I物理化学题库.doc

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1、4801 电池 Pb(s)H2SO4(m)PbO2(s)，作为原电池时，负极是 ，正极 是 ；作为电解池时，阳极是 ，阴极是 。 4802 当电池的电压小于它的开路电动势时，则表示电池在： ( ) (A) 放电 (B) 充电 (C) 没有工作 (D) 交替地充放电 4803 电解混合电解液时，有一种电解质可以首先析出，它的分解电压等于下列差值中 的哪一个？式中 f平 ， f 阴 和f阳 分别代表电极的可逆电极电势和阴、阳极的实际析出电势。 ( ) (A) f平，阳 f平，阴 (B) f阳 + f阴 (C) f阳（最小） f阴（最大） (D) f阳（最大） f阴（最小） 4804 计算 298

2、K 时，电解池 PtHBr (0.05molkg-1，g = 0.860)Pt 的可逆分解 电压。已知:f $(Br2/Br-) = 1.065 V . 4805计算下列电解池在 298 K 时的可逆分解电压： (甲) PtHBr ( 0.05 molkg-1, g = 0.860)Pt (乙) Ag(s)AgNO3 (0.50 molkg-1,g = 0.526)AgNO3(0.01molkg-1,g = 0.902)Ag(s) 已知：f$ (Br2/Br-)= 1.065 V 。 4806 在 298 K 时，使下述电解池发生电解作用， PtCdCl2(1.0 molkg-1), NiSO

3、4(1.0 molkg-1)Pt 问当外加电压逐渐增加时，两电极上首先发生什么反应？这时外加电压至少为若干？ （设活度系数均为1）。已知:f $ (Cd2+/Cd) = -0.402 V , f $ (Ni2+/Ni) = -0.25 V , f $ (Cl2/Cl-) = 1.358 V , f $ (O2/OH-) = 0.401V . 4807 电极表面反应速率r与电流密度j之间应满足_关系。 4808 H2和O2在Ag电极上的超电势在电流密度为0.1A cm-2时分别为0.87和0.98 V。 试 问：将两个Ag电极，插入一稀NaOH溶液中电解时, 在此电流密度下的外加电压应为多少?

4、(忽略电解池内部电压降)。 已知E$ (O2-H2)=1.229 V 。 4809 用电解法制备铜-镍-锌的合金， 今于含上述金属的氰化物溶液中电解, 阴极上析出 0.175 g合金, 其组成为： Zn 22.9%， Cu 72.8%， Ni 4.3% 。若无氢气析出, 试问应在 溶液中通过多少电量? 4810 将10 g硝基苯还原为苯胺, 理论上需要多少电量? 若电解槽电压为2 V, 需 消耗多少电能? 已知: M(C6H5NO2)=123.113 gmol-1 . 4811 用电解食盐法制备氯和碱时, 在140 dm3电解液中，以1250 A电流通电10 h, 测得每dm3 溶液中含氢氧化

5、钠116.5 g.，试计算电解槽的电解效率。 4812 解释理论分解电压和实际分解电压, 并简要说明其不一致的原因。 4813 298 K时, 以Pt为阳极, Fe为阴极, 电解浓度为1 molkg-1的NaCl水溶液(活度系数为 0.66)。 设电极表面有H2(g)不断逸出时的电流密度为0.1Acm-2, Pt上逸出Cl2(g)的超电势可近似看作零。 若Tafel公式为 h =a+blg(j/1Acm-2), 且Tafel常数 a=0.73 V, b=0.11V, f $ (Cl2/Cl-)=1.36 V，请计算实际的分解电压。 4814工业上，以隔膜法电解饱和食盐水的电解池为：铁网, H2

6、NaClCl2, 涂钌的钛, 电解液为NaOH, 100 gdm-3; NaCl, 190 gdm-3(g =0.72)。求此电解NaCl的理论分解 电压。p(H2)=p(Cl2)=101.325 kPa, f$ (Cl2/Cl-)=1.36V 。 4815 电解HNO3, H2SO4, NaOH, NH3H2O, 其理论分解电压均为1.23 V。其原因是 _。 4816 从理论上分析电解时的分解电压, E分解=_, 而且随电流 强度I的增加而_。 4851 电化学中电极反应的速度以 _ 表示，极化是 _ 的现象，极化主要有 _, _。超电势是 。 4853 若氢在 Cd、Hg 电极上的超电势

7、，在所讨论电流密度范围内服从塔菲尔公式 h = a + blgj. 对于这两个电极, 其 b 值都为 0.118 V，但两电极的 a 值不同。氢 在这些电极上析出时的传递系数 a 均为 0.5。电极反应得失电子数均为 1。氢在 Cd 和 Hg 上的交换电流 j。分别是 110-7Am-2 和 610-9 Am-2。求在 298 K时，两 电极通过相同的电流密度情况下，氢在 Hg、Cd 两电极上的超电势的差值。 4855 当发生极化现象时，两电极的电极电势将发生如下变化： ( ) (A) f平，阳 f阳 ； f平，阴 f阴 (B) f平，阳 f阳 ； f平，阴 f阴 (C) f平，阳 f阳 ；

8、j平，阴 f阴 (D) f平，阳 f阳 ； f平，阴 f阴 4856 298 K 时，用铂电极电解 1 moldm-3 的 H2SO4(不考虑活度系数)： (1) 计算理论分解电压 (2) 若两电极面积均为 1cm2，电解液电阻为 100 W，H2和O2的超电势h (V) 与电流密度 j (Acm-2) 的关系分别为 h = 0.472 + 0.118 lgj h = 1.062 + 0.118 lgj 问当通过的电流为 1 mA 时，外加电压为若干？ 已知:f $ (O2,H2O,H+) = 1.229 V 。 4857 298 K、0.1 moldm-3的 HCl 溶液中，氢电极的热力学电

9、势为 -0.06 V，电解此溶液 时，氢在铜电极上的析出电势 f为： ( ) (A) 大于 -0.06 V (B) 等于 -0.06 V (C) 小于 -0.06 V (D) 不能判定 4858 电池放电时，随电流密度增加阳极电位变 _，阴极电位变 _，正 极变 _ ，负极变_。 4859 电解过程中，极化作用使消耗的电能 _；在金属的电化学腐蚀过程中，极 化作用使腐蚀速度 _ 。 4860 (1) 设阳极和阴极的超电势均为 0.7 V，还原电位均为 1.20 V，则阳极电位等 于_ ，阴极电位等于_ 。 (2) 电池充电时，充电电压比平衡电动势高、低还是相等 _ 。 4861 极谱分析仪所用

10、的测量阴极属于下列哪一种？ ( ) (A) 浓差极化电极 (B) 电化学极化电极 (C) 难极化电极 (D) 理想可逆电极 4863 j 代表电池的电流密度，j0代表电极的交换电流密度，以下关系式中哪个反映了 常用参比电极的工作特性？ ( ) (A) j j0 (B) j j0 (C) j= j00 (D) j= j0= 0 4864 298 K 时, 用 Pb 为电极来电解 H2SO4溶液 (0.10 molkg-1,g =0.265)，若在 电解过程中，把 Pb 阴极与另一摩尔甘汞电极相连组成原电池，测得其电动势 E = 1.0685 V。试求 H2在 Pb 阴极上的超电势。（H2SO4只

11、考虑一级电离） 已知 f甘汞 = 0.2802 V 。 4865 在锌电极上析出氢气的塔菲尔公式为 h = 0.72+0.116lgj, 在 298 K 下, 用 Zn 作 阴极，惰性物质作阳极，电解浓度为 0.1 molkg-1的 ZnSO4溶液，设溶液 pH = 7， 要使 H2不和锌同时析出,应控制什么条件？ 已知:f $ (Zn2+/Zn) = -0.7628 V 。 4866 氢气在金属电极上析出时, 根据条件不同, 超电势随电流密度变化关系分别可用 h =Rej 或 h =a + b lgj 表示, 前者适用于 情况, 而后者适用于 _情况。 4867 已知电极（1）PtH2, H

12、+, （2） PtFe3+, Fe2+, 和（3）PbH2, H+ 的交换电流密度je分别为： (1) 0.79 mAcm-2; (2) 2.5 mAcm-2; (3) 5.010-12 Acm-2。当它们在298 K处于平衡态时, 每秒有多少电子或质子通过双电层被输送? (1) _cm-2s-1 ；(2) _cm-2s-1 ；(3) _cm-2s-1 。 4868 25时, 若H+ 离子在Pt极上放电的交换电流密度为0.79 mAcm-2, 问超电势为 (1) 10 mV ， (2) 100 mV ， (3) -5.0 V时，电极电流密度分别为 (1) _; (2) _; (3) _mAcm

13、-2? 令a =。 4869 极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是： ( ) (A) 增加溶液电导 (B) 固定离子强度 (C) 消除迁移电流 (D) 上述几种都是 4870 Tafel公式 h =a+blgj 的适用范围是 ： ( ) (A) 仅限于氢超电势 (B) 仅限于j 0, 电极电势稍有偏差的情况 (C) 仅限于阴极超电势, 可以是析出氢, 也可以是其他 (D) 可以是阴极超电势, 也可以是阳极超电势 4871 极谱分析的基本原理是根据滴汞电极的 ( ) (A) 电阻 (B) 浓差极化的形成 (C) 汞齐的形成 (D) 活化超电势 4872 298 K时, 用Pb为电极来电解0.10

14、0 moldm-3 H2SO4(g =0.265)。 在电解过程中, 把Pb阴极与另一摩尔甘汞电极相联接， 当Pb阴极上氢开始析出时, 测得E分解=1.0685 V, 试求H2在Pb电极上的超电势(H2SO4只考虑一级电离), 已知摩尔甘汞电极的氢标电势f甘汞=0.2800 V 。 4873 (1) 试导出同一电极反应在不同的超电势时, 反应速率(即电流密度j)之比的表达式 ； (2) 25时，1 moldm-3的KOH溶液用镀铂黑的铂电极电解，使它在阳极上产生O2, 当 超电势为0.4V时, 电流密度j=10-3 Acm-2, 若超电势为0.6 V, j为多少? (设对称 因子或传递系数b

15、=0.5) 4874 PtH2(p$), H+(aq)电极的j0为0.79 mAcm-2, 当穿过电极界面的电势差为5 mV, 温度为25, 以及质子的活度为1时, 问通过总面积为5 cm2的标准电极的电流是多少? 4875 25时, 以汞阴极电解稀硫酸溶液, 测得不同阴极超电势时的电流密度如下: h /V 0.60 0.65 0.73 0.79j107/Acm-2 2.9 6.3 28 100求Tafel公式 h =a+bln(j/Acm-2) 中之a, b，传递系数a 及交换电流密度j0 。 4876 由Buttler-Volumer方程：j=j0exp(aFh/RT)-exp(-b Fh

16、/RT) 导出电极稍有 极化时，超电势与电流密度的关系 h =w j 。 4877 在电池 , H2(p$) | H+| KCl(饱和) | Hg2Cl2-Hg 中测定氢在阴极析出的超 电势。当pH=7.00, 25下，测得电池E=1.325 V, 试求H2在上析出的超电势是多少? 已知饱和甘汞的电极电势在25时为0.2415 V 。 4878 电极Pt | Ce4+, Ce3+的交换电流密度为3.9810-5 Acm-2 , E$=1.61V, Ce4+,Ce3+的 浓度均为0.05 moldm-3，且活度系数分别为g=0.90和0.97。试推导电流密度j与外加电压V的函数关系，假定只存在活

17、化超电势(a=0.5)。 4879 电极Pt | Ce4+, Ce3+的交换电流密度为3.9810-5 Acm-2, E$=1.61V, 推导电流密 度j与外加电压V的函数关系。假定只存在活化超电势, 设离子的活度为1(a=0.5). 4880 25时，在Ni电极上反应H+e-H2的交换电流密度为1.0010-5，Acm-2。 试求欲达到0.100 V的超电势时, 需要多少电流密度(a=0.5)? (a) 从Butler-Volmer 方程计算; (b) 从Tafel方程近似计算。 4881 甲醇在373 K, 1moldm-3 H2SO4中，以200 Am-2的电流密度发生电化学氧化时, 在

18、铂黑电极上需要0.44 V的超电势, 在Pt-Ru-Mo合金催化剂上为0.23 V, 当超电势均为0.30 V时, 在这两种催化剂上的相对反应速率是多少? 4882 在1 molkg-1的HCl中, 有两种不同的金属Pt和Hg, 今维持两者的电势相等(-0.40 V), 求298 K时，1 h 内不同金属上H2的析出量。已知在Pt, Hg上, 析出H2的交换电流密度j0 分别是7.910-4和0.7910-12 Acm-2 (设传递系数a=0.5)。 4883 试述电极过程产生超电势的原因。 4884 从能量的利用上看，超电势的存在有其不利的方面。但在工业及分析等方面，超电势 的现象也被广泛的

19、应用, 试举出二个利用超电势的例子_, _。 4885 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a=0.10, a =0.010, 氧在阳极上析出的超电势为0.500 V, 已知： f$ (Sn2+/Sn) =-0.140 V, f $ (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a降至何值时, 才开始析 出氢气? 4886 298 K时, 测得下列电池的电动势为0.187 V, Pt | PbSO4 | H2SO4(0.01molk

20、g-1) | H2(p$), Pt, 若0.01 molkg-1 H2SO4的电导 率为8.610-3 W-1cm-1, 电池的电极面积为1cm2, 极间距为2 cm, 求有200 mA电流通 过电池时的端电压。设右电极为理想的不极化电极, 左电极的超电势为+250 mV。 4887 电流密度为0.1 Acm-2时, H2和O2在Ag电极上的超电势分别为0.90 V和0.98 V。 今 将两个Ag电极插入0.01 molkg-1的NaOH溶液中, 通电(0.1Acm-2)发生电解反应, 电 极上首先发生什么反应? 此时外加电压为多少? 已知：f $ (OH-/O2) =0.401V, f$ (

21、OH-/H2) = -0.828 V。 4888 超电势测量采用的是三电极体系, 即研究电极、辅助电极和参比电极, 其中辅助 电极的作用是_, 参比电极的作用是_。 4889 下列示意图描述了原电池和电解池中电极的极化规律, 其中表示原电池阳极的是： ( ) (A) 曲线1 (B) 曲线2 (C) 曲线3 (D) 曲线4 4890 采用三电极装置研究超电势时, 一般采用鲁金毛细管, 其作用为_, 采用搅拌其作用为_。 4891 氢析出的迟缓放电理论所述的机理，可简单地写成如下的形式： Hs+e- Hs (决速步) Hs+Hs+e-H2 假设 Hs+H+, 试导出Tafel公式 h = a +

22、b lnj 。 4892 求在Fe电极上，自1 molkg-1 KOH水溶液中，每小时电解出氢100 mgcm-2时应维持的电势(氢标). 已知：a = -0.76 V, b = -0.11 V (电流密度的单位为A/cm2) 。 4893 Bowden和Rideal在25时，用汞阴极在稀H2SO4中测得了下列析氢超电势。 107j/Acm-2 6.3 28 100 h/V 0.65 0.73 0.79 计算该反应的j0和a。 4894 在0.1 moldm-3 H2SO4溶液(g =0.265)中，插入Pt电极作为阴极电解, H2在其 上析出, 阴极与mol甘汞电极相连接时，测得电池电动势为

23、1.0685 V。试计算25 时，H2在Pt电极上的超电势。 4901 求在 Fe 电极上, 自 1molkg-1 KOH 水溶液中，每小时电解出氢 100 mgcm-2 时应维持的电势（氢标）。 (已知： a = -0.76 V，b = -0.11V) 4902 氯碱工业用铁网为阴极，石墨棒为阳极，电解 w(NaCl) = 0.25 的 NaCl 溶液来 获得 Cl2(g) 和 NaOH 溶液。NaCl 溶液不断地加到阳极区，然后经过隔膜进入阴极 区。若某电解槽内阻为 810-4 W，外加电压为 4.5 V，电流强度为 2000 A，每小时从 阴极区流出溶液为 27.46 kg，其中 w(N

24、aOH) = 0.10，w(NaCl) = 0.13，已知下述电池 的电动势为2.3 V，H2(p$)NaOH(w=0.10)，NaCl(w=0.13)NaCl(w=0.25)Cl2(p$) 试问：（甲）该生产过程的电流效率为多少？ （乙）该生产过程的能量效率（即生产一定量产品时，理论上所需的电能与实 际消耗的电能之比）为多少？ （丙）该电解池中用于克服内阻及用于克服极化的电势降各为多少？ 4903 某一溶液中含 KCl，KBr 和 KI 浓度均为 0.1 molkg-1。今将该溶液放于带有 Pt 电极的多孔瓷杯内，将杯再放在一带有 Zn(s) 电极和大量 0.1 molkg-1的 ZnCl2

25、溶液的较大器皿中，若略去液接电势和极化影响，试求 298K 时下列各情况所 须施加的外加电压最少为若干？ （甲）析出 99% 的碘 （乙）析出 Br2至 Br-浓度为 110-4 molkg-1 （丙）析出 Cl2至 Cl-浓度为 110-4 molkg-1 设活度系数均为1。 已知:f $ (I2/I-)=0.535 V， f$ (Br2/Br-)=1.056 V， f$ (Cl2/Cl-)=1.360 V 。 4904 在 298 K时 , 标准压力 p$下，某混合溶液中，CuSO4浓度为 0.50 molkg-1， H2SO4浓度为 0.01molkg-1，用铂电极进行电解，首先铜沉积到 Pt 上，若 H2(g) 在 Cu(s)上的超电势为 0.23 V，问当外加电压增加到有 H2(g) 在电极上析 出时，溶液中所余Cu2+的浓度为多少