物理化学—电化学练习题及参考答案(1)分析解析.doc

电化学A
一、选择题
1. 某燃料电池的反应为：
H2(g)＋O2(g)─→H2O(g)
在 400 K 时的 DrHm和 DrSm分别为 -251.6 kJ·mol-1和 –50 J·K-1·mol-1,则该电池的电动势为： ( )
(A) 1.2 V (B) 2.4 V
(C) 1.4 V (D) 2.8 V
2. 已知下列两个电极反应的标准电极电位为：
Cu2++ 2e-─→ Cu(s) f= 0.337 V
Cu++ e-─→ Cu(s) f= 0.521 V
由此可算得 Cu2++ e-─→ Cu+的 f$ 值为： ( )
(A) 0.184 V (B) 0.352 V
(C) -0.184 V (D) 0.153 V
3. 有下面一组电池：
(1) H2(p$)│HCl(a=1)‖NaOH(a=1)│O2(p$)
(2) H2(p$)│NaOH(a=1)│O2(p$)
(3) H2(p$)│HCl(a=1)│O2(p$)
(4) H2(p$)│KOH(a=1)│O2(p$)
(5) H2(p$)│H2SO4(a=1)│O2(p$)
电动势值： ( )
(A) 除 1 外都相同 (B) 只有 2,4 相同
(C) 只有 3,5 相同 (D) 都不同
4. 对应电池Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)的化学反应是：
（ ）
(A) 2Ag(s)+Hg22+(aq) = 2Hg(l) +2Ag+
(B) 2Hg+2Ag+ = 2Ag +Hg22+
(C) 2AgCl+2Hg = 2Ag +Hg2Cl2
(D) 2Ag+Hg2Cl2 = 2AgCl +2Hg
5. 电动势测定应用中，下列电池不能用于测定H2O(l)的离子积的是： （ ）
(A) Pt,H2(p$)|KOH(aq)||H+(aq)|H2(p$),Pt
(B) Pt,H2(p$)|KOH(aq)||参比电极
(C) Pt,H2(p$)|KOH(aq)|HgO(s)|Hg(l)
(D) Pt,H2(p$)|HCl(aq)|Cl2(p$),Pt
6. 在电极与溶液的界面处形成双电层，其中扩散层厚度与溶液中离子浓度大小的关系是（ ）
(A) 两者无关
(B) 两者成正比关系
(C) 两者无确定关系
(D) 两者成反比关系
7. 某电池反应为 Zn(s)＋Mg2+(a=0.1)＝Zn2+(a=1)＋Mg(s) 用实验测得该电池的电动势 E＝0.2312 V, 则电池的 E$为： ( )
(A) 0.2903 V (B) -0.2312 V
(C) 0.0231 V (D) -0.202 V
8. 电极 Tl3+,Tl+/Pt 的电势为f＝1.250 V,电极 Tl+/Tl 的电势 f＝-0.336 V，则电极 Tl3+/Tl 的电势 f为: ( )
(A) 0.305 V (B) 0.721 V
(C) 0.914 V (D) 1.568 V
9. 298 K 时,在下列电池的右边溶液中加入 0.01 mol·kg-1的 Na2S 溶液, 则电池的电动势将： ( )
Pt│H2(p$)│H+(a=1)‖CuSO4(0.01 mol·kg-1)│Cu(s)
(A) 升高 (B) 下降
(C) 不变 (D) 无法判断
10．298 K时,反应为 Zn(s)＋Fe2+(aq)＝Zn2+(aq)＋Fe(s) 的电池的 E$为 0.323 V,则其平衡常数 K$为： ( )
(A) 2.89×105 (B) 8.46×1010
(C) 5.53×104 (D) 2.35×102
二、填空题
11.将反应H2(g) + I2(s) → 2HI(aq)设计成电池的表示式为：__________________________________。
12. 用Ag棒插入AgNO3溶液,用Zn棒插入ZnCl2溶液,用盐桥相连,组成自发电池的书面表示式为:
________________________________________________,所用的盐桥是_______________。
13. 电池 Pt,H2(10 kPa)│HCl(1.0 mol·kg-1)│H2(100 kPa),Pt 是否为自发电池?_____ E=________V。
14. 298 K 时,已知 f$ (Fe3+,Fe2+)= 0.77 V, f$ (Sn4+,Sn2+)= 0.15 V,将这两个电极排成自发电池时的表示式为______________________________,E$=__________________。
15. 将反应Ag2O(s) = 2Ag(s) + O2(g)设计成电池的表示式为：________________________________。
16.将反应Cl -(a1)→Cl -(a2)设计成电池的表示式为：_________________________________________。
17.　测定电动势必须在______= 0条件下进行，因此采用_______法。
18. 已知 f$ (Zn2+,Zn)＝－0.763 V, f$ (Fe2+,Fe)＝－0.440 V 。这两电极排成自发电池时,E$＝________V, 当有 2 mol 电子的电量输出时,电池反应的K$＝________。
19. 已知Hg2++2e -→Hg(l)的标准电极电势为E1$(Hg2+|Hg)，Hg2++e -→Hg22+的标准电极电势为E2$(Hg2+|Hg22+)，则Hg22++e -→Hg(l)的电极电势表示式应为：E3$=________________________。
20.电池 Ag,AgCl(s)│CuCl2(m)│Cu(s) 的电池反应是_________________________,
电池 Ag(s)│Ag+(aq)‖CuCl2(aq)│Cu(s) 的电池反应是________________________。
三、计算题
21. 已知25℃时，AgBr(s)的溶度积Ksp=6.3×10-13，同温下用来配制AgBr饱和水溶液的纯水电导率为5.497×10-6 S·m-1，试求该AgBr饱和水溶液的电导率。已知25℃时：
61.92×10-4 ，78.4×10-4 。
22.　求出T=298 K时, pH与碱性腐蚀中吸氧反应电极电势的关系。 已知 f $ (O2, OH-)=0.401 V 。
24. 25℃时，TiCl 在纯水中饱和溶液的浓度是 1.607×10-2 mol·dm-3，在 0.1000 mol·dm-3 NaCl溶液中是 3.95×10-3 mol·dm-3，TiCl 的活度积是 2.022×10-4，试求在不含 NaCl 和含有 0.1000 mol·dm-3 NaCl 的 TiCl 饱和溶液中的离子平均活度系数。
25. 将Ag(s)插入AgNO3(0.001 mol·kg-1)和NH3·H2O (0.1 mol·kg-1)的混合溶液中形成电极，求该电极的电极电势。已知：E$(Ag+|Ag) = 0.799 V，[Ag(NH3)2]+离子的不稳定常数为6×10-8，设活度系数均为1，并可作合理的近似。
　　将Ag(s)插入AgNO3(0.001 mol·kg-1)与KCN(0.1 mol·kg-1)的混合溶液中形成电极，试求该电极的电极电势。已知：E$(Ag+|Ag) = 0.799 V，[Ag(CN)2]- 离子的不稳定常数为3.8×10-19，设活度系数均为1，并可作合理的近似。
26. 298 K 时，NaCl 浓度为 0.100 mol·dm-3的水溶液中，Na+、Cl- 的淌度为 U (Na+) = 42.6×10-9 m2·V-1·s-1 ，U(Cl-) = 68.0×10-9 m2·V-1·s-1 ，试求该溶液的摩尔电导率和电导率。
电化学A答案
一、选择题
1. (A) 2. (D) 3. (A) , 电池反应都相同，E = E= 1.229 V
4. (D) 5. (D) 6. (D) 相关离子浓度越大，扩散层厚度越小。
7. (D) 8. (B) 9. (B) 10 (B)
二、填空题
11. Pt,H2(g)|HI(aq)|I2(s),Pt
12. Zn(s)│ZnCl2(m1)‖AgNO3(m2)│Ag(s)
KNO3 盐桥 (或 NH4NO3盐桥)
13. 非自发, E= -0.0295 V
14. Pt│Sn4+,Sn2+‖Fe3+,Fe2+│Pt E$＝0.62 V
15. Pt,O2(g)|OH –(aq)|Ag2O(s)|Ag(s)
16. Pt,Cl2(p$)|Cl -(a1)||Cl -(a2)|Cl2(p$),Pt
17. I, 对消
18. E$= 0.323 V K$= 8.46×1010
19. E3$=2E1$ - E2$
20. 2Ag(s)＋Cu2+＋2Cl-─→Cu(s)＋2AgCl(s)
2Ag(s)＋Cu2+─→Cu(s)＋2Ag+(aq)

三、计算题
21. [答]
140.32×10-4

22. [答] O2+H2O+2e- ──→ 2OH-
f (O2/OH-)=f $ (O2/OH-)-(RT/F)lna (OH-)
=f $ (O2/OH-)-(RT/F)lnKw+(RT/F)lna (H+)
f (O2/OH-)=1.227-0.059pH

24. [答]
Ksp= a+a- = (g± )2(c/c$)2
g± = (Ksp)1/2 /(c/c$)
不含 NaCl 的 TiCl 饱和溶液中
g± = (Ksp)1/2 /(c/cq) = 0.885
在 0.1000 mol·dm-3 NaCl 溶液中

g± = = 0.702
25. [答]
Ag+ + 2NH3 → [Ag(NH3)2]+
开始 0.001 0.1
平衡 x 0.098+2x 0.001 – x

[答]
Ag+ + 2CN - → [Ag(CN)2] -
开始 0.001 0.1
平衡 x 0.098+2x 0.001 – x

26. [答] Lm(NaCl) = lm(Na+) + lm(Cl-) = [U(Na+) + U(Cl-)]F
= 106.73 S·m2·mol-1
k(NaCl) = Lm(NaCl)c(NaCl) = 1.07×10-4 S·m-1