工学电解与极化现象试卷二.doc

物理化学试卷

班级 姓名 分数

一、选择题 ( 共17题 34分 )
1. 2 分 (4869)
4869
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

2. 2 分 (5102)
5102
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

3. 2 分 (4932)
4932
用铜电极电解 0.1mol·kg-1的 CuCl2水溶液，阳极上的反应为 ( )
(A) 2Cl- ─→ Cl2+ 2e-
(B) Cu ─→ Cu2++ 2e-
(C) Cu ─→ Cu++ e-
(D) 2OH- ─→ H2O + O2+ 2e-

4. 2 分 (4921)
4921
电解金属盐的水溶液时, 在阴极上 ： ( )
(A) 还原电势愈正的粒子愈容易析出
(B) 还原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈容易析出
(C) 还原电势愈负的粒子愈容易析出
(D) 还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出

5. 2 分 (4857)
4857
298 K、0.1 mol·dm-3的 HCl 溶液中，氢电极的热力学电势为 -0.06 V，电解此溶液
时，氢在铜电极上的析出电势 f为： ( )
(A) 大于 -0.06 V
(B) 等于 -0.06 V
(C) 小于 -0.06 V
(D) 不能判定

6. 2 分 (4940)
4940
25℃时, H2在锌上的超电势为 0.7 V，f $ (Zn2+/Zn) = -0.763 V，电解一含有
Zn2+(a=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

7. 2 分 (4946)
4946
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) 标准还原电势最小者
(C) 考虑极化后，实际上的不可逆还原电势最大者
(D) 考虑极化后，实际上的不可逆还原电势最小者

8. 2 分 (4947)
4947
通电于含有相同浓度的Fe2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+的电解质溶液, 已知
f $ (Fe2+/ Fe) = -0.440 V ， f $ (Ca2+/ Ca) = -2.866 V
f $ (Zn2+/ Zn) = -0.7628 V ， f$ (Cu2+/ Cu) = 0.337 V
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

9. 2 分 (5166)
5166
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

*. 2 分 (4861)
4861
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

11. 2 分 (4948)
4948
金属活性排在H2之前的金属离子, 如Na+ 能优先于H+在汞阴极上析出, 这是由于：
( )
(A) f$ (Na+/ Na) < f $ (H+/ H2)
(B) h (Na) < h (H2)
(C) f (Na+/ Na) < f (H+/ H2)
(D) H2在汞上析出有很大的超电势, 以至于f (Na+/ Na) > f (H+/ H2)

12. 2 分 (4803)
4803
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 f平 ， f 阴 和f阳 分别代表电极的可逆电极电势和阴、阳极的实际析出电势。 ( )
(A) f平，阳－ f平，阴
(B) f阳 + f阴
(C) f阳（最小） － f阴（最大）
(D) f阳（最大） － f阴（最小）

13. 2 分 (4889)
4889
下列示意图描述了原电池和电解池中电极的极化规律, 其中表示原电池阳极的是：
( )

(A) 曲线1 (B) 曲线2
(C) 曲线3 (D) 曲线4

14. 2 分 (4863)
4863
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

15. 2 分 (5165)
5165
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) DrH
(B) TDrS
(C) 一定为零
(D) 与DrH与TDrS均无关

16. 2 分 (5154)
5154
将铅蓄电池在 10.0 A 电流下充电 1.5 h，则 PbSO4分解的量为：
（ Mr(PbSO4)= 303 ） ( )
(A) 0.1696 kg
(B) 0.0848 kg
(C) 0.3392 kg
(D) 0.3564 kg

17. 2 分 (4910)
4910
以石墨为阳极，电解 0.01 mol·kg-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
已知：f $ (Cl2/Cl-)= 1.36 V , h (Cl2)= 0 V ，
f $ (O2/OH-)= 0.401V , h (O2) = 0.8 V 。

二、填空题 ( 共 8题 16分 )
18. 2 分 (4925)
4925
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 _________________________ 。

19. 2 分 (4217)
4217
欲测量下列电池的电动势，与电位差计负极端相连的是该电池的 p1端还是 p2
端？ ( )
Pt│H2(p1= 0.1p$)│HCl(aq)│H2(p2= p$)│Pt

20. 2 分 (4815)
4815
电解HNO3, H2SO4, NaOH, NH3·H2O, 其理论分解电压均为1.23 V。其原因是
_________________________________________________________。

21. 2 分 (4859)
4859
电解过程中，极化作用使消耗的电能 ________；在金属的电化学腐蚀过程中，极
化作用使腐蚀速度 ________ 。

22. 2 分 (4934)
4934
已知f $ (Fe2+/Fe)= -0.440 V, f$ (Cu2+/Cu) = 0.337 V，在 25℃, p$时,
以 Pt 为阴极，石墨为阳极，电解含有 FeCl2(0.01 mol·kg-1)和 CuCl2
(0.02 mol·kg-1)的水溶液，若电解过程不断搅拌溶液，且超电势可忽略不计，则最
先析出的金属是 ______。

23. 2 分 (4801)
4801
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 。

24. 2 分 (4866)
4866
氢气在金属电极上析出时, 根据条件不同, 超电势随电流密度变化关系分别可用
h =Rej 或 h =a + b lgj 表示, 前者适用于 情况, 而后者适用于
____________情况。

25. 2 分 (4858)
4858
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_____。

三、计算题 ( 共 4题 40分 )
26. 10 分 (4965)
4965
在25℃时，用铜片作阴极, 石墨作阳极, 对中性0.1 mol·dm-3的CuCl2溶液进行电解,
若电流密度为10 mA·cm-2, （1）问：在阴极上首先析出什么物质? 已知在电流密度为
10 mA·cm-2时, 氢在铜电极上的超电势为0.584 V。
（2）问：在阳极上析出什么物质? 已知氧气在石墨电极上的超电势为0.896 V。假定氯气在石墨电极上的超电势可忽略不计。 已知：
f$ (Cu2+/Cu)=0.337 V, f $ (Cl2/Cl-)=1.36 V, f$ (O2/H2O, OH-)=0.401 V。

27. 10 分 (4904)
4904
在 298 K时 , 标准压力 p$下，某混合溶液中，CuSO4浓度为 0.50 mol·kg-1，
H2SO4浓度为 0.01mol·kg-1，用铂电极进行电解，首先铜沉积到 Pt 上，若
H2(g) 在 Cu(s)上的超电势为 0.23 V，问当外加电压增加到有 H2(g) 在电极上析
出时，溶液中所余Cu2+的浓度为多少？
（设活度系数均为1,H2SO4作一级电离处理）已知:f $ (Cu2+/Cu) = 0.337 V 。

28. 10 分 (4856)
4856
298 K 时，用铂电极电解 1 mol·dm-3 的 H2SO4(不考虑活度系数)：
(1) 计算理论分解电压
(2) 若两电极面积均为 1cm2，电解液电阻为 100 W，H2和O2的超电势h (V)
与电流密度 j (A·cm-2) 的关系分别为
h = 0.472 + 0.118 lgj
h = 1.062 + 0.118 lgj
问当通过的电流为 1 mA 时，外加电压为若干？ 已知:f $ (O2,H2O,H+) = 1.229 V 。

29. 10 分 (4903)
4903
某一溶液中含 KCl，KBr 和 KI 浓度均为 0.1 mol·kg-1。今将该溶液放于带有
Pt 电极的多孔瓷杯内，将杯再放在一带有 Zn(s) 电极和大量 0.1 mol·kg-1的
ZnCl2溶液的较大器皿中，若略去液接电势和极化影响，试求 298K 时下列各情况所
须施加的外加电压最少为若干？
（甲）析出 99% 的碘
（乙）析出 Br2至 Br-浓度为 1×10-4 mol·kg-1
（丙）析出 Cl2至 Cl-浓度为 1×10-4 mol·kg-1
设活度系数均为1。
已知:f $ (I2/I-)=0.535 V， f$ (Br2/Br-)=1.056 V， f$ (Cl2/Cl-)=1.360 V 。

四、问答题 ( 共 1题 10分 )
30. 10 分 (5151)
5151
设计下列电池，并写出电极、电池反应。
(A) 铅蓄电池
(B) 常用韦斯顿标准电池