物化单元测验试题一[1]

单元测验试题一
一、试计算0.001 mol.dm -3 KCl 和0.003 mol.dm -3 K 2SO 4溶液中K 2SO 4的平均活度因子[其中A = 0.509 (mol·dm -3)-1/2]。

（10分）
二、某电导池先后充以0.001 mol.dm -3 的HCl ，0.001 mol.dm -3的NaCl 和0.001 mol.dm -3的NaNO ３ 三种溶液，分别测得电阻为 468、1580和1650 Ω，已知NaNO ３的摩尔电导率为1.21× 10-2 S m 2 mol -1，求：
(1) 0.001mol·dm -3 NaNO ３溶液的电导率
(2) 电导池常数
(3) 此电导池中如充以0.001 mol·dm -3HNO ３溶液，请求该溶液摩尔电导率Λm 。

（10分）
三、在Hittorf 迁移管中，用Cu 电极电解已知浓度的CuSO 4 溶液。

通电一定时间后，串联在电路中的银库仑计阴极上有0.0405 g Ag(s) 析出。

称重阴极部溶液质量为36.434 g ，据分析知，在通电前含CuSO 41.1276 g ，在通电后含CuSO 41.1090 g ，试求Cu 2+和SO 42-的离子迁移数。

已知：
（10分）
四、298 Ｋ，标准压力下，下列反应的摩尔反应焓为5.356 kJ.mol -1 Ａg (s)+1/2Hg 2Cl 2(s)=AgCl (s)+ Hg (1)，已知298K, Hg 2Cl 2(s)和AgCl (s)的标准摩尔生成吉布斯自由能分别为
κι
A
1142
(CuSO )79.75 g mol M -=⋅1
(Ag)107.88 g mol M -=⋅
－210.66和－109.72 kJ.mol-1（20分）
(1) 设计一电池完成上述反应，并写出电极反应
(2) 求电池电动势和温度系数及电池可逆放电时的热效应
(3) 已知（AgCl/Ag）= 0.2224 V，求
298K时的(Hg2Cl2/Hg)
五、(1) 联系电化学与热力学的桥梁是什么？以该电池的电池反应为例，由化学反应等温式推出能斯特方程。

（10分）
(2) 该电池反应可以用如下两个反应式表示：
试说明
与，
与
，
与
，与
的关系。

（10分）
六、试将下列两个反应设计为原电池，写出电池符号及电极
反应，并计算各自在298.15 K时的标准热力学平衡常数，指
出两者之间的关系。

已知：
（20分）
2122
Pt H HCl ()Cl Pt
()()
a
p p
||||
+
2122H Cl
H Cl H () ()
11
(1) ()()Cl
22
a a
p p
+-
-
+
+=
+
2122H Cl
(2) H Cl H () ()
()()22Cl
a a
p p
+-
-
+
+=
Ag Cl
Ag()Cl AgCl(s)
a a
+-
+-
+−−→
()
Ag Cl
AgCl(s)Ag()Cl()
a a
+-
+-
−−→+
七、试用氧电极将下列反应设计为原电池：
写出电极反应，并求水的，已知：
10分
单元测验试题一参考答案
一、解:
求离子强度5分，离子平均活度因子5分。

二、解：
( 1 )
( 2) .
( 3 )
第一小题2分，第二小题3分，第三小题5分。

三、解：
()()
I m z i i i ==⨯+⨯-+⨯+⨯∑1212
0001100011000610003222222
....()=⋅-0013.mol dm 791.01018
.001.0)2(1509.0509.0lg =∴-=-⨯⨯-=⋅-=±-+±γγI z z ()1
22)()()(1021.133---+⋅⨯=ΛΛΛ=Λmol m S NaCl m H Cl m NaNO m H NO m 12211
111021.4)1580120468120(------⋅⨯≈⨯-⨯
+mol m S c S
m S m
每一步计算各2分。

四、解：
( 1 ) .
电池为:
负极:
正极:
( 2 ).
(
)
11
66.2102
1
72.109--⋅-⨯-⋅-=mol kJ mol
kJ =-⋅-4391
.kJ mol =⋅--32711
.k J mol
( 3 ) （AgCl/Ag ）
= 0.2224 V ，求298K 时的
(Hg 2Cl 2
/Hg)
(Hg 2Cl 2/Hg)
- （AgCl/Ag ）
= 0.0455 V
(Hg 2Cl 2/Hg) = 0.2679 V
第一小题6分，第二小题8分，第三小题6分。

五、解：
(1) 解：（10分）
联系电化学与热力学的桥梁：
电池反应： 推导过程：
推导过程6分，其余4分。

(2) 解： （10分）
（2
分）
r ,,f,max ()T p R G W nEF
∆==-r m ,,()T p R nEF
G zEF
ξ
∆=-
=-+2122H Cl H Cl H () ()
()()22Cl a a p p +--++=r m r m B
B
B
ln
G G RT a ν
∆=∆+∏
r m
22
22
H Cl
H Cl ln
G a a RT a a +-
=∆+
r m G zEF
∆=-r m G zE F
∆=-
22
22H Cl
H Cl ln
RT E E
zF
a a a a +-
=-
B B B
ln
RT E zF
a ν=-
∏
22
11
1212
H Cl
ln RT a a E E F a a +
-
⋅=-⋅ 22
22
22H Cl ln 2RT a a E E F a a +-
=-⋅
1212
E E E E ==
（2分）
（6分）
六、解： （1）
每步2分。

（2）
电极反应2分，其余各2分。

1122ln ln 2RT
RT E K E K F
F
=
=
()()()()()
3Ag s | AgCl s | HCl aq || AgNO aq | Ag s Cl () Ag(s)Cl ()AgCl(s)e a ----+→+Ag () Ag ()e Ag(s)
a ++-++→
七、解：
前三步各2分，最后一步4分。

电解与极化的例题
用Pt做电极电解SnCl2水溶液, 在阴极上因H2有超电势故只析出Sn(s), 在阳极上析出O2, 已知α(Sn2+) = 0.10, α(H+) =
0.010, 氧在阳极上析出的超电势为0.500 V, 已知：
(Sn2+/Sn) = -0.140 V, (O2/H2O) = 1.23 V。

(1) 写出电极反应, 计算实际分解电压。

(2) 若氢在阴极上析出时的超电势为0.500 V, 试问要使α(Sn2+)降至何值时, 才开始析出氢气?
解：(1) 阴极: Sn2+ + 2e-──→ Sn(s)
阳极: H2O -2e-──→ 1
2O2(g) + 2H+
阴=(Sn
2+/Sn) + (RT/2F)lnα (Sn2+) = -0.170 V
阳=(O2/H2O) + (RT/2F)lnα2(H+)+η(O
2
) = 1.61 V
E(分解) =阳-阴= 1.78 V
(2) 当H2析出时
(H+/H2)-η(H2) = (Sn2+/Sn)
α (Sn2+)《α (H+)
α (H+) = 0.01+[0.1-α (Sn2+)]×2
= 0.21
=> α (Sn2+) = 2.9×10-14。