《电化学》测试物理化学.docx
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《电化学》测试物理化学
《电化学》测试
(法拉第常数F=96484C·mol-1 Debye-Hückel极限公式中A=0.509(mol·kg-1)-1/2)
一、填空及单项选择
1.Debye-Hückel理论及其导出的关系式是考虑了诸多因素的,但下列因素中哪点是它没有包括的( )
A. 强电解质在稀溶液中完全离解;
B. 每一个离子都是溶剂化的;
C. 每一个离子都被电荷符号相反的离子氛包围;
D. 溶液与理想溶液的偏差是由于离子间静电引力所致。
2.下列电解质水溶液中摩尔电导率最大的是( )
A. 0.001mol·kg-1的HAc; B. 0.001mol·kg-1的KCl;
C. 0.01mol·kg-1的KOH; D. 0.001mol·kg-1的HCl;
3.离子迁移数(ti)与温度、浓度都有关系,对BaCl2水溶液来说,随着溶液浓度的增大,
t(Ba2+)应( ),t(Cl-)应( )。
(填入“增大”“减小”)
4.已知25℃时,HAc、NaAc、NaCl溶液的无限稀释摩尔电导率分别为390.72×10-4、91.01×10-4、126.45×10-4S⋅m2⋅mol-1,氢离子无限稀时的离子淌度为36.2×10-8m2s-1V-1,则HCl溶液中H+无限稀释时的迁移数
= .
5.用银电极电解硝酸银溶液通电一段时间后测知阴极上析出1.15g的Ag,并知阴极区溶液中Ag+的总量减少了0.605g,则AgNO3溶液中离子迁移数t(Ag+)= t(NO3-)=
6.如果电池的电压小于它的开路电势,表明此电池在( );当电池中的化学反应达到平衡时,电池的电动势等于( )
7.说明盐桥的构造与作用。
( )
8.按要求设计合适的电池,写出电池表达式:
(1)Ag2O的标准生成焓:
;
(2)测定HCl溶液的平均活度系数
:
;
9. 电化学中,电极反应的速率以( )表示,按极化产生原因,极化可分为( ),超电势是指( ).当发生极化现象时,阳极和阴极的电极电势将发生的变化为( ).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( )。
10 电解金属盐的水溶液时,其现象是:
( )
A.还原电势愈正的金属离子愈容易析出; B. 还原电势愈负的金属离子愈容易析出;
C.超电势愈大的金属离子愈容易析出;D.还原电势与超电势之和愈正的金属离子愈容易析出。
11.对于金属Fe的防腐措施中,下列哪一种不能发挥作用( )
A.使Fe与直流电源的负极相连; B. 使Fe与直流电源的正极相连
C.使Fe与金属Cu相连; D. 使Fe与金属Zn相连
12.写出铅酸电池电池表达式,以及阴极、阳极反应。
( )
13.如图为Pb/PbSO4/PbO2体系电势-pH图,
(1)在图中标明以下物种的稳定区Pb,PbSO4,PbO,Pb3O4,PbO2
(2)由图说明铅酸电池电动势与pH关系
二、求电池
在298K时电动势。
已知:
三、UsetheDebye-HückellimitinglawandNernstequationtoestimatetheemfofthecellat25℃.
四、ThestandardpotentialoftheAgCl/Ag,Cl-1couplehasbeenmeasuredverycarefullyoverarangeoftemperature(R.G.BatesandV.E.Bowers,J.Res.Nat.Bur.Stand.53,283(1954))andtheresultswerefoundtofittheexpression
CalculatetheStandardGibbsEnergyandtheenthalpyofformationofCl-(aq)anditsentropyat298K.
五、298K时,以Pt为阳极,Fe为阴极,电解浓度为1.00mol·kg-1的NaCl水溶液,其活度系数为γ±=0.658.设电解池电极面积为1.00cm2,极间距离为2.00cm,溶液电导率κ=0.10S·cm-1.电极表面氢气析出时电流密度为0.10A·cm-2,Pt电极上Cl2的超电势可忽略不计,且
。
已知在Fe电极上,氢超电势的Tafel方程系数为a=-0.73V,b=-0.11V,(Tafel方程为
),试求:
(1) 由于电解质溶液内阻而引起的电位降;
(2) 该电解池实际分解电压。
(法拉第常数F=96484C·mol-1 Debye-Hückel极限公式中A=0.509(mol·kg-1)-1/2)
一、填空及单项选择
1.Debye-Hückel理论及其导出的关系式是考虑了诸多因素的,但下列因素中哪点是它没有包括的( B )
A. 强电解质在稀溶液中完全离解;
B. 每一个离子都是溶剂化的;
C. 每一个离子都被电荷符号相反的离子氛包围;
D. 溶液与理想溶液的偏差是由于离子间静电引力所致。
2.下列电解质水溶液中摩尔电导率最大的是( D )
A. 0.001mol·kg-1的HAc; B. 0.001mol·kg-1的KCl;
C. 0.01mol·kg-1的KOH; D. 0.001mol·kg-1的HCl;
3.离子迁移数(ti)与温度、浓度都有关系,对BaCl2水溶液来说,随着溶液浓度的增大,
t(Ba2+)应( 减小 ),t(Cl-)应( 增大 )。
(填入“增大”“减小”)
4.已知25℃时,HAc、NaAc、NaCl溶液的无限稀释摩尔电导率分别为390.72×10-4、91.01×10-4、126.45×10-4S⋅m2⋅mol-1,氢离子无限稀时的离子淌度为36.2×10-8m2s-1V-1,则HCl溶液中H+无限稀释时的迁移数
= 0.8196 .
5.用银电极电解硝酸银溶液通电一段时间后测知阴极上析出1.15g的Ag,并知阴极区溶液中Ag+的总量减少了0.605g,则AgNO3溶液中离子迁移数t(Ag+)=0.474t(NO3-)=0.526
6.如果电池的电压小于它的开路电势,表明此电池在(工作);当电池中的化学反应达到平衡时,电池的电动势等于( 0)
7.说明盐桥的构造与作用。
(饱和KCl溶液的琼脂糖凝胶,消除液接电势)
8.按要求设计合适的电池,写出电池表达式:
(1)Ag2O的标准生成焓:
;
(2)测定HCl溶液的平均活度系数
:
;
9. 电化学中,电极反应的速率以(电流密度)表示,按极化产生原因,极化可分为(浓差极化,电化学极化),超电势是指(电极表面有电流流过时,电极电势偏离平衡电势的程度).当发生极化现象时,阳极和阴极的电极电势将发生的变化为(阳极电势增加,阴极电势降低).电解过程中极化作用使消耗的电能(增加),在金属的电化学腐蚀过程中,极化作用使腐蚀速度(降低)。
10 电解金属盐的水溶液时,其现象是:
(D )
A.还原电势愈正的金属离子愈容易析出; B. 还原电势愈负的金属离子愈容易析出;
C.超电势愈大的金属离子愈容易析出; D.还原电势与超电势之差愈正的金属离子愈容易析出。
11.对于金属Fe的防腐措施中,下列哪一种不能发挥作用( C )
A.使Fe与直流电源的负极相连; B. 使Fe与直流电源的正极相连
C.使Fe与金属Cu相连; D. 使Fe与金属Zn相连
12.写出铅酸电池电池表达式,以及阴极、阳极反应。
(
)
阴极:
PbO2+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
阳极:
Pb+SO42-=PbSO4
13.如图为Pb/PbSO4/PbO2体系电势-pH图,
(1)在图中标明以下物种的稳定区Pb,PbSO4,
PbO,Pb3O4,PbO2
(2)由图说明铅酸电池电动势与pH关系
二、求电池
在298K时电动势。
已知:
解:
电池反应:
1/2H2(p)+AgCl=Ag+H++Cl-
由D-H极限公式:
故求出
即可求得所求电池电动势
AgCl饱和水溶液中,
Kap=1.7689×10-10
对于电池
,其反应为AgCl=Ag++Cl-
三、UsetheDebye-HückellimitinglawandNernstequationtoestimatetheemfofthecellat
25℃.
Solution:
thecellreactionis:
Ag+Br+1/2Cd2+=AgBr+1/2Cd
wyththeDebye-Hückellimitinglaw,wecangettheactivitycoefficientsoftheBr-andCd2+
四、ThestandardpotentialoftheAgCl/Ag,Cl-1couplehasbeenmeasuredverycarefullyoverarangeoftemperature(R.G.BatesandV.E.Bowers,J.Res.Nat.Bur.Stand.53,283(1954))andtheresultswerefoundtofittheexpression
CalculatetheStandardGibbsEnergyandtheenthalpyofformationofCl-(aq)anditsentropyat298K.
Solution:
Designedthecell
Thecellreactionis1/2H2(g)+AgCl(s)=Ag(s)+H+(aq)+Cl-(aq)
So
Thestandardemfandthetemperaturecoefficientofthecellcanbecalculated.
Fromdatasectionweknow:
Theresultis:
五、298K时,以Pt为阳极,Fe为阴极,电解浓度为1.00mol·kg-1的NaCl水溶液,其活度系数为γ±=0.658.设电解池电极面积为1.00cm2,极间距离为2.00cm,溶液电导率κ=0.10S·cm-1.电极表面氢气析出时电流密度为0.10A·cm-2,Pt电极上Cl2的超电势可忽略不计,且
。
已知在Fe电极上,氢超电势的Tafel方程系数为a=0.73V,b=0.11V,(Tafel方程为
),试求:
(1) 由于电解质溶液内阻而引起的电位降;
(2) 该电解池实际分解电压。
解:
(1)由于电解质溶液内阻而引起的电位降U=IR
(2)氢超电势
电解时阳极析出Cl2,阴极析出H2,则阴阳极平衡电势分别为
该电解池实际分解电压