1、1厦门大学答题卷纸考 生 信 息 栏学院系 专业 年级 姓名 学号装 订 线考试课程：物理化学 （田中群）考试地点：考试时间：2007 年 1 月 25 日上午试卷（请打）：A 卷（）B 卷（ ） 题号 分数一二三四五六七八九十十一十二十三十四十五总分阅卷人注意事项1、学生的学院、系别、专业、年级、姓名、学号必须写在考生信息栏内指定的位置。2、学生在考试之前必须填写考试课程名称、考试时间和地点、A/B 卷。3、所有的答案必须写在答卷纸上，做在草稿纸或试卷纸上无效。4、字迹要清楚，保持卷面清洁。试卷、草稿纸随答卷纸一起交回。(试卷必须写上姓名学号交回，否则无成绩)2自强不息 止于至善遵章守纪考试
2、诚信承诺书在我填写考生信息之后，表示我已阅读和理解厦门大学考场纪律及违纪处分办法 厦大教（2003）32 号有关规定，承诺在考试中自觉遵守该规定，如有违反将接受处理。我保证在本科目考试中，本人所提供的个人信息是真实、准确的。（签名：）日期：3厦门大学答题卷纸考 生 信 息 栏学院系 专业 年级 姓名 学号装 订 线4一、 名词解释 1 个相距一米的平行板电极内 （1 分）含 1F 正、负离子 （2 分）的电解质的电导率 （1 分） 。2 荷电粒子在电场中的化学势 （2 分） ， 用于判断两相荷电界面的平衡倾向 （2 分） 。3 在中心离子周围存在的等电量异性球形离子分布 （2 分） ，是离子间
3、相互作用程度的衡量 （2 分）4 参考电极，用于三电极体系中电位的测量（2 分）或控制（2 分）5二、 填空题 ( 本大题共 4 小题，每 4 小题 4 分，共题 16 分 )1. 大幅减小， 小幅增大2. 阳极， 氧化反应3. 固固界面， 固液界面， 液液界面4 j = R ， =a+blnj 6三、简答题和作图题(本大题共 10 小题，总计 40 分)1 为何使用离子平均活度系数单离子无法独立存在， 单离子活度系数无法单独测量， 故引入离子平均活度系数；（2 分）如何计算获得（1 分）： 物理意义： 离子活度系数反应了一对正负离子相互作用的平均值。 （1 分）2 紧密层，分散层。 （2 分
4、） 简图（略） 。 （2 分）3 相同之处：交换电流密度和腐蚀电流都无法直接测量 （1 分）不同之处：交换电流密度为单电极上在平衡电位下，净电流为零时正、负分过程速率相等时的电流密度；（1 分）腐蚀电流微原电池短路时，阴极和阳极二个电极极化曲线相交处（即腐蚀电位下）的电流。 （1 分）4相同之处（1 分）：电极电势的变化与金属溶液界面电势差的变化直接相关。不同之处（1 分）： 电极电势为被研究电极与一参比电极（如标准氢电极）所构成的电池的电动势是实验可测量的数值； 而金属溶液界面电势差 是绝对值 （反应金属、溶液两者的共同性质） ，无法测量（1 分）5 电场下的电导理论 （2 分） 驰豫效应离
5、子氛中心离子分离（1 分）电泳效应溶剂助力（1 分）6否。 （2 分） 仅在可逆工作时适合 （2 分）7 盐桥（3 分） ； 浓差电池对接。 （1 分）8 m， i = z+ Ui F （2 分）9. (a)（2 分） 错。摩尔电导率为含 1 摩尔指定电解质离子的电导率，尽管为无限稀释状态，仍要含 1 摩尔电解质，故与纯溶剂的摩尔电导率完全不同。 （纯溶剂为另一种电解质）（b） （2 分）错。电离度公式 = m / m 对强电解质不成立， 故 m 不等于 m。7三、计算题和推导题 （30 分）1 （10 分）用希托夫法测定 CdI2 溶液中离子的迁移数. 所用 CdI2 溶液浓度为 7.545
6、10-3 molKg-1。电解后测得在阴极上沉积的 Cd 重 0. 3462 g. 取出阴极区溶液分析， 152.64g 溶液中含CdI2 0.3718 g, 计算 t (Cd2+) 和 t (I-)。M( Cd) = 112.41 , M(I)=126.90答: (1) 根据物量守恒原理, (2 分)(2) 阴离子在阴极区通常不发生反应, 故先考虑 I-的迁移数 (4 分)(3) (4 分)反反反反 nnn03257.086. 90.1263784.14.III- 反反反 nn47.01 53.041.2/36257./ICdII2ttFQn反82. (15 分) 298 K, p0 时,
7、以 Pt 为阴极， C（石墨）为阳极，电解含 CdCl2 （0.01 molKg-1）和CuCl2 （0.02 molKg-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 0 (Cd2+/Cd)= -0.402 V, 0 (Cu2+/Cu)=0.337 V, 0 (Cl2/Cl-)=1.36 V, 0 (O2/H2O, H+)=1.229 V) (不考虑水解) 试问： (1) 何种金属先在阴极析出？(2) 第二种金属析出时，至少须加多少电压？(3) 事实上 O2 (g) 在石墨上是有超电势的， 若设超电势为 0.6 V, 则阳极上首先应发生什么反应？答:(1) 设溶液
8、为中性, 电极上可能发生的阴极反应及电极电势如下:Cd2+ +2e = Cd = r =0 (RT/2F)ln(1/Cd2+) = -0.402 + (0.059/2) lg 0.01 = -0.461 VCu2+ +2e = Cu = r =0 (RT/2F)ln(1/Cu2+) = 0.337 + (0.059/2) lg 0.02 = 0.287 V2H+ + 2e = H2 = r = 0 (RT/F)ln(1/H+) = 0 + (0.059) lg 10-7 = -0.413 VCu 先在阴极上析出. (氧气溶解度较低, 其还原可不考虑)故第二种金属析出时，至少须加多少 1.607
9、 V 电压。(2) 石墨电极上可能发生的阳极反应及电极电势如下:H2O = O2 + H+ + 4e = r +a = 0 (RT/F)ln(1/H+) + a =1.229 + 0.059 lg 10-7 + 0.6=1.416 V2Cl- = Cl2 +2e = r = 0 (RT/F)ln(Cl-) =1.36 0.059 lg 0.06 =1.432 VVCdHaOHOHKgmolaeCl VlalCl HaOO607.1)4.(163.)/(),/(E 1463.ln95283.2lnFRT,/,/04.)(u22)/,/( 432.1 ).06(ln96528314)(nFRT()
10、 815.0ln95)(ln,/(),/(2222 11220 720 分 解所 以 此 时 析 出 后 ，当 阳 极 反 应 ： ）（ 9先发生氧气析出反应.103. 平衡时 , =00jjsoxcCzFkj反 sRaCzFkj TGkea,11expBRTGkec,11expB eezFG 0,1,1 eezF0,1,1 RTzFRTGk ea expexpB0,11-RTzRTk ec expexpB0,11 *oxcCzFkj*0,11 expexpexpB oxecoxe CRTzFkRTzRTGzFj *0,11- expexpexp ReaReTzFkCTzFRTzFj *lnlRoacezkz*0lnoRez*Razkj114 (a) -j = j0 exp (-zF/RT)j2/j1= exp(-zF(2-1) /RT)(2-1) = (RT/zF) ln j2/j1 = 0.059/0.39 lg (55/75) = -0.022 = 1 0.02 =-145 mV(b) -j = j0 exp (-zF/RT)j0 = -j/exp (-zF/RT) = 0.125 /exp(-0.39 x 0.125 x (1/0.059) = 0.054 mA cm-2
