1、练 习 1. 用铂电极电解 CuCl2 溶液。通过的电流为 20A，经过 15min 后，问(1)在阴极上能析出多少克的 Cu？(2)在阳极上能析出多少体积的 27、100kPa 下的 Cl2(g)？ 提示 答案：(1) 5.928g、(2) 2.328dm 3 2. 铜电量计、气体电量计和碘电量计串联在同一电路上，今测得气体电量计上析出气体换算为 STP 时体积为 34.0ml。试问在铜电量计上析出的铜及在碘电量计上析出的碘的质量分别为多少克？ 提示 答案：(Cu 0.09638g、I 2 0.3855g) 3. 下列说法是否正确？为什么？ (1)用已知电导率的 KC1 溶液作标准，测定未知
2、电解质溶液的电导率时，只要保证两次测定过程的温度一致而不需要温度恒定在某一数值。 (2)电导率就是体积为 1m3 的电解质溶液的电导。 (3)根据摩尔电导率的定义，溶液中能导电的电解质的物质的量已经给定，因此，摩尔电导率与溶液的浓度无关。 (4)无限稀释的电解质溶液可近似于纯溶剂，因此，强电解质溶液的 近似等于纯溶剂的摩尔电导率。 提示 答案：(1) 错，电导率与浓度有关，对应于不同温度 (KCl)不同。(2) 错，指 l1m，A1m 2时，电解质溶液的电导。(3) 错，。(4) 错，两者是不同的概念。 4. 273.15k 时，在(1),(2)两个电导池中分别盛以不同的液体并测其电阻。当在(
3、1) 中盛汞时，测得电阻为 0.99895；当(1) 和(2)中均盛有浓度约为 3moldm-3 的 H2SO4 溶液时，测得(2)的电阻为(1)的 0.107811 倍；若在(2)中盛以浓度为 1.0moldm-3 的 KC1 溶液，测得电阻为 17565。试求 273.15k 时 KC1 溶液的电导率。 提示 答案：(6.519Sm -1) 5. 已知 25 时 0.02moldm-3 KCl 溶液的电导率为 0.2768Sm-1 一电导池中充以此溶液，在 25 时测知其电阻为 453。在同一电导池中装入同样体积的浓度为 0.555gdm-3 的 CaCl2 溶液，测得电阻为 1050。计
4、算：(1)电导池常数；(2) CaCl2 溶液的电导率；(3) CaCl 2 溶液的摩尔电导率。 提示 答案：(1) 125.4m -1、(2) 0.1194Sm -1、(3) 0.02388Sm 2mol-1 6. 已知 25 时 0.01moldm-3 的 KCl 溶液的电导率为 0.141Sm-1。一电导池中充以此溶液，在 25 时测得其电阻为 484。在同一电导池中盛入同样体积的浓度分别为 0.0005,0.0010,0.0020 和 0.0050moldm-3 的 NaCl 溶液，测出其电阻分别为 10910、5494、2772 和 1128.9。试用外推法求无限稀释时 NaCl 的
5、摩尔电导率(NaCl)。 提示 答案：(0.01270Sm 2mol-1) 7. 在一定温度下稀释电解质溶液， 和 将如何变化？今有一种酸的水溶液 A 和一种碱的水溶液 B，两者浓度相等而测定电导则 B 大。将 A 和 B 都稀释 100 倍后发现 (A)(B)，据此推断它们是什么样的酸和碱？ 8. 有一电导池，电极的有效面积为 210-4m2，两极片间的距离为 0.10m，电极间充以 11 价型的强电解质 MN 的水溶液，浓度为 30molm-3。两电极间的电势差 E=3V，电流强度 I 为 0.003A，且正、负离子传输的电量相同。试求 (1)MN 的摩尔电导率； (2)正离子的离子摩尔电
6、导率； (3)正离子在上述电场中的移动速率。 提示 答案：(1) 1.6710 -2Sm-2mol-1，(2) 8.3510 -3Sm-2mol-1，(3) 2.6010 -2Sm-2mol-1 9. 在电场作用下，正、负离子传输的电量是否相等？它们所传输的电量与总电量有什么联系？有人说，若测定了溶液中某种离子的迁移数，则可得到其余离子的迁移数。你认为这种说法对吗？为什么？ 提示 答案：(1）一般不相等，因为 t+ t-。(2) t+ Q+/Q。(3) 只有在只含两种离子的溶液中适用。 10. 一 AgNO3 溶液每克水中含 0.01478g AgNO3 今将此溶液置于迁移数管中并插入二银电极
7、进行电解。实验中银电量计中析出 0.1560g 银。实验后分析阳极区溶液组成为每 40.00g 水中含 0.7211g AgNO3。试求 Ag+ 和 NO3- 离子的迁移数。 提示 答案： t(Ag+)0.471、 t(NO3-)0.529 11. 在一个细管中，于 0.03327moldm-3 的 GdCl3 溶液的上面放入 0.073moldm-3 的 LiCl 溶液，使它们之间有一个明显的界面。令 5.594mA 的电流自上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直是很清晰的。3976S 以后，界面在管内向下移动的距离相当于 1.002cm3 的溶液在管中所占的长度。计算在实验温度 25
8、下，GdCl 3 溶液中离子的迁移数 t(Gd3+) 和 t(Cl-) 提示 答案： t(Gd3+0.434、 t(Cl-1)0.566 12. 下列各式是否成立？为什么？ (1)某弱电解质溶液的电导率为 则 ； (2)某难溶盐溶液的电导率为 ，则 ; (3)某强电解质溶液的电导率为 ，则 。 提示 答案：(1)(2)成立，(3)只在极稀溶液中成立。 13. 已知 25 时某碳酸水溶液的电导率为 1.8710-4Sm-1，配制此溶液的水的电导率为 610-6Sm-1。假定只需考虑 H2CO3 的一级电离，且已知其解离常数。又知 25 无限稀释时离子的摩尔电导率为，试计算此碳酸溶液的浓度。 提示
9、 答案：5.34810 -5Sdm-3 14. 18 时，测得 CaF2 饱和水溶液及配制该溶液的纯水之电导率分别为 38.610-4 和 1.510-4Sm-1，已知 18 时无限稀溶液中下列物质的极限摩尔电导率为： 求 18 时 CaF2 的溶度积。 提示 答案：(2.71410 -11) 15. 在一定温度下用电导滴定法以 0.5moldm-3 的 NH3H2O 滴定体积为 0.1dm-3 的 CH3COOH 溶液，滴定过程中测得电导与 NH3H2O 体积 V 的变化如下： V/cm3 8.00 9.00 10.00 11.00 13.00 15.00 17.00L102/S 1.333
10、 1.471 1.613 1.754 1.968 1.942 1.92016.试求 CH3COOH 的浓度（以 moldm-3 表示） 提示 17.答案：0.063moldm -3 18. 计算在 298K 时与空气 成平衡的水的电导率。该空气中含 CO2 为 0.05%（体积百分数） ，水的电导率仪由 H+ 和 CO3- 贡献。已知 H+ 和 HCO3- 在无限稀释时的摩尔电导率分别为 349.710-4 和 44.510-4Sm2mol-1，且已知 298K、 下每 1dm-3 水溶解 CO2 0.8266dm3，H 2CO3 的一级电离常数为 4.710-7，计算时在数值上可用浓度代替活
11、度 提示 答案：1.0210 -4Sm-1 19. 某溶液中含 KCl 0.2molkg-1 和 CaCl2 0.2molkg-1 试求： (1)KCl 的平均浓度 m(KCl)； (2)CaCl2 的平均浓度 m(CaCl2)。 提示 答案：(1) 0.346molkg -1、(2) 0.416molkg -1 20. 同时含 0.1molkg-1 的 KCl 和 0.01molkg-1 BaCl2 的水溶液，其离子强度为多少？提示 答案：0.13molkg -1 21. 比较德拜-休克尔极限公式与路易斯经验公式的异同点。它们能适用于所有浓度的强电解质溶液吗？为什么？ 提示 答案：（路易斯公
12、式是从实验总结出来的所求的是平均活度系数 i，两者均只适用于稀溶液。） 22. 25 时 Ba(IO3) 在纯水中的溶解度为 5.4610-4moldm-3。假定可以应用德拜休克尔极限公式，试计算该盐在 0.01moldm-3 CaCl 溶液中的溶解度。 提示 答案：( V7.56610 -4moldm3) 练 习 1. 在对消法回路中，电流一般为 0.1mA，现若实际电流偏离此数值但保证测量过程中不变化，问对测量结果影响如何？如果由于标准电池的实际电动势偏离其标准值而引起电流偏离 0.1mA，则影响又将如何？为什么？ 提示 答案：（前者无影响，后者有影响。当 E 标 减小， i 减小， E
13、测 增加。） 2. 试将下列化学反应设计成电池 3. 下列说法对吗？为什么？ (1)若 ，则 S 0，因此该电池反应不能自发进行。 (2)若某电池反应的 ，则该电池的热效率 。 (3)电池短路时，E0，则 。 提示 答案：(1) 错， S 指体系，而不是指 S 总 。(2) 理论上是对的。(3) 短路时， E0，但 ，故 4. 298K 时，电池 Pb(Hg 齐) PbCl 2(m)AgCl(s)，Ag 在不同的 m 时有下列电动势值 2.348 1.337 1.034 0.6197 0.2116E/V 0.5677 0.5870 0.5960 0.6143 0.65375.(1)试求此电池的
14、 (2)计算 m0.001034molkg -1 时，PbCl 2 的平均活度系数 。 提示 6. 答案：(1) 0.3426V、(2) 0.85 7. 电池 Cu(s)CuAc 2(0.1molkg-1)AgAc(s)，Ag(s) 在 298K 时，电动势 E0.372V，当温度升至 308K 时，E 0.374V, 已知 298K 时 E(Ag+/Ag)0.800V，E(Cu 2+/Cu)0.340V (1)写出电极反应和电池反应； (2)298K 时，当电池有 2F 电量流过时的 为多少？ (3)计算 AgAc 的溶度积 Ksp。 提示 答案：(2) -71.8kgmol -1，38.6
15、JK -1mol-1，-60.3kJmol -1、(3) 2.1510-3 8. 电池 ZnZnCl 2(0.05molkg-1)AgCl(s)，Ag 的电动势与温度的关系为 E/V1.0154.9210 -4(T/K 298) (1)写出电池反应； (2)计算 298K 时上述电池可逆输出 2F 电量时，电池反应的以及反应的热效应； (3)若将电池短路，上述各值为多少？ (4)若该电池以 0.8V 工作电压放电，上述各值又为多少？ 提示 答案：9. 在 298K 时，电池 PtH 2(g)H +|OH-1O 2(g)Pt 的 ，水的，求电离过程 和水的离子积 Kw。 提示 答案： 10. 若
16、将反应 安排成电池，并在 25 下先可逆放电 1F 电量，然后维持在 1V 下再放电 1F 电量，整个过程的热效应 Q-45.65kJ。试确定该反应的恒压热效应。已知 25 时 。 提示 答案：(-255.25kJ) 11. 对 。假定氢气遵从状态方程，式中 ，且与温度、压力无关。试计算 25 时电池可逆放电 2F 电量的 。 提示 答案： 12. 对一个指定的电极：(1)当它作为一个电池的阳极和另一个电池的阴极时，电极电势是否不同？(2)当电极反应的写法不同时；电极电势是否相同？ (3)在一定的温度和压力下，E（电极）和 （电极）中何者与电极反应物质的活度或分压无关？ 提示 答案：(1) 电
17、极电势相同。(2) 电极电势是强度量，与得失电子数多少无关。(3) （电极） 13. 有三种电极表示式 三者的电极电势是否相同，为什么？ 提示 答案：(1)(2)相同，(3)不同，因为 H +(3)10 -14moldm-3 14. 写出下列电极反应的奈恩斯特方程 两个反应相应的 E（电极）和 （电极）相同否？ 15. 对下列电极反应 则 提示 答案：（1，2） 16. 低碳钢容器与 pH=3.0 的溶液接触会腐蚀吗？已知为腐蚀。 提示 答案： 17. 对同一电池，能否说消除液接电势后测得的电动势总是比有液接电势存在时测得的电动势大？为什么？ 提示 答案：一般而言，两者不可以比较，因有液接电势
18、存在时为不可逆。 18. 在 298K，设计一浓差电池以求 ZnCu 合金中 Zn 的活度，要求写出电池表达式，电池反应的电动势计算公式。 19. 在 298K 时有下述电池： 试计算电池电动势 E，并判断该反应能否自发进行？已知 提示 答案： 20. 298K 时， 10molkg-1 和 6molkg-1 的 HCl 水溶液中 HCl 的分压分别为 560 和 1.87Pa，设两溶液均遵守亨利定律，试计算下述两电池的电动势差值。 提示 答案：0.0873V 21. 在 298K 时有下列两个电池 (1)AgAgCl(s)HCl 乙醇溶液(m 1)H 2(p ，PtPt，H 2(p HCl
19、乙醇溶液(m2)AgCl(s)Ag (2)AgAgCl(s)HCl 乙醇溶液(m 1)HCl 乙醇溶液(m 2)AgCl(s)Ag 。 已知 m18.23810 -2molkg-1,m28.22410 -3molkg-1 ，两电池电动势分别为 E18.2210 -2V，E 25.7710 -2V 试求 (a)在两种 HCl 的乙醇溶液中，离子平均活度系数的比值 1/2： (b)离子在 HCl 乙醇溶液中的迁移数 t+； (c)H+ 和 Cl- 离子的无限稀释摩尔电导率 。已知。 提示 答案： 22. 已知 298K 时下述电池的实测电动势为 0.0536V， 计算 Cl-1 的迁移数。 提示
20、答案：( tCl-0.498) 练 习 1. 奥格氏(Ogg) 对下述电池 在 291K 时维持 m2/m110 的情况下进行了一系列测定。求得电动势的平均值为 0.029V。试根据这些数据确定亚汞离子在溶液中是 Hg22+ 还是 Hg+。 提示 答案：(以 Hg22+存在) 2. 25 时，有溶液 ，当把金属 Pb 放入溶液时，能否从溶液中置换出金属 Sn？ 提示 答案：(1)不能， EPb ESn。(2) 能， EPb ESn。 3. 电池 在 25 测得电池(1)、(2)的电动势分别为 0.5655V 和 1.7501V，又已知(1) 、(2)电池的 值依次为 0.5655V 和 1.6
21、8488V，试求 25 时 7molKg-1 H2SO4 溶液中水的活度。 提示 答案：（ aH2O0.545） 4. 在 298K 时有下述电池 已知当 HI 浓度 m110 -4molkg-1 时，E0.97V ，当 m3.0molkg -1 时，E0.41V。电极 Au2+Au(s)的 值为 1.68V，试求： aHI 溶液浓度为 3.0molkg-1 时的 ； bAuI(s)的活度积 Kap。 提示 答案：(a) 1.81、(2) 9.7210 -21 5. 298K 时，下述反应达到平衡： Cu(s)Cu 2+(a2)2Cu +(a1) a设计合适的电池，由 求反应的平衡常数 ； b
22、若将 Cu 粉与 0.1molkg-1 的 CuSO4 溶液在 298K 共摇动，计算达平衡时 Cu+ 的浓度。 已知 。 提示 答案：(a) 5.9610 -7、(b) 2.4510 -4molkg-1 6. 试设计合适的电池用电动势法测定 Ag2O(s)在 下的分解温度。 7. 25 时，电池 的 E0.926V ，已知 ,试求(1)水的离子积；(2)HgO 的分解压力。 提示 答案：(1) KW110 -14、(2) p3.1410 -16Pa 8. 25时用铂电极电解 1moldm-3 的 H2SO4 (1)计算理论分解电压； (2)若两电极面积均为 1cm2，电解液电阻为 100，H
23、 2(g)和 O2(g)的超电势 与电流密度 j 的关系分别为： 问当通过的电流为 1mA 时，外加电压为若干？ 提示 答案：(1) 1.229V、(2) 2.155V 9. 若氢在 Cd、Hg 电极上的超电势在所讨论的电流密度范围内服从塔菲尔公式 ablgj。对于上述两电极 b 均为 0.118V，但二者的 a 不同。氢在这些电极上析出的传递系数 均为 0.5，电极反应得失电子数均为 1。氢在 Cd 和 Hg 上的交换电流 j0 分别是 110-7Am-2 和 610-9Am-2。求在 298K 时二电极通过相同的电流密度情况下，氢在 Hg、Cd 两电极上的超电势的差值。 提示 答案：(0.
24、144V) 10. 25，在 Ni 电极上反应 的交换电流密度为 1.0010-5Acm-2。试求欲达到 0.100V 的超电势时，需要多少电流密度（0.5）？ (a)从 Butler-Volme r 计算； (b 从 Tafel 方程近似计算。 提示 答案：(1) 6.8710 -5Acm-2、(2) 7.0110 -5Acm-2 11. 实验测定 298K 时，铁电极上 H2 的阴极超电势 c 及电流密度 jc 的数据如下： -10 -100 -1000 -10000-0.40 -0.53 -0.64 -0.7712.(a)请根据 Butler-Volmer 方程，求算 J0 及对称因子
25、； (b)铁电极的表面积为 5cm2，当 c-15mV 时，通过的电流强度为多少？ 提示 13.答案：(a) 5.010 -3Acm-2， 0.486、(b) -1.510 -6A 14. 某化学反应 M3+e -M 2+ 今安排在电池中进行， 0.50，当电极电势由 -0.4V 降为 -1.0V，请计算电流密度之比。该反应之活化能为 Ea40kJmol -1，为达到上述电极反应速率之比。该反应需提高温度多少度？（设 T1298K ） 提示 答案：（1.210 5， T 780K） 15. 298K、 下，以 Pt 为阴极，C（石墨）为阳极，电解含 CdCl2（0.01molkg -1）和 C
26、uCl2（0.02molkg -1）的水溶液，若电解过程中超电势可略，试问：（设活度系数均为 1，已知） (a)何种金属先在阴极析出？ (b)第二种金属析出时，至少须加多少电压？ (c)当第二种金属析出时，第一种金属在溶液中的浓度为多少？ 提示 答案：(1) Cu、(2) 1.6075V、(3) Cu 2+0.10310 -26molkg-1 16. 溶液中含有活度均为 1.00 的 Zn2+ 和 Fe2+。已知 H2 在 Fe 上的超电势为 0.40V，如果要使离子析出的次序为 Fe、H 2、Zn，问 25 时溶液的 pH 值最大不得超过多少？在此最大 pH 的溶液中，H + 开始放电时 F
27、e2+ 浓度为多少？ 提示 答案：(6.12，1.3210 -11m) 17. 金属的腐蚀是氧化作用，金属作原电池的阳极，在不同的 pH 条件下，水溶液中可能有下列几种还原作用： 酸性条件： 碱性条件： 所谓金属腐蚀是指金属表面附近能形成离子浓度至少为 110-6molkg-1。现有如下 6 种金属：Au、Ag、Cu、Fe、Pb 和 Al，试问哪些金属在下列 pH 条件下会被腐蚀： （甲）强酸性溶液 pH=1 （乙）强碱性溶液 pH=14 （丙）微酸性溶液 pH=6 （丁）微碱性溶液 pH=8 设所有活度系数均为 1。 已知 提示 答案： （甲）析氢腐蚀时，Al、Fe、Pb 被腐蚀，析氧腐蚀时
28、，除 Au 外其余均被腐蚀 （乙）除 Au,Ag 外均被腐蚀。 （丙）析氢腐蚀时，Al,Fe 被腐蚀，析氧腐蚀时，除 Au 外，其余均被腐蚀。 （丁）除 Au 外均被腐蚀。 18. 以 Ni(s)为电极，KOH 水溶液为电解质的可逆氢、氧燃料电池，在 298K 和 压力下稳定地连续工作，试回答下述问题： (1)写出该电池的表示式，电极反应和电池反应 (2)求一个 100W 的电池，每分钟需要供给 298K， 的 H2(g)多少体积 已知该电池反应的 （每 mol H2(g)） （1W3.6kJh -1） (3)该电池的电动势为多少伏特？ 提示 答案：(2) 6.2110 -4m3min-1、(3) 1.229V
