【考研题库】2020年大连大学材料综合基础之物理化学考研复试核心题库[问答题+计算题+推导及证明题]
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一、问答题
1．以金属铂为电极，电解硫酸钠水溶液。在两极附近的溶液中各滴加数滴石蕊试液，观察在电解过程中，两极区溶液颜色有何变化。为什么？
【答案】这实际是一个电解水的过程，硫酸钠仅仅起了导电的作用。电解时，在阳极上放出氧气，阳极附近氢离子的浓度变大，使石蕊试液呈红色；在阴极上析出氢气，阴极附近氢氧根离子的浓度变大，使石蕊试液呈蓝色。
2．相和物质的聚集状态的概念是否相同？相点和物系点有什么区别？
【答案】相和聚集状态不是同一个概念。自然界中见得最多的聚集状态是气、液、固三种状态，相是指某种聚集状态内部物理和化学性质相同的均匀部分，因此处于同一相的物质一定处于相同的聚集状态，但是处于同一个聚集状态的物质不一定处于同一个相。例如，金属祕和镉的固态低共溶混合物，从聚集状态看是相同的，都是固态，但是微小的金属晶粒都保留着原有金属的物理和化学性质，存在Bi(s)和Cd(s)两个相。在相图上表示物系所处的状态(温度、压力、聚集状态)和组成的点称为相点，物系点(或系统点)是指在相图上表示组成的点。在单相区，相点和物系点可以重合，但是在两相区内，没有相点，只有物系点，物系点可以随着温度的升降而上下移动，一个物系点对应两个相点，即在物系点的温度作水平线，分别与两条表示相组成的曲线相交，交点就是相点。例如，物系点在某个温度落在气一液两相区，在该温度作通过物系点的水平线，与气相线的交点就是气相组成的相点，与液相线的交点就是液相组成的相点。
3．在一个密闭容器中存在大小不同的小水滴。经长时间恒温放置，估计会发生什么现象？
【答案】根据开尔文公式可知:在一定温度下，当气液两相达到平衡时，液滴越小，其饱和蒸气压越大。由于是大小水滴共存，所以必然存在，即密闭容器中水的蒸气压对于小水滴来说，是不饱和的，于是小水滴不断蒸发而变小，而对于大水滴来说，是过饱和的，水蒸气在大水滴上不断凝结，于是大水滴变大。经长时间恒温放置后，小水滴将全部消失，容器中的水成为一大滴。
4．将一根铁棒插入水中，部分露出水面。若干时间后，哪一部分腐蚀最严重？为什么？
【答案】靠近水面的部分腐蚀最严重。因为铁棒在水下的部分，虽然有和等酸性氧化物溶于水中，使水略带酸性，但的浓度还是很低的，发生析氢腐蚀的趋势不大；铁棒露在空气中的部分，虽然与氧气接触，但无电解质溶液，构成微电池的机会较小；而铁棒靠近水面的部分，既有氧气，又有微酸性的电解质溶液，因此很容易构成微电池，发生耗氧腐蚀，这样形成的原电池的电动势比在水中的析氢腐蚀的电动势大，因而这部分腐蚀最严重。
5．金属腐蚀是氧化作用，今在不同的pH条件下，水溶液中有可能发生下列几种反应：酸性条件下：
碱性条件：
所谓金属腐蚀是指金属表面能形成离子浓度至少为。现有如下6种金属：和，试问哪些金属在下列pH条件下会被腐蚀：
设所有活度系数均为1。已知：
【答案】若金属氧化与析氢或吸氧反应组成的原电池的E＞0,则金属发生腐蚀氧化反应：
(1)
(2)还原反应：
(3)PH=6,若析腐蚀，被腐蚀，吸氧腐蚀则除Au外均被腐蚀；
pH=l，若析腐蚀，被腐蚀，吸氧腐蚀则除Au外均被腐蚀；
pH=8,除Au均被腐蚀；
pH=14,除Au、Ag均被腐蚀。
6．试从下列数据绘出乙酸的相图。固态有两种形式，它们均比液体密，且比更密，型在1210Pa蒸气压和290K下熔化，液体正常沸点为319K,液体及于200MPa和328K下达到平衡。
图
【答案】作单组分系统相图，要以三相点为轴心(有几个就要找出几个并画在图上)。本题中因固态有两个形式，因此有两个三相点:及。根据题意表于图上为A、B两点。
相变点:沸点，标为C点。
联线:AB(与1平衡线)、BC(l、g平衡)两线容易连接，其中AE、AD线应怎么画？据已知条件及Clapeyron方程，，即AE线斜率比AB要小。又据固体比液体密度大，即。又，故，AD线属型相图，即固液平衡线是右斜，而不可能是型相图中固液线左斜(虚线)。
7．设计电池(写出电极反应及电池表示式)
(a)；(b)；
【答案】(a)
电池图式：
8．理想气体绝热膨胀时体积并不恒定,为什么能应用公式？
【答案】根据的定义式
可得