（Ⅰ） 电解质溶液
一、选择题
1. 用同一电导池分别测定浓度为 0.01 mol·kg-1和 0.1 mol·kg-1的两个电解质溶液，
其电阻分别为 1000 和 500 ，则它们依次的摩尔电导率之比为 ( )
(A) 1 : 5 (B) 5 : 1 (C) 10 : 5 (D) 5 : 10
2. 298 K时， 0.005 mol·kg-1 的 KCl 和 0.005 mol·kg-1 的 NaAc 溶液的离子平均活 度系数分别为 ,1和 ,2,则有 ( )
(A) ,1= ,2 (B) ,1＞ ,2 (C) ,1＜ ,2 (D) ,1≥ ,2
3. 在HAc解离常数测定的实验中，总是应用惠斯顿电桥。作为电桥平衡点的指零仪器，结合本实验，不能选用的是： （ ）
(A) 耳机 (B) 电导率仪 (C) 阴极射线示波器 (D) 直流桥流计
4. 1-1型电解质溶液的摩尔电导率可以看作是正负离子的摩尔电导率之和，这一规律只适用于：（ (A) 强电解质 (B) 弱电解质 (C) 无限稀释电解质溶液 (D) 摩尔浓度为1的溶液
二、填空题
1. CaCl22摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是：____
m(CaCl2)m(Ca)2m(Cl-) _________________________。
2. 0.3 mol·kg-1 Na2HPO4水溶液的离子强度是____0.9________ mol·kg-1 。
3. 浓度为0.1 mol·kg-1 的MgCl2水溶液，其离子强度为__0.3_________________ mol·kg-1 。
4. 有下列溶液：
(A) 0.001 mol·kg-1 KCl (B) 0.001 mol·kg-1 KOH (C) 0.001 mol·kg-1 HCl (D) 1.0 mol·kg-1 KCl 其中摩尔电导率最大的是 （ ）； 最小的是 （ ）。 三、计算题
1 25℃时，浓度为0.01，mol·dm-3的BaCl-12水溶液的电导率为0.2382，Sm，而该电解质中的钡离子的迁移数t(Ba2+)是0.4375，计算钡离子和氯离子的电迁移率U(Ba2+)和U(Cl -)。 2. 25℃时，KCl 和 NaNO3溶液的无限稀释摩尔电导率及离子的无限稀释迁移数如下：
m／( S·m2·mol-1) t,+
KCl 1.4985 × 10-2 0.4906 NaNO3 1.2159 × 10-2 0.4124
计算： (1) 氯化钠溶液的无限稀释摩尔电导率m(NaCl)
(2) 氯化钠溶液中 Na+ 的无限稀释迁移数 t(Na+)和无限稀释淌度U (Na+)。
）
参考答案
一、选择题
1. (B) 2. (A) 3. (D) 二、填空题
2-(CaCl)(Ca)2(Cl) m2mm1
4. (C)
3. 0.3
三、计算题 1[答]
2. 0.9
4. （C) (D)
m(12BaCl2)m(2Ba
（3分）
12c21.191102Sm2mol-1
2)m(1)0.521102Sm2mol-1 2BaCl2)t(Ba-2m(Cl-)m(1Sm2mol-1 2BaCl2)t(Cl)0.670102m(122Ba)U(Ba)5.40108 m2s-1V-1F
-(Cl)U(Cl-)m6.94108m2s-1V-1F
2 [答]
m(NaCl) = m+
(Na) + m(Cl-)
tNa+-Cl(NaNO3) + tm(KCl)
= 1.2647×10-2 S·m2·mol-1 = tNa+m= m(Na+)/m(NaCl) = 0.3965
= mUNa+(Na+)/F = 5.200×10-8 m2·s-1·Ｖ-1
（Ⅱ）可逆电池的电动势及其应用
一、选择题
5. 常用的甘汞电极的电极反应 Hg2Cl2(s) + 2e-2Hg(l) + 2Cl-(aq)
设饱和甘汞电极、摩尔甘汞电极和 0.1 mol·dm-3甘汞电极的电极电势相应地为 1、 2、 3，则 298 K 时，三者之相对大小是： ( )
(A) 1> 2> 3 (B) 1< 2< 3 (C) 2> 1> 3 (D) 3> 1= 2
2. 有下列两个浓差电池 (a1 (A) 电池反应相同, E1= E2 (B) 电池反应不同, E1= E2 (C) 电池反应相同, E1= 2E2 (D) 电池反应相同, E2= 2E1 3. Ag棒插入AgNO3溶液中，Zn棒插入ZnCl2溶液中，用盐桥联成电池，其自发电池的 书面表示式为： （ ） (A) Ag(s)|AgNO3(m1)||ZnCl2(m2)|Zn(s) (B) Zn(s)|ZnCl2(m2)||AgNO3(m1)|Ag(s) (C) Ag(s)|AgNO3(m1)|ZnCl2(m2)|Zn(s) (D) AgNO3(m1)|Ag(s)||Zn(s)|ZnCl2(m2) 4. 一个电池反应确定的电池,E 值的正或负可以用来说明: ( ) (A) 电池是否可逆 (B) 电池反应是否已达平衡 (C) 电池反应自发进行的方向 (D) 电池反应的限度 二、填空题 1. 已知 (Zn2+,Zn)＝－0.763 V, (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＝________。 2. 将反应Hg22+ + SO42- → Hg2SO4(s)设计成电池的表示式为： ____________________________________________________________________。 3. 将反应H2(g) + PbSO4(s) → Pb(s) + H2SO4(aq)设计成电池的表示式为： ___________________________________________________________________。 4. 将反应H+(a1)→H+(a2)设计成电池的表示式为：___________________________________________。 三、计算题 1.298 K时，有下列电池： Pt,Cl2(p)|HCl(0.1 mol·kg-1)|AgCl(s)|Ag(s), 试求： (1) 电池的电动势； (2) 电动势温度系数和有1mol电子电量可逆输出时的热效应； (3) AgCl(s)的分解压。 已知fHm(AgCl)= - 1.2703×105 J·mol-1，Ag(s)，AgCl(s)和Cl2(g)的规定熵值Sm分别为： 42.70，96.11和243.87 J·K-1·mol-1。 2. 在 298 K，将金属银 Ag 插在碱溶液中，在通常的空气中银是否会被氧化？ （空气中氧气分压为 0.21p）试设计合适的电池进行判断。如果在溶液中加入大 量的 CN-，情况又怎样？已知： [Ag(CN)2]- + e- ─→ Ag(s) + 2CN-， = -0.31 V (O2,OH-) = 0.401 V , (Ag2O,Ag) = 0.344 V 四、问答题 在 25℃时，利用下述反应设计电池，怎样才能使该可逆电池的电动势变为零？ H2(g,101.325 kPa) + Cu2+[a(Cu2+)] ─→ 2H+(aH+) + Cu(s) 已知 25℃时，Cu2+/Cu 的标准电极电位为 0.337 V。 参考答案 一、选择题 1. (B) = - RT/F×lna(Cl-) 2. (D) 3. (B) 4. (C) 二、填空题 1. [答] E= 0.323 V K= 8.46×1010 2. [答] Hg(l)|Hg2SO4(s)|SO42-(aq)||Hg22+(a)|Hg(l) 3. [答] Pt,H2(g)|H2SO4(aq)|PbSO4(s)|Pb(s) 4. [答] Pt,H2(p)|H+(a2)||H+(a1)|H2(p),Pt 三、计算题 1 [答] 电池反应为： AgCl(s)→Ag(s)+12Cl2(p) rGmHTrSm⑴ EEzFrmzF rHmfHm(AgCl)1.2703105 Jmol1 rSm(42.701 2(243.87)96.11)68.52 JK1mol1得 E= - 1.105 V ⑵ Qr=TrSm= 2.042×104 J Em ()Spr7.1104 VK1TzF ⑶ lnKzEFpRT43.04； Kp2.031019； pCl2= 4.21033 Pa (pCl221p)Kp 2 [答] Ag2O(s)│Ag(s)│OH-(a)│O2(0.21p)│Pt 电池反应： 2Ag(s) + (1/2)O2(0.21p) ─→ Ag2O(s) E = E- RT/2F×ln (1/a(O2))1/2 = (O2,OH-) - (Ag2O,Ag) - 0.05915/2×lg 1/(0.21)1/2 = 0.0470 V E > 0 电池为自发的，表明 Ag 在 OH- 溶液中会被氧化，加入 CN- 后， (Ag(CN),Ag) = -0.31 V < (Ag2O,Ag) ，这时负极发生 Ag 氧化成的反应，而不是生成 Ag2O 的反应。 四、问答题 [答] 设计电池： H2(g,101.325kPa)│HCl(a1)‖CuSO4(a2)│Cu(s) E = E- RT/2F×ln[a2(H+)/a(Cu2+)] = (Cu2+/Cu) - 0.05916/2 lg[a2(H+)/a(Cu2+)] (1) 对 HCl 而言： a = ()2(m/m)2，若取 a+ = a-，=1 则 (a+)2 = (m/m)2 (2) 对 CuSO4 而言： a =()2(m/m)2，若取 a+ = a-，=1 则 a+ = m/m E = (Cu2+/Cu) - 0.02958 lg[(m(HCl))2/m(CuSO4)] 欲使 E = 0 必须满足 (m(HCl))2/m(CuSO4) = 2.48×1011 Ag(CN)2 （Ⅲ） 电解与极化 一、选择题 1. 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. 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 H2为： ( ) (A) 大于 -0.06 V (B) 等于 -0.06 V (C) 小于 -0.06 V (D) 不能判定 3. 25℃时, H2在锌上的超电势为 0.7 V， (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 4. 通电于含有相同浓度的Fe2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+的电解质溶液, 已知 (Fe2+/ Fe) = -0.440 V ， (Ca2+/ Ca) = -2.866 V (Zn2+/ Zn) = -0.7628 V ， (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 二、填空题 1. 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 ________ 。 2. 电解工业中, 为了衡量一个产品的经济指标，需要计算电能效率, 它的表达式是 ________________________________________。 3. 已知电极（1）Pt│H2, H+, （2） Pt│Fe3+, Fe2+, 和（3）Pb│H2, H+ 的交换电流密度je分别为： (1) 0.79 mA·cm-2; (2) 2.5 mA·cm-2; (3) 5.0×10-12 A·cm-2。当它们在298 K 处于平衡态时, 每秒有多少电子或质子通过双电层被输送? (1) _____________cm-2·s-1 ；(2) _____________cm-2·s-1 ；(3) _____________cm-2·s-1 。 4 已知 (Fe2+/Fe)= -0.440 V, (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 ______。 三、计算题 1 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： (Cu2+/Cu)=0.337 V, (Cl2/Cl-)=1.36 V, (O2/H2O, OH-)=0.401 V。 2 用Pt做电极电解SnCl2水溶液, 在阴极上因H2有超电势故只析出Sn(s), 在阳极 上析出O2, 已知Sn2+=0.10, H+=0.010, 氧在阳极上析出的超电势为0.500 V, 已知： (Sn2+/Sn) =-0.140 V, (O2/H2O) =1.23 V。 (1) 写出电极反应, 计算实际分解电压 (2) 若氢在阴极上析出时的超电势为0.500 V, 试问要使Sn2+降至何值时, 才开始析 出氢气? 四、问答题 解释理论分解电压和实际分解电压, 并简要说明其不一致的原因 参考答案 一、选择题 1. (C) 2. (C) 3. (A) 4. (A) 二、填空题 1. 增加；减少 理论上所需的电能2. 电能效率 = 实际消耗的电能 3. [答] 电子的电流密度是je/e, 因每个电子携带电量大小为e, 则： （1）4.94×1015 cm-2·s-1 （2）1.56×1016 cm-2·s-1 (3) 3.12×107 cm-2·s-1 4. (Fe2+/Fe) = + RT/2F× ln 0.01 = -0.4992 V (Cu2+/Cu) = + RT/2F× ln 0.02 = 0.2868 V 最先析出的是 Cu 三、计算题 ( 共 6题 60分 ) 1 [答] 阴极: (Cu2+/Cu)= (Cu2+/Cu)+(RT/F)ln (Cu2+)= 0.308 V. (H+/H2)= (H+/H2)+(RT/F)ln (H+)- (H2)=-0.998 V 所以在阴极上首先析出Cu 阳极: (Cl2/Cl-)= (Cl2/Cl-)-(RT/F)ln (Cl-) =1.40 V (O2/H2O,OH-)= (O2/H2O,OH-)-(RT/F)ln (OH-)+ (O2)=1.71 V 所以在阳极上首先析出Cl2 2 [答] (1) 阴极: Sn2++2e- ──→ Sn(s) 阳极: H2O -2e- ──→ 12O2(g) +2H+ 阴= (Sn2+/Sn) +(RT/2F) ln (Sn2+) = -0.170 V 阳= (O2/H2O)+(RT/2F)ln 2(H+)+ (O2) =1.612 V E(分解)=阳-阴 =1.78 V (2) 当H2析出时 (H+/H2)- (H2)= (Sn2+/Sn) (H+) =0.01+[0.1- (Sn2+)]×2 (Sn2+)《 (H+) =0.21 => (Sn2+) =2.9×10-14 四、问答题 [答] 理论分解电压------可逆电解时的分解电压, 在数值上等于可逆电池的电动势. 实际分解电压------实际电解时的最小分解电压, 在数值上等于电流-电压曲线 上直线部分外延到电流为零处的电压。 两者不一致的原因: 电流I≠0时, 电极有极化 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容