中学化学竞赛试题资源库——电极电势

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中学化学竞赛试题资源库 - -电极电势

A组

1．在碱性溶液中 ,溴的电势图如下：

哪些离子能发生歧化反响 ?并写出有关歧化反响的离子方程式 ?

2．在碱性溶液中 ,溴的电势图如下：

问哪些离子能发生歧化反响 ?并写出有关的电极反响和歧化反响的离子反响方程式 .

3．有一批做过银镜反响实验的试管要洗涤 ,可用铁盐溶液来做洗涤剂 .实验室中可选用的铁盐溶液有FeCl3、Fe2(SO4)3和Fe(NO3)3 (三种溶液中［Fe3＋］相等 ) .甲同学认为三种溶液中FeCl3洗银效果最|好 ,乙同学那么认为 Fe(NO3)3效果最|好 ,两人都提出了各自合理的判断依据 (结果如何当然还要看哪一个理由在实际过程中的效果 ) .能够查到的数据有：Fe和Ag的标准电极电势 ,ΦøFe3＋/Fe2＋＝0.77V ,ΦøAg＋/Ag＝0.80V；Fe(OH)3的溶度积 ,Ksp＝2×10－39

(1 )甲的判断依据是 ；

(2 )乙的判断依据是 .

4．气态废弃物中的硫化氢可用下法转化为可利用的硫：配制一份电解质溶液 ,主要成分为：K4[Fe(CN)6] (200g/L )和KHCO3 (60g/L)；通电电解 ,控制电解池的电流密度和槽电压 ,通入H2S气体 .写出相应的反响式 .

：φ(Fe(CN)63－/Fe(CN)64－)＝0.35V；

KHCO3溶液中的φ(H＋/H2)～－0.5V；φ(S/S2－

B组

5．求右边电池的电动势：Pt | H2 (1.0atm )| H＋ (1.0mol/L )|| Hg22＋ (0.10mol/L )| Hg

6．一块铜板被等分成Cu (α )、Cu (β )两块 .Cu (α )经锤打 ,从而引起Cu (α )和Cu (β )性质的差异 .

(1 )用Cu (α )、Cu (β )设计一电池：Cu (α )| CuSO4 (aq )| Cu (β ) .电池电动势用E＝φR－φL表达 .φR和φL分别为右、左半电池的电极电势 .请在答卷上选择正确的E值 ,并给出选择的热力学判据 .

(2 )写出净电池反响式 .

7．试用原电池符号表示当以1mol/L盐酸为电解质 ,pH2＝101.325kPa时 ,反响

1/2H2 (g )＋AgCl (s )＝Ag (s )＋HCl (aq )

所构成的原电池 ,并计算出298K时的热力学平衡常数Kø的常用对数值 .

：ΦøA (H＋/H2 )＝0.00V ,ΦøA (AgCl/Ag ,Cl－ )

8．奥格 (Ogg )对下述电池：

Hg (l )|硝酸亚汞 (m1 ) ,HNO3·mol－1 )||硝酸亚汞 (m2 ) ,HNO3·mol－1 )|Hg (l )在298K维持m2／m1＝10的情形下进行了一系列测定 ,求得电动势的平均值为0.029V ,试根据这些公众号：惟微小筑

数据确定亚汞离子在溶液中是Hg22＋还是Hg＋ .

92SO4水溶液 .在阴极是H＋放电生成H2；ES2O82－/ SO42－＝2.06V；半反响O2＋2H2O＋4e－＝4OH－的E＝0.401V .在电流密度为100mA/cm2×105Pa .

通过计算判断阳极是哪种离子放电 ?在阳极区有什么物质生成 ?在电解槽中安装何种装置可得到NaOH和H2SO4溶液 ?

电解时 ,两个电极的实际电势数值与理论电极电势相比都分别存在一个电势差值 ,这个电势差值称为该电极的超电势 (或超电压、过电位 ) .阳极的实际电势数值总要比它的理论电极电势更正一些；阴极的实际电势数值总要比它的理论电极电势更负一些 .根据国际上的规定 ,不管阴极还是阳极起电势均取正值 .

10．镅 (Am )是一种用途广泛的锕系元素 .241Am的放射性强度是镭的3倍 ,在我国各地商场里常常可见到241Am骨密度测定仪 ,检测人体是否缺钙：用241Am制作的烟雾监测元件已广泛用于我国各地建筑物的火警|报警器 (制作火警|报警器的1片241Am我国批发价仅10元左右 ) .镅在酸性水溶液里的氧化态和标准电极电势 (E4＋/Am3＋3＋/Am的标准电极电势 ,等等 .一般而言 ,发生自发的氧化复原反响的条件是氧化剂的标准电极电势大于复原剂的标准电极电势 .

试判断金属镅溶于过量稀盐酸溶液后将以什么离子形态存在 .简述理由 .

附：E (H＋/H2)＝0V；Eø(Cl2/Cl－)＝1.36V；Eø(O2/H2O)＝1.23V .

11．酸性溶液中某金属M的元素电势图 (298.15K )如下：

(1 )计算以下电对的EA .

M2＋(aq)＋2e＝M(s) MO53－＋10H＋＋3e＝M4＋(aq)＋5H2O

(2 )把金属M加到已排除氧的密闭容器内的稀盐酸里 ,假定热力学可能进行的反响未被动力学因素阻止 ,会发生什么反响 .

(3 )氧化物MO2很容易溶于情性气氛的盐酸里 ,且当反响结束留下澄清溶液 ,假定热力学上可能进行的反响未被动力学因素阻止 ,试问该溶解过程的主要产物 (除去水 )是什么 ?

(4 )化合物K3MO5很容易溶于密闭容器内的稀盐酸里 ,当反响结束后 .留下澄清溶液 ,假定热力学上可能进行的反响未被动力学因素阻止 ,试问该溶解过程除K＋(aq)及水外的主要产物是什么 ?

12．实验室制备氯气的方法之一是常用MnO2和浓度为12mol/L的浓HCl反响 ,而不用MnO2和浓度为1.1mol/L的稀HCl反响 .请用电极电位说明理由 .

13．某含有KBr和KI的混合溶液 (浓度均为1mol/L ) ,请通过计算求出用KMnO4溶液氧化I－而不氧化Br－ ,溶液的pH值范围 ,并说明如何具体控制该pH值 .

：EMnO4 - ,H +/Mn2 +＝1.51V ,EBr2/Br -＝1.07V ,EI2/I -＝0.54V . 公众号：惟微小筑

14．光合作用可以概括为一个总的方程式：

6CO2 (g )＋6H2O光、叶绿素C6H12O6 (s )＋6O2 (g )

298K时的ΔH和ΔS值如下：Δ×106J ΔS＝－182J/K

如果对于1mol反响变化的ΔH和ΔS ,那么：Δ×106J/mol ΔS＝－182J/mol·K

假设把光合作用的逆过程设计成一个原电池 ,在一个电极上把氧气复原成水 ,而在另一个电极上把葡萄糖氧化成二氧化碳 .

(1 )这种借助于光合作用反响 ,使光能转变成电能的电池的电动势是多少 ?

注：在这个信封中 ,你可以找到这个反响的电动势和自由能变之间的关系 (注意 ,如果你翻开信封 ,那么会扣去几分 ) .

(2 )假设我们想要给光合作用方程式中的 "光〞定量 ,我们要问：有多少摩尔波长为500nm的光子参加上述反响 ,请计算 .

(3 )一个边长是10m的方形游泳池 ,其中含有能进行光合作用的反响的绿色海藻 .如果在平均照度下 ,预计从1cm2面积上能产生1mA电流 ,那么该游泳地产生的电力是多少 ?

C组

15．计算 (Zn2＋/Zn )和 (Ag＋/Ag )组成的电池的标准电动势 .哪个电对是负极 ?写出单位相对浓度 (标准状态 )时电地反响方程式 .

16．在单位相对浓度条件下 ,Fe3＋能否将Br－氧化成Br2 ?

17．预测25℃时 , (1 )铊与 (2 )铜中间氧化态的水溶液的稳定性 .

18． (1 )假设Zn2＋和Cu2＋－9M ,计算25℃时电对Zn2＋/Zn和Cu2＋/Cu组成的电池的电动势 ? (2 )25℃时 lmol Cu2＋将Zn氧化为上述浓度的Zn2＋ ,计算此反响的△G和△G .

19．25℃时 ,假设H＋的浓度从1M降到10－4M ,问电对 (MnO4/Mn2＋ )的氧化能力降低多少 ?

20．25℃时 ,AgCl的Ksp×10－10 ,计算Ag－AgCl电极浸在1M KCl中的E ?

21．查表得数据 ,计算25℃Ag(S2O3)23－的稳定常数 ?

22． (1 )Fe2＋和Fe3＋的浓度相等 ,问［Ag＋］为多少时 ,才能使由 (Ag＋/Ag )和 (Fe3＋/Fe2＋ )组成的原电池的电压为零 ?

Fe2＋＋Ag＋Fe3＋＋Ag

(2 )确定25℃时 ,此反响的平衡常数 ?

23×10－3M的Fe3＋酸性溶液中 ,结果发现25℃平衡时只有5.4％的铁以Fe3＋的形式存在 .计算E (Hg22＋/Hg ) ?假设只发生如下反响：

2Hg＋2Fe3＋→Hg22＋＋2Fe2＋

24．25℃、pH＝7时 ,电对 (丙酮酸盐／乳酸盐 )和 (NAD＋/NADH )的E ,别为－0.19V和－0.32V .通过NADH (每分子带两个电子 )将丙酮酸盐用酶催化复原为乳酸盐 (每分子带两个电子 ) ,问反响的E ,及pH为7时每复原1mol丙酮酸盐的△G ,是多少 ?

25．计算： (1 )由电对 (Cd2＋/Cd )和 (Cu2＋/Cu )组成的电池的标准电动势 ? (2 )哪个电对是正极 ?

26．由电对 (Sn2＋/Sn )和 (Br2/Br－ )组成电池 ,计算该电池的电动势 ? 公众号：惟微小筑

27．为什么Co2＋在水中是不稳定的 ?

28．将H2O2和Fe2＋混合 ,下述反响哪一个更可能进行：Fe2＋氧化成Fe3＋ ,还是Fe2＋复原成Fe ?写出每一个可能发生的反响方程式并计算出平衡电化学电池的标准电动势 .

29．用什么物质可以将氟化物氧化为氟 ?

30．Fe2＋溶液在空气中是否稳定 ?为什么这类溶液可以用铁屑保存 ?

31． (TI3＋/TI )电极的标准电极电势是多少 ?

32．对于无氧的非配合介质中的歧化反响 ,下述哪一个中间氧化态更稳定：锗 (Ⅱ )还是锡 (Ⅱ ) ?

33．以下各电对都处于标准浓度时 ,H2O2是氧化剂还是复原剂 ? (1 ) (I2/1－ )； (2 )

(S2O82－/SO42－ )； (3 ) (Fe3＋/Fe2＋ ) .

34．两个氢电极构成电池 ,阴极区H＋的浓度为10－8mol/L ,阳极区H＋的浓度为0.025mol/L ,计控该电池的电势 ?

35．从某种意义上说 ,上题介绍的电池可以作为pH计 .假设某半电池含有1.00M H＋ ,处于标准态 .推导25℃时 ,另一个半电池的pH值和观测电压的关系 (将测量计的正极端与标准半电池相连 ) .

36．普通的燃料电池通常是基于甲醇的燃烧反响 .首|先找到一种适于以下阳极反响的好的催化外表；CH3OH (l )＋6OH－→CO2 (g )＋5H2O (l )＋6e－

阴极反响与已研究成功的氢一氧燃料电池的阴极反响相同：

O2 (g )＋2H2O (l )＋4e－→4OH－

计算该燃烧电池的电动势 (标准态下 ) .

37．计算当Ag＋和Cu2＋×10－6M和×10－3M时 ,电对 (Ag＋/Ag )和 (Cu2＋/Cti )组成的电池的电动势 .计算在指定浓度下细复原1mol Cu2＋的△G .