习题电化学专业知识省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

淮阴师范学院化学系物理化学教研室 刘炳华习题课第1页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/10一、电解质溶液 主要内容二、可逆电池电动势及其应用 1.电解定律2.离子电迁移和迁移数3.电解质溶液电导1.可逆电池和可逆电极2.可逆电池热力学3.电极电势和电池电动势4.电解质平均活度和平均活度因子第2页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/10 主要内容二、可逆电池电动势及其应用 5.电动势测定及其应用4.电动势产生机理三、电解与极化作用 2.极化作用1.分解电压4.金属电化学腐蚀与防腐3.电解时电极上竞争反应5.化学电源第3页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/10经典例题1.使A电流经过一个铜电解器，在1h内得到铜质量是.()(A)10g;(B)100g;(C)500g;(D)2700g.D第4页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/102.298K，当硫酸溶液浓度从0.01molkg-1增加到0.1molkg-1时，其电导率k和摩尔电导率m将.（）A.k减小，m减小；B.k减小，m增加；C.k增加，m减小；D.k增加，m增加.C若浓度从10molkg-1增加到15molkg-1,则（）A经典例题第5页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/103.以下电解质溶液中，离子平均活度系数最大是.()(A)0.01 molkg-1 NaCl (B)0.01 molkg-1 CaCl2 (C)0.01 molkg-1 LaCl3 (D)0.01 molkg-1 CuSO4 A经典例题第6页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/104.LiCl 无限稀释摩尔电导率为 115.0310-4 Sm2mol-1，在 298 K 时，测得 LiCl 稀溶液中 Li+迁移数为 0.3364，则 Cl-离子摩尔电导率 m(Cl-)为.（）(A)76.3310-4 Sm2mol-1 (B)113.0310-4 Sm2mol-1 (C)38.7010-4 Sm2mol-1 (D)76.33102 Sm2mol-1 A经典例题第7页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/10经典例题5.写出以下各电池电池反应:(1)CdCd2+(a)Cl-(a)Cl2(100kPa)Pt;(2)PbPb 2+(a)Ag+(a)Ag;(3)ZnZn2+(a)Cd2+(a)Cd.解：(1)阳极:Cd 2e=Cd2+阴极:Cl2+2e=2Cl-电池反应 Cd+Cl2=Cd2+2Cl-(2)阳极:Pb 2e=Pb2+阴极:2Ag+2e=2Ag 电池反应:Pb+2Ag+=Pb2+2Ag(3)阳极:Zn 2e=Zn2+阴极:Cd2+2e=Cd 电池反应:Zn+Cd2+=Zn2+Cd第8页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/10经典例题6.以下电池中哪个电动势与 Cl-离子活度无关？()(A)ZnZnCl2(aq)Cl2(g)Pt (B)AgAgCl(s)KCl(aq)Cl2(g)Pt (C)HgHg2Cl2(s)KCl(aq)AgNO3(aq)Ag (D)PtH2(g)HCl(aq)Cl2(g)Pt B7.经过电动势测定，能够求难溶盐活度积，今欲求 AgCl 活度积，则应设计电池为 ()(A)AgAgClHCl(aq)Cl2(p)Pt (B)PtCl2HCl(aq)AgNO3(aq)Ag (C)AgAgNO3(aq)HCl(aq)AgClAg (D)AgAgClHCl(aq)AgClAg C第9页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/10经典例题8.将反应 H+OH-H2O 设计成可逆电池，选出以下电池中正确一个 ()(A)PtH2H+(aq)OH-O2Pt (B)PtH2NaOH(aq)O2Pt (C)PtH2NaOH(aq)HCl(aq)H2Pt (D)PtH2(p1)H2O(l)H2(p2)Pt C9.已知以下两个电极反应标准电极电位为：Cu2+2e-Cu(s)=0.337 V Cu+e-Cu(s)=0.521 V 由此可算得 Cu2+e-Cu+值为：()(A)0.184 V (B)0.352 V (C)-0.184 V (D)0.153 V D第10页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/10经典例题10.若算得电池反应电池电动势为负值时，表示此电池反应是：()(A)正向进行 (B)逆向进行 (C)不可能进行 (D)反应方向不确定B11.有电池反应：(1)1/2Cu(s)+1/2Cl2(p)1/2 Cu2+(a=1)+Cl-(a=1)E1 (2)Cu(s)+Cl2(p)Cu2+(a=1)+2Cl-(a=1)E2 则电动势 E1/E2关系是：()(A)E1/E2=1/4 (B)E1/E2=1/2 (C)E1/E2=1 (D)E1/E2=2C第11页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/10经典例题12.一个能够重复使用充电电池以 1.8 V 输出电压放电，然后用 2.2 V 电压充电使电池恢复原状，整个过程功、热及体系吉布斯自由能改变为：(dU=Q-W)()(A)W 0，Q 0，Q 0，G 0，Q 0，G 0 (D)W 0，G=0A13.电池 CuCu+Cu+,Cu2+Pt 和 CuCu2+Cu+,Cu2+Pt 反应均可简写作 Cu+Cu2+=2Cu+，此两电池：()(A)rG，E 均相同 (B)rG 相同，E 不相同 (C)rG 不相同，E 相同 (D)rG、E 均不相同 同一反应状态函数改变值 rG相同，两个电池 (负)不一样，则 E不一样。B第12页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/10经典例题14.惯用甘汞电极电极反应为 Hg2Cl2(s)+2e-2Hg(l)+2Cl-(aq)设饱和甘汞电极、摩尔甘汞电极和 0.1 moldm-3甘汞电极电极电势对应地为 1、2、3，则 298 K 时，三者之相对大小是：()(A)1 2 3 (B)1 2 1 3 (D)3 1=2 =-RT/Flna(Cl-)B第13页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/1015.当 发 生 极 化 现 象 时，两 电 极 电 极 电 势 将 发 生 以 下 改 变：()(A)平，阳 阳；平，阴 阴 (B)平，阳 阳；平，阴 阴 (C)平，阳 阳；平，阴 阴 (D)平，阳 阳；平，阴 阴 B16.电解混合电解液时，有一个电解质能够首先析出，它分解电压等于以下差值中哪一个？式中平，阴和阳分别代表电极可逆电极电势和阴、阳极实际析出电势。()(A)平，阳 平，阴 (B)阳+阴 (C)阳(最小)阴(最大)(D)阳(最大)阴(最小)C经典例题第14页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/1017.金属与溶液间电势差大小和符号主要取决于:()(A)金属表面性质 (B)金属与溶液接触面积(C)溶液中金属离子浓度(D)金属本性和溶液中原有金属离子浓度 D18.用铜电极电解 0.1molkg-1 CuCl2水溶液，阳极上反应为 ()(A)2Cl-Cl2+2e-(B)Cu Cu2+2e-(C)Cu Cu+e-(D)2OH-H2O+O2+2e-)B经典例题第15页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/1019.以石墨为阳极，电解 0.01 molkg-1 NaCl 溶液，在阳极上首先析出：()(A)Cl2 (B)O2 (C)Cl2与 O2混合气体 (D)无气体析出 A20.电解金属盐水溶液时,在阴极上：()(A)还原电势愈正粒子愈轻易析出 (B)还原电势与其超电势之代数和愈正粒子愈轻易析出 (C)还原电势愈负粒子愈轻易析出 (D)还原电势与其超电势之和愈负粒子愈轻易析出 B经典例题第16页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/1021.一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，为了延长铁箱寿命，选取哪种金属片为好？()(A)铜片 (B)铁片 (C)镀锡铁片 (D)锌片 D22.将铅蓄电池在 10.0 A 电流下充电 1.5 h，则 PbSO4分解量为：()（Mr(PbSO4)=303）(A)0.1696 kg (B)0.0848 kg (C)0.3392 kg (D)0.3564 kg B经典例题第17页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/10 23.电池放电时，随电流密度增加阳极电位变 _，阴极电位变 _，正极变 _，负极变_。正 负负正24.在锌电极上，H2超电势为 0.75 V，电解一含Zn2+浓度为 110-5 molkg-1溶液，为了不使 H2(g)析出，问溶液 pH 值应控制在 _。已知 25时，(Zn2+/Zn)=-0.763 V。若 (Zn2+/Zn)(H+/H2)时，则 Zn 析出，而 H2 不能析出，即 -0.763-0.05917/2lg(1/10-5)(-0.0591pH-0.75)2.72经典例题第18页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/1025.298 K 时，0.1 moldm-3 KCl 电导率为 1.289 Sm-1，用某一电导池测得 0.1 moldm-3 KCl 电阻为 24.69，0.01 moldm-3 HAc 溶液电阻为 1982，试求该 HAc 溶液摩尔电导率和电离常数已知：(HAc)=390.7210-4 Sm2mol-1解：k(HAc)/k(KCl)=R(KCl)/R(HAc)求得：k(HAc)=0.01623 Sm-1 m(HAc)=k(HAc)/c=0.001623 Sm2mol-1 =m/=0.04154 K=(c/c)2/1-=1.810-5 经典例题第19页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/1026.在 298 K 时 BaSO4饱和水溶液电导率是 4.5810-4 Sm-1，所用水电导率是 1.5210-4 Sm-1求 BaSO4在水中饱和溶液浓度（单位：moldm-3）和溶度积已知 298 K 无限稀释时 Ba2+和 SO 离子摩尔电导率分别为63.610-4 Sm2mol-1 和 79.810-4 Sm2mol-1 解:k(BaSO4)=k（溶液）k（水）3.0610-4 Sm-1 m(BaSO4)=2m(Ba2+)+2m(SO)=0.02868 Sm2mol-1 c(BaSO4)=k/m=1.710 5 moldm-3 Ksp=c(Ba2+)/cc(SO)/c=1.1410-10经典例题第20页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/1027.一电池反应:Pb+Hg2Cl2=PbCl2+2Hg.在298.2K时，该电池电动势为0.5357V,若温度升高1K电动势增加1.45x10-4 V.(1)若1mol Pb溶解，该电池最多能得多少功？(2)求298.2K时反应H和S.(3)1mol Pb可逆溶解时，该电池吸热多少？解：(1)可逆电池作功最多，此时:W=-G=zEF=2mol96500C/mol0.5357V=103.4kJ(2)H=-zEF+nF(dE/dT)=-103.4 103J+2mol 96500C/mol 298.2K 1.45 10-4V/K=-95.1kJS=nF(dE/dT)=2mol96500C/mol 1.45 10-4V/K=28.0J/K(3)QR=T S=298K 28.0J/K=8.34kJ经典例题第21页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/1028.25时测得电池HgHg2Br2(s)KBr(0.1 molkg-1,=0.772)0.1 moldm-3 甘汞电极 E=0.1271 V，已知 (0.1甘汞)=0.3338V,(Hg2+/Hg)=0.7988 V 。求 Hg2Br2活度积 Ksp。解：-=(甘甘)-E=0.2067 V-=(Hg/Hg)+RT/2F lna(Hg)=(Hg/Hg)+RT/2FlnKsp-RT/2Fln(a2(Br-)Ksp=5.5410-23 经典例题第22页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/1029.某溶液中含有Ag+(a=0.05)、Ni2+(a=0.1)、Cd2+(a=0.001)、Fe2+(a=0.01)、H2+(a=0.001)，又已知H2在Ag、Ni、Cd和Fe上超电势分别为0.20、0.24、0.30和0.18V。当外加电压从0开始逐步增加时，在阴极上改变怎样？分析：阴极上最先析出物质电极电势最大，故先求各电极电势！解：在阴极上析出Ag、Ni、Cd和Fe及逸出为H2时平衡电势为：Ag+,Ag=oAg+,Ag+RT/FlnaAg+=0.7991 V+RT/Fln0.05=0.7221V经典例题第23页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/1029.解(续1)Ni 2+,Ni=oNi 2+,Ni+RT/2FlnaNi 2+=-0.250 V+RT/2Fln0.1=-0.280V Cd 2+,Ni=oCd 2+,Ni+RT/2FlnaNi 2+=-0.4029 V+RT/2Fln0.01=-0.4916V Fe 2+,Ni=oFe2+,Ni+RT/2FlnaNi 2+=-0.4402 V+RT/Fln0.01=-0.4994V H+,H2=oH+,H2+RT/FlnaH+=0+RT/Fln0.01=-0.178V第24页上一内容上一内容回主目录回主目录返回返回下一内容下一内容/10/1029.解(续2)当a H+=0.001时，在Ag、Ni、Cd和Fe上逸出为H2电势为：Ag|H+,H2=H+,H2-H2(Ag)=(-0.178-0.20)V=-0.38V Ni|H+,H2=H+,H2-H2(Ni)=(-0.178-0.24)V=-0.42V Cd|H+,H2=H+,H2-H2(Cd)=(-0.178-0.30)V=-0.48V Fe|H+,H2=H+,H2-H2(Fe)=(-0.178-0.18)V=-0.36V故,当外电压从0开始逐步增加时,在阴极上改变为:Ag析出 Ni析出 Ag上逸出H2 Ni上逸出H2 Cd析出同时逸出H2 Fe析出同时逸出H2 第25页