物理化学(下)考试卷A及答案 苏大

物理化学(下)样卷

一、填空题(每小题2分,共20分)

1、298K ,当H 2SO 4溶液浓度从0.01mol ? kg -1增加到0.1mol ? kg -1时,其电导率 κ 和摩尔电导率 Λm 将: ( )

(A )κ 减小,Λm 增加 (B )κ 增加,Λm 增加

(C )κ 减小,Λm 减小 (D )κ 增加,Λm 减小

2、下列对原电池的描述哪个是不准确的? ( )

(A )在阳极上发生氧化反应

(B )电池内部由离子输送电荷

(C )在电池外线路上电子从阴极流向阳极

(D )当电动势为正值时电池反应是自发的

3、在用对消法测定电池的电动势时,通常必须用到: ( )

(A )标准氢电极 (B )甘汞电极

(C )标准电池 (D )活度为1的电解质溶液

4、一个电池反应确定的电池,电动势E 值的正负可以用来说明: ( )

(A )电池是否可逆 (B )电池反应是否已达平衡

(C )电池反应自发进行的方向 (D )电池反应的限度

5、某燃料电池的反应为:H 2(g) + 1/2O 2(g) = H 2O(g),在400K 时的m r H ?和m r S ?分别为- 251.6 kJ ? mol -1和- 50 J ? K -1 ? mol -1,则该电池的电动势为 ( )

(A )1.2V (B )2.4V (C )1.4V (D )2.8V

6、已知? o ( Fe 2+ / Fe ) = - 0.4402V , ? o ( Cd 2+ / Cd ) = - 0.4029V , 将金属铁粉和镉粉丢入含Fe 2+ ( 0.1mol ? kg -1 )和Cd 2+ ( 0.001mol ? kg -1 )的溶液中,铁粉和镉粉是否会溶解:( )

(A )铁粉和镉粉皆会溶解 (B )铁粉和镉粉皆不会溶解

(C )铁粉溶解、镉粉不溶 (D )镉粉溶解、铁粉不溶

7、常用的甘汞电极的电极反应:Hg 2Cl 2(s) + 2e - = 2Hg(l) + 2Cl -(aq),设饱和甘汞电极、摩尔甘汞电极和0.1mol ? dm -3 甘汞电极的电极电势相应地为? 1、? 2、? 3,则298K 时,三者之相对大小是 ( )

(A )? 1 > ? 2 > ? 3 (B )? 1 < ? 2 < ? 3

(C)?2 > ?1 > ?3 (D)?3 > ?1 = ?2

8、两半电池之间使用盐桥测得电动势为0.059V,当盐桥拿走,使两溶液接触,这时测得电

动势为0.048V,则液接电势值为:()(A)- 0.011 V (B)0.011 V (C)0.107 V (D)- 0.107V

9、测定溶液的pH值的最常用的指示电极为玻璃电极,它是()(A)第一类电极(B)第二类电极

(C)氧化还原电极(D)氢离子选择性电极

10、用铜电极电解CuCl2的水溶液,在阳极上会发生:()(A)析出氧气(B)析出氯气(C)析出铜(D)铜电极溶解

二、填空题(每小题3分,共15分)

1、测定电解质溶液电导时必须采用_________电源,以防止__________________。

2、0.001 mol?kg-1KCl与0.001 mol?kg-1K4Fe(CN)6混合水溶液的离子强度I=_____________。

在25℃时,该溶液中KCl的平均活度系数γ±=__________。

已知常数A=0.509(mol?kg-1)-1/2

3、将反应Ag2SO4(s)= 2Ag+ +

-

2

4

SO设计成可逆电池,其书面表示式为

___________________________________。

4、某含有Ag+、Ni2+、Cd2+(活度均为1)离子的pH = 2的溶液,电解时,H2与各金属在

阴极析出的先后顺序为_______、_______、_______、________。

已知?o(Ag+ / Ag ) = 0.799V, ?o( Ni2+ / Ni ) = - 0.23V, ?o( Cd2+ / Cd ) = - 0.402V ,

H2在Ag上超电势η = 0.20V,在Ni上,η = 0.24V,在Cd上,η = 0.30V

5、298K时,已知?o( Fe3+ / Fe2+ ) = 0.77V , ?o ( Sn4+ / Sn2+ ) = 0.15V,将这两个电极排成自

发电池时的表示式为______________________________,E o=____________。

三、计算题(1-3题每题10分,第4题20分,共50分)

1、25℃时,KCl和NaNO3溶液的极限摩尔电导率及离子的极限迁移数如下:

Λm/ S ? m2 ? mol-1t

∞,+

KCl 1.4985×10-20.4906

NaNO3 1.2159×10-20.4124

计算:(1)NaCl 溶液的极限摩尔电导率

Λm(NaCl)

(2)NaCl溶液中Na+的极限迁移数t∞ (Na+)和极限淌度U∞(Na+)

2、298K、p o下,以Pt为阴极,电解含FeCl2(0.01mol ? kg-1)和CuCl2(0.02mol ? kg-1)的

水溶液,若电解过程中不断搅拌,并设超电势可略去不计,试问:

(1)何种金属先析出?(2)第二种金属析出时至少需施加多大电压?

(3)当第二种金属析出时,第一种金属离子的残余浓度为多少?

已知:?o( Fe2+/Fe ) = - 0.44V , ?o( Cu2+/Cu ) = 0.337V , ?o( Cl2/Cl- ) = 1.36V

3、298K时,用Pt为电极来电解0.100mol ? dm-3 H2SO4( γ± = 0.265 )。在电解过程中,把Pb

阴极与另一摩尔甘汞电极相连接,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。

4、电池:Zn(s) | ZnCl2 ( 0.555mol ? kg-1) | AgCl(s) | Ag(s),在298K时,E = 1.015V,已知( ?E / ?T ) p= - 4.02×10-4 V ? K-1,?o(Zn2+ / Zn) = - 0.763V,?o( AgCl / Ag , Cl- ) = 0.222V。(1)写出电池反应(2个电子得失)(2)求反应的平衡常数

(3)求ZnCl2的γ±(4)求该过程的?r G m、?r H m、?r S m和Q R

四、问答题(每小题5分,共15分)

1、画出下列电导滴定的示意图:

(1)用NaOH 滴定C 6H 5OH (2)用NaOH 滴定HCl

(3)用AgNO 3滴定K 2CrO 4 (4)用BaCl 2滴定Tl 2SO 4

2、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。

3、设计一浓差电池以求Ag – Cu 合金中Cu 的活度,要写出电池表达式、电池反应和电动势计算公式。

物理化学(下)样卷 答案

一、填空题(每小题2分,共20分)

DCCCA DBADD

二、填空题(每小题3分,共15分)

1、交流;极化

2、0.011 mol ?kg -1;0.88

3、Ag(s) | Ag +

(aq) || -24SO (aq) | Ag 2SO 4(s) | Ag(s) 4、Ag 、Ni 、H 2、Cd

5、Pt | Sn 4+ , Sn 2+ || Fe 3+ , Fe 2+ | Pt E o = 0.62V

三、计算题(50分)

1、∞Λm (NaCl )= ∞λm (Na +) + ∞λm (Cl -) = t ∞ (Na+)∞Λm (NaNO 3) + t ∞(Cl -)∞Λm (KCl)

= 1.2647×10-2 S ? m 2 ? mol -1 (5分)

t ∞ (Na +

) = ∞λm (Na +) / ∞Λm (NaCl )= 0.3965 (2分) U ∞(Na +) =∞

λm (Na +) / F = 5.200×10-8 m 2 ? s -1 ? V -1

2、(1)? ( Fe 2+/Fe ) =? o ( Fe 2+/Fe ) + ( RT/2F ) ln a ( Fe 2+) = - 0.499V (2分) ? (Cu 2+/Cu ) =? o ( Cu 2+/Cu ) + ( RT/2F ) ln a ( Cu 2+) = 0.287V (2分) 所以Cu 先析出

(2)? ( Cl 2/Cl - ) = ? o ( Cl 2/Cl - ) - ( RT/F ) ln a ( Cl - ) = 1.43V

E 分解 = ? 阳 - ? 阴 = 1.93V (4分)

(3)? (Cu 2+/Cu ) =? o ( Cu 2+/Cu ) + ( RT/2F ) ln a ( Cu 2+) = - 0.499V

a ( Cu 2+) = 5.7×10-29 m (Cu 2+) = 5.7×10-29mol ? kg -1 (2分)

3、氢刚在Pb 电极上析出时,阴极电势为:

? ( H 2 ) = ? (甘汞) – E (分解) = 0.2800 – 1.0685 = - 0.7885V (2分) 而氢电极的平衡电势为:

? ( H + / H 2 ) = ? o - 0.05915lg ()H (a p /)H (p /+θ

221) = 0.05915lg a (H +) = - 0.0933V (4

分)

∴ η阴 = ? ( H + / H 2,平) -? ( H 2 ) = 0.6952V

氢气逸出,其压力p (H 2) ≥ p o (4分)

4、(1)Zn(s) + 2AgCl(s) = Zn 2+( a + ) + 2Cl - ( a - ) + 2Ag(s) (3分)

(2)ln K a = 2 E o F / R T E o = 0.985V K a = 2.1×1033 (3分)

(3)E = E o - ( RT / 2F )×ln ( a + a -2 )

1.015 = 0.985 – ( RT / 2F )×ln [ 0.555(2×0.555)2 γ ±3 ]

γ ± = 0.520 (5分)

(4)?r G m = - zEF = - 21.33kJ/mol (2分) ?r H m = - z E F + z F T ( ? E / ? T ) p = - 219.0 kJ ? mol -1 (2.5分) ?r S m = z F ( ? E / ? T ) p = 77.59 J/k mol (2.5分)

Q R = z F T ( ? E / ? T ) p = - 23.12 kJ ? mol -1 (2分)

四、问答题(20分)

1、

物理化学(下)考试卷A及答案 苏大

(5分)

2、理论分解电压:可逆电解时的分解电压,在数值上等于可逆电池的电动势。(2分)

实际分解电压:实际电解时的最小分解电压,在数值上等于电流-电压曲线上直线部分外延到电流为零处的电压。 (2分) 两者不一致的原因:电流I ≠ 0时,电极的极化。 (1分)

3、Cu(s) | Cu 2+(aq) | Ag – Cu ( a (Cu) ) (2分)

电池反应:Cu(s) + Ag(s) Cu – Ag( a (Cu) ) (2分)E = ( RT / 2F ) ln [ 1 / a (Cu) ] (1分)

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