第五章-電化學(xué)習(xí)題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第五章 電化學(xué)習(xí)題1. 判斷下列說(shuō)法是否正確。（1）無(wú)論是原電池還是電解池，在電場(chǎng)作用下，溶液內(nèi)部陽(yáng)離子總是向陰極遷移。（對(duì)）（2）某溶液中含有多種電解質(zhì)溶液，則各種離子遷移數(shù)的總和應(yīng)為1。（對(duì)）（3）在溫度和濃度一定的情況下，當(dāng)某正離子的運(yùn)動(dòng)速率為定值時(shí)，其遷移數(shù)也為定值。（錯(cuò)，與共存的另一離子有關(guān)）（4）在一定溫度下，當(dāng)電解質(zhì)溶液濃度被稀釋時(shí)，強(qiáng)電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率增大，弱電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率減小。（錯(cuò)，強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率均增大）（5）無(wú)限稀釋時(shí)，NaCl、CaCl2、AlCl3三種溶液中，Cl-的摩爾電導(dǎo)率都相同。（對(duì)）（6）Kohlrausch的電解質(zhì)

2、溶液摩爾電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系式適用于強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的無(wú)限稀溶液。（錯(cuò)，只適用于強(qiáng)電解質(zhì)的無(wú)限稀溶液）2. 298.15 K時(shí)，電導(dǎo)池內(nèi)盛滿電導(dǎo)率為0.14114的0.010KCl水溶液，測(cè)得其電阻為112.3 W。若將該電導(dǎo)池改充以0.1的AgNO3溶液，測(cè)得其電阻為101.2 W，試計(jì)算：（1）該電導(dǎo)池的電導(dǎo)池常數(shù)；（2）待測(cè)液的電導(dǎo)率；（3）待測(cè)液的摩爾電導(dǎo)率。解：（1）m-1（2）待測(cè)液的電導(dǎo)率（3）待測(cè)液的摩爾電導(dǎo)率3. 298.15 K時(shí)，LiCl和KCl的無(wú)限稀釋摩爾電導(dǎo)率分別為115.0-4 S×m2×mol-1和149.9´10-4 S×

3、;m2×mol-1，Li+和K+的遷移數(shù)分別為0.330和0.491。試求298.15 K和無(wú)限稀釋時(shí)，（1）LiCl溶液中Li+和Cl-的摩爾電導(dǎo)率；（2）KCl溶液中K+和Cl-的摩爾電導(dǎo)率。解： 已知 （1）（2）4. 298.15 K時(shí)，在一電導(dǎo)池內(nèi)充以電導(dǎo)率為0.1411 S×m-1的0.01 mol×L-1 KCl溶液，測(cè)得電阻為262 W。若將0.01mol×L-1的醋酸溶液盛滿該電導(dǎo)池，測(cè)得溶液的電阻為2220 W。（1）試計(jì)算該條件下醋酸溶液的電離度和電離平衡常數(shù)。（2）若在該電導(dǎo)池內(nèi)充以純水，測(cè)得電阻為1.852´105 W

4、，試計(jì)算水的電導(dǎo)率。（3）若扣除水對(duì)醋酸溶液電導(dǎo)率的影響，試計(jì)算醋酸溶液的電離度為多少？判斷水的電導(dǎo)率對(duì)醋酸溶液的電離度計(jì)算是否有影響？解：（1）（2）（3）由計(jì)算結(jié)果可知，水的電導(dǎo)率對(duì)醋酸溶液的電離度計(jì)算沒(méi)有影響，可忽略不計(jì)。5. 298.15 K時(shí)，純水的電導(dǎo)率為5.5´10-6 S×m-1，求純水在該溫度下的離子濃度和水的活度積。已知298.15 K時(shí)，。解： H2O = H+ + OH- 6298.15 K時(shí)，測(cè)得SrSO4飽和水溶液電導(dǎo)率為1.482×10-2 S×m-1，已知該溫度時(shí)水的電導(dǎo)率為1.52×10-4 S×m-

5、1，為1.310×10-2 S×m2×mol-1，為4.295×10-2 S×m2×mol-1，為4.211×10-2 S×m2×mol-1。計(jì)算該溫度下SrSO4在水中的溶解度及標(biāo)準(zhǔn)溶度積。解： 7試分析NaOH及NH4OH滴定HAc時(shí)溶液電導(dǎo)率的變化情況，并作出相應(yīng)的滴定曲線示意圖。NaOH滴定HAc時(shí)溶液（左圖）和NH4OH滴定HAc時(shí)溶液（右圖）電導(dǎo)率的變化情況： 分析：NaOH滴定HAc時(shí)溶液，生成的NaAc為強(qiáng)電解質(zhì)，可完全電離，離子濃度的增大導(dǎo)致電導(dǎo)率也增大，至拐點(diǎn)處為滴定終點(diǎn)，強(qiáng)電解質(zhì)Na

6、OH濃度增大，使電導(dǎo)率增大幅度提高；NH4OH滴定HAc時(shí)，生成強(qiáng)電解質(zhì)醋酸銨，可完全電離，離子濃度增大，電導(dǎo)率提高，至拐點(diǎn)B，再增大氨水濃度，氨水為弱電解質(zhì)，增大濃度，電導(dǎo)率變化不明顯。8分別計(jì)算濃度為0.5 mol×kg-1的CaCl2（0.510）、0.01 mol×kg-1的ZnSO4（0.387）和0.01mK4Fe(CN)6（0.571）的離子平均質(zhì)量摩爾濃度、離子平均活度以及電解質(zhì)的活度。解：（1）0.5 mol×kg-1的CaCl2（0.510） （2）0.01 mol×kg-1的ZnSO4（0.387） （3）0.01mK4Fe(CN)

7、6（0.571） 9298.15 K時(shí)，在0.01mol×kg-1的水楊酸（HA）溶液中含有0.01mol×kg-1的KCl和0.01mol×kg-1的Na2SO4。已知水楊酸在此溫度下的Kc1.06×10-5，求此混合溶液的離子強(qiáng)度。10 一溶液含有0.001mol×kg-1NaCl和0.003mol×kg-1Na2SO4，根據(jù)Debye-Hückel極限定律，計(jì)算298.15 K時(shí)該溶液的（1） 離子強(qiáng)度；（2）各離子的活度系數(shù)；（3）各鹽離子的平均活度。解：（1） （2）（3）本題也可直接由Debye-Huckel極限

8、公式計(jì)算離子的平均活度系數(shù)。11試寫出下列各電池的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)：（1）PtH2（p）HCl（a）Cl2（p）Pt（2）Pb（s）PbSO4（s）SO（a1）Cu2+（a2）Cu（s）（3）AgAgCl（s）KCl（a）Hg2Cl2（s）Hg（l）（4）PtH2（p1）H+（aq）Sb2O3（s）Sb（s）（5）AgAgI（s）CdI2（a）Cd（6）PtO2（p1）KOH（a）O2（p2）Pt解：（1）負(fù)極反應(yīng)：H2（p）- 2e 2H+ (a) 正極反應(yīng)：Cl2（p）+ 2e 2Cl- (a)電池反應(yīng)：H2（p）+ Cl2（p）¾® 2HCl（a） （2）負(fù)極反應(yīng)：

9、Pb（s）+ SO（a1）- 2e PbSO4（s） 正極反應(yīng)：Cu2+（a2）+ 2e Cu（s）電池反應(yīng)：Pb（s）+Cu2+（a2）+ SO（a1）¾® Cu（s）+ PbSO4（s）（3）負(fù)極反應(yīng)：Ag(s) + Cl-（a）- e AgCl（s） 正極反應(yīng)：1/2Hg2Cl2（s）+ e Hg（l）+ Cl-（a）電池反應(yīng)：Ag(s) + 1/2Hg2Cl2（s）¾® AgCl（s） + Hg（l）（4）負(fù)極反應(yīng)：3H2（p1）- 6e 6H+ (aq) 正極反應(yīng)：Sb2O3（s）+ 6H+ (aq) + 6e Sb（s）+ 3H2O電池反應(yīng)：

10、3H2（p1） + Sb2O3（s） ¾® 2 Sb（s）+ 3H2O（5）負(fù)極反應(yīng)：2Ag(s) + 2I-（a）- 2e 2AgI（s） 正極反應(yīng)：Cd2+（a）+ 2e ¾® Cd(s)電池反應(yīng)：CdI2（a）+2 Ag(s) ¾® Cd(s) + 2 AgI（s）（6）負(fù)極反應(yīng)：4 OH-（a）- 4e 2H2O + O2（p1） 正極反應(yīng)： O2（p2）+ 2H2O + 4e 4 OH-（a）電池反應(yīng)：O2（p2）¾® O2（p1）12將下列化學(xué)反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池：（1）2Ag+（a1）+ H2（p）

11、90;® 2Ag + 2H（a2）（2）2Fe3+（a1）+ Sn2+（a3）¾® 2Fe2+（a2）+ Sn4+（a4）（3）Zn + Hg2SO4（s）¾® ZnSO4（a） + 2Hg（l）（4）AgCl（s）+ I（a1）¾® AgI（s）+ Cl（a2）（5）Pb（s）+ Hg2Cl2（s）¾® PbCl2（s）+ 2Hg（l）（6）PbO（s）+ H2（p）¾® Pb（s）+ H2O（l）（7）PbSO4 ¾® Pb2+（a1） + SO（a2）（8）H

12、2（p1）+ 1/2 O2（p2）¾® H2O（l）解：（1）負(fù)極反應(yīng)：H2（p）- 2e 2H（a2）正極反應(yīng)：2Ag+（a1）+ 2e ¾® 2 Ag（s）電池圖式：PtH2（p）H+（a2）Ag+（a1）Ag（s）（2）負(fù)極反應(yīng)：Sn2+（a3）- 2e ¾® Sn4+（a4）正極反應(yīng)：2Fe3+（a1）+ 2e ¾® 2 Fe2+（a2）電池圖式：PtSn2+（a3），Sn4+（a4）Fe3+（a1），F(xiàn)e2+（a2）Pt（3）負(fù)極反應(yīng)：Zn（s）- 2e ¾® Zn2+（a）正極反應(yīng)：

13、Hg2SO4（s）+ 2e ¾® 2Hg（l）+ SO42-（a）電池圖式：ZnZnSO4（a）Hg2SO4（s）Hg（l）（4）負(fù)極反應(yīng)：Ag（s）+ I（a1）- e ¾® AgI（s）正極反應(yīng)：AgCl（s）+ e ¾® Ag（s）+ Cl（a2）電池圖式：AgAgI（s）I（a1）Cl（a2）AgCl（s）Ag（5）負(fù)極反應(yīng)：Pb（s）+ 2Cl（a）- 2e ¾® PbCl2（s）正極反應(yīng)：Hg2Cl2（s）+ 2e ¾® 2Hg（l）+ 2 Cl（a）電池圖式：PbPbCl2（s）C

14、l（a）Hg2Cl2（s）Hg（l）（6）負(fù)極反應(yīng)：H2（p）- 2e 2H（a2）正極反應(yīng)：PbO（s）+ 2H（a2）+ 2e ¾® Pb（s）+ H2O（l）電池圖式：PtH2（p）H+（a）PbO（s）Pb（s）（7）負(fù)極反應(yīng)：Pb（s）- 2e Pb2+（a1）正極反應(yīng)：PbSO4（s）+ 2e ¾® Pb（s）+ SO（a2）電池圖式：PbPb2+（a1）SO（a2）PbSO4（s）Pb（8）負(fù)極反應(yīng)：H2（p1）+ 2OH-（a）- 2e 2H2O（l）正極反應(yīng)：O2（p2）+ H2O（l）+ 2e ¾® 2OH-（a）

15、電池圖式：PtH2（p1）OH-（a），H2OO2（p2）Pt13寫出下面電池在通過(guò)2F電量時(shí)的電極反應(yīng)、電池反應(yīng)，并計(jì)算298.15 K時(shí)電池電動(dòng)勢(shì)。若通過(guò)1F電量時(shí)，電池電動(dòng)勢(shì)為多少？已知電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)為0.4402 V。Fe（s）Fe2+（a=0.1）H+（a=0.05）H2（100 kPa）| Pt解：Q=2F電極反應(yīng) 負(fù)極 Fe 2e- ¾® Fe2+ 正極 2H+ + 2e- ¾® H2 電池反應(yīng) 2H+ + Fe ¾® H2 + Fe2+電池電動(dòng)勢(shì)為因?yàn)殡姵仉妱?dòng)勢(shì)為強(qiáng)度性質(zhì)，通過(guò)1F電量時(shí)的電動(dòng)勢(shì)如上，不變。14. 2

16、98.15 K時(shí)，有反應(yīng)Pb（s）+ Cu2+（）¾® Pb2（）+ Cu（s），試為該反應(yīng)設(shè)計(jì)電池。（1）若已知該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)為0.463 V，試計(jì)算該電池反應(yīng)的平衡常數(shù)。（2）若，試計(jì)算此時(shí)的電池電動(dòng)勢(shì)，并判斷電池反應(yīng)的方向。解：設(shè)計(jì)電池PbPb2+（）Cu2+（）Cu（1） （2）因?yàn)镋>0，電池反應(yīng)按題中所給方向自發(fā)進(jìn)行。15. 298.15 K時(shí)，反應(yīng)Ag + 1/2 Hg2Cl2（s）¾® AgCl（s）+ Hg（l）的rHm=5356 J，電動(dòng)勢(shì)為0.0455 V，求此電池的吉布斯能變化及電池的溫度系數(shù)。解： 16. 298.15

17、 K和100 kPa下，有過(guò)程Ag+ (a1=1)¾® Ag+ (a2=0.1)。（1）為該過(guò)程設(shè)計(jì)電池；（2）計(jì)算此電池的電池電動(dòng)勢(shì)。（3）計(jì)算該過(guò)程的DG、DG q、DS、DH及Qr。解：（1）設(shè)計(jì)電池為：Ag（s）Ag+（a2 = 0.1）Ag+（a1 = 1）Ag（s）（2）（3）因?yàn)镋q=0，所以DG q=0。由電池反應(yīng)的Nernst方程可知: 17. 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)及電極反應(yīng)的Nernst方程，計(jì)算下列電極的電極電勢(shì)。將每組電極組成電池后計(jì)算電池電動(dòng)勢(shì)，并寫出電池表達(dá)式和電池反應(yīng)。（1）Fe2+(a = 1)、Fe3+(a = 0.1)，Cl-(a = 0.0

18、01)、AgCl 、Ag；（2）OH-(a = 2)、Zn(OH)2 Zn，OH-(a = 2)、HgO 、Hg。（注：）解：（1） 組成電池: Ag(s)AgCl(s)Cl-(a = 0.001)Fe2+(a = 1)，F(xiàn)e3+(a = 0.1)Pt(s)電池反應(yīng): Ag + Fe3+ + Cl- = Fe2+ + AgCl（2） 組成電池: ZnZn(OH)2(s)OH-(a = 2)HgO(s)Hg(l)18. 將一Pt 片插入含有Fe3+ (a = 0.3)和Fe2+ (a = 0.2)的溶液中，另將一鉈片插入含有Tl+ (a=0.1)的溶液中，由此所構(gòu)成的兩電極組成電池后，試計(jì)算29

19、8.15 K時(shí)的電池電動(dòng)勢(shì)及反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)的平衡常數(shù)。已知，。解： 組成電池： TlTl+(a = 0.2)Fe3+ (a=0.3)，F(xiàn)e2+ (a=0.2)Pt電池反應(yīng)： Tl + Fe3+ (a = 0.3)¾® Tl+ (a = 0.2) + Fe2+ (a = 0.2) 19. 試將反應(yīng)Cu + Cu2+(a1)¾® 2Cu+(a2)設(shè)計(jì)成電池，并計(jì)算其Eq和298.15 K時(shí)電池反應(yīng)平衡常數(shù)。已知，。解：根據(jù)反應(yīng)，設(shè)計(jì)電池為：Cu(s)Cu+(a2)，Cu2+(a1)Pt(s) 計(jì)算：Cu2+ + 2e- ¾® Cu Cu2+

20、 + e- ¾® Cu+ Cu+ + e- ¾® Cu 反應(yīng)=+，由熱力學(xué)知識(shí)可知，等溫等壓時(shí)，。 20298.15 K時(shí)，下列電池的電動(dòng)勢(shì)分別為E1 = 0.9370 V，E2 = 0.9266 V，以及。試求FeO(s)的。（1）FeFeO(s)NaOH (m = 0.05mol×kg-1)HgO(s)Hg(l)（2）PtH2(pq)NaOH (m = 0.05mol×kg-1)HgO(s)Hg(l)解：電池反應(yīng)（1）Fe(s) + HgO(s) ¾® FeO(s) + Hg(l) （2）H2(pq) + HgO(s) ¾® Hg(l) + H2O(l) 反應(yīng)（1）減反應(yīng)（2），得 Fe(s)