可逆电池的电动势及其应用 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→Pb+SO42-； C．Hg2SO4(s)+2e→2Hg(l)+SO42-；D．Hg2Cl2(s)+2e→2Hg(l)+2Cl-。 3．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；B．Zn|H2SO4|Cu； C．Pt|H2(g)|HCl(aq)|AgCl|Ag；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。 7．电极①Pt|Cl2(g)|KCl(a1)与②Ag(s) |AgCl(s)|KCl(a2)，这两个电极的电极反应相界面有：
A．①2个，②2个；B．①1个，②2个； C．①2个，②1个；D．①1个，②1个。 8．铅蓄电池放电时，正极发生的电极反应是： A．2H++2e→H2；B．Pb→Pb2++2e； C．PbSO4+2e→Pb+SO42-；D．PbO2+4H++SO42-+2e→PbSO4+2H2O。 9．对于甘汞电极，下列叙述正确的是： A．电极反应为Hg22++2e→Hg； B．属于第一类电极； C．对阴离子可逆，电极电势较稳定； D．电极电势为φ(Hg2Cl2)=φ(Hg2Cl2)+(RT/2F)lna(Cl-)。 10．关于玻璃电极，下列叙述不正确的是： A．为特殊玻璃吹制的薄泡，内置0.1mol·kg-1的HCl溶液和Ag－AgCl参比电极(或甘汞电极)； B．不受溶液中氧化剂或还原剂的影响； C．对H+可逆，为离子选择电极； D．为第一类电极，定温下φ(玻)为常数。 11．电极Pb2+(a)|Pb-Hg(a’)和Pb2+(a)|Pb(s)的电极电势和标准电极电势间的关系为： A．电极电势相同，标准电极电势不同； B．标准电极电势相同，电极电势不同； C．标准电极电势和电极电势均相同； D．标准电极电势和电极电势均不同。 12．常用三种甘汞电极，即(1)饱和甘汞电极；(2)摩尔甘汞电极；(3)0.1mol·dm-3甘汞电极。反应式为：Hg2Cl2(s)＋2e=2Hg(1)＋2Cl-(aq)。25℃时三者的标准电极电位φ相比：
物理化学电化学练习题 及答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
第八、九、十章 电化学习题 一、选择题 1. 科尔劳乌施定律)1(c m m β-Λ=Λ ∞适用于（ D ） A.弱电解质 B.强电解质 C.无限稀释溶液 D.强电解质稀溶液 2. 在质量摩尔浓度为b 的MgSO 4中，MgSO 4的活度a 为 （ A ） A.22) /(±γθb b B.22)/(2±γθb b C.33)/(4±γθb b D.44)/(8±γθb b 3. 某电池的电池反应可写成:( C ) （1）H 2 (g)+2 1O 2 (g)→ H 2O(l) （2）2H 2 (g)+ O 2 (g)→ 2H 2O(l) 相应的电动势和化学反应平衡常数分别用E 1，E 2和 K 1，K 2表示，则 ( C ) =E 2 K 1=K 2 ≠E 2 K 1=K 2 =E 2 K 1≠K 2 ≠E 2 K 1≠K 2 4. 下列电池中，电动势E 与Cl - 的浓度无关的是 （ C ） |AgCl(s)|KCl(aq)| Cl 2 (g,100kPa)| Pt |Ag +(aq)|| Cl - (aq)| Cl 2 (g,100kPa)| Pt |Ag +(aq)|| Cl - (aq)| AgCl(s) |Ag
|AgCl(s) |KCl(aq)|Hg2Cl2 (s)|Hg 5. 电池在恒温恒压及可逆条件下放电，则系统与环境间的热交换Q r值是（ B ） A.Δr H mΔr S m C.Δr H m - TΔr S m 6. 在电池Pt| H 2 (g,p)| HCl （1mol·kg-1）||CuSO4 （mol·kg-1）|Cu的阴极中加入下面四种溶液，使电池电动势增大的是（ A ） mol·kg-1CuSO4 mol·kg-1Na2SO4 mol·kg-1Na2S mol·kg-1氨水7. 298K时，下列两电极反应的标准电极电势为: Fe3+ + 3e-→ Fe Eθ(Fe3+/Fe)= Fe2+ + 2e-→ Fe Eθ(Fe2+/Fe)= 则反应Fe3+ + e-→ Fe2+ 的Eθ(Pt/Fe3+, Fe2+)等于 ( D ) 8. 298K时，KNO3水溶液的浓度由1mol·dm-3增大到2 mol·dm-3,其摩尔电导率Λm将( B ) A.增大 B.减小 C.不变 D.不确定 9. 电解质分为强电解质和弱电解质，在于：( B )。 (A) 电解质为离子晶体和非离子晶体； (B) 全解离和非全解离； (C) 溶剂为水和非水；
第七章电化学 一.基本要求 1.理解电化学中的一些基本概念,如原电池与电解池的异同点,电极的阴、阳、正、 负的定义,离子导体的特点与Faraday 定律等。 2.掌握电导率、摩尔电导率的定义、计算、与浓度的关系及其主要应用等。了解 强电解质稀溶液中,离子平均活度因子、离子平均活度与平均质量摩尔浓度的定义,掌握离子强度的概念与离子平均活度因子的理论计算。 3.了解可逆电极的类型与正确书写电池的书面表达式,会熟练地写出电极反应、电 池反应,会计算电极电势与电池的电动势。 4.掌握电动势测定的一些重要应用,如:计算热力学函数的变化值,计算电池反应 的标准平衡常数,求难溶盐的活度积与水解离平衡常数,求电解质的离子平均活度因子与测定溶液的pH等。 5.了解电解过程中的极化作用与电极上发生反应的先后次序,具备一些金属腐蚀 与防腐的基本知识,了解化学电源的基本类型与发展趋势。 二.把握学习要点的建议 在学习电化学时,既要用到热力学原理,又要用到动力学原理,这里偏重热力学原理在电化学中的应用,而动力学原理的应用讲得较少,仅在电极的极化与超电势方面用到一点。 电解质溶液与非电解质溶液不同,电解质溶液中有离子存在,而正、负离子总就是同时存在,使溶液保持电中性,所以要引入离子的平均活度、平均活度因子与平均质量摩尔浓度等概念。影响离子平均活度因子的因素有浓度与离子电荷等因素,而且离子电荷的影响更大,所以要引进离子强度的概念与Debye-Hückel极限定律。 电解质离子在传递性质中最基本的就是离子的电迁移率,它决定了离子的迁移数与离子的摩尔电导率等。在理解电解质离子的迁移速率、电迁移率、迁移数、电导率、摩尔电导率等概念的基础上,需要了解电导测定的应用,要充分掌握电化学实用性的一面。 电化学在先行课中有的部分已学过,但要在电池的书面表示法、电极反应与电池反应的写法、电极电势的符号与电动势的计算方面进行规范,要全面采用国标所规定的符号,以便统一。会熟练地书写电极反应与电池反应就是学好电化学的基础,以后在用Nernst方程计算电极电势与电池的电动势时才不会出错,才有可能利用正确的电动势的数值来计算其她物理量的变化值,如:计算热力学函数的变化值,电池反应的标准平衡常数,难溶盐的活度积,水的解离平衡常数与电解质的离子平均活度因子等。
电化学A 一、选择题 1. 某燃料电池的反应为： O2(g)─→H2O(g) H2(g)＋1 2 在400 K 时的?r H m和?r S m分别为-251.6 kJ·mol-1和–50 J·K-1·mol-1,则该电池的电动势为：( ) (A) 1.2 V (B) 2.4 V (C) 1.4 V (D) 2.8 V 2. 已知下列两个电极反应的标准电极电位为： Cu2++ 2e-─→Cu(s) φ $= 0.337 V 1 Cu++ e-─→Cu(s) φ $= 0.521 V 2 由此可算得Cu2++ e-─→Cu+的φ?值为：( ) (A) 0.184 V (B) 0.352 V (C) -0.184 V (D) 0.153 V 3. 有下面一组电池： (1) H2(p?)│HCl(a=1)‖NaOH(a=1)│O2(p?) (2) H2(p?)│NaOH(a=1)│O2(p?) (3) H2(p?)│HCl(a=1)│O2(p?) (4) H2(p?)│KOH(a=1)│O2(p?) (5) H2(p?)│H2SO4(a=1)│O2(p?) 电动势值：( ) (A) 除1 外都相同(B) 只有2,4 相同
(C) 只有3,5 相同(D) 都不同 4. 对应电池Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)的化学反应是：（） (A) 2Ag(s)+Hg22+(aq) = 2Hg(l) +2Ag+ (B) 2Hg+2Ag+ = 2Ag +Hg22+ (C) 2AgCl+2Hg = 2Ag +Hg2Cl2 (D) 2Ag+Hg2Cl2 = 2AgCl +2Hg 5. 电动势测定应用中，下列电池不能用于测定H2O(l)的离子积的是： （） (A) Pt,H2(p?)|KOH(aq)||H+(aq)|H2(p?),Pt (B) Pt,H2(p?)|KOH(aq)||参比电极 (C) Pt,H2(p?)|KOH(aq)|HgO(s)|Hg(l) (D) Pt,H2(p?)|HCl(aq)|Cl2(p?),Pt 6. 在电极与溶液的界面处形成双电层，其中扩散层厚度与溶液中离 子浓度大小的关系是（） (A) 两者无关 (B) 两者成正比关系 (C) 两者无确定关系 (D) 两者成反比关系 7. 某电池反应为Zn(s)＋Mg2+(a=0.1)＝Zn2+(a=1)＋Mg(s) 用实 验测得该电池的电动势E＝0.2312 V, 则电池的E?为：( )
第七章 电化学习题及解答 1. 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu ; (2) 在27℃，100 kPa 下，阳极析出多少Cl 2？ 解：电极反应为 阴极：Cu 2+ + 2e - = Cu 阳极: 2Cl - - 2e - = Cl 2 电极反应的反应进度为ξ = Q /(ZF) =It / (ZF) 因此： m Cu = M Cu ξ = M Cu It /( ZF ) = 63.546×20×15×60/(2×96485.309)=5.928g V Cl 2 = ξ RT / p =2.328 dm 3 2. 用银电极电解AgNO 3溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出1.15g 的Ag ，并知阴极区溶液中Ag +的总量减少了0.605g 。求AgNO 3溶液中的t (Ag +)和t (NO 3-)。 解： 解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阴极区溶液中Ag +的总量的改变D m Ag 等于阴极析出银的量m Ag 与从阳极迁移来的银的量m’Ag 之差： D m Ag = m Ag - m’Ag m’Ag = m Ag - D m Ag t (Ag +) = Q +/Q = m’Ag / m Ag = (m Ag - D m Ag )/ m Ag = (1.15-0.605)/1.15 = 0.474 t (NO 3-) = 1- t (Ag +) = 1- 0.474 = 0.526 3. 已知25 ℃时0.02 mol/L KCl 溶液的电导率为0.2768 S/m 。一电导池中充以此溶液，在25 ℃时测得其电阻为453Ω。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555g/L 的CaCl 2溶液，测得电阻为1050Ω。计算（1）电导池系数；（2）CaCl 2溶液的电导率；（3）CaCl 2溶液的摩尔电导率。 解：（1）电导池系数K Cell 为 K Cell = k R = 0.2768×453 =125.4 m -1 （2）CaCl 2溶液的电导率 k = K Cell /R = 125.4/1050 = 0.1194 S/m （3）CaCl 2溶液的摩尔电导率 Λm = k/C = 110.983×0.1194/(0.555×1000)= 0.02388 S·m 2 ·mol - 4. 25 ℃时将电导率为0.141 S/m 的KCl 溶液装入一电导池中，测得其电阻为525Ω。在同一电导池中装入0.1mol/L 的NH 4OH 溶液，测得电阻为2030Ω。利用表7.1.4中的数据计算NH 4OH 的解离度α及解离常数K 。 解：查表知NH 4OH 无限稀释摩尔电导率为 ∞Λm (NH 4OH)=∞Λm (NH 4+)+∞ Λm (OH -) =73.4×10-4+198.0×10-4 =271.4 ×10-4S·m 2 ·mol - 因此， α = ∞ΛΛm m O H)(NH O H)(NH 44= O H) (NH O H)l)/cR(NH k(KCl)R(KC 4m 4Λ∞
第八、九、十章 电化学习题 一、选择题 1. 科尔劳乌施定律)1(c m m β-Λ=Λ ∞适用于（ D ） A.弱电解质 B.强电解质 C.无限稀释溶液 D.强电解质稀溶液 2. 在质量摩尔浓度为b 的MgSO 4中，MgSO 4的活度a 为（ A ） A.22) /(±γθb b B.22)/(2±γθb b C.33)/(4± γθb b D.44)/(8±γθb b 3. 某电池的电池反应可写成:( C ) （1）H 2 (g)+2 1O 2 (g)→ H 2O(l) （2）2H 2 (g)+ O 2 (g)→ 2H 2O(l) 相应的电动势和化学反应平衡常数分别用E 1，E 2和K 1，K 2表示，则 ( C ) A.E 1=E 2 K 1=K 2 B.E 1≠E 2 K 1=K 2 C.E 1=E 2 K 1≠K 2 D.E 1≠E 2 K 1≠K 2 4. 下列电池中，电动势E 与Cl -的浓度无关的是（ C ） A.Ag|AgCl(s)|KCl(aq)| Cl 2 (g,100kPa)| Pt B.Ag|Ag +(aq)|| Cl - (aq)| Cl 2 (g,100kPa)| Pt
C.Ag|Ag+(aq)|| Cl- (aq)| AgCl(s) |Ag D.Ag|AgCl(s) |KCl(aq)|Hg2Cl2 (s)|Hg 5. 电池在恒温恒压及可逆条件下放电，则系统与环境间的热交换Q r值是（B ） A.Δr H m B.TΔr S m C.Δr H m - TΔr S m D.0 6. 在电池Pt| H 2 (g,p)| HCl （1mol·kg-1）||CuSO4（0.01 mol·kg-1）|Cu的阴极中加入下面四种溶液，使电池电动势增大的是（ A ） A.0.1 mol·kg-1CuSO4 B.0.1 mol·kg-1Na2SO4 C.0.1 mol·kg-1Na2S D.0.1 mol·kg-1氨水 7. 298K时，下列两电极反应的标准电极电势为: Fe3+ + 3e-→ Fe Eθ(Fe3+/Fe)=-0.036V Fe2+ + 2e-→ Fe Eθ(Fe2+/Fe)=-0.439V 则反应Fe3+ + e-→ Fe2+ 的Eθ(Pt/Fe3+, Fe2+)等于( D ) 8. 298K时，KNO3水溶液的浓度由1mol·dm-3增大到2 mol·dm-3,其摩尔电导率Λm将( B ) A.增大 B.减小 C.不变 D.不确定 9. 电解质分为强电解质和弱电解质，在于：( B )。
第7章 电化学 习题解答 1. 将两个银电极插入AgNO 3溶液，通以0.2 A 电流共30 min ，试求阴极上析出Ag 的质量。 解：根据B ItM m zF = 得 Ag Ag 0.23060107.87 g 0.4025 g 196500 ItM m zF ???= = =? 2. 以1930 C 的电量通过CuSO 4溶液，在阴极有0.009 mol 的Cu 沉积出来，问阴极产生的H 2的物质的量为多少？ 解：电极反应方程式为： 阴极 2Cu 2e Cu(s)+ -+→ 阳极 222H O(l)H (g)2OH 2e -- →++ 在阴极析出0.009 mol 的Cu ，通过的电荷量为: Cu Q (0.009296500) C 1737 C nzF ==??= 根据法拉第定律，析出H 2的物质的量为 2H Cu 19301737 mol 0.001 mol 296500 Q Q Q n zF zF --= = ==? 3. 电解食盐水溶液制取NaOH ，通电一段时间后，得到含NaOH 1 mol/dm 3 的溶液0.6 dm 3 ， 同时在与之串联的铜库仑计上析出30.4 g 铜，试问制备NaOH 的电流效率是多少？ 解：根据铜库仑计中析出Cu(s)的质量可以计算通过的电荷量。 Cu Cu 30.4 mol 0.957 mol 11 63.5 2 m n M = ==?电 理论上NaOH 的产量也应该是0.957 mol 。而实际所得NaOH 的产量为 (1.0×0.6) mol = 0.6 mol 所以电流效率为实际产量与理论产量之比，即 0.6 100%62.7%0.957 η= ?= 4. 如果在10×10 cm 2 的薄铜片两面镀上0.005 cm 厚的Ni 层[镀液用Ni(NO 3)2]，假定镀层能均匀分布，用2.0 A 的电流强度得到上述厚度的镍层时需通电多长时间？设电流效率为 96.0%。已知金属的密度为8.9 g/cm 3 ，Ni(s)的摩尔质量为58.69 g/mol 。 解：电极反应为： 2+Ni (aq)2e Ni(s)-+= 镀层中含Ni(s)的质量为：
第七章电化学 7.1电极过程、电解质溶液及法拉第定律 原电池：化学能转化为电能（当与外部导体接通时，电极上的反应会自发进行，化学能转化为电能，又称化学电源） 电解池：电能转化为化学能(外电势大于分解电压，非自发反应强制进行） 共同特点： （1)溶液内部:离子定向移动导电 (2)电极与电解质界面进行的得失电子的反应----电极反应（两个电极反应之和为总的化学反应，原电池称为电池反应，电解池称为电解反应） 不同点： （1）原电池中电子在外电路中流动的方向是从阳极到阴极，而电流的方向则是从阴极到阳极，所以阴极的电势高，阳极的电势低，阴极是正极，阳极是负极；（2）在电解池中，电子从外电源的负极流向电解池的阴极，而电流则从外电源的正极流向电解池的阳极，再通过溶液流到阴极，所以电解池中，阳极的电势高，阴极的电势低，故阳极为正极，阴极为负极。不过在溶液内部阳离子总是向阴极移动，而阴离子则向阳极移动。
两种导体：第一类导体（又称金属导体，如金属，石墨）； 第二类导体（又称离子导体，如电解质溶液，熔融电解质） 法拉第定律: 描述通过电极的电量与发生电极反应的物质的量之间的关系 =F = n z Qξ F 电 F -- 法拉第常数; F = Le =96485.309 C/mol = 96500C/mol Q --通过电极的电量； z -- 电极反应的电荷数（即转移电子数），取正值； ξ--电极反应的反应进度； 结论：通过电极的电量，正比于电极反应的反应进度与电极反应电荷数的乘积，比例系数为法拉第常数。 依据法拉第定律，人们可以通过测定电极反应的反应物或产物的物质的量的变化来计算电路中通过的电量。相应的测量装置称为电量计或库仑计coulometer,通常有银库仑计和铜库仑计。 7.2 离子的迁移数 1. 离子迁移数:电解质溶液中每一种离子所传输的电量在通过的总电量中所占的百分数，用tB表示
物理化学电化学练习题 及答案
第八、九、十章 电化学习题 一、选择题 1. 科尔劳乌施定律)1(c m m β-Λ=Λ∞ 适用于（ D ） A.弱电解质 B.强电解质 C.无限稀释溶液 D.强电解质稀溶液 2. 在质量摩尔浓度为b 的MgSO 4中，MgSO 4的活度a 为（ A ） A.22)/(±γθb b B.22)/(2±γθb b C.33)/(4±γθb b D.44)/(8±γθb b 3. 某电池的电池反应可写成:( C ) （1）H 2 (g)+2 1O 2 (g)→ H 2O(l) （2）2H 2 (g)+ O 2 (g)→ 2H 2O(l) 相应的电动势和化学反应平衡常数分别用E 1，E 2和K 1，K 2表示，则 ( C ) A.E 1=E 2 K 1=K 2 B.E 1≠E 2 K 1=K 2 C.E 1=E 2 K 1≠K 2 D.E 1≠E 2 K 1≠K 2 4. 下列电池中，电动势E 与Cl -的浓度无关的是（ C ） A.Ag|AgCl(s)|KCl(aq)| Cl 2 (g,100kPa)| Pt B.Ag|Ag +(aq)|| Cl - (aq)| Cl 2 (g,100kPa)| Pt C.Ag|Ag +(aq)|| Cl - (aq)| AgCl(s) |Ag D.Ag|AgCl(s) |KCl(aq)|Hg 2Cl 2 (s)|Hg 5. 电池在恒温恒压及可逆条件下放电，则系统与环境间的热交换Q r 值是（ B ） A.Δr H m B.TΔr S m C.Δr H m - TΔr S m D.0 6. 在电池Pt| H 2 (g,p )| HCl （1mol·kg -1）||CuSO 4（0.01 mol·kg -1）|Cu 的阴极中加入 下面四种溶液，使电池电动势增大的是（ A ） A.0.1 mol·kg -1CuSO 4 B.0.1 mol·kg -1Na 2SO 4 C.0.1 mol·kg -1Na 2S D.0.1 mol·kg -1氨水 7. 298K 时，下列两电极反应的标准电极电势为: Fe 3+ + 3e -→ Fe E θ(Fe 3+/Fe)=-0.036V Fe 2+ + 2e -→ Fe E θ(Fe 2+/Fe)=-0.439V 则反应Fe 3+ + e -→ Fe 2+ 的E θ(Pt/Fe 3+, Fe 2+)等于 ( D ) A.0.184V B.0.352V C.-0.184V D.0.770V 8. 298K 时，KNO 3水溶液的浓度由1mol·dm -3增大到2 mol·dm -3,其摩尔电导率Λm 将 ( B ) A.增大 B.减小 C.不变 D.不确定 9. 电解质分为强电解质和弱电解质，在于：( B )。 (A) 电解质为离子晶体和非离子晶体；
第七章 电化学习题及解答 1. 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu ; (2) 在27℃，100 kPa 下，阳极析出多少Cl 2？ 解：电极反应为 阴极：Cu 2+ + 2e - = Cu 阳极: 2Cl - - 2e - = Cl 2 电极反应的反应进度为ξ = Q /(ZF) =It / (ZF) 因此： m Cu = M Cu ξ = M Cu It /( ZF ) = 63.546×20×15×60/(2×96485.309)=5.928g V Cl 2 = ξ RT / p =2.328 dm 3 2. 用银电极电解AgNO 3溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出1.15g 的Ag ，并知阴极 区溶液中Ag +的总量减少了0.605g 。求AgNO 3溶液中的t (Ag +)和t (NO 3-)。 解： 解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阴极区溶液中Ag +的总量的改变D m Ag 等于阴极析出银的量m Ag 与从阳极迁移来的银的量m’Ag 之差： D m Ag = m Ag - m’Ag m’Ag = m Ag - D m Ag t (Ag +) = Q +/Q = m’Ag / m Ag = (m Ag - D m Ag )/ m Ag = (1.15-0.605)/1.15 = 0.474 t (NO 3-) = 1- t (Ag +) = 1- 0.474 = 0.526 3. 已知25 ℃时0.02 mol/L KCl 溶液的电导率为0.2768 S/m 。一电导池中充以此溶液，在25 ℃时测得其电阻为453Ω。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555g/L 的CaCl 2溶液，测得电阻为1050Ω。计算（1）电导池系数；（2）CaCl 2溶液的电导率；（3）CaCl 2溶液的摩尔电导率。 解：（1）电导池系数K Cell 为 K Cell = k R = 0.2768×453 =125.4 m -1 （2）CaCl 2溶液的电导率 k = K Cell /R = 125.4/1050 = 0.1194 S/m （3）CaCl 2溶液的摩尔电导率 Λm = k/C = 110.983×0.1194/(0.555×1000)= 0.02388 S·m 2 ·mol - 4. 25 ℃时将电导率为0.141 S/m 的KCl 溶液装入一电导池中，测得其电阻为525Ω。在同一电导池中装入0.1mol/L 的NH 4OH 溶液，测得电阻为2030Ω。利用表7.1.4中的数据计算NH 4OH 的解离度α及解离常数K 。 解：查表知NH 4OH 无限稀释摩尔电导率为 ∞ Λm (NH 4OH)=∞Λm (NH 4+)+∞Λm (OH - ) =73.4×10-4+198.0×10-4 =271.4 ×10-4S·m 2 ·mol - 因此， α =∞ΛΛm m OH)(NH OH)(NH 44= OH)(NH OH)l)/cR(NH k(KCl)R(KC 4m 4Λ∞
电化学练习题选择题 1．离子独立运动定律适用于 (A) 强电解质溶液(B) 弱电解质溶液 (C) 无限稀电解质溶液(D) 理想稀溶液 答案：C 2. CaCl 2摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是 (A)) ()()(22Cl Ca CaCl m m m (B)) (2)()(2 2Cl Ca CaCl m m m (C)) ()(21)(2 2Cl Ca CaCl m m m (D))} ()({21)(2 2Cl Ca CaCl m m m 答案：B 3．298K 时，当H 2SO 4溶液的浓度从0.01mol/kg 增加到0.1mol/kg 时，其电导率κ和摩尔电导率Λm 将 (A) κ减小，Λm 增加(B) κ增加，Λm 增加 (C) κ减小，Λm 减小(D) κ增加，Λm 减小 答案：D 4．下列电解质中，离子平均活度系数最大的是 Ａ. 0.01 mol/kg NaCl B. 0.01 mol/kg CaCl 2 C ．0.01 mol/kg LaCl 3 D. 0.01 mol/kg CuSO 4 答案：A 5.LiCl 的无限稀释摩尔电导率为1241003.115mol m S ，在298K 时，测得LiCl 稀溶液中Li+ 的迁移数为0.3364，则Cl-离子的摩尔电导率Cl m 为 (A) 1 241033.76mol m S (B) 1 241003.113mol m S (C) 1 241070.38mol m S (D) 1 221033.76mol m S 答案：A 6.质量摩尔浓度为b 的Na 3PO 4溶液，平均活度系数为，则电解质的活度为 (A) 4 4/4b b a B
电化学 A 一、选择题 1. 某燃料电池的反应为： O2(g)─→H2O(g) H2(g)＋1 2 在400 K 时的?r H m和?r S m分别为-251.6 kJ·mol-1和–50 J·K-1·mol-1,则该电池的电动势为：( ) (A) 1.2 V (B) 2.4 V (C) 1.4 V (D) 2.8 V 2. 已知下列两个电极反应的标准电极电位为： Cu2++ 2e-─→Cu(s) φ $= 0.337 V 1 Cu++ e-─→Cu(s) φ $= 0.521 V 2 由此可算得Cu2++ e-─→Cu+的φ?值为：( ) (A) 0.184 V (B) 0.352 V (C) -0.184 V (D) 0.153 V 3. 有下面一组电池： (1) H2(p?)│HCl(a=1)‖NaOH(a=1)│O2(p?) (2) H2(p?)│NaOH(a=1)│O2(p?) (3) H2(p?)│HCl(a=1)│O2(p?) (4) H2(p?)│KOH(a=1)│O2(p?) (5) H2(p?)│H2SO4(a=1)│O2(p?) 电动势值：( ) (A) 除1 外都相同(B) 只有2,4 相同
(C) 只有3,5 相同(D) 都不同 4. 对应电池Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)的化学反应是：（） (A) 2Ag(s)+Hg22+(aq) = 2Hg(l) +2Ag+ (B) 2Hg+2Ag+ = 2Ag +Hg22+ (C) 2AgCl+2Hg = 2Ag +Hg2Cl2 (D) 2Ag+Hg2Cl2 = 2AgCl +2Hg 5. 电动势测定应用中，下列电池不能用于测定H2O(l)的离子积的是： （） (A) Pt,H2(p?)|KOH(aq)||H+(aq)|H2(p?),Pt (B) Pt,H2(p?)|KOH(aq)||参比电极 (C) Pt,H2(p?)|KOH(aq)|HgO(s)|Hg(l) (D) Pt,H2(p?)|HCl(aq)|Cl2(p?),Pt 6. 在电极与溶液的界面处形成双电层，其中扩散层厚度与溶液中离子浓度大小的关系是（） (A) 两者无关 (B) 两者成正比关系 (C) 两者无确定关系 (D) 两者成反比关系 7. 某电池反应为Zn(s)＋Mg2+(a=0.1)＝Zn2+(a=1)＋Mg(s) 用实验测得该电池的电动势E＝0.2312 V, 则电池的E?为：( )
实验 金属的电化腐蚀及其防护 一 实验目的 （1） 了解金属电化腐蚀的基本原理及其影响因素。 （2） 掌握防止金属腐蚀的原理及方法。 二 实验原理 金属在与周围介质作用下，因发生化学反应或电化学反应而引起的破坏称为金属腐蚀。单纯因发生化学反应而引起的腐蚀称化学腐蚀；当金属和电解质溶液接触时，因发生与原电池相似的电化学作用而引起的腐蚀称为电化腐蚀。电化腐蚀可以以宏电池形式发生，即整块金属构成腐蚀电池的阳极，与其相联系的另一种材料（金属或碳等）构成阴极；而电化腐蚀更普遍的形式是形成微电池，即金属材料的某一局部的主体金属构成阳极，其周围存在的杂质（另一种金属、碳或金属碳化物等）构成阴极。总之，在腐蚀电池中，总是较活泼的金属充当阳极发生氧化反应而被腐蚀；活泼性较差的金属或其它杂质充当阴极，电解质中的氧化性物质（离子或分子）在其表面获得电子发生还原反应。 对一定金属而言，影响其电化学腐蚀速度的主要因素是介质的温度和化学组成（成分、浓度）。一般来说，电解质的温度升高，有利于离子或分子在其中的迁移，从而加快电极反应速度，即加速金属的电化学腐蚀速度。 金属在酸性介质中通常发生析氢腐蚀，且酸性越强腐蚀速度越快，H +在阴极还原为H 2 析出： 阳极（Fe ）：Fe － 2e － → Fe 2+ 阴极（杂质）：2H + ＋ 2e － → H 2↑ 总反应：Fe ＋2H + → Fe 2+ ＋ H 2↑ 金属在弱酸性（PH≥4）及中性介质中，主要发生的是吸氧腐蚀，反应为：阳极（Fe ）： 2Fe － 4e － → 2Fe 2+ 阴极（杂质）：O 2 ＋ 2H 2O ＋ 4e － → 4OH 一 总反应： 2Fe ＋ O 2 ＋ 2H 2O → 2Fe(OH)2 产物Fe(OH)2可进一步被O 2氧化： 4 Fe(OH)2 ＋ O 2 ＋ 2H 2O → 4Fe(OH)3 4Fe(OH)3 → F e 2O 3·xH 2O 以上反应同时伴随热量的产生。 差异充气腐蚀是吸氧腐蚀的一种形式，它是因金属表面电解质中氧气的浓度（分压）分布不均匀引起的。由电极反应式： O 2 ＋ 2H 2O 十 4e －→ 4OH 一 可得 ) ()(lg 4059 .0)/()/(222- --+ =OH c O p OH O E OH O E θ θ )(2O p 大的部位)/(2-OH O E 也大，)(2O p 小的部位)/(2-OH O E 亦小，于是就组成了 一个氧的浓差电池：)(2O p 小处的金属成为阳极，发生氧化反应，被腐蚀；)(2O p 大处为阴极，O 2（加水）还原为OH － 。 桥梁断裂，地桩损坏，锅炉爆炸，仪表失灵等危及人们生命和财产安全的事故，往往是
物理化学第七章电化学
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第七章电化学 7.1电极过程、电解质溶液及法拉第定律 原电池：化学能转化为电能（当与外部导体接通时，电极上的反应会自发进行，化学能转化为电能，又称化学电源） 电解池：电能转化为化学能(外电势大于分解电压，非自发反应强制进行） 共同特点： （1)溶液内部:离子定向移动导电 (2)电极与电解质界面进行的得失电子的反应----电极反应（两个电极反应之和 为总的化学反应，原电池称为电池反应，电解池称为电解反应） 不同点： （1）原电池中电子在外电路中流动的方向是从阳极到阴极，而电流的方向则是从阴极到阳极，所以阴极的电势高，阳极的电势低，阴极是正极，阳极是负极； （2）在电解池中，电子从外电源的负极流向电解池的阴极，而电流则从外电源的正极流向电解池的阳极，再通过溶液流到阴极，所以电解池中，阳极的电势高，阴极的电势低，故阳极为正极，阴极为负极。不过在溶液内部阳离子总是向阴极移动，而阴离子则向阳极移动。 两种导体：第一类导体（又称金属导体，如金属，石墨）； 第二类导体（又称离子导体，如电解质溶液，熔融电解质） 法拉第定律: 描述通过电极的电量与发生电极反应的物质的量之间的关系 =F n = z F Qξ 电 F -- 法拉第常数; F = Le =96485.309 C/mol = 96500C/mol Q --通过电极的电量； z -- 电极反应的电荷数（即转移电子数），取正值；
ξ--电极反应的反应进度； 结论： 通过电极的电量，正比于电极反应的反应进度与电极反应电荷数的乘积， 比例系数为法拉第常数。 依据法拉第定律，人们可以通过测定电极反应的反应物或产物的物质的量的变化 来计算电路中通过的电量。相应的测量装置称为电量计或库仑计coulometer,通常有银库仑计和铜库仑计 。 7.2 离子的迁移数 1. 离子迁移数:电解质溶液中每一种离子所传输的电量在通过的总电量中所占 的百分数，用 tB 表示 1 =∑±=-++t 或显然有1:t t 离子的迁移数主要取决于溶液中离子的运动速度，与离子的价数无关，但离子的 运动速度会受到温度、浓度等因素影响。 影响离子电迁移速度的因素：①离子的本性 ②溶剂性质 ③温度 ④溶液浓度 ⑤电场强度等 2. 离子淌度:为了便于比较，将离子在电场强度 E = 1 V ·m-1 时的运动速度 称为离子的电迁移率（历史上称为离子淌度），用 u 表示。某一离子 B 在电场强度 E 下的运动速度 vB 与电迁移率的关系为; E v u B B = 电迁移率单位是：m2·V-1·s-1，在无限稀溶液中，H+ 与 OH- 的电迁移率比 较大。 由离子迁移数的定义，有： - ++++= u u u t - +--+= u u u t 电场强度虽然影响离子运动速度，但不影响电迁移数，因为电场强度变化时，阴、 阳离子运动速度按相同比例改变。
电化学 B 一、选择题 1. p?和298 K下，把Pb和Cu(Ac)2溶液发生的反应安排为电池，当获得可逆电功为kJ时，电池同时吸热kJ，因此该过程有：（） (A) ??r U>0, ??r S>0 (B) ??r U<0, ??r S>0 (C) ??r U>0, ??r S<0 (D) ??r U<0, ??r S<0 2. 在应用电位计测定电动势的实验中，通常必须用到：（） (A) 标准电池 (B) 标准氢电极 (C) 甘汞电极 (D) 活度为1的电解质溶液 3. 下列电池中液接电势不能被忽略的是：( ) (A) Pt, H2(p1)│HCl(m1)│H2(p2), Pt (B) Pt, H2(p)│HCl(m1)‖HCl(m2)│H2(p), Pt (C) Pt, H2(p)│HCl(m1)┆HCl(m2)│H2(p), Pt (D) Pt, H2(p)│HCl(m1)│AgCl,Ag-Ag,AgCl│HCl(m1)│H2(p), Pt 4. 某电池反应为: Hg2Cl2(s)＋H2(p?)─→2 Hg(l)＋2 H+(a=1)＋2 Cl-(a=1) 已知:E?＝V, (?E/?T)p＝×10-4 V·K-1, 则?r S m为：( ) (A) J·K-1·mol-1(B) J·K-1·mol-1 (C) J·K-1·mol-1(D) J·K-1·mol-1
5. 电池中使用盐桥的作用是：（） (A) 使电池变成无液体接界的可逆电池 (B) 基本消除电池中的液体接界电势 (C) 消除电池中存在的扩散现象 (D) 使液体接界电势为零 6. 用对消法测定电池电动势，若实验中发现检流计始终偏向一边，则可能原因是：（） (A) 被测定电池温度不均匀 (B) 被测定电池的两极接反了 (C) 搅拌不充分使浓度不均匀 (D) 检流计灵敏度差 7. 将一铂丝两端分别浸入含mol·dm-3 Sn2+和mol·dm-3 Sn4+的溶液中，这时的电位差为：（） (A) E(Sn4+|Sn2+)+2 (B) E(Sn4+|Sn2+)+ (C) E(Sn4+|Sn2+) - (D) E(Sn4+|Sn2+) - 2 8. 测定电池电动势时，标准电池的作用是：（） (A) 提供标准电极电势 (B) 提供标准电流 (C) 提供标准电位差 (D) 提供稳定的电压 9. 当电池的电动势E=0时，表示：（） (A) 电池反应中，反应物的活度与产物活度相等
电化学B 一、选择题 1. p?和298 K下，把Pb和Cu(Ac)2溶液发生的反应安排为电池，当获得可逆电功为91.84 kJ时，电池同时吸热213.6 kJ，因此该过程有：（） (A) ?r U?r S>0 (B) ?r U?r S>0 ?r U?r S<0 ?r U?r S<0 2. 在应用电位计测定电动势的实验中，通常必须用到： （） (A) 标准电池 (B) 标准氢电极 (C) 甘汞电极 (D) 活度为1的电解质溶液 3. 下列电池中液接电势不能被忽略的是：( ) (A) Pt, H2(p1)│HCl(m1)│H2(p2), Pt (B) Pt, H2(p)│HCl(m1)‖HCl(m2)│H2(p), Pt (C) Pt, H2(p)│HCl(m1)┆HCl(m2)│H2(p), Pt (D) Pt, H2(p)│HCl(m1)│AgCl,Ag-Ag,AgCl│HCl(m1)│H2(p), Pt 4. 某电池反应为: Hg2Cl2(s)＋H2(p?)─→2 Hg(l)＋2 H+(a=1)＋2 Cl-(a=1) 已知:E?＝0.268 V, (?E/?T)p＝-3.2×10-4 V·K-1, 则?r S m为：( ) (A) -61.76 J·K-1·mol-1(B) -30.88 J·K-1·mol-1
(C) 62.028 J·K-1·mol-1(D) -0.268 J·K-1·mol-1 5. 电池中使用盐桥的作用是：（） (A) 使电池变成无液体接界的可逆电池 (B) 基本消除电池中的液体接界电势 (C) 消除电池中存在的扩散现象 (D) 使液体接界电势为零 6. 用对消法测定电池电动势，若实验中发现检流计始终偏向一边，则可能原因是：（） (A) 被测定电池温度不均匀 (B) 被测定电池的两极接反了 (C) 搅拌不充分使浓度不均匀 (D) 检流计灵敏度差 7. 将一铂丝两端分别浸入含0.1 mol·dm-3 Sn2+和0.01 mol·dm-3 Sn4+的溶液中，这时的电位差为：（） (A) E(Sn4+|Sn2+)+0.059/2 (B) E(Sn4+|Sn2+)+0.059 (C) E(Sn4+|Sn2+) - 0.059 (D) E(Sn4+|Sn2+) - 0.059/2 8. 测定电池电动势时，标准电池的作用是：（） (A) 提供标准电极电势 (B) 提供标准电流 (C) 提供标准电位差 (D) 提供稳定的电压 9. 当电池的电动势E=0时，表示：（）
大学物理化学电化学课后习题及答案 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
电化学课后习题一、是非题 下列各题中的叙述是否正确正确的在题后括号内画“√”，错误的画“×”： 1、用能斯特公式算得电池的电动势为负值，表示此电池反应的方向是朝正向进行。（） 2、电池Zn (s)| ZnCl 2 (b= mol·kg1，= | AgCl(s) | Ag(s)，其反应为： 2AgCl(s)+Zn(s)===2Ag(s)+ ZnCl 2 (b= mol·kg1，= 所以，其电动势的计 算公式为：E MF=E MF RT F 2ln a(ZnCl2) =E MF RT F 2 ln× ( )。 3、标准电极电势的数据就是每个电极双电层的电势差。（） 4、电池反应的电动势E MF与指定电池反应计量方程式的书写无关，而电池 反应的热力学函数变 r G m等则与指定电池反应计量方程式的书写有关。 5、锌、银两金属片同时插入HCl水溶液中，所构成的电池是可逆电池。 二、选择题 选择正确答案的编号，填在各题之后的括号内： 1、原电池在定温定压可逆的条件下放电时，其在过程中与环境交换的热量为：（）。 (A) r H m； (B)零； (C) T r S m； (D) r G m。 2、电池Hg(l) | Zn(a1) | ZnSO4(a2) | Zn(a3) | Hg(l)的电动势：（）。 (A)仅与a1，a3有关，与a2无关；(B)仅与a1，a2有关，与a3无关；
(C)仅与a 2，a 3有关，与a 1无关；(D)与a 1，a 2，a 3均无关。 3、在25℃时，电池Pb(Hg)(a 1)|Pb(NO 3)2(aq)|Pb(Hg) (a 2)中a 1? a 2，则其电动势E ：（ ）。 (A)0； (B)0； (C)=0； (D)无法确定 三、填空题 在以下各小题中的 处填上答案： 1、Ag(s)|AgNO 3（b 1= mol ·kg 1， , 1=）|| AgNO 3（b 2= mol ·kg 1， , 2=）|Ag(s)在25℃时的电动势E MF =。 2、若已知某电池反应电动势的温度系数p ）T E ??MF （ 0，则该电池可逆放电时的反应热Q r ；r S m 。（选择填入0， 0，或=0） 四、综合题 习题1 写出下列原电池的电极反应和电池反应： (i) Pt ｜H ２（p ）｜HCl(a )｜AgCl(s)｜Ag(s) (ii) Pt ｜H ２（p ）｜NaOH(a )｜O ２(p )｜Pt 习题2 将下列化学反应设计成原电池，并以电池图式表示： (i) Z n (s)＋H ２S Ｏ４（aq)H ２(p)+Z n SO4（aq) (ii) Pb(s)+HgO(s)Hg(l)+PbO(s) (iii) Ag ＋（a ）+I －（a ）A gI(s) 习题3