物理化学第十章模拟试卷C
物理化学第十章模拟试卷C
班级 姓名 分数
一、选择题 ( 共10题 20分 ) 1. 2 分
极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是： ( C ) (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
2. 2 分
-1
用铜电极电解 0.1mol·kg的 CuCl2水溶液，阳极上的反应为 ( B ) (A) 2Cl- ─→ Cl2+ 2e- (B) Cu ─→ Cu2++ 2e- (C) Cu ─→ Cu++ e-
1 (D) 2OH- ─→ H2O + 2O2+ 2e-
3. 2 分
极谱分析仪所用的测量阴极属于下列哪一种？ ( A ) (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
4. 2 分
电解金属盐的水溶液时, 在阴极上 ： ( B ) (A) 还原电势愈正的粒子愈容易析出 (B) 还原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈容易析出 (C) 还原电势愈负的粒子愈容易析出 (D) 还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出
5. 2 分
电解时, 在阳极上首先发生氧化作用而放电的是： ( D ) (A) 标准还原电势最大者 (B) 标准还原电势最小者 (C) 考虑极化后，实际上的不可逆还原电势最大者 (D) 考虑极化后，实际上的不可逆还原电势最小者
6. 2 分
298 K、0.1 mol·dm-3的 HCl 溶液中，氢电极的热力学电势为 -0.06 V，电解此溶液 时，氢在铜电极上的析出电势 ?H为： ( C ) (A) 大于 -0.06 V (B) 等于 -0.06 V (C) 小于 -0.06 V (D) 不能判定
7. 2 分
电池在恒温、 恒压及可逆情况下放电, 则其与环境的热交换为 ( B )
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(A) ?rH (B) T?rS
(C) 一定为零 (D) 与?rH与T?rS均无关
8. 2 分
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 ?平 ， ? 阴 和?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。 ( C ) (A) ?平，阳－ ?平，阴 (B) ?阳 + ?阴
(C) ?阳（最小） － ?阴（最大） (D) ?阳（最大） － ?阴（最小）
9. 2 分
以石墨为阳极，电解 0.01 mol·kg-1 NaCl 溶液，在阳极上首先析出： ( A ) (A) Cl2 (B) O2 (C) Cl2与 O2混合气体 (D) 无气体析出 已知：? ? (Cl2/Cl-)= 1.36 V , ? (Cl2)= 0 V ， ? ? (O2/OH-)= 0.401V , ? (O2) = 0.8 V 。
10. 2 分
298K，101.325 kPa 下，以 1 A 的电流电解 CuSO4溶液，析出 0.1 mol 铜，需时间 大约是： ( B ) (A) 20.2 h (B) 5.4 h (C) 2.7 h (D) 1.5 h
二、填空题 ( 共 9题 18分 ) 11. 2 分
将一 Pb 酸蓄电池在 10.0 A 电流下充电 1.5 h，则 PbSO4分解的质量为 。 （已知 M(PbSO4)= 303 g·mol-1 ）
12. 2 分
在锌电极上 ，H2的超电势为 0.75 V，电解一含Zn2+的浓度为 1×10-5 mol·kg-1 的溶液，为了不使 H2(g) 析出，问溶液的 pH 值应控制在 __________ 。 已知 25℃时， ? ? (Zn2+/Zn)= -0.763 V 。
13. 2 分
电极表面反应速率r与电流密度j之间应满足_______________关系。
14. 2 分
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 。
15. 2 分
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_____。
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16. 2 分
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_降低电阻超电势____
采用搅拌其作用为_________降低浓差超电势______________________。
17. 2 分
铜板上有一些铁的铆钉, 长期暴露在潮湿的空气中, 在_____________________ 部位特别容易生锈。
18. 2 分
?2+?2+?
已知? (Fe/Fe)= -0.440 V, ? (Cu/Cu) = 0.337 V，在 25℃, p时, 以 Pt 为阴极，石墨为阳极，电解含有 FeCl2(0.01 mol·kg-1)和 CuCl2
-1
(0.02 mol·kg)的水溶液，若电解过程不断搅拌溶液，且超电势可忽略不计，则最 先析出的金属是 ______。
19. 2 分
+3+2++
已知电极（1）Pt│H2, H, （2） Pt│Fe, Fe, 和（3）Pb│H2, H 的交换电流密度je分别为： (1) 0.79 mA·cm-2; (2) 2.5 mA·cm-2; (3) 5.0×10-12 A·cm-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-2·s-1 ；(2) _____________cm-2·s-1 ；(3) _____________cm-2·s-1 。
三、计算题 ( 共 5题 40分 ) 20. 10 分
298 K 时，用铂电极电解 1 mol·dm-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 ?，H2和O2的超电势? (V) 与电流密度 j (A·cm-2) 的关系分别为 ?H= 0.472 + 0.118 lgj
2 ?O= 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:? (O2,H2O,H+) = 1.229 V 。
21. 10 分
金属的腐蚀是氧化作用，金属作原电池的阳极，在不同的 pH 条件下，水溶液中 可能有下列几种还原作用： 酸性条件： 2H3O+ + 2e-＝ 2H2O + H2(p?) O2(p?) + 4H+ + 4e- → 2H2O 碱性条件： O2(p?) + 2H2O + 4e- → 4OH- 所谓金属腐蚀是指金属表面附近能形成离子浓度至少为 1×10-6 mol·kg-1。现有如下 6 种金属：Au，Ag，Cu，Fe，Pb 和 Al，试问哪些金属在下列 pH 条件下会被腐蚀： （甲） 强酸性溶液 pH = 1 （乙） 强碱性溶液 pH = 14 （丙） 微酸性溶液 pH = 6 （丁） 微碱性溶液 pH = 8 设所有活度系数均为 1。 已知 ?? (Al3+/Al)= -1.66 V, ? ? (Cu2+/Cu)= 0.337 V, ? ? (Fe2+/Fe)= -0.440 V ， ? ? (Pb2+/Pb)= -0.126 V, ? ? (Au+/Au)= 1.50 V。.
22. 10 分
298 K时, 用Pt阳极Cu阴极电解0.10 mol·dm-3 CuSO4溶液, 电极的面积为50 cm2, 电 流保持在0.040 A, 并采取措施, 使浓差极化极小。 若电解槽中含1dm3溶液, 试问至少
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电解多少时间后, H2才会析出？ 此时剩余Cu2+的浓度为多少? 设活度系数均为1。 已知氢在铜上之 ? =a+blgj, a=0.80 V, b=0.115 V, ?? (Cu2+/ Cu) =0.337 V。
23. 5 分
求在 Fe 电极上, 自 1mol·kg-1 KOH 水溶液中，每小时电解出氢 100 mg·cm-2 时应维持的电势（氢标）。 (已知： a = -0.76 V，b = -0.11V)
24. 5 分
若氢在 Cd、Hg 电极上的超电势，在所讨论电流密度范围内服从塔菲尔公式 ? = 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 ? 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 1×10-7A·m-2 和 6×10-9 A·m-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。
四、问答题 ( 共 3题 20分 ) 25. 10 分
(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 mol·dm-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
-3 -2
超电势为0.4V时, 电流密度j=10A·cm, 若超电势为0.6 V, j为多少? (设对称 因子或传递系数? =0.5)
26. 5 分
298 K 时, 某钢铁容器内盛 pH = 4.0 的溶液，试通过计算说明此时钢铁容器是否 会被腐蚀？假定容器内 Fe2+浓度超过 10-6 mol·dm-3 时，则认为容器已被腐蚀。 已知：? ? (Fe2+/Fe) = -0.4402 V，H2在铁上析出时的超电势为 0.40 V。
27. 5 分
试述电极过程产生超电势的原因。
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