期中考試解析

1、電化學(xué)復(fù)習(xí)1234什么是正極？什么是負(fù)極？?jī)烧哂惺裁床煌?？什么是陰極？ 什么是陽極？?jī)烧哂惺裁床煌看穑?電池中電勢(shì)高的電極稱為正極，電勢(shì)低的電極稱為負(fù)極。電流從正極流向負(fù)極，電子從負(fù)極流向正極。發(fā)生還原作用的電極稱為陰極，發(fā)生氧化作用的電極稱為陽極。在原電池中，陽極是負(fù)極，陰極是正極；在電解池中陽極是正極，陰極是負(fù)極。52. 電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨著電解質(zhì)濃度的增加有什么變化？答： 強(qiáng)電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨著濃度的增加而升高。當(dāng)濃度增加到一定程度后，由于正、負(fù)離子之間的相互作用力增大，解離度下降，離子運(yùn)動(dòng)速率降低，電導(dǎo)率也降低，如HCl，KOH溶液。中性鹽如KCl由于受飽和溶解度的限制，濃度不能

2、太高。 弱電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨濃度變化不顯著，因解離平衡常數(shù)不變，濃度增加，其解離度下降，粒子數(shù)目變化不大。63. 電解質(zhì)溶液的摩爾電導(dǎo)率隨著電解質(zhì)濃度的增加有什么變化？答：摩爾電導(dǎo)率由于溶液中導(dǎo)電物質(zhì)的量已給定，都為1mol，所以，當(dāng)濃度降低時(shí)，粒子之間相互作用減弱，正、負(fù)離子遷移速率加快，溶液的摩爾電導(dǎo)率必定升高。但不同的電解質(zhì)，摩爾電導(dǎo)率隨濃度降低而升高的程度也大不相同。4. 為什么氫離子和氫氧根離子的淌度和摩爾電導(dǎo)率的數(shù)值比同類離子要大得多？答： 因?yàn)闅潆x子和氫氧根離子傳導(dǎo)電流的方式與其它離子不同，它們是依靠氫鍵來傳遞的，所以特別快。它們傳導(dǎo)電流時(shí)，離子本身并未移動(dòng)，依靠氫鍵和水分子的

3、翻轉(zhuǎn)，電荷就傳過去了。在非水溶液中，它們就沒有這個(gè)優(yōu)勢(shì)。 7 5. 強(qiáng)電解質(zhì)（如CuSO4、MgCl2等氯化鎂）在其溶液濃度不大的情況下，的的摩爾電導(dǎo)率與它的離子摩爾電導(dǎo)率之間是什么關(guān)系？答： 強(qiáng)電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)率，在溶液不太濃時(shí)，等于離子摩爾電導(dǎo)率之和。但選取基本單元時(shí)，要使粒子的荷電量相同，若不同時(shí)要在前面乘以因子，使等式成立。所以它們的關(guān)系是：86. 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)是否就等于電極與周圍活度為1的電解質(zhì)溶液之間的電勢(shì)差？答： 不是，電極與周圍電解質(zhì)溶液之間的真實(shí)電勢(shì)差是無法測(cè)量的。現(xiàn)在把各電極與標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成電池，待測(cè)電極作還原極（即正極），并規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電勢(shì)為零，這樣測(cè)出的電池電動(dòng)

4、勢(shì)就作為待測(cè)電極的電極電勢(shì)，稱為標(biāo)準(zhǔn)氫標(biāo)還原電勢(shì)，簡(jiǎn)稱為標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)，用符號(hào)E（Ox/Red）表示。為什么標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的值有正有負(fù)？97. 某電池反應(yīng)可以寫成如下兩種形式，則所計(jì)算出的電動(dòng)勢(shì)E，標(biāo)準(zhǔn)摩爾Gibbs自由能變化值和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)值是否相同？答：電動(dòng)勢(shì)E是相同的，但是摩爾Gibbs自由能的變化值和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)值不同：10 8. 如何用電化學(xué)的方法測(cè)定H2O（l）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成自由能？答：先設(shè)計(jì)一個(gè)電池，使其反應(yīng)恰好是H2O的生成反應(yīng)，查出標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)，然后計(jì)算出電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)聯(lián)系熱力學(xué)和電化學(xué)的公式，就可計(jì)算出水的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成自由能。設(shè)計(jì)電池為 Pt | H2（p）| H+（a

5、q）| O2（p）| Pt 或 Pt | H2（p）| OH-（aq）| O2（p）| Pt凈反應(yīng) H2（p）+ O2（p）= H2O（l，p） E = 1.229 V 119. 為什么實(shí)際分解電壓總要比理論分解電壓高？答：實(shí)際分解電壓要克服三種阻力：（1）原電池的可逆電動(dòng)勢(shì)，這數(shù)值通常稱為理論分解電壓；（2）由于兩個(gè)電極上發(fā)生極化而產(chǎn)生的超電勢(shì)，通常稱為不可逆電動(dòng)勢(shì)；（3）克服電池內(nèi)阻必須付出的電位降。 E（分解）= E（理論）+（陽）+ （陰）+IR10. 以金屬鉑為電極，電解Na2SO4水溶液。在兩極附近的溶液中各滴加數(shù)滴石蕊試液，觀察在電解過程中，兩極區(qū)溶液顏色有何變化？為什么？答：這

6、實(shí)際是一個(gè)電解水的過程，硫酸鈉僅僅起了導(dǎo)電作用。陽極上放出氧氣，陽極附近氫離子濃度較大，溶液呈紅色；在陰極上析出氫氣，陰極附近氫氧根離子濃度較大，溶液呈蘭色。1211. 用同一電導(dǎo)池分別測(cè)定濃度為（1） 0.01 molkg-1和（2）0.1 molkg-1的兩個(gè)電解質(zhì)溶液，其電阻分別為 1000 和 500 ，則（1） 與（2）的摩爾電導(dǎo)率之比為（ ）。 （A）1 : 5 （B）5 : 1 （C）10 : 5 （D）5 : 10 答：（B） m= k/c k = KCell /R 同一電導(dǎo)池的電導(dǎo)池常數(shù)相同，代入得m（1）/m（2）=5 : 1。12. 用對(duì)消法（補(bǔ)償法）測(cè)定可逆電池的電動(dòng)勢(shì)

7、時(shí)，主要為了（ ）。（A）消除電極上的副反應(yīng) （B）減少標(biāo)準(zhǔn)電池的損耗 （C）在可逆情況下測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì) （D）簡(jiǎn)便易行 答：（C）用對(duì)消法測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)時(shí)，電路中幾乎無電流通過，所得電位降可以近似作為可逆電池的電動(dòng)勢(shì)。131 . 在某電導(dǎo)池內(nèi)裝有兩個(gè)直徑為0.04m并相互平行的圓形銀電極，電極之間的距離為0.12m。若在電導(dǎo)池內(nèi)盛滿濃度為0.1moldm-3的AgNO3溶液，施以20V的電壓，則所得電流強(qiáng)度為0.1976A。試計(jì)算該電導(dǎo)池的電池常數(shù)、AgNO3溶液的電導(dǎo)、電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率。解：142 . 298K時(shí)，MgCl2和ZnSO4的濃度均為0.025molkg-1，并假設(shè)它們都能

8、完全電離。試計(jì)算這兩種溶液的 離子強(qiáng)度I；離子平均質(zhì)量摩爾濃度m；離子平均活度因子，已知：A = 0.509(molkg-1) -1/2；電解質(zhì)的離子平均活度a和電解質(zhì)的活度aB。解： 同理ZnSO4離子強(qiáng)度I：0.10 molkg-1 同理ZnSO4離子平均質(zhì)量摩爾濃度m：0.0.25molkg-115 同理ZnSO4離子平均活度因子 ：0.227 163. 試將下列化學(xué)反應(yīng)設(shè)計(jì)成合適的電池（1）AgCl（s） Ag+（a1）+ Cl-（a2）（2）Fe2+（a2）+ Ag+（a2）= Fe3+（a1）+ Ag（s）（3）2H2（p1）+ O2（p2）= 2H2O（l）（4）H2O（l） H

9、 +（a1）+ OH-（a2）（5）Sn2+（a2）+ Tl3+（a3）= Sn 4+（a1）+ Tl+（a4）解：（1）Ag（s）Ag+（a1）Cl-（a2）AgCl（s）Ag（s）（2）PtFe3+（a1），F(xiàn)e2+（a2）Ag+（a3）Ag（s）（3）PtH2（p1）H+（aq）O2（p2）Pt （4）PtH2（p1）H+（aq）OH-（aq）O2（p2）Pt （5）PtSn 4+（a1），Sn2+（a2）Tl3+（a3），Tl+（a4）Pt174. 分別寫出下列兩電池在作為原電池和電解池時(shí)的電池反應(yīng)，并判斷是否有可能成為可逆電池。（1）Zn（s）H2SO4（aq）Cu（s）（2）PtH

10、2（p）HCl（aq）AgCl（s）Ag（s） 解：（1）作為原電池時(shí)（-） Zn（s） Zn2+ + 2 e- （+）2 H+ + 2 e- H2（g）電池凈反應(yīng)為： Zn（s）+ 2 H+ Zn2+ + H2（g） 作為電解池時(shí)：正極（即陽極）上 Cu（s）氧化，負(fù)極（即陰極）上 H+還原 陽極 Cu（s） Cu2+ + 2 e- 陰極 2 H+ + 2 e- H2（g）電解池總反應(yīng)為： Cu（s）+ 2 H+ Cu2+ + H2（g） 18同一個(gè)電池，分別作為原電池和電解池時(shí)，電池反應(yīng)不是互為逆反應(yīng)，所以電池（1）不可能是可逆電池。（2）作為原電池時(shí)的電池反應(yīng)為： 1/2H2（g）+ A

11、gCl（s） Ag（s）+ HCl 作為電解池時(shí)的電池反應(yīng)為： Ag（s）+ HCl H2（g）+ AgCl（s） 電池（2）的電池反應(yīng)，在充放電時(shí)是互為逆反應(yīng)，所以電池（2）可能成為可逆電池，只要在充放電時(shí)的電流為無限小值。 （2）PtH2（p）HCl（aq）AgCl（s）Ag（s） 19（1）寫出電池表示式和電極反應(yīng) （2）求電池反應(yīng)的 解：（1）反應(yīng)式中，Zn（s）被氧化為ZnSO4，應(yīng)作為陽極放在電池左邊，CuSO4還原為Cu（s），應(yīng)作為陰極放在電池右邊，所以電池表示式為： ZnZnSO4（a=1）CuSO4（a=1）Cu （-） Zn（s）5. 反應(yīng) Zn（s） + CuSO4（a

12、=1）在電池中進(jìn)行， 288 K時(shí)，測(cè)得 E = 1.0934 V，電池的溫度系數(shù) 和 QR 。 Cu（s）+ ZnSO4（a=1）Cu2+（a=1）+ 2e- （+） Cu（s） Zn2+（a=1） + 2e- 20= + T= -211.03 +288（-82.8）10-3 = -234.87 kJmol-1 QR= T（2）已知電池的電動(dòng)勢(shì)和溫度系數(shù)值，代入相應(yīng)的計(jì)算式，就可以得到所求的熱力學(xué)函數(shù)的變化值。 = 288（-82.8）10-3 = -23.846 kJmol-1 21O2(g)6. 燃料電池的電池反應(yīng)為：H2(g)H2O(l) 已知E（O2，H+，H2O）1.229 V, （1）寫出電池表示式及電極反應(yīng)； （2）當(dāng)H2，O2的壓力都為 p 時(shí)，計(jì)算電動(dòng)勢(shì)值； （3）計(jì)算電池反應(yīng)的平衡常數(shù)； （4）計(jì)算1molH2（g）所能作出的最大電功。 解：（1） 電池反應(yīng)中H2（g）被氧化，氫電極作負(fù)極，O2（g）被還原，氧電極作正極，故電池表示式為： PtH2（g）H+（aq）O2（g）Pt （-）H2（g） 2 H+（aq）+ 2 e- （+）1/2O2（g）+ 2 H+（aq）+2 e- H2O（l） 222