第八、九、十章电化学习题及参考答案

1、11第八、九、十章电化学习题及参考答案一、选择题水溶液水溶液1 下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大：()A. 0.1 mol dm-3KCl 水溶液B. 0.001 mol dm-3HClC. 0.001 mol dm-3 KOH 水溶液D. 0.001 mol dm-3 KCl2 .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 k与摩尔电 导Am变化为：()A. K增大，Am增大B. K增大，Am减少C. K减少，Am增大D. K减少，Am减少3 .分另 I将 CuSO4、H2SO4、HCl、NaCl 从 0.1 mold m-3 降低到 0.01 mold m-3,则

2、 Am 变化最大的是： ()A. CuSO4B. H2SO4C. NaClD. HCl4 .用同一电导池测定浓度为0.01和0.10 moldm-3的同一电解质溶液的电阻，前者是后者的10 倍，则两种浓度溶液的摩尔电导率之比为：()A. 1 : 1B. 2 : 1C. 5 : 1D. 10 : 15在Hittorff 法测迁移数的实验中，用Ag 电极电解AgNO3 溶液，测出在阳极部AgNO3 的浓度增加了 x mol,而串联在电路中的Ag库仑计上有y mol的Ag析出，则Ag+离子迁移数为：()A. x/yB. y/xC. (x-y)/xD. (y-x)/y6用同一电导池分别测定浓度为0.0

3、1 mol/kg 和 0.1 mol/kg 的两个电解质溶液，其电阻分别为1000 Q和500 Q,则它们依次的摩尔电导率之比为：()A. 1 : 5B. 5 : 1C. 10 : 5D. 5 : 107.在10 cm3浓度为1 mol dm-3的KOH溶液中加入10 cm3水，其电导率将：()A. 增加B. 减小C. 不变D. 不能确定8下列电解质水溶液中摩尔电导率最大的是：()A. 0.001 mol/kg HAc B. 0.001 mol/kg KCl C. 0.001 mol/kg KOH D. 0.001 mol/kg HCl9 浓度均为m 的不同价型电解质，设 1-3 价型电解质的

4、离子强度为I1， 2-2 价型电解质的离子强度为I2,则：()A. I1 I2B. I1 = I2C. I1= 1.5I2 D. 无法比较I1 和 I2 大小10 .在25C, 0.002 mol/kg的CaCl2溶液的离子平均活度系数(丫)1，0.02 mol/kg CaSO4溶液 的离子平均活度系数(丫)2,那么：()A.(Y)1 (丫 )2C.(Y)1 = (y)2D.无法比较大小11 下列电解质溶液中，离子平均活度系数最大的是：()A. 0.01 mol/kg NaCl B. 0.01 mol/kg CaCl2 C. 0.01 mol/kg LaCl3 D. 0.01 mol/kg C

5、uSO412 0.001 mol/kg K2SO4 和 0.003 mol/kg 的 Na2SO4 溶液在298 K 时的离子强度是：()A. 0.001 mol/kg B. 0.003 mol/kg C. 0.002 mol/kg D. 0.012 mol/kg13下列说法不属于可逆电池特性的是：()A. 电池放电与充电过程电流无限小B. 电池的工作过程肯定为热力学可逆过程C.电池内的化学反应在正逆方向彼此相反D.电池所对应的化学反应ArGm= 014.下列电池中，哪个电池的电动势与Cl-离子的活度无关？()A. Zn | ZnCl2(aq) | Cl2(g) | PtB. Zn | ZnC

6、l2(aq) | KCl(aq) | AgCl(s) | AgC. Ag I AgCl(s) I KCl(aq) I Cl2(g) | Pt D. Hg | Hg2cl2(s) | KCl(aq) | AgNO3(aq) | Ag15下列电池中，哪个电池反应不可逆：()A. Zn|Zn2+|Cu2+| CuB. Zn|H2SO4| CuC. Pt,H2(g)|HCl(aq)|AgCl,AgD. Pb,PbSO4|H2SO4|PbSO4,PbO216 .下列反应 AgCl(s) + I- -Agl(s) + Cl-其可逆电池表达式为：()A. AgI(s) |I- | Cl- | AgCl(s)

7、 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)217 .电池电动势与温度的关系为：E/V=1.01845-4.05X 10-5(t/C-20)-9.5X 10-7(t/C-20) , 298 K时电池可逆放电，则：()A. Q 0B. Q 0C. Q = 0D. 不能确定18 .某燃料电池的反应为：H2(g) + 02(g) - H2O(g)在400 K时的AHm和A$m分别为-251.6 kJ/mol和-50 J/(

8、K mol),则该电池的电动势为：()A. 1.2 V B. 2.4 VC. 1.4 VD. 2.8 V19若某电池反应的热效应是负值，那么此电池进行可逆工作时，与环境交换的热：()A. 放热B. 吸热C. 无热D. 无法确定20.某电池在标准状况下，放电过程中，当Qr = -200 J时，其始变AH为：()A. AH = -200 J B. AH -200 J21有两个电池，电动势分别为E1 和 E2：H2(p) | KOH(0.1 mol/kg) | O2(p) EiH2(p) | H2SO4(0.0l mol/kg) | O2(p) E2比较其电动势大小：()A. E1 E2C. E1=

9、 E2 D. 不能确定22 .在恒温恒压条件下，以实际工作电压E放电过程中，电池的反应热Q等于：()A. AH - zFE B. AH + zFE C. TAS D. TAS - zFE23 .已知：(1) Cu I Cu2+(a2) | Cu2+(a1) | Cu 电动势为 Ei Pt I Cu2+(a2),Cu+(a) | Cu2+(a1),Cu+(a) | Pt 电动势为 E2,则：()A. Ei= E2B. Ei = 2 E2C. Ei E224 .在298 K将两个Zn(s)极分别浸入Zn2+离子活度为0.02和0.2的溶液中，这样组成的浓差电池的电动势为：()A. 0.059 VB

10、. 0.0295 V C. -0.059 V D. (0.059lg0.004) V25 .巳知下列两个电极反应的标准还原电势为：Cu2+ 2e - Cu,20.337 VCu+ e - Cu,20.521 V,由此求算得Cu2+ e - Cu+的里等于：()A. 0.184 VB. - 0.184 VC. 0.352 VD. 0.153 V26 .电池Pb(Hg)(a1) | Pb2+(aq) | Pb(Hg)(a2)要使电动势E0,则两个汞齐活度关系为：()A. a1a2B. a1= a2C. a1 2.06 B. pH 2.72 C. pH 7.10 D. pH 8.0236 .通电于含

11、有相同浓度的Fe2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+的电解质溶液，已知：W(Fe2+/Fe) = - 0.440 V,联Ca2+/Ca) = - 2.866 V,当Zn2+/Zn) = - 0.7628 V, 甲(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 f Fe f Zn f CaB. Ca f Zn f Fe f CuC. Ca - Fe - Zn - CuD. Ca - Cu - Zn - Fe37 .用Pt电极电解CdSO4溶液时，决定在阴极上是否发生浓差极化的是：()A.在电极上的反应速率(若不存在浓差极化现象)B. Cd2+

12、从溶液本体迁移到电极附近的速率 C.氧气从SO42-溶液本体到电极附近的速率 D. OH-从电极附近扩散到本体溶液中的速率.38 . 298 K、0.1 mol/dm3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E(H2)为：()A.大于-0.06 VB.等于-0.06 V C.小于-0.06 V D.不能判定参考答案1.B 2.B 3.A 4.A 5.D 6.B 7.B 8.D 9.C 10.B 11.A12.D 13.D 14.C 15.B 16.D 17.B 18.A 19.D 20.B 21.C22.B 23.A 24.B 25.D 26.A

13、 27.B 28.D 29.D 30.A 31.B32.A 33.A 34.D 35.A 36.A 37.D 38.C二、计算题：1 .某电导池中充入0.02 mol dm”的KCl溶液，在25c时电阻为250 Q,如改充入6X10， mol dm NH3 H2O溶液，具电阻为105建。已知0.02 mol dmKCl溶液的电导率为0.227 S m，而NH4+及OHF勺摩尔电导率分别为 73.4汉0“ S m2 mol,，198.3 X0“ S m2 mol。 试计算6 X0“ mol dm” NH3 H2O溶液的解离度。2 .有一原电池 Ag | AgCl(s) | Cl- (a=1) |

14、Cu2+ (a=0.01) | Cu。(1)写出上述原电池的反应式；(2)计算该原电池在25c时的电动势E；(3) 25c时，原电池反应的 吉布斯函数变(A/G m)和平衡常数 y 各为多少？ 已知：(T (Cu2+|Cu) = 0.3402V, (T (Cl-|AgCl|Ag) =0.2223 V。3. 25c 时，又t电池 Pt |Cl2(p日)Cl-(a=1) | Fe3+(a=1) , Fe2+(a=1) Pt：(1)写出电池反应；(2)计算电池反应的&G甘及K日值；(3)当Cl-的活度改变为a(Cl-) = 0.1时，E值为多少？(已知 .(Cl-|Cl2|Pt) =1.3583 V

15、, F (Fe3+, Fe2+| Pt) = 0.771V。)4. 下列电池：Pt, H2(p?)|H2SO4(aq)|O2(p?), Pt298K 时 E=1.228V,已知液体水的生成热 AHm? (298K,H2O,l) = -2.851 105J mol-1。(1)写出电极反应和电池反应；(2)计算此电池电动势的温度系数；(3)假定273K298K之间此反应的AHm为一常数，计算电池在273K时的电动势。5. 291K时下述电池：Ag, AgCl|KCl(0.05mol kg-1,片0.84) II AgNO3|(0.10mol kg-1, 丫0.72)|Ag电动势E=0.4312 V

16、,试求AgCl的溶度积Ksp06. 电池 Hg|Hg2Br2(s)| Br-(aq)|AgBr(s)|Ag ,在标准压力下，电池电动势与温度的关系是： 小=68.04/mV+0.312 (T/K-298.15)/ mV,写出通过1F电量时的电极反应与电池反应，计算 25c时该电池反应的 AGm9, ArHm9, ASmt7. 25c时，将浓度为15.81mol?m-3的醋酸注入电导池，测得电阻为 655Q。已知电导池常数 K=13.7m-1, Am (H+) =349.82 M0-4S m2 mol-1, Am (Ac-) = 40.9 10-4S m2 mol-1,求给定 条件下醋酸的电离度

17、和电离常数。8、设计一个电池使其发生下列变化2AgBr(s) + H2 ( P = 1atm) = 2Ag(s) + 2HBr (a = 0.1) 土并求此反应在25cC时的：(1)电动势 (2) AG (3) Ka (4)判断该反应能否自发进行(5)若上述反应为下式时，计算其电动势 AgBr(s) +1/2 H 2 ( P = 1atm) = Ag(s) + HBr (a =0.1)。已知：巾 AgBr = 0.0711V9 .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)。(

18、1)写出电极反应与电池反应；(2)求T = 298 K 时正极 E 与AgBr 的 Ksp,巳知甲(Ag+/Ag) = 0.7991 V ;(3)求T = 298 K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？10 .对于电池：Pt,Cl2(0.5p)|HCl(0.1m)|AgCl(s),Ag,巳知 f H m (AgCl) = -127.035 kJmol-1, S m(Ag) = 42.702 J K-1 mol-1, S m (AgCl) = 96.106 J K-1 mol-1, S m(Cl2) = 222.94 JK-1mol-

19、1。求：(1) T = 298K时电池电动势；(2)与环境交换的热；(3)电池电动势的温度系数；AgCl(s)的分解压力。11.电池Pt|H2(100 kPa)|H2SO4(0.5 mol/kg) Hg2SO4+ Hg(l)|Pt 在298 K 时的电动势为 0.6960V,已知该电池的标准电动势为 E=0.615 V。(1)写出正极、负极和电池的反应式；(2)计算298 K时该反应的平衡常数K以及摩尔反应吉布斯自由能ArGm;(3)计算298 K时，H2SO4(0.5 mol kg-i)水溶液的活度a(H2SO4)、离子平均活度a土以及离子平均活度系数Y 土 ； 试根据德拜休克尔极限公式计算

20、上述 H2SO4(0.5 mol kg1)水溶液的离子平均活度系数 Y 土，并与(3)问中结果比较并分析A =0.509 (mol kg-1)-1/2。习题答案：R .2501.解：k= R2 1= (105 0.277) S m 1=69.3 10 5 S m 169.3 10 立Am=K/c= 6M1。工父1。3 s m2 mol 1=0.0115 S m2 mol 1Am= (73.4 + 198.3) 10 攵 S m2 mol1=271.7 10 4 S m2 mol 1上 m0.0115所以，：=上 m = 2717 101=0.4232.解： (1) 2Ag+2Cl-(a=1)

21、+ Cu2+(a=0.01) = 2AgCl(s) + Cu0.05916,1lg -(2) E=0.34020.2223212 0.01 V = 0.05875 V(3) ArG m= zFE= 2964850.05875 J mol-1 = 11.337 kJmol-1G = zFE = RTlnK2 96485 (0.3402 -0.2223)M = zFE/RT= 8.314X298.15=9.1782K =9.68 X03 .解:(1) 2 Cl (a=1) +2 Fe3+ (a=1) = Cl2(p )+2 Fe2+ (a=1)&G部=2 96485 X0.771 1.3583)

22、J mol-1 =113331 J mol2(0.771 1.3583)lg Ke =0.05916=19.85820K =1.387 100.05916 ,10.0591611lg lg2(3) E=声 2 a (Cl ) =(0.771 - 1.3583)-2(0.1) V=(0.5873 0.05916)V= 0.6465 V4 .解：(1) (-) H2 - 2H+2e(+)1/2O2+2H+2e-H 2O(l)电池反应：H2(g)+1/2O2(g) 一及O(l)(2) AGm=-nFE=-2 ：96500M.228=-2.37 1 05 (J mol-1)根据 AHm=-nFE+nF

23、T( dE/6T)p-2.861 105=-2.37 105+2 96500 298 X cE/ 5T)p(eE/cT)p =-8.537 10-4 (V K-1)(3)根据 ArHm=nFE-T( FE/FT)p; 得 E = 1.25(V)5 .解：负极：Ag + Cl- - e- AgCl(s)正极：Ag+ + e- - Ag 电池反应：Ag + + Cl - AgCl(s) E=E?-RT/Flna(AgCl)/ a(Ag+)a(Cl-) va(AgCl)=1 ;. E?=E-RT/Flna(Ag+)a(Cl-)?、=E-RT/Fln( ；m/m )=0.4321-(8.314 291

24、/96500)ln(0.84 0.05)=0.5766 VlnK?=nFE?/RT=22.9985;故 K?=9.73 109AgCl 的溶度积Ksp=1/K?=1.03 X0-106 .解：通过1F电量时，z=1电极反应:(-)Hg(l) + Br -(aq) 一 1/2HgBr2(s) + e-(十)AgBr(s) + e-Ag(s) + Br-(aq) 电池反应：Hg(l)+ AgBr(s)- 1/2 Hj2(s)+ Ag(s)25c ,100kPa时，EQ = 68.04mV =6.804 父10rGm = zFE? - -1 96484.6 6.804 10J mol=6.565kJ

25、 mol1 =0.312m10/V k2贝U3 %“Sm=zFE - =1 96484.6 0.312 10，J molK=30.103J molK r m ：:T prHm = rGm T rSm =(6565 298.15 30.103 J mol=2410.21J mol若通电量为2F,则电池所做电功为： _21W =zFE =2 96484.6 6.084 10 J mol =13.13kJ mol7 .解：Kcell 13.7321=m -1.1=2.092 10 S mR 6552 092 102 i42=2.092 10 $ m2 mol =1.32 10 S m2 molc 1

26、5.81.4 _21A m(HAc) = A m(H )上 m(Ac) =(349.82 40.9) 10 S m mol_ _2 _2= 3.91 10 S m2 mol上二m1.32 10,3.91 102= 3.38 10，c 215.812、2F： (3.38 10 )K 1 _ cL_ _1KC 一 ，一_2上1 T 1 -3.38 10 =1.87 108、(Pt) H2 (g) |HBr (a = 0.1) |AgBr-Ag(1 ) Eo= %AgBr 一用H2/H+ = 0.0711 0 = 0.0711VE = Eo - RT/nFln a2HBr = 0.0711 -8.3

27、14 298/2 96500 ln0.14 = 0.1894V(2 )二=-nFE = -2 96500 0.1894 = -36.554 kJ (2 分)(3 )工o = -nFEo= -RTlnKaKa = 254(4 ) AG 2Ag(s) + 2Br电池反应:H2(g) + 2AgBr(s)9 2Ag(s) + 2HBl m = 1)10.解:解；(1)阳极；CF (04m) - e - l/2Cl2(gA5p)阴极： AgCl(s) + e - Ag(s) + cr(0, bn)电池反应:AgCl(s) -Ag(s) + l/2Cl2(g ,0.尔)所以有f E = En - 0.059151gMehyp)吗而可由AG来计算Afftt= 1/2(Cl2) + (Ag) - Af(AgCl) = 127.025 kJ-uiol-1ASm= 1/2 x 222.949 + 42.702 - 96,106 = 58,07 J K_1 inof1=- TAS1n = 127.025 x 103 - 298 x 58.07= 109730 J-mol1E = -AG /nF= -109730/96500= -1.137 V 1