cl2(s)∣KCl∣∣AgNO3∣Ag
E Pt∣H2∣HCl∣Cl2∣Pt
F Ag∣AgCl(s)∣KCl∣Cl2∣Pt
3.实验测得浓度为0.200mol·dm-3的HAc溶液的电导率为0.07138S·m-1，该溶液的摩尔电导率Λm(HAc)为
A.0.3569S·m2·mol-1
B. 0.0003569S·m2·mol-1
C. 0. 356.9S·m2·mol-1
D. 0.01428S·m2·mol-1
4.当电流通过一含有金属离子的电解质溶液时，在阴极上析出的金属量正比于下列因素中的____
A 阴极表面积
B 通过的电量
C 电解质的浓度
D 电流密度
5.电池反应2H2（g）+O2(g)→2H2O(l) E1
H2（g）+1/2O2(g)→H2O(L) E2则有：____
A E1=1/2E2
B E1=E2
C E1=2E2
D 不能确定
6.电池Cu∣Cu2+∣∣Cu+,Cu2+∣Pt和电池Cu∣Cu+∣∣Cu+,Cu2+∣Pt的电池反应均可写成：Cu+Cu2+→2Cu+，此两电池的____
A △r G0m和E0均相等
B △r G0m相同，E0不同
C△r G0m不同，E0相同 D △r G0m和E0均不同
7.一蓄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？
A铜片 B 铁片 C 镀锡铁片 D 锌片
8.在还原性酸性溶液中，锌的腐蚀速度较铁的小，其原因是
A E(Zn2+/Zn 平)＜E(Fe2+/Fe 平)
B E(Zn2+/Zn)＜E(Fe2+/Fe)
C E(H+/H2平,Zn)＜E(H+/H2平,Fe)
D E(H+/H2 , Zn)＜E(H+/H2,Fe)
9. 0.1mol/kg 的CaCl 2水溶液，若γ± =0.219，则平均离子活度a ± = 0.03476 ; 0.01mol/kg 的K 3[Fe(CN)6]水溶液的离子强度I = 0.06mol/kg 。

10.有四个质量摩尔浓度均为0.01mol·kg -1的电解质溶液KCl ，BaCl 2,Na 2SO 4,AlCl 3,其中γ±最大的电解质溶液是KCl 。

11.某燃料电池的电池反应为H 2(g)+1/2O 2 (g)= H ２O(g)，在400K 时的Δr H m 和Δr S m 分别为-251.6 kJ·mol -1和-50 J·mol -1·K -1。

则该电池的电动势为1.2V 。

12.原电池放电时，随着电流密度增加，则正极电势 变低 ，负极电势 变高 。

13.某电解质溶液中正离子迁移速度是负离子迁移速度的2倍，则正离子迁移数t += 2/3 。

14.已知某温度时，NaNO 3、AgNO 3、Na 2SO 4在无限稀释水溶液中的摩尔电导率分别为a 、b 、c ，则在该温度下Ag 2SO 4的极限摩尔电导率∞
Λm = 2b+c-2a 。

15.化学反应2AgCl(s)+2Hg(l)=2Ag(s)+Hg 2Cl 2(s)所对应的电池为:
Hg ∣Hg 2Cl 2(s)∣KCl(a )∣Ag Cl(s)|Ag
16.已知25℃时,下列反应的标准电极电势
Fe e Fe →++33 )(11V a E =Θ
Fe e Fe →++22 )(22
V a E =Θ 则++→+23Fe e Fe 的a a E Q
-=13232。

17.某气体在电极上析出的理论电势为1.245V ，而实际析出电势为0.932V ，则其超电势等于 0.313V 。

18.食盐水电解的总反应可表示为：2NaCl + 2H 2O = 2NaOH + H 2(g) + Cl 2(g)，已
知此反应的△r H m = 444.8kJ·mol -1，温度系数14104--⋅⨯-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂K V T E p
，则25℃时电解食盐水的理论分解电压为 2.42V 。

19.25℃时，当Fe 3+，Fe 2+和Ag +的活度都等于1时,亚铁盐能否还原银盐为银？ 已知25℃时，E ˚(Fe 3+,Fe 2+|Pt)= 0.771V ，E ˚(Ag +/Ag)= 0.7994V
解：反应：Fe 2+(a=1)+Ag +(a=1)→Fe 3+(a=1)+Ag
可设计原电池如下：
阳极：Fe 2+(a=1)→Fe 3+(a=1)
阴极：Ag +(a=1)→Ag
对应原电池为：Pt|Fe 2+(a=1),Fe 3+(a=1)||Ag +(a=1)|Ag
已知：E˚(Fe3+,Fe2+|Pt)= 0.771V，E˚(Ag+/Ag)= 0.7994V
又已知各组分活度均为1，由Nernst方程得：
298K时，E=EƟ= E˚(Ag+/Ag)- E˚(Fe3+,Fe2+|Pt)=0.7994V-0.771V=0.0223V
∵E>0，故电池反应能够自发进行。

即该条件下亚铁盐能还原银盐为银。

20.对于1-1价型的难溶盐AgCl在水中的活度积很难用普通化学方法测定，可分别用电导法和电势法测定，请分别给出操作步骤，计算公式及需要查找的有关数据。

答：(1)难溶盐AgCl在水中的溶解度很小，故可认为，
根据，由于难溶盐的摩尔电导率很小，水的电导不可忽略，故：
离子的无限稀释摩尔电导率和纯水的电导率可查表，难溶盐AgCl水溶液的电导率可实验测定，根据以上公式即可得到难溶盐AgCl在水中的溶度积。

（2）AgCl的溶解过程：AgCl（s）=Ag++Cl-
设计电池为：Ag∣Ag+(a Ag+)‖Cl-(a Cl-)∣AgCl(s)∣Ag
E=EƟ－(RT/F)㏑a(Ag+)a(Cl-)
= EƟ﹙AgCl/Ag﹚－EƟ﹙Ag+/Ag﹚-(RT/F)㏑K sp
溶液平衡时，E=0，故:㏑K sp=F EƟ/RT，
查表可得EƟ﹙AgCl/Ag﹚和EƟ﹙Ag+/Ag﹚，即可得K sp 。

21.电解铜时，电解液用CuSO4水溶液，阳极用粗铜，电解时消耗，阴极则得精铜。

已知Cu2+|Cu电极活化超电势很小，电解池两极又均是铜电极，因此电解几乎可以不消耗能量或消耗极少的能量，对否？
答：不对。

在实际的电解过程中，需要一定的速率，而电流密度愈大，超电势值愈大。

对铜电极来说，活化超电势虽然不大，但浓差超电势不容忽视，因此往往要加比分解电压高得多的电解电压，以增加电解过程的不可逆程度，从而消耗额外的电能。

另一方面，除了电池反应的电势和超电势外，电池本身的电阻也是不可忽略的。

22.试计算在空气中Ag2O(s)开始分解的温度。

反应式为
Ag2O(s) 2Ag(s)+1/2O2(g)
设空气的压力为101.3kPa ，空气中O 2的摩尔分数为0.21，Ag 2O(s)的标准摩尔生成焓为-31.05kJ·mol -1，分解反应的标准摩尔生成焓不随温度变化。

解：反应：Ag 2O(s) 2Ag(s)+1/2O 2(g)
设计电池为：Pt ∣O 2(g)|OH -(aq)∣Ag 2O(s)∣Ag
查表得：E ˚(OH -|AgO |Ag)=0.342V , E ˚(OH -|O 2|Pt)=0.401V
故298.15K 时： 296485(0.3420.401)ln (298.15K) 4.598.314298.15
⨯⨯-===-⨯zFE K RT ΘΘ(298.15K)0.0102
=K
Θ21/2()0.46O p K T p ΘΘ⎛⎫=== ⎪⎝⎭3()11ln 298.15K (298.15K)31.0510118.314298.15/K r m H K T R T K T ΘΘΘ∆⎛⎫=- ⎪⎝⎭
⨯⎛⎫=- ⎪⎝⎭
428K T =。