物理化学试题与答案1

1、物理化学试卷1班级 姓名 分数 一、选择题 ( 共16题 30分 )1. 2 分 (4932) 用铜电极电解 0.1mol·kg-1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- (D) 2OH- H2O + O2+ 2e- 2. 2 分 (4948) 金属活性排在H2之前的金属离子, 如Na+ 能优先于H+在汞阴极上析出, 这是由于： ( D ) (A) f$ (Na+/ Na) < f $ (H+/ H2) (B) h (Na) < h (H2) (C) f (Na+/

2、Na) < f (H+/ H2) (D) H2在汞上析出有很大的超电势, 以至于f (Na+/ Na) > f (H+/ H2) 3. 2 分 (4869) 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 4. 2 分 (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： ( B ) (A) 曲线1 (B) 曲线2 (C) 曲线3 (D) 曲线4 5. 2 分 (4910) 以石墨为阳极，电解 0.01 mol·kg-1 NaCl 溶液，在阳极上

3、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：f $ (Cl2/Cl-)= 1.36 V , h (Cl2)= 0 V ， f $ (O2/OH-)= 0.401V , h (O2) = 0.8 V 。 6. 2 分 (5154) 将铅蓄电池在 10.0 A 电流下充电 1.5 h，则 PbSO4分解的量为： （ Mr(PbSO4)= 303 ） ( B ) (A) 0.1696 kg (B) 0.0848 kg (C) 0.3392 kg (D) 0.3564 kg 7. 2 分 (5102) 一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞，今用

4、一金属片焊接在洞外面以堵漏，为了延长铁 箱的寿命，选用哪种金属片为好？ ( D ) (A) 铜片 (B) 铁片 (C) 镀锡铁片 (D) 锌片 8. 2 分 (4940) 25时, H2在锌上的超电势为 0.7 V，f $ (Zn2+/Zn) = -0.763 V，电解一含有 Zn2+(a=0.01) 的溶液，为了不使 H2析出，溶液的 pH值至少应控制在 ( A ) (A) pH > 2.06 (B) pH > 2.72 (C) pH > 7.10 (D) pH > 8.02 9. 2 分 (4857) 298 K、0.1 mol·dm-3的 HCl 溶液中

5、，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 f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 *. 2 分 (4946) 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 11. 2 分 (4924) 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

6、： ( B ) (A) 20.2 h (B) 5.4 h (C) 2.7 h (D) 1.5 h 12. 2 分 (4947) 通电于含有相同浓度的Fe2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+的电解质溶液, 已知 f $ (Fe2+/ Fe) = -0.440 V ， f $ (Ca2+/ Ca) = -2.866 V f $ (Zn2+/ Zn) = -0.7628 V ， f$ (Cu2+/ Cu) = 0.337 V 当不考虑超电势时, 在电极上金属析出的次序是 ： ( A ) (A) Cu Fe Zn Ca (B) Ca Zn Fe Cu (C) Ca Fe Zn Cu (D) Ca

7、Cu Zn Fe 13. 2 分 (5105) 在还原性酸性溶液中, Zn的腐蚀速度较Fe为小, 其原因是： ( D ) (A) f (Zn2+/ Zn)(平) < f (Fe2+/ Fe)(平) (B) f (Zn2+/ Zn) < f (Fe2+/ Fe) (C) f (H+/ H2)(平, Zn) < f (H+/ H2)(平, Fe) (D) f (H+/ H2)(Zn) < f (H+/ H2)(Fe) 14. 2 分 (4921) 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

8、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 15. 1 分 (4297) 恒温、恒压下，可逆电池放电过程的： ( B ) (A) DH = Q (B) DH < Q (C) DH > Q (D) DH与Q的 关系不定 16. 1 分 (3864) 下面哪一个公式表示了离子独立移动定律 ( C ) (A) a = Lm/ L (B) l= t L (C) l,+= Ll (D) Lm= k / c 二、填空题 ( 共10题 20分 )17. 2 分 (4949) 电解工业中, 为了衡量一个产品的经济指标，需要计算电能效率,

9、 它的表达式是 _电能效率 =_。 18. 2 分 (4110)常用的铅蓄电池，工作时发生的电池反应为：_Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)_。19. 2 分 (3900)的摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是：_。20. 2 分 (4950) 电解工业中, 为了衡量一个产品的经济指标，需要计算电流效率, 它指的是 _电流效率 =_。 21. 2 分 (4285) 已知可逆电池 Tl(Hg)TlCl(s)KCl(aq,c)Hg2Cl2(s)Hg(l) 在 25 时，电池反应的 DrSm为 72.375 J·K-1，DH 为 4878

10、0 J，则电池可逆工作时吸 收的热量为 _Qr= TDS = 21.57 kJ·mol-1 _ 。 22. 2 分 (3892)CaCl2摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是：_。23. 2 分 (5113) 铜板上有一些铁的铆钉, 长期暴露在潮湿的空气中, 在_铆钉_ 部位特别容易生锈。 24. 2 分 (4934) 已知f $ (Fe2+/Fe)= -0.440 V, f$ (Cu2+/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 (0.02 mol·kg-1

11、)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 _f (Fe2+/Fe) = f $+ RT/2F× ln 0.01 = -0.4992 V f (Cu2+/Cu) = f $+ RT/2F× ln 0.02 = 0.2868 V 最先析出的是 Cu _。 25. 2 分 (4909) 以 Cu 为电极，电解 1 mol·dm-3 CuSO4溶液 (pH = 3), 则在阴极上的电极反应 _阴极：Cu2+ + 2e- Cu_，阳极上的电极反应 _阳极：Cu - 2e- Cu2+_ 。 已知： H2在 Cu 电极上, h = 0.5 V

12、, f $ (Cu2+/Cu)= 0.337 V ， O2在 Cu 电极上, h = 0 V, f $ (O2/H+,H2O)= 1.229 V 。 26. 2 分 (4816) 从理论上分析电解时的分解电压,E分解=_E分解=E可逆+h阴+h阳+IR_, 而且随电流 强度I的增加而_增加_。 三、计算题 ( 共 3题 20分 )27. 10 分 (3692)用两个银电极电解AgNO3溶液，通电一定时间后，库仑计中有5.432×10-5 kg Ag沉积下来。经分析测定得知，电解后阴极区共有溶液2.767×10-2 kg，其中含有AgNO3 2.326×10-4 k

13、g，另由中部取出1.948×10-2 kg溶液，经分析其中含有AgNO31.326×10-4 kg,计算迁移数t(Ag+)和t(NO3-)。 答 n(电) =5.034×10-4 mol n(后) =1.369×10-3 mol n(前)=1.107×10-3 mol n(迁)=2.414×10-4 mol t(Ag+)=n(迁)/n(电)=0.4795 t(NO3-)=0.520528. 5 分 (4937) Cd2+Cd电极的标准电势为 -0.403 V，而 Pt,H2H+ 电极的交换电流密度为 j0= 0.79 mA·

14、cm-2，问 298 K时， 在含有Cd2+(a=1) 和 H+(a=1) 的溶液中，需要多大 电流密度，才能使Cd2+离子在 Pt 电极上沉积出来 ? （H+ 离子的传递系数 a = 0.5） 答 使氢电极极化至 -0.403 V j = j0 exp(na Fh/RT) = 0.79 exp(1×0.5×0.403/0.0257) = 2.01 A/cm2 当电流密度达到 2.01 A/cm2 以上时，Cd2+ 才开始沉积在阴极上。 29. 5 分 (4560) 两个氢电极插在某一盐酸溶液中, 电动势为 0.0464 V, 设某一氢电极的氢气压力为 101.325 kP

15、a, 则在 298 K 时, 另一氢电极的氢气压力为多少?(写出所有可能的答案) 答 PtH2(p1)H+H2(p2)Pt E=(RT)/(2F) ln(p1/p2)=0.0464 V 若 p1= 101.325 kPa, 则 p2= 2.729 kPa 若 p2= 101.325 kPa, 则 p1= 372.5 kPa 四、问答题 ( 共 4题 30分 )30. 10 分 (3875) 有三种配合物 A、B、C ,它们是硝基氨合钴 ()八面体配体的氯化物,可写为 Co() (NH3)x(NO2)y Clz,但其中有一个配合物 y = 0 ,三种配合物分别是 1-1 价、1-2 价、1-3

16、价电解质。请根据摩尔电导的测定值,并根据盎萨格理论 Lm= LK 确定 A、B、C 三种配合物的型式,并写出分子式。 已知 c/ mol·dm-3 Lm / ( S·m2·mol-1) A B C 0.00391 128.7 155.7 106.8 0.00781 123.1 147.9 102.9答 K值是电解质不同类型随浓度改变对电导的影响或者是在一定浓度范围内库仑 引力强弱的反映。 根据盎萨格公式 K = ( Lm,1 - Lm,2) / () 由上式求得 KA= 216 KB= 301 KC=150 即 KB KA KC 可得 B 3-1型电解质 Co()

17、(NH3)6Cl3 A 2-1型电解质 Co()(NH3)5(NO2) Cl2 C 1-1型电解质 Co()(NH3)4(NO2)2 Cl 31. 10 分 (4615) 在 25时，利用下述反应设计电池，怎样才能使该可逆电池的电动势变为零？ H2(g,101.325 kPa) + Cu2+a(Cu2+) 2H+(a) + Cu(s) 已知 25时，Cu2+/Cu 的标准电极电位为 0.337 V。 答 设计电池： H2(g,101.325kPa)HCl(a1)CuSO4(a2)Cu(s) (2分) E = E$- RT/2F×lna2(H+)/a(Cu2+) = f $ (Cu2+

18、/Cu) - 0.05916/2 lga2(H+)/a(Cu2+) (2分) (1) 对 HCl 而言： a = (g±)2(m/m$)2，若取 a+ = a-，g±=1 则 (a+)2 = (m/m$)2 (2分) (2) 对 CuSO4 而言： a =(g±)2(m/m$)2，若取 a+ = a-，g±=1 则 a+ = m/m$ (2分) E = f $ (Cu2+/Cu) - 0.02958 lg(m(HCl)2/m(CuSO4) 欲使 E = 0 必须满足 (m(HCl)2/m(CuSO4) = 2.48×1011 (2分) 32. 5 分 (4956) 在电流密度为0.1 A·cm-2条件下, H2在Pb, Zn电极上的超电势分别为0.4 V, 0.75 V，已知：f$ (Pb2+/ Pb)=-0.126 V, f$ (Zn2+/ Zn)=-0.763 V。 试写出在一混合溶液中插入Ni电极作为阴极电解时, 混合