物理化学第九章模拟试卷A

1、物理化学第九章模拟试卷A一、选择题(共10题20分)1.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2.将铅蓄电池在10.0A电流下充电1.5h，则PbSO4分解的量为（Mr(PbSO4)=303）()(A)0.1696kg(B)0.0848kg(C)0.3392kg(D)0.3564kg3.在还原性酸性溶液中,Zn的腐蚀速度较Fe为小,其原因是：()(A)(Zn2+/Zn)(平)(Fe2+/Fe)(平)(B)(Zn2+/Zn)(Fe2+/Fe)(C)(H+/H2)(平,Zn)(H+/H2)(平,Fe)(D)(H+/H2)(Zn)(H+/H2)(Fe)4.25℃时,H2在锌上的超电势为0.7V，(Zn2+/Zn)=-0.763V，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)pH2.06(B)pH2.72(C)pH7.10(D)pH8.025.一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞，今用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？()(。

2、A)铜片(B)铁片(C)镀锡铁片(D)锌片6.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：()(A)(Na+/Na)(H+/H2)(B)(Na)(H2)(C)(Na+/Na)(H+/H2)(D)H2在汞上析出有很大的超电势,以至于(Na+/Na)(H+/H2)7.铅蓄电池负极反应的交换电流密度，比正极反应的交换电流密度约小两个数量级,这表明：()(A)负极反应的恢复平衡的速率大,容易出现极化(B)正极反应的恢复平衡的速率大,容易出现极化(C)负极反应的恢复平衡的速率小,容易出现极化(D)正极反应的恢复平衡的速率小,容易出现极化8.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49.298K、0.1mol·dm-3的HCl溶液中，氢电极的热力学电势为-0.06V，电解此溶液时，氢在铜电极上的析出电势H2为：()(A)大于-0.06V(B)等于-0.06V(C)小于-0.06V(D)不能判定*.电解金属盐的水溶液时,在阴极上：()(A)还原电势愈正的粒子愈容易。

3、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二、填空题(共9题18分)11.电解氢氧化钾溶液，制备氢气和氧气的阳极反应是________________________；阴极反应是_________________________。12.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,它的表达式是________________________________________。13.将一Pb酸蓄电池在10.0A电流下充电1.5h，则PbSO4分解的质量为。（已知M(PbSO4)=303g·mol-1）14.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________。15.以Cu为电极，电解1mol·dm-3CuSO4溶液(pH=3),则在阴极上的电极反应_________________________，阳极上的电极反应_________________________。已知：H2在Cu电极上,=0.5V,(Cu2+/Cu)=。

4、0.337V，O2在Cu电极上,=0V,(O2/H+,H2O)=1.229V。16.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应用,试举出二个利用超电势的例子_________________________,_______________________________________。17.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_____________。18.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____________________。19.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=Rej或=a+blgj表示,前者适用于情况,而后者适用于____________情况。三、计算题(共5题40分)20.10分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/A·cm-26.3。

5、28100/V0.650.730.79计算该反应的j0和。21.298K时,用Pb为电极来电解0.100mol·dm-3H2SO4(=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=1.0685V,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甘汞=0.2800V。22.298K，p时，以Pt为阴极，C（石墨）为阳极，电解含CdCl2(0.01mol·kg-1)和CuCl2(0.02mol·kg-1)的水溶液，若电解过程中超电势可忽略不计，（设活度系数均为1，已知(Cd2+/Cd)=-0.402V，(Cu2+/Cu)=0.337V，(Cl2/Cl-)=1.36V，(O2/H2O,H+)=1.229V)(不考虑水解)试问：（甲）何种金属先在阴极析出？（乙）第二种金属析出时，至少须加多少电压？（丙）当第二种金属析出时，第一种金属离子在溶液中的浓度为若干？（丁）事实上O2(g)在石墨上是有超电势的，若设超电势为0.6V，则阳极上首先应发生什么反应？23.在1mol·kg-1。

6、的HCl中,有两种不同的金属Pt和Hg,今维持两者的电势相等(-0.40V),求298K时，1h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7.9×10-4和0.79×10-12A·cm-2(设传递系数=0.5)。24.某仪器所需载气为氢气，拟用电解水法制备，2H2O=2H2+O2当所需氢气(处在标准状态下)流量为2×10-4m3·min-1时，问仪器工作10h,电解槽需耗电量(Q)为若干？电解槽电极（面积A为0.1m2）上的电流密度(j)为多少？四、问答题(共3题20分)25.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=a+blnj。26.298K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10-6mol·dm-3时，则认为容器已被腐蚀。已知：(Fe2+/Fe)=-0.4402V，H2在铁上析出时的超电势为0.40V。27.H2和O2在Ag电极上的超电势在电流密度为0.1A。

7、cm-2时分别为0.87和0.98V。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?(忽略电解池内部电压降)。已知E(O2-H2)=1.229V。参考答案一、选择题(共10题20分)1.(C)2.(B)3.(D)4.(A)5.(D)6.(D)7.(C)8.(B)9.(C)*(B)二、填空题(共9题18分)11.2OH-→(1/2)O2+H2O+2e-2H2O+2e-→H2+2OH-12.电能效率=理论上所需的电能实际消耗的电能13.PbO2+Pb+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O(10A×1.5×3600s)/(96500C·mol-1)×1/2×303g·mol-1=84.8g14.增加；减少15.阴极：Cu2++2e-→Cu↓阳极：Cu-2e-→Cu2+16.极谱分析的滴汞电极,铅蓄电池的充电,氯碱工业,电镀杂质的分离等.17.E分解=E可逆+阴+阳+IR增加18.提供电流,使研究电极极化;测量研究电极的超电势值。19.低超压高超压三、计算题(共5题40分)20.=lnj0+(RT/F)lnj根据直线方程(1)及所列数据,可得。

8、0.650.730.79lnj-14.28-12.79-11.51由此可得=0.51j0=3.95A·cm-221.氢刚在Pb极上析出时,阴极电势为(H2)=(甘汞)-E(分解)=0.2800V-1.0685V=-0.7885V而氢电极的平衡电势为(H+/H2)=-0.05915lg1/22+(H)/(H)pp$0.05915lg(H+)=-0.0933V∴阴=(H+/H2,平)-(H2)=0.6952V氢气逸出,其压力p(H2)≥p.22.(1)(Cd2+/Cd)=-0.4612V(Cu2+/Cu)=0.2868V(H+/H2)=-0.413V所以阴极上首先是Cu2+还原成Cu。(2)阳极反应：H2O→2H++(1/2)O2+2e-铜析出后[H+]=2×0.02mol·kg-1(O2/H2O)=(O2/H2O)+RT/2F×lna2(H+)=1.1463V所以E分解=(O2/H2O)-(Cd2+/Cd)=1.6075V(3)(Cd2+/Cd)=(Cu2+/Cu)=(Cu2+/Cu)+0.05915/2×lga(Cu2+)[。

9、Cu2+]=0.103×10-26mol·kg-1(4)(O2/H2O)=[(O2/H2O)]可逆+(O2)]=1.415V,(Cl-/Cl2)=1.4323V阳极上先发生H2O氧化反应。23.jj0expFRT=j0exp05040965008314298...=2416j0W(H2)=j360096500×M()H22Pt:W=791024163600965004.×22=0.0712g·cm-2·h-1Hg:W=07910241636009650012.×22=7.12×10-11g·cm-2·h-124.1molH2的标准态体积为0.0224m3，氢气质量：x1=(1.008×2×2×10-4)/0.0224设该流量下，氢气为x1时所需电量为x2；96500:1.008=x2:x1x2=(F×x1)/1.008仪器工作10小时，电解消耗电量Q=x2×60×10=1.03392×106C电流密度j=Q/A=1.03392×107C·m-2四、问答题(共3题20分)25.j=Fk[Hs+](2分)=FAexp(-a/。

10、RT)[Hs+]代入a=a0-F,假定[Hs+][H+],整理得：j=FAexp(-a0/RT)[H+]exp(F/RT)两边取对数lnj=ln[FAexp(-a0/RT)]+ln[H+]+FRT整理得：=-RTFln[FAexp(-a0/RT)]-RTFln[H+]+RTFlnj其中a=-RTFln[FAexp(-a0/RT)]-RTFln[H+],b=RTF26.(H+/H2)=(-0.05916pH-0.40)V=-0.6366V(Fe2+/Fe)=-0.6177V(Fe2+/Fe)(H+/H2)，Fe2+易还原为Fe，H2被氧化为H+，故容器不被腐蚀。27.Ag,H2(p)│NaOH(稀溶液)│O2(p),AgE=1.229V∴V=ER+│+│+│-│=1.229+0.87+0.98=3.08V。