物化题练习题

5. 什么叫液体接界电势?它是怎样产生的?能否用盐桥将其完全消除?为什么?

四. 计算题(第九章)

1. 在298K时有下述电池,试计算该电池的电动势E并判断电池反应的方向。

Ag(s)|AgBr(s)| Br-(a=0.01)‖Cl-(a=0.01|AgCl(s)|Ag(s) ?-?-

已知:φ(AgCl-Cl)=0.2223伏;φ(AgBr-Br)=0.0713伏

2. 已知,298K时:φ(Fe、Fe)=-0.036伏,φ(Fe、Fe)=0.771伏。 试求: (1) φ?(Fe2+、Fe)。

3+2+

(2) Fe+2Fe=3Fe 的平衡常数 。

3. 298K时,10 mol/kg和6 mol/kg的HCl水溶液中HCl的分压分别为560和18.7 Pa,设两溶液均遵守亨利定律,试计算下述两电池的电动势的差值。

(1) Pt|H2 (p?)| HCl (10 mol/kg )|Cl2 (p?)| Pt (2) Pt|H2 (p?)| HCl ( 6 mol/kg )|Cl2 (p?)| Pt

4. 在298K,将Ag插在碱溶液中,在通常的空气中银是否会被氧化(空气中氧气的分压为0.21p?)?试设计合适的电池进行判断。

已知:φ? (O2 /OH)=0.401V;φ? (Ag2O /Ag)=0.344V。

5. 已知,298K时:Cu+I+e→ CuI 的标准电极电势φ1=0.86伏;

Cu2++e- → Cu+ 的标准电极电势φ2?=0.153伏。

求CuI的活度积。

2+

?3+?3+2+

?

第十章 电解与极化作用

一. 选择题

1. 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,φ平为平衡电势,φi为析出电势)?( )

(A) φ平、阳-φ平、阴 (B) φ阳 +φ阴

(C) φ阳(最小)-φ阴(最大) (D) φ阳(最大)-φ阴(最小)

2. 当发生极化现象时,两电极的电极电势将发生如下变化:( ) (A) φ平、阳>φ阳;φ平、阴>φ阴 (B) φ平、阳<φ阳;φ平、阴>φ阴 (C) φ平、阳 <φ阳;φ平、阴<φ阴 (D) φ平、阳>φ阳;φ平、阴<φ阴 3. 极谱分析仪所用的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

4. 塔菲尔公式η=a+b㏒j的适用范围是:( )

(A) 仅限于氢超电势 (B) 仅限于j≈0,电极电势稍有偏差的情况 (C) 仅限于阴极超电势, (D) 可以是阴极超电势,可以是阳极超电势

5. 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

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6. 298K、0.1mol/dm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φ(H2):( )

(A) 大于-0.06V (B) 等于-0.06V (C) 小于-0.06V (D) 不能判定

7. 电解金属盐的水溶液时,在阴极上:( ) (A) 还原电势越正的粒子越易析出

(B) 还原电势与其超电势之代数和越正的粒子越易析出 (C) 还原电势越负的粒子越易析出

(D) 还原电势与其超电势之和越负的粒子越易析出

8. 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

9. 用铜电极电解0.1mol/kg的CuCl2水溶液,电极上的反应为:( ) --2+-

(A) 2Cl→Cl2+2e (B) Cu→Cu+2e

(C) Cu→Cu++e- (D) 2OH-→H2O+1/2O2+2e-

10. 298K,H2在锌上的超电势为0.7V,φ?(Zn2+/Zn)=-0.763V,电解一含有Zn2+(α=0.01)的溶液,为了不使H2析出,溶液的pH值至少应控制在:( )

(A) pH>2.06 (B) pH>2.72 (C) pH>7.10 (D) pH>8.02 11. 电解时,在阳极上首先发生氧化作用而放电的是:( )

(A) 标准还原电势最大者 (B) 考虑极化后实际上的不可逆还原电势最大者 (C) 标准还原电势最小者 (D) 考虑极化后实际上的不可逆还原电势最小者

12. 通电于含有相同浓度的Fe、Ca、Zn、Cu的电解质溶液,已知: φ?(Fe 2+/Fe)=–0.440V;φ?(Ca 2+/Ca)=–2.866V;φ?(Zn2+/Zn)=–0.7628V;

φ?(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

13. 金属活性排在H2之前的金属离子,如Na+能优于H+在汞阴极上析出,这是由于: ( )

(A) η(Na)<η(H2)

++

(B) H2在汞上的η很大,以至于φ(Na/Na)>φ(H/H2)

?+?+

(C) φ(Na/Na)<φ(H/H2) (D) φ(Na+/Na)<φ?(H+/H2)

14. 298K、p下,以1A电流电解CuSO4溶液,析出0.1mol铜,需时间大约是:( ) (A) 20.2h (B) 5.4h (C) 2.7h (D) 1.5h 15. 下列对铁表面防腐方法中属于―电化保护‖的是:( ) (A) 表面喷漆 (B) 电镀 (C) Fe表面上镶嵌Zn块 (D) 加缓蚀剂

16. 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?( )

(A) 铜片 (B) 铁片 (C) 镀锡铁片 (D) 锌片

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?

2+

2+

2+

2+

17. 在还原性酸性溶液中,Zn的腐蚀速度较Fe为小,其原因是:( )

2+2+

(A) φ(Zn/Zn)(平)<φ(Fe/Fe)(平) (B) φ(Zn2+/Zn)<φ(Fe2+/Fe) (C) φ(H+/H2)(平、Zn)<φ(H+/H2)(平、Fe) (D) φ(H+/H2)(Zn)<φ(H+/H2)(Fe)

18. 电池在恒温、恒压及可逆情况下放电,则其与环境的热交换为:( ) (A) ΔrH (B) T·ΔrS

(C) 一定为零 (D) 与ΔrH和T·ΔrS均无关

19. 下列示意图描述了原电池和电解池中电极的极化规律,其中表示原电池的阳极的极化规律的曲线是:( )

(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4

?-?

20. 已知:φ(Cl2│Cl)=1.36V,η(Cl2)=0;φ(O2│H2O)=1.229V,η(O2)=0.8V。以石墨为阳极,电解0.01mol/kgNaCl液,在阳极上首先析出:( )

(A) Cl2 (B) O2 (C) 无气体析出 (D) 不能确定

21. 下列示意图描述了原电池和电解池中电极的极化规律,其中表示电解池的阴极的极化规律的曲线是:( )

(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4

22. 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 23. 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

24. 铅蓄电池负极反应的交换电流密度,比正极反应的交换电流密度约小两个数量级,这表明:( )

(A) 负极反应的恢复平衡的速率大,容易出现极化 (B) 正极反应的恢复平衡的速率大,容易出现极化 (C) 负极反应的恢复平衡的速率小,容易出现极化 (D) 正极反应的恢复平衡的速率小,容易出现极化

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25. 298 K、0.1mol/dm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φ(H2)为:( )

(A) 大于-0.06V (B) 等于-0.06V (C) 小于-0.06V (D) 不能判定

26. j代表电池的电流密度,j0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│》j0 (B) │j│《j0 (C) │j│=j0≠0 (D) │j│=j0=0 [平衡状态下单位时间内单位表面上所交换的电流称为交换电流密度]

27. 将铅蓄电池在10.0 A电流下充电1.5h,则PbSO4(Mr=303)分解的量为: ( ) (A) 0.1696 kg (B) 0.0848 kg (C) 0.3392 kg (D) 0.3564 kg

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二. 填空题(第十章)

1. 电池Pb(s)|H2SO4(m)|PbO2 (s) ,作为原电池时,负极是 ,正极是 。作为电解池时,阳极是 ,阴极是 。 2. 电解HNO3、H2SO4、NaOH、NH3·H2O,其理论分解电压均为1.23V。其原因 是 。 3. 电解时的分解电压,依分析,E(分解)= ,而且随电流强度I的增加而 。 4. 电解过程中,极化作用使电能的消耗 ;在金属的电化学腐蚀过程中,极化作用使腐蚀速度 。

5. 超电势测量采用的是三电极体系,即 、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 。 6. 氢气在金属电极上析出时,其超电势随电流密度变化的关系分别可用η=ωj或

η=a+blgj 表示,前者适用于 情况,而后者适用于 情况。 7. 25oC时,若H+离子在Pt极上放电的交换电流密度为0.79mA·cm- 2,问超电势为:(1) 10mV,(2) 100mV,(3)-5.0V时电极电流密度分别为(1) ;(2) ;(3) (mA/cm2) ? 令a = 1/2。 [平衡状态下单位时间内单位表面上所交换的电流称为交换电流密度]

8. 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,它的表达式 是: 。

9. 电解氢氧化钾溶液制备氢气和氧气的阳极反应是: ,阴极反应是 。 10. 若铜和低碳钢相接触(例如在一个设计低劣的生活用水系统中),受到腐蚀的金属 是 。

三. 简述题(第十章)

1. 原电池和电解池的极化现象有何不同?

2. 什么叫超电势?它是怎样产生的?如何降低超电势的数值? 3. 由于超电势的存在,使电解池阴、阳极的析出电势如何变化?

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