練 習(xí) (電化學(xué))廈大

1、練 習(xí) 1. 用鉑電極電解 CuCl2 溶液。通過的電流為 20A，經(jīng)過 15min 后，問(1)在陰極上能析出多少克的Cu？(2)在陽極上能析出多少體積的 27、100kPa 下的 Cl2(g)？   提示 答案：(1) 5.928g、(2) 2.328dm3 2. 銅電量計(jì)、氣體電量計(jì)和碘電量計(jì)串聯(lián)在同一電路上，今測(cè)得氣體電量計(jì)上析出氣體換算為 STP 時(shí)體積為 34.0ml。試問在銅電量計(jì)上析出的銅及在碘電量計(jì)上析出的碘的質(zhì)量分別為多少克？   提示 答案：(Cu 0.09638g、I2 0.3855g) 3. 下列說法是否正確？為什么？ (1)用

2、已知電導(dǎo)率的 KC1 溶液作標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定未知電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率時(shí)，只要保證兩次測(cè)定過程的溫度一致而不需要溫度恒定在某一數(shù)值。 (2)電導(dǎo)率就是體積為 1m3 的電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)。 (3)根據(jù)摩爾電導(dǎo)率的定義，溶液中能導(dǎo)電的電解質(zhì)的物質(zhì)的量已經(jīng)給定，因此，摩爾電導(dǎo)率與溶液的濃度無關(guān)。 (4)無限稀釋的電解質(zhì)溶液可近似于純?nèi)軇?，因此，?qiáng)電解質(zhì)溶液的近似等于純?nèi)軇┑哪栯妼?dǎo)率。   提示 答案：(1) 錯(cuò)，電導(dǎo)率與濃度有關(guān)，對(duì)應(yīng)于不同溫度(KCl)不同。(2) 錯(cuò)，指 l1m，A1m2時(shí)，電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)。(3) 錯(cuò)，。(4) 錯(cuò)，兩者是不同的概念。 4. 273.15k 時(shí)，在(

3、1),(2)兩個(gè)電導(dǎo)池中分別盛以不同的液體并測(cè)其電阻。當(dāng)在(1)中盛汞時(shí)，測(cè)得電阻為 0.99895；當(dāng)(1)和(2)中均盛有濃度約為 3mol·dm-3 的 H2SO4 溶液時(shí)，測(cè)得(2)的電阻為(1)的 0.107811 倍；若在(2)中盛以濃度為 1.0mol·dm-3 的 KC1 溶液，測(cè)得電阻為 17565。試求 273.15k 時(shí) KC1 溶液的電導(dǎo)率。   提示 答案：(6.519S·m-1) 5. 已知 25 時(shí) 0.02mol·dm-3 KCl 溶液的電導(dǎo)率為 0.2768S·m-1 一電導(dǎo)池中充以此溶液，

4、在 25 時(shí)測(cè)知其電阻為 453。在同一電導(dǎo)池中裝入同樣體積的濃度為 0.555g·dm-3 的 CaCl2 溶液，測(cè)得電阻為 1050。計(jì)算：(1)電導(dǎo)池常數(shù)；(2) CaCl2 溶液的電導(dǎo)率；(3) CaCl2 溶液的摩爾電導(dǎo)率。   提示 答案：(1) 125.4m-1、(2) 0.1194S·m-1、(3) 0.02388S·m2·mol-1 6. 已知 25 時(shí) 0.01mol·dm-3 的 KCl 溶液的電導(dǎo)率為 0.141S·m-1。一電導(dǎo)池中充以此溶液，在 25 時(shí)測(cè)得其電阻為 484。在同一電導(dǎo)池

5、中盛入同樣體積的濃度分別為 0.0005,0.0010,0.0020 和 0.0050mol·dm-3 的 NaCl 溶液，測(cè)出其電阻分別為 10910、5494、2772 和 1128.9。試用外推法求無限稀釋時(shí) NaCl 的摩爾電導(dǎo)率(NaCl)。   提示 答案：(0.01270S·m2·mol-1) 7. 在一定溫度下稀釋電解質(zhì)溶液， 和將如何變化？今有一種酸的水溶液 A 和一種堿的水溶液 B，兩者濃度相等而測(cè)定電導(dǎo)則 B 大。將 A 和 B 都稀釋 100 倍后發(fā)現(xiàn) (A)>(B)，據(jù)此推斷它們是什么樣的酸和堿？ &#

6、160; 解 8. 有一電導(dǎo)池，電極的有效面積為 2×10-4m2，兩極片間的距離為 0.10m，電極間充以 11 價(jià)型的強(qiáng)電解質(zhì) MN 的水溶液，濃度為 30mol·m-3。兩電極間的電勢(shì)差 E=3V，電流強(qiáng)度 I 為 0.003A，且正、負(fù)離子傳輸?shù)碾娏肯嗤?。試?(1)MN 的摩爾電導(dǎo)率； (2)正離子的離子摩爾電導(dǎo)率； (3)正離子在上述電場(chǎng)中的移動(dòng)速率。   提示 答案：(1) 1.67×10-2S·m-2·mol-1，(2) 8.35×10-3S·m-2·mol-1，(3) 2.60

7、×10-2S·m-2·mol-1 9. 在電場(chǎng)作用下，正、負(fù)離子傳輸?shù)碾娏渴欠裣嗟?？它們所傳輸?shù)碾娏颗c總電量有什么聯(lián)系？有人說，若測(cè)定了溶液中某種離子的遷移數(shù)，則可得到其余離子的遷移數(shù)。你認(rèn)為這種說法對(duì)嗎？為什么？   提示 答案：(1）一般不相等，因?yàn)?t+t-。(2) t+Q+/Q。(3) 只有在只含兩種離子的溶液中適用。 10. 一 AgNO3 溶液每克水中含 0.01478g AgNO3 今將此溶液置于遷移數(shù)管中并插入二銀電極進(jìn)行電解。實(shí)驗(yàn)中銀電量計(jì)中析出 0.1560g 銀。實(shí)驗(yàn)后分析陽極區(qū)溶液組成為每 40.00g 水中含 0.72

8、11g AgNO3。試求 Ag+ 和 NO3- 離子的遷移數(shù)。   提示 答案：t(Ag+)0.471、t(NO3-)0.529 11. 在一個(gè)細(xì)管中，于 0.03327mol·dm-3 的 GdCl3 溶液的上面放入 0.073mol·dm-3 的 LiCl 溶液，使它們之間有一個(gè)明顯的界面。令 5.594mA 的電流自上而下通過該管，界面不斷向下移動(dòng)，并且一直是很清晰的。3976S 以后，界面在管內(nèi)向下移動(dòng)的距離相當(dāng)于 1.002cm3 的溶液在管中所占的長(zhǎng)度。計(jì)算在實(shí)驗(yàn)溫度 25 下，GdCl3 溶液中離子的遷移數(shù) t(Gd3+) 和 t(Cl-)

9、   提示 答案：t(Gd3+0.434、t(Cl-1)0.566 12. 下列各式是否成立？為什么？ (1)某弱電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率為 則； (2)某難溶鹽溶液的電導(dǎo)率為 ，則; (3)某強(qiáng)電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率為 ，則。    提示 答案：(1)(2)成立，(3)只在極稀溶液中成立。 13. 已知 25 時(shí)某碳酸水溶液的電導(dǎo)率為 1.87×10-4S·m-1，配制此溶液的水的電導(dǎo)率為 6×10-6S·m-1。假定只需考慮 H2CO3 的一級(jí)電離，且已知其解離常數(shù)。又知 25 無限稀釋時(shí)離子的摩爾電導(dǎo)率為，試計(jì)算此碳酸

10、溶液的濃度。   提示 答案：5.348×10-5S·dm-3 14. 18 時(shí)，測(cè)得 CaF2 飽和水溶液及配制該溶液的純水之電導(dǎo)率分別為 38.6×10-4 和 1.5×10-4S·m-1，已知 18 時(shí)無限稀溶液中下列物質(zhì)的極限摩爾電導(dǎo)率為： 求 18 時(shí) CaF2 的溶度積。   提示 答案：(2.714×10-11) 15. 在一定溫度下用電導(dǎo)滴定法以 0.5mol·dm-3 的 NH3·H2O 滴定體積為 0.1dm-3 的 CH3COOH 溶液，滴定過程中測(cè)得電

11、導(dǎo)與 NH3·H2O 體積 V 的變化如下： V/cm38.009.0010.0011.0013.0015.0017.00L×102/S1.3331.4711.6131.7541.9681.9421.92016. 試求 CH3COOH 的濃度（以 mol·dm-3 表示）   提示 17. 答案：0.063mol·dm-3 18. 計(jì)算在 298K 時(shí)與空氣成平衡的水的電導(dǎo)率。該空氣中含 CO2 為 0.05%（體積百分?jǐn)?shù)），水的電導(dǎo)率儀由 H+ 和 CO3- 貢獻(xiàn)。已知 H+ 和 HCO3- 在無限稀釋時(shí)的摩爾電導(dǎo)率分別為 349.

12、7×10-4 和 44.5×10-4S·m2·mol-1，且已知 298K、下每 1dm-3 水溶解 CO2 0.8266dm3，H2CO3 的一級(jí)電離常數(shù)為 4.7×10-7，計(jì)算時(shí)在數(shù)值上可用濃度代替活度   提示 答案：1.02×10-4S·m-1 19. 某溶液中含 KCl 0.2mol·kg-1 和 CaCl2 0.2mol·kg-1 試求： (1)KCl 的平均濃度 m±(KCl)； (2)CaCl2 的平均濃度 m±(CaCl2)。 

13、0; 提示 答案：(1) 0.346mol·kg-1、(2) 0.416mol·kg-1 20. 同時(shí)含 0.1mol·kg-1 的 KCl 和 0.01mol·kg-1 BaCl2 的水溶液，其離子強(qiáng)度為多少？   提示 答案：0.13mol·kg-1 21. 比較德拜-休克爾極限公式與路易斯經(jīng)驗(yàn)公式的異同點(diǎn)。它們能適用于所有濃度的強(qiáng)電解質(zhì)溶液?jiǎn)?？為什么?#160;  提示 答案：（路易斯公式是從實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的所求的是平均活度系數(shù) i，兩者均只適用于稀溶液。） 22. 25 時(shí) Ba(IO3) 在純水中的溶解度

14、為 5.46×10-4mol·dm-3。假定可以應(yīng)用德拜休克爾極限公式，試計(jì)算該鹽在 0.01mol×·dm-3 CaCl 溶液中的溶解度。   提示 答案：(V7.566×10-4mol·dm3) 練 習(xí) 1. 在對(duì)消法回路中，電流一般為 0.1mA，現(xiàn)若實(shí)際電流偏離此數(shù)值但保證測(cè)量過程中不變化，問對(duì)測(cè)量結(jié)果影響如何？如果由于標(biāo)準(zhǔn)電池的實(shí)際電動(dòng)勢(shì)偏離其標(biāo)準(zhǔn)值而引起電流偏離 0.1mA，則影響又將如何？為什么？   提示 答案：（前者無影響，后者有影響。當(dāng) E標(biāo) 減小，i 減小，E測(cè)增加。） 2

15、. 試將下列化學(xué)反應(yīng)設(shè)計(jì)成電池    解 3. 下列說法對(duì)嗎？為什么？ (1)若，則 S 0，因此該電池反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。 (2)若某電池反應(yīng)的，則該電池的熱效率。 (3)電池短路時(shí)，E0，則。    提示 答案：(1) 錯(cuò)，S 指體系，而不是指 S總。(2) 理論上是對(duì)的。(3) 短路時(shí)，E0，但，故 4. 298K 時(shí)，電池 Pb(Hg齊)PbCl2(m)AgCl(s)，Ag 在不同的 m 時(shí)有下列電動(dòng)勢(shì)值 2.3481.3371.0340.61970.2116E/V0.56770.58700.59600.61430.65375. (1)試求此電池的

16、 (2)計(jì)算 m0.001034mol·kg-1 時(shí)，PbCl2 的平均活度系數(shù) ±。   提示 6. 答案：(1) 0.3426V、(2) 0.85 7. 電池 Cu(s)CuAc2(0.1mol·kg-1)AgAc(s)，Ag(s) 在 298K 時(shí)，電動(dòng)勢(shì) E0.372V，當(dāng)溫度升至 308K 時(shí)，E0.374V, 已知 298K 時(shí)E(Ag+/Ag)0.800V，E(Cu2+/Cu)0.340V (1)寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)； (2)298K 時(shí)，當(dāng)電池有 2F 電量流過時(shí)的為多少？ (3)計(jì)算 AgAc 的溶度積 Ksp。 

17、  提示 答案：(2) -71.8kg·mol-1，38.6J·K-1·mol-1，-60.3kJ·mol-1、(3) 2.15×10-3 8. 電池 ZnZnCl2(0.05mol·kg-1)AgCl(s)，Ag 的電動(dòng)勢(shì)與溫度的關(guān)系為 E/V1.0154.92×10-4(T/K298) (1)寫出電池反應(yīng)； (2)計(jì)算 298K 時(shí)上述電池可逆輸出 2F 電量時(shí)，電池反應(yīng)的以及反應(yīng)的熱效應(yīng)； (3)若將電池短路，上述各值為多少？ (4)若該電池以 0.8V 工作電壓放電，上述各值又為多少？  

18、0; 提示 答案：   9. 在 298K 時(shí)，電池 PtH2(g)H+|OH-1O2(g)Pt 的，水的，求電離過程和水的離子積 Kw。   提示 答案： 10. 若將反應(yīng)安排成電池，并在 25 下先可逆放電 1F 電量，然后維持在 1V 下再放電 1F 電量，整個(gè)過程的熱效應(yīng) Q-45.65kJ。試確定該反應(yīng)的恒壓熱效應(yīng)。已知 25 時(shí)。   提示 答案：(-255.25kJ) 11. 對(duì)。假定氫氣遵從狀態(tài)方程，式中，且與溫度、壓力無關(guān)。試計(jì)算 25 時(shí)電池可逆放電 2F 電量的。   提示 答案： 12. 對(duì)

19、一個(gè)指定的電極：(1)當(dāng)它作為一個(gè)電池的陽極和另一個(gè)電池的陰極時(shí)，電極電勢(shì)是否不同？(2)當(dāng)電極反應(yīng)的寫法不同時(shí)；電極電勢(shì)是否相同？(3)在一定的溫度和壓力下，E（電極）和（電極）中何者與電極反應(yīng)物質(zhì)的活度或分壓無關(guān)？   提示 答案：(1) 電極電勢(shì)相同。(2) 電極電勢(shì)是強(qiáng)度量，與得失電子數(shù)多少無關(guān)。(3) （電極） 13. 有三種電極表示式 三者的電極電勢(shì)是否相同，為什么？   提示 答案：(1)(2)相同，(3)不同，因?yàn)?H+(3)10-14mol·dm-3 14. 寫出下列電極反應(yīng)的奈恩斯特方程 兩個(gè)反應(yīng)相應(yīng)的 E（電極）和（電極）

20、相同否？   解 15. 對(duì)下列電極反應(yīng) 則   提示 答案：（1，2） 16. 低碳鋼容器與pH=3.0的溶液接觸會(huì)腐蝕嗎？已知為腐蝕。 提示 答案： 17. 對(duì)同一電池，能否說消除液接電勢(shì)后測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)總是比有液接電勢(shì)存在時(shí)測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)大？為什么？   提示 答案：一般而言，兩者不可以比較，因有液接電勢(shì)存在時(shí)為不可逆。 18. 在 298K，設(shè)計(jì)一濃差電池以求 ZnCu 合金中 Zn 的活度，要求寫出電池表達(dá)式，電池反應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)計(jì)算公式。   解 19. 在 298K 時(shí)有下述電池： 試計(jì)算電池電動(dòng)勢(shì) E，并判

21、斷該反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？已知    提示 答案： 20. 298K 時(shí)，10mol·kg-1 和 6mol·kg-1 的 HCl 水溶液中 HCl 的分壓分別為 560 和 1.87Pa，設(shè)兩溶液均遵守亨利定律，試計(jì)算下述兩電池的電動(dòng)勢(shì)差值。    提示 答案：0.0873V 21. 在 298K 時(shí)有下列兩個(gè)電池 (1)AgAgCl(s)HCl 乙醇溶液(m1)H2(py，PtPt，H2(pyHCl 乙醇溶液(m2)AgCl(s)Ag (2)AgAgCl(s)HCl 乙醇溶液(m1)HCl 乙醇溶液(m2)AgCl(s)Ag 。 已知

22、 m18.238×10-2mol·kg-1,m28.224×10-3mol·kg-1 ，兩電池電動(dòng)勢(shì)分別為 E18.22×10-2V，E25.77×10-2V 試求 (a)在兩種 HCl 的乙醇溶液中，離子平均活度系數(shù)的比值 ±1/±2： (b)離子在 HCl 乙醇溶液中的遷移數(shù) t+； (c)H+ 和 Cl- 離子的無限稀釋摩爾電導(dǎo)率。已知。   提示 答案： 22. 已知 298K 時(shí)下述電池的實(shí)測(cè)電動(dòng)勢(shì)為 0.0536V， 計(jì)算 Cl-1 的遷移數(shù)。   提示 答案：(

23、tCl-0.498) 練 習(xí) 1. 奧格氏(Ogg)對(duì)下述電池 在 291K 時(shí)維持 m2/m110 的情況下進(jìn)行了一系列測(cè)定。求得電動(dòng)勢(shì)的平均值為 0.029V。試根據(jù)這些數(shù)據(jù)確定亞汞離子在溶液中是 Hg22+ 還是 Hg+。    提示 答案：(以Hg22+存在) 2. 25 時(shí)，有溶液，當(dāng)把金屬 Pb 放入溶液時(shí)，能否從溶液中置換出金屬 Sn？   提示 答案：(1)不能，EPbESn。(2) 能，EPbESn。 3. 電池 在 25 測(cè)得電池(1)、(2)的電動(dòng)勢(shì)分別為 0.5655V 和 1.7501V，又已知(1)、(2)電池的值依次為 0.

24、5655V 和 1.68488V，試求 25 時(shí) 7mol·Kg-1 H2SO4 溶液中水的活度。    提示 答案：（aH2O0.545） 4. 在 298K 時(shí)有下述電池 已知當(dāng) HI 濃度 m1×10-4mol·kg-1時(shí)，E0.97V，當(dāng) m3.0mol·kg-1 時(shí)，E0.41V。電極 Au2+Au(s)的值為 1.68V，試求： aHI 溶液濃度為 3.0mol·kg-1 時(shí)的 ±； bAuI(s)的活度積 Kap。   提示 答案：(a) 1.81、(2) 9.72×10

25、-21 5. 298K 時(shí)，下述反應(yīng)達(dá)到平衡： Cu(s)Cu2+(a2)2Cu+(a1) a設(shè)計(jì)合適的電池，由求反應(yīng)的平衡常數(shù)； b若將 Cu 粉與 0.1mol·kg-1 的 CuSO4 溶液在 298K 共搖動(dòng)，計(jì)算達(dá)平衡時(shí) Cu+ 的濃度。 已知。   提示 答案：(a) 5.96×10-7、(b) 2.45×10-4mol×kg-1 6. 試設(shè)計(jì)合適的電池用電動(dòng)勢(shì)法測(cè)定 Ag2O(s)在下的分解溫度。    解 7. 25 時(shí)，電池的 E0.926V，已知,試求(1)水的離子積；(2)HgO的分解壓力。&

26、#160;  提示 答案：(1) KW1×10-14、(2) p3.14×10-16Pa 8. 25時(shí)用鉑電極電解 1mol·dm-3 的 H2SO4 (1)計(jì)算理論分解電壓； (2)若兩電極面積均為 1cm2，電解液電阻為 100，H2(g)和 O2(g)的超電勢(shì) 與電流密度 j 的關(guān)系分別為： 問當(dāng)通過的電流為 1mA 時(shí)，外加電壓為若干？    提示 答案：(1) 1.229V、(2) 2.155V 9. 若氫在 Cd、Hg 電極上的超電勢(shì)在所討論的電流密度范圍內(nèi)服從塔菲爾公式 ablgj。對(duì)于上述兩電極 b 均為 0.118V

27、，但二者的 a 不同。氫在這些電極上析出的傳遞系數(shù)均為 0.5，電極反應(yīng)得失電子數(shù)均為 1。氫在 Cd 和 Hg 上的交換電流 j0 分別是 1×10-7A·m-2 和 6×10-9A·m-2。求在 298K 時(shí)二電極通過相同的電流密度情況下，氫在 Hg、Cd 兩電極上的超電勢(shì)的差值。   提示 答案：(0.144V) 10. 25，在 Ni 電極上反應(yīng)的交換電流密度為 1.00×10-5A·cm-2。試求欲達(dá)到 0.100V 的超電勢(shì)時(shí)，需要多少電流密度（0.5）？ (a)從 Butler-Volme r計(jì)算；

28、(b從 Tafel 方程近似計(jì)算。   提示 答案：(1) 6.87×10-5A·cm-2、(2) 7.01×10-5A·cm-2 11. 實(shí)驗(yàn)測(cè)定 298K 時(shí)，鐵電極上 H2 的陰極超電勢(shì) c 及電流密度 jc 的數(shù)據(jù)如下： -10-100-1000-10000-0.40-0.53-0.64-0.7712. (a)請(qǐng)根據(jù) Butler-Volmer 方程，求算 J0 及對(duì)稱因子 ； (b)鐵電極的表面積為 5cm2，當(dāng) c-15mV 時(shí)，通過的電流強(qiáng)度為多少？   提示 13. 答案：(a) 5.0×

29、10-3A·cm-2，0.486、(b) -1.5×10-6A 14. 某化學(xué)反應(yīng) M3+e-M2+ 今安排在電池中進(jìn)行，0.50，當(dāng)電極電勢(shì)由 -0.4V 降為 -1.0V，請(qǐng)計(jì)算電流密度之比。該反應(yīng)之活化能為 Ea40kJ·mol-1，為達(dá)到上述電極反應(yīng)速率之比。該反應(yīng)需提高溫度多少度？（設(shè) T1298K ）   提示 答案：（1.2×105，T780K） 15. 298K、下，以 Pt 為陰極，C（石墨）為陽極，電解含 CdCl2（0.01mol·kg-1）和 CuCl2（0.02mol·kg-1）的水溶液，若電解過程