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电化学习题及答案


电解质溶液:
一、判断题: 1.溶液是电中性的, 正、 负离子所带总电量相等, 所以正、负离子离子的迁移数也相等。 2.离子迁移数与离子速率成正比,某正离子的运动速率一定时,其迁移数也一定。 3.离子的摩尔电导率与其价态有关系。 4.电解质溶液中各离子迁移数之和为 1。 5.电解池通过 lF 电量时,可以使 1mol 物质电解。 6.因离子在电场作用下可以定向移动,所以测定电解质溶液的电导率时要用直流电桥。 7.无限稀电解质溶液的摩尔电导率可以看成是正、负离子无限稀摩尔电导率之和,这 一规律只适用于强电解质。
1/2 8.电解质的无限稀摩尔电导率 Λ ? = 0 得到。 m 可以由 Λm 作图外推到 c 二、单选题: 2.对于混合电解质溶液,下列表征导电性的量中哪个不具有加和性: (A) 电导 ; (B) 电导率 ; (C) 摩尔电导率 ; (D) 极限摩尔电导 。

3.在一定温度和较小的浓度情况下,增大强电解质溶液的浓度,则溶液的电导率 κ 与 摩尔电导 Λm 变化为: (A) κ 增大,Λm 增大 ; (B) κ 增大,Λm 减少 ; (C) κ 减少,Λm 增大 ; (D) κ 减少,Λm 减少 。 4.在一定的温度下,当电解质溶液被冲稀时,其摩尔电导变化为: (A) 强电解质溶液与弱电解质溶液都增大 ; (B) 强电解质溶液与弱电解质溶液都减少 ; (C) 强电解质溶液增大,弱电解质溶液减少 ; (D) 强弱电解质溶液都不变 。 5.分别将 CuSO4、H2SO4、HCl、NaCl 从 0.1mol· dm 3 降低到 0.01mol· dm 3,则 Λm 变化 最大的是: (A) CuSO4 ; (B) H2SO4 ; (C) NaCl ; (D) HCl 。 7.科尔劳施的电解质当量电导经验公式 Λ = Λ∞ - Ac1/2,这规律适用于: (A) 弱电解质溶液 ; (B) 强电解质稀溶液 ; (C) 无限稀溶液 ; (D) 浓度为 1mol· dm 3 的溶液 。 9.已知 298K 时,(NH4)2SO4、NaOH、Na2SO4 的Λ ∝分别为 3.064 × 10 2、2.451 × 10 2、 -2 -1 2 2 -1 2.598 × 10 S· m ·mol ,则 NH4OH 的Λ ∝为: (单位 S·m ·mol ) -2 -2 (A) 1.474 × 10 ; (B) 2.684 × 10 ; (C) 2.949 × 10 2; (D) 5.428 × 10 2。 10.相同温度下,无限稀时 HCl、KCl、CdCl2 三种溶液,下列说法中不正确的是: (A) Cl 离子的淌度相同 ; (B) Cl 离子的迁移数都相同 ; (C) Cl 离子的摩尔电导率都相同 ; (D) Cl 离子的迁移速率不一定相同 。 12.不能用测定电解质溶液所得的电导来计算出的物理量是: (A) 离子迁移数 ; (B) 难溶盐溶解度 ; (C) 弱电解质电离度 ; (D) 电解质溶液浓度 。 19.用界面移动法测量离子迁移数,应选用下列哪一对电解质溶液: (A) HCl 与 CuSO4 ; (B) HCl 与 CdCl2 ; (C) CuCl2 与 CuSO4 ; (D) H2SO4 与 CdCl2 。 20.以下说法中正确的是:
1/2 (A) 电解质的无限稀摩尔电导率 Λ ? 作图外推到 c1/2 = 0 得到 ; m 都可以由 Λm 与 c
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(B) 德拜—休克尔公式适用于强电解质 ; (C) 电解质溶液中各离子迁移数之和为 1 ; (D) 若 a(CaF2) = 0.5,则 a(Ca2+) = 0.5,a(F ) = 1 。 21.在 25℃,0.002mol· kg 1 的 CaCl2 溶液的离子平均活度系数 (γ±)1,0.02mol· kg 1CaSO4 溶液的离子平均活度系数(γ±)2,那么: (A) (γ±)1 < (γ±)2 ; (B) (γ±)1 > (γ±)2 ; (C) (γ±)1 = (γ±)2 ; (D) 无法比较大小 。 27.浓度为 1mol· kg 1 的 CuSO4 浓度的离子强度 I1,浓度为 1mol· kg 1 的 NaCl 浓度的离子 强度 I2,那么 I1 与 I2 的关系为: (A) I1 = ? I2 ; (B) I1 = I2 ; (C) I1 = 4I2 ; (D) I1 = 2I2 。
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答案:
一、判断题答案: 1.错。 2.错。 3.对。 4.对。 5.错,电解质分子中正、负离子所带电荷不一定为 1。 6.错,当电流通过电解池时,两极将发生电极反应,电解质浓度发生变化。 7.错,强电解质也适用。 8.错,只适用于强电解质。 9.错。 (2) 错。 (3) 对。 (4) 错 10.错,适用于强电解质稀溶液。 11.a、e 正确,其余错。 12.错,a(CaF2) = a(Ca2+)· a2(F )。 二、单选题答案: 1. B; 2. C; 3. B; 11.C; 12.A; 13.A; 21.B; 22.D; 23.D;

4. A; 14.B; 24.A;

5. A; 15.B; 25.A;

6. D; 16.A; 26.A;

7. B; 17.B; 27.C;

8. B; 18.A; 28.B;

9. B; 19.B; 29.D;

10.B; 20.C; 30.A。

电化学(原电池部分)
一、判断题: 2.恒温、恒压下,ΔG > 0 的反应不能自发进行。 3.电池 Zn|ZnCl2(aq)|AgCl(s)|Ag 在 25℃、p 下可逆放电 2F 时放热 23.12 kJ,则该电池 反应:Zn + 2AgCl(s) ZnCl2 + 2Ag 的 ? r H m (298K) = -23.12 kJ· mol 1。 4.Zn2+ + 2e Zn ,E1 , ? r G m (1);? Zn2++e ? Zn,E2 , ? r G m (2)。因 E1 = E2 ,所以有: ? r G m (1) = ? r G m (2)。 10.在有液体接界电势的浓差电池中,当电池放电时,在液体接界处,离子总是从高浓 度向低浓度扩散。 11.对于电池 Zn|ZnSO4(aq)||AgNO3(aq)|Ag,其中的盐桥可以用饱和 KCl 溶液。 二、单选题: 1.丹聂尔电池(铜 - 锌电池)在放电和充电时锌电极分别称为: (A) 负极和阴极 ; (B) 正极和阳极 ; (C) 阳极和负极 ; (D) 阴极和正极 。 2.韦斯登标准电池放电时正极上发生的反应为: (A) Cd2+ + 2e Cd ; (B) PbSO4(s) + 2e 2(C) Hg2SO4(s) + 2e 2Hg(l) + SO4 ;(D) Hg2Cl2(s) + 2e 3.下列说法不属于可逆电池特性的是:

Pb + SO42 ; 2Hg(l) + 2Cl 。

-

(A) (B) (C) (D)

电池放电与充电过程电流无限小; 电池的工作过程肯定为热力学可逆过程; 电池内的化学反应在正逆方向彼此相反; 电池所对应的化学反应 ΔrGm = 0 。

4.电池在下列三种情况:(1)I→0;(2)有一定电流;(3)短路。忽略电池内电阻,下列说 法正确的: (A) 电池电动势改变 ; (B) 电池输出电压不变 ; (C) 对外输出电能相同 ; (D) 对外输出电功率相等 。 5.下列电池中,哪个电池反应不可逆: (A) Zn|Zn2+||Cu2+| Cu ; (C) Pt,H2(g)| HCl(aq)| AgCl,Ag ;

(B) Zn|H2SO4| Cu ; (D) Pb,PbSO4| H2SO4| PbSO4,PbO2 。

6.对韦斯登(Weston)标准电池,下列叙述不正确的是: (A) 温度系数小 ; (B) 为可逆电池 ; (C) 正极为含 12.5% 镉的汞齐 ; (D) 电池电动势保持长期稳定不变 。 14.25℃时电池反应 H2(g) + ? O2(g) = H2O(l) 对应的电池标准电动势为 E1 2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g) 所对应的电池的标准电动势 E2 是: (A) E2 = - 2 E1 ; (B) E2 = 2 E1 ; (C) E2 = - E1 ; (D) E2 = E1 。
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,则反应

15.下列反应 AgCl(s) + I AgI(s) + Cl 其可逆电池表达式为: (A) AgI(s)|I | Cl | AgCl(s) ; (B) AgI(s)|I ||Cl | AgCl(s) ; (C) Ag(s),AgCl(s)|Cl || I | AgI(s),Ag(s) ; (D) Ag(s),AgI(s)|I ||Cl | AgCl(s),Ag(s) 。 33.已知电池反应 Zn + 2AgCl = ZnCl2 + 2Ag 在 25℃时的平衡常数 K = 1032 ,ZnCl2 -1 浓度为 0.01mol· kg ,下列叙述不正确的是: (A) 原电池符号为 Zn(s)|ZnCl2(0.01 mol· kg 1)|AgCl(s),Ag ; (B) 原电池符号为 Ag(s),AgCl(s)|ZnCl2(0.01 mol· kg 1)|Zn(s) ; (C) 标准电池电动势 E = 0.9459 V ; (D) 电池电动势 E = 1.2965 V 。 34.25℃时电极反应 Cu2+ + I + e CuI 和 Cu2+ + e Cu+ 的标准电极电势分别 为 0.86V 和 0.153V,则 CuI 的溶度积 Ksp 为: (A) 1.1 × 10 12 ; (B) 6.2 × 10 6 ; (C) 4.8 × 10 7 ; (D) 2.9 × 10 15 。 35.已知电池 Zn(s)|ZnCl2(m=0.555 mol· kg 1)|AgCl(s),Ag(s) 在 25℃时的电动势为 1.015 V, 标准电动势为 0.985 V,电池可逆放电 2F,以下各式正确的是: ① a(ZnCl2) = 0.09675;② a± = 0.4591;③ γ± = 0.5211;④ K = 2.11 × 1033 ; ⑤ W’ = -202.62 kJ。 (A) ①②⑤ ; (B) ②③⑤ ; (C) ①②③④ ; (D) ④⑤ 。 四、主观题: 1.电池 Pt,H2( p )|HBr(a = 1)|AgBr(s),Ag 的 E 与温度 T 的关系式为: E = 0.07150 - 4.186 × 10 7T(T - 298) 。 (1) 写出电极反应与电池反应 ; (2) 求 T = 298K 时正极 φ 与 AgBr 的 Ksp,巳知 φ (Ag+/Ag) = 0.7991 V ; (3) 求 T = 298K 电池反应的平衡常数(可逆放电 2F) ; (4) 此电池在 298K 下可逆放电 2F 时,放热还是吸热?是多少?
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一、判断题答案: 1.错。 2.错,恒温、恒压、W’ = 0 时,ΔG > 0 的过程不能进行。 3.错,过程中 W’ ≠ 0,ΔH ≠ Qp 。 4.ΔrGm(1) = ΔrGm(2)错,ΔrGm 为广度量,与发生反应的物质的量有关。 5.E3 = E1 + E2 6.错,电极反应不同,(1)的标准态是 a(H+) = l,(2)的标准态是 a(OH ) = 1。 7.错,电极反应为:Cl2 + 2e 2C1 。 8.错,E 9.错,电池(2)的 E 与 Br 浓度有关。 10.错,电池对外放电时,电池内正离子向正极迁移,负离子向负极移动。 11.错,因 Ag+ 与 Cl 反应生成 AgCl 沉淀。 12.错。 二、单选题答案: 1. A; 2. C; 3. D; 11.D; 12.C; 13.C; 21.B; 22.A; 23.B; 31.A; 32.C; 33.B;

4. C; 14.C; 24.B; 34.A;

5. B; 15.D; 25.B; 35.C;

6. C; 16.D; 26.C; 36.B;

7. B; 17.A; 27.D; 37.B;

8. D; 18.B; 28.B; 38.A;

9. C; 19.D; 29.A; 39.A;

10.D; 20.D; 30.D; 40.D。

四、主观题答案: 1.解:(1) 负极:H2(g) - 2e 2H+;正极:2AgBr(s) + 2e 2Ag(s) + 2Br 电池反应: H2(g) + 2AgBr(s) = 2Ag(s) + 2HBr(a = 1) (2) T = 298K ,E = 0.07150 V φ (正) =φ (AgBr/Ag) = E - φ (H+/H2) = E = 0.07150 V ∵φ (AgBr/Ag) =φ (Ag+/Ag) + 0.05915lgKsp 即 0.07150 = 0.7991 + 0.05915lg Ksp ∴ Ksp = 5.0 × 10 13 (3) ΔG = -RTlnK = -nFE lnK = nFE /RT = 2 × 96500 × 0.07150/(8.314 × 298) = 5.5640,所以 K = 2.62 × 102 (4) (?E/?T)p = -4.186 × 10 7· 2T + 4.186 × 10 7 × 298 = -9.372 × 10 7T + 124.76 × 10 6 T = 298K (?E/?T)p = -124.76 × 10 6 < 0, 放热 Qr = nFT(?E/?T)p = 2 × 96500 × 298 × (-124.76 × 10 6) = - 7175 J

电解池部分
一、判断题: 1.用 Pt 电极电解 CuCl2 水溶液,阳极上放出 Cl2 。 3.分解电压就是能够使电解质在两极上持续不断进行分解所需要的最小外加电压。 11.实际电解时,在阴极上首先发生还原作用的是按能斯特方程计算的还原电势最大者。 二、单选题: 3.下列两图的四条极化曲线中分别代表原电池的阴 极极化曲线和电解池的阳极极化曲线的是: (A) 1、4; (B) 1、3; (C) 2、3; (D) 2、4。 6.电极极化时,随着电流密度由小到大增加,说 法(1):正极电位越来越大,负极的 电位越来越小;说法(2):阳极电位越来越正,阴极电位越来越负。分析以上两种 说法时,以下解释中不正确的是:

(A) 无论对原电池或电解池,说法(2)都正确; (B) 对电解池,说法(1)与(2)都正确; (C) 对原电池,说法(1)与(2)都正确; (D) 对原电池,说法(2)正确。 计算题 6.298K、p Pt 为电极,电解含有 FeCl2(0.01m)和 CuCl2(0.02m)的水溶液,若电解 过程不断搅拌,并不考虑过电位,试问: (1) 何种金属先析出? (2) 第二种金属析出时,至少加多少电压? (3) 第二种金属开始析出时,第一种金属的浓度为多少? 一、判断题答案: 1.对。 2.对。 3.错。 4.错。 5.错。 6.对。 7.对。 8.错。 9.错。 10.对。 11.错,实际电解时电极发生极化。 二、单选题答案: 1. C ; 2. D; 3. B; 11.A; 12.C; 13.A; 21.D; 22.C; 23.C; 31.C; 32.D。

4. D; 14.A; 24.B;

5. B; 15.D; 25.C;

6. C; 16.B; 26.C;

7. A; 8. D; 17.D; 18.C; 27.B; 28.C;

9. D; 19.B; 29.D;

10.C; 20.B; 30.C;

6.解:(1) 阴极上, φ(Fe) = φ + 0.02958lg[Fe2+] = -0.44 - 0.02958lg0.01 = -0.4992 V φ (Cu)= φ + 0.02958lg[Cu2+] = 0.337 - 0.02958lg0.02 = 0.287 V 因此 Cu 先放电。 (2) 阳极上,Cl 、OH 可能放电: φ(O2) = φ - 0.05915lg[OH ] = 0.401 - 0.05915lg10 7 = 0.815 V φ (Cl2) = φ - 0.05915lg[Cl ] = 1.359 - 0.05915lg0.06 = 1.431 V 阳极上,OH (H2O) 先放电。 则阴极:Cu2+ + 2e Cu ,阳极:H2O - 2e 2H+ + ?O2 总反应: Cu2+ + H2O = Cu(s) + 2H+ + ?O2(g) 溶液的[H+]浓度随 Cu2+ 的不断析出而增加,当 Fe2+ 放电时,Cu2+ 巳基本反应完, [H+] = 2 × 0.02 = 0.04 M φ(O2) = φ - 0.05915lg[OH ] = 0.401 - 0.05915lg(10 14/0.04) = 1.1463 V + 或 φ(O2) = φ - 0.05915lg[H ] = 1.229 - 0.05915lg0.04 = 1.229 - 0.0827= 1.1463 V 所以外加电压: E = 1.1463 - (-0.4992) = 1.6453 V (3) 当第二种金属 (Fe) 析出, -0.4992 = φ (Cu2+/Cu) + 0.05915lg[Cu2+]/2 = 0.337 + 0.02958lg[Cu2] lg[Cu2+] = -28.2739 此时 [Cu2+] = 5.323 ×10 29 mol· dm 3


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