物理化学第九章模拟试卷C

班级 姓名 分数

一、选择题 ( 共10题 20分 )

1. 2 分

极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是： ( )

(A) 增加溶液电导

(B) 固定离子强度

(C) 消除迁移电流

(D) 上述几种都是

2. 2 分

用铜电极电解 0.1mol·kg^-1的 CuCl₂水溶液，阳极上的反应为 ( )

(A) 2Cl- ─→ Cl₂+ 2e^-

(B) Cu ─→ Cu²⁺+ 2e^-

(C) Cu ─→ Cu⁺+ e^-

(D) 2OH^- ─→ H₂O + O₂+ 2e^-

3. 2 分

极谱分析仪所用的测量阴极属于下列哪一种？ ( )

(A) 浓差极化电极

(B) 电化学极化电极

(C) 难极化电极

(D) 理想可逆电极

4. 2 分

电解金属盐的水溶液时, 在阴极上 ： ( )

(A) 还原电势愈正的粒子愈容易析出

(B) 还原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈容易析出

(C) 还原电势愈负的粒子愈容易析出

(D) 还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出

5. 2 分

电解时, 在阳极上首先发生氧化作用而放电的是： ( )

(A) 标准还原电势最大者

(B) 标准还原电势最小者

(C) 考虑极化后，实际上的不可逆还原电势最大者

(D) 考虑极化后，实际上的不可逆还原电势最小者

6. 2 分

298 K、0.1 mol·dm^-3的 HCl 溶液中，氢电极的热力学电势为 -0.06 V，电解此溶液

时，氢在铜电极上的析出电势 f为： ( )

(A) 大于 -0.06 V

(B) 等于 -0.06 V

(C) 小于 -0.06 V

(D) 不能判定

7. 2 分

电池在恒温、 恒压及可逆情况下放电, 则其与环境的热交换为 ( )

(A) D_rH

(B) TD_rS

(C) 一定为零

(D) 与D_rH与TD_rS均无关

8. 2 分

电解混合电解液时，有一种电解质可以首先析出，它的分解电压等于下列差值中

的哪一个？式中 f_平 ， f _阴 和f_阳 分别代表电极的可逆电极电势和阴、阳极的实际析出电势。 ( )

(A) f_平，阳－ f_平，阴

(B) f_阳 + f_阴

(C) f_阳（最小） － f_阴（最大）

(D) f_阳（最大） － f_阴（最小）

9. 2 分

以石墨为阳极，电解 0.01 mol·kg^-1 NaCl 溶液，在阳极上首先析出： ( )

(A) Cl₂

(B) O₂

(C) Cl₂与 O₂混合气体

(D) 无气体析出

已知：f ^$ (Cl₂/Cl^-)= 1.36 V , h (Cl₂)= 0 V ，

f ^$ (O₂/OH^-)= 0.401V , h (O₂) = 0.8 V 。

*. 2 分

298K，101.325 kPa 下，以 1 A 的电流电解 CuSO₄溶液，析出 0.1 mol 铜，需时间

大约是： ( )

(A) 20.2 h

(B) 5.4 h

(C) 2.7 h

(D) 1.5 h

二、填空题 ( 共 9题 18分 )

11. 2 分

将一 Pb 酸蓄电池在 10.0 A 电流下充电 1.5 h，则 PbSO₄分解的质量为

。

（已知 M(PbSO₄)= 303 g·mol^-1 ）

12. 2 分

在锌电极上 ，H₂的超电势为 0.75 V，电解一含Zn²⁺的浓度为 1×10^-5 mol·kg^-1

的溶液，为了不使 H₂(g) 析出，问溶液的 pH 值应控制在 __________ 。

已知 25℃时， f ^$ (Zn²⁺/Zn)= -0.763 V 。

13. 2 分

电极表面反应速率r与电流密度j之间应满足_______________关系。

14. 2 分

电池 Pb(s)│H₂SO₄(m)│PbO₂(s)，作为原电池时，负极是 ，正极

是 ；作为电解池时，阳极是 ，阴极是 。

15. 2 分

电池放电时，随电流密度增加阳极电位变 ________，阴极电位变 ________，正

极变 ________ ，负极变_____。

16. 2 分

采用三电极装置研究超电势时, 一般采用鲁金毛细管, 其作用为________________,

采用搅拌其作用为_______________________________。

17. 2 分

铜板上有一些铁的铆钉, 长期暴露在潮湿的空气中, 在_____________________

部位特别容易生锈。

18. 2 分

已知f ^$ (Fe²⁺/Fe)= -0.440 V, f^$ (Cu²⁺/Cu) = 0.337 V，在 25℃, p^$时,

以 Pt 为阴极，石墨为阳极，电解含有 FeCl₂(0.01 mol·kg^-1)和 CuCl₂

(0.02 mol·kg^-1)的水溶液，若电解过程不断搅拌溶液，且超电势可忽略不计，则最

先析出的金属是 ______。

19. 2 分

已知电极（1）Pt│H₂, H⁺, （2） Pt│Fe³⁺, Fe²⁺, 和（3）Pb│H₂, H⁺ 的交换电流密度j_e分别为： (1) 0.79 mA·cm^-2; (2) 2.5 mA·cm^-2; (3) 5.0×10^-12 A·cm^-2。当它们在298 K处于平衡态时, 每秒有多少电子或质子通过双电层被输送?

(1) _____________cm^-2·s^-1 ；(2) _____________cm^-2·s^-1 ；(3) _____________cm^-2·s^-1 。

三、计算题 ( 共 5题 40分 )

20. 10 分

298 K 时，用铂电极电解 1 mol·dm^-3 的 H₂SO₄(不考虑活度系数)：

(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 W，H₂和O₂的超电势h (V)

与电流密度 j (A·cm^-2) 的关系分别为

h = 0.472 + 0.118 lgj

h = 1.062 + 0.118 lgj

问当通过的电流为 1 mA 时，外加电压为若干？ 已知:f ^$ (O₂,H₂O,H⁺) = 1.229 V 。

21. 10 分

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： 2H₃O⁺ + 2e^-＝ 2H₂O + H₂(p^$)

O₂(p^$) + 4H⁺ + 4e^- → 2H₂O

碱性条件： O₂(p^$) + 2H₂O + 4e^- → 4OH^-

所谓金属腐蚀是指金属表面附近能形成离子浓度至少为 1×10^-6 mol·kg^-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 f^$ (Al³⁺/Al)= -1.66 V, f ^$ (Cu²⁺/Cu)= 0.337 V, f ^$ (Fe²⁺/Fe)= -0.440 V ，

f ^$ (Pb²⁺/Pb)= -0.126 V, f ^$ (Au⁺/Au)= 1.50 V。.

22. 10 分

298 K时, 用Pt阳极Cu阴极电解0.10 mol·dm^-3 CuSO₄溶液, 电极的面积为50 cm², 电

流保持在0.040 A, 并采取措施, 使浓差极化极小。 若电解槽中含1dm³溶液, 试问至少

电解多少时间后, H₂才会析出？ 此时剩余Cu²⁺的浓度为多少? 设活度系数均为1。

已知氢在铜上之 h =a+blgj, a=0.80 V, b=0.115 V, f^$ (Cu²⁺/ Cu) =0.337 V。

23. 5 分

求在 Fe 电极上, 自 1mol·kg^-1 KOH 水溶液中，每小时电解出氢 100 mg·cm^-2 时应维持的电势（氢标）。 (已知： a = -0.76 V，b = -0.11V)

24. 5 分

若氢在 Cd、Hg 电极上的超电势，在所讨论电流密度范围内服从塔菲尔公式

h = a + blgj. 对于这两个电极, 其 b 值都为 0.118 V，但两电极的 a 值不同。氢

在这些电极上析出时的传递系数 a 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 j。分别是 1×10^-7A·m^-2 和 6×10^-9 A·m^-2。求在 298 K时，两

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。

四、问答题 ( 共 3题 20分 )

25. 10 分

(1) 试导出同一电极反应在不同的超电势时, 反应速率(即电流密度j)之比的表达式 ；

(2) 25℃时，1 mol·dm^-3的KOH溶液用镀铂黑的铂电极电解，使它在阳极上产生O₂, 当

超电势为0.4V时, 电流密度j=10^-3 A·cm^-2, 若超电势为0.6 V, j为多少? (设对称

因子或传递系数