物理化学第十章模拟试卷A物理化学第十章模拟试卷A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：( C )(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 分将铅蓄电池在10.0 A电流下充电 1.5 h，则PbSO4分解的量为：（M r(PbSO4)= 303 ）( B)(A) 0.1696 kg(B) 0.0848 kg(C) 0.3392 kg(D) 0.3564 kg3. 2 分在还原性酸性溶液中, Zn的腐蚀速度较Fe为小, 其原因是：( )(A) φ(Zn2+/ Zn)(平) < φ(Fe2+/ Fe)(平)(B) φ(Zn2+/ Zn) < φ(Fe2+/ Fe)(C) φ(H+/ H2)(平, Zn) < φ(H+/ H2)(平, Fe)(D) φ(H+/ H2)(Zn) < φ(H+/ H2)(Fe)4. 2 分25℃时, H2在锌上的超电势为0.7 V，φ∃ (Zn2+/Zn) = -0.763 V，电解一含有Zn2+(a=0.01) 的溶液，为了不使H2析出，溶液的pH值至少应控制在(A)(A) pH > 2.06(B) pH > 2.72(C) pH > 7.10 (见P91 课本)(D) pH > 8.025. 2 分一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞，今用一金属片焊接在洞外面以堵漏，为了延长铁箱的寿命，选用哪种金属片为好？( D )(A) 铜片(B) 铁片(C) 镀锡铁片(D) 锌片6. 2 分金属活性排在H2之前的金属离子, 如Na+ 能优先于H+在汞阴极上析出, 这是由于：( D )(A) φ∃ (Na+/ Na) < φ∃ (H+/ H2)(B) η(Na) < η(H2)(C) φ(Na+/ Na) < φ(H+/ H2)(D) H2在汞上析出有很大的超电势, 以至于φ(Na+/ Na) > φ(H+/ H2)7. 2 分1物理化学第十章模拟试卷A2铅蓄电池负极反应的交换电流密度，比正极反应的交换电流密度约小两个数量级, 这表明 ： ( ) (A) 负极反应的恢复平衡的速率大, 容易出现极化 (B) 正极反应的恢复平衡的速率大, 容易出现极化 (C) 负极反应的恢复平衡的速率小, 容易出现极化 (D) 正极反应的恢复平衡的速率小, 容易出现极化8. 2 分下列示意图描述了原电池和电解池中电极的极化规律, 其中表示原电池阳极的是： ( B )(A) 曲线1 (B) 曲线2 (C) 曲线3 (D) 曲线49. 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 H 2为： ( C ) (A) 大于 -0.06 V (B) 等于 -0.06 V (C) 小于 -0.06 V (D) 不能判定10. 2 分电解金属盐的水溶液时, 在阴极上 ： ( B ) (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二、填空题 ( 共 9题 18分 ) 11. 2 分电解氢氧化钾溶液，制备氢气和氧气的阳极反应 _______________________ ；阴极反应是 _______________________ 。
12. 2 分电解工业中, 为了衡量一个产品的经济指标，需要计算电能效率, 它的表达式是_____________n=e 有用|e 消耗X100%___________________________。
13. 2 分将一 Pb 酸蓄电池在 10.0 A 电流下充电 1.5 h ，则 PbSO 4分解的质量为0.0848 kg 。
（已知 M (PbSO 4)= 303 g ·mol -1）物理化学第十章模拟试卷A314. 2 分电解过程中，极化作用使消耗的电能 ___增加_；在金属的电化学腐蚀过程中，极化作用使腐蚀速度 ___降低_____ 。
15. 2 分以 Cu 为电极，电解 1 mol ·dm -3 CuSO 4溶液 (pH = 3), 则在阴极上的电极反应 _________铜离子变成单质铜的反应，阳极上的电极反应 _________________________ 。
已知： H 2在 Cu 电极上, η = 0.5 V , φ ∃ (Cu 2+/Cu)= 0.337 V ，O 2在 Cu 电极上, η = 0 V , φ ∃ (O 2/H +,H 2O)= 1.229 V 。
16. 2 分从能量的利用上看，超电势的存在有其不利的方面。
但在工业及分析等方面，超电势 的现象也被广泛的应用, 试举出二个利用超电势的例子___极谱分析的滴汞电极, 铅蓄电池的充电, 氯碱工业, 电镀杂质的分离等 17. 2 分从理论上分析电解时的分解电压, E 分解=_______________________, 而且随电流 强度I 的增加而____________。
18. 2 分超电势测量采用的是三电极体系, 即研究电极、辅助电极和参比电极, 其中辅助 电极的作用是____________________, 参比电极的作用是____________________。
19. 2 分氢气在金属电极上析出时, 根据条件不同, 超电势随电流密度变化关系分别可用 η =R e j 或 η =a + b lg j 表示, 前者适用于 低超压 情况, 而后者适用于____高超压________情况。
三、计算题 ( 共 5题 40分 ) 20. 10 分不要了21. 10 分298 K 时, 用Pb 为电极来电解0.100 mol ·dm -3 H 2SO 4(γ± =0.265)。
在电解过程中, 把Pb 阴极与另一摩尔甘汞电极相联接， 当Pb 阴极上氢开始析出时, 测得E 分解=1.0685 V , 试求H 2在Pb 电极上的超电势(H 2SO 4只考虑一级电离), 已知摩尔甘汞电极的氢标电势 φ甘汞=0.2800 V 。
22. 10 分298 K ，p ∃时，以 Pt 为阴极，C （石墨）为阳极，电解含CdCl 2(0.01 mol ·kg -1) 和CuCl 2(0.02 mol ·kg -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φ∃ (Cd 2+/Cd) = -0.402 V ， φ∃ (Cu 2+/Cu) = 0.337 V ，φ ∃ (Cl 2/Cl -) = 1.36 V ，φ ∃ (O 2/H 2O,H +) = 1.229 V ) (不考虑水解) 试问： （甲）何种金属先在阴极析出？ （乙）第二种金属析出时，至少须加多少电压？ （丙）当第二种金属析出时，第一种金属 离子在溶液中的浓度为若干？ （丁）事实上 O 2(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？ （P129 10.3 ）23. 5 分在1 mol ·kg -1的HCl 中, 有两种不同的金属Pt 和Hg, 今维持两者的电势相等(-0.40 V),物理化学第十章模拟试卷A求298 K时，1 h 内不同金属上H2的析出量。
已知在Pt, Hg上, 析出H2的交换电流密度j0分别是7.9×10-4和0.79×10-12 A·cm-2 (设传递系数α=0.5)。
24. 5 分某仪器所需载气为氢气，拟用电解水法制备，2H2O = 2H2+ O2 当所需氢气(处在标准状态下)流量为2×10-4 m3·min-1时，问仪器工作10 h, 电解槽需耗电量(Q) 为若干？电解槽电极（面积A为0.1m2）上的电流密度(j) 为多少？四、问答题( 共3题20分)25. 10 分氢析出的迟缓放电理论所述的机理，可简单地写成如下的形式：Hs++e-─→Hs (决速步)Hs+Hs++e-H2假设[Hs+]≈[H+], 试导出Tafel公式η= a + b ln j 。
26. 5 分298 K 时, 某钢铁容器内盛pH = 4.0 的溶液，试通过计算说明此时钢铁容器是否会被腐蚀？假定容器内Fe2+浓度超过10-6 mol·dm-3时，则认为容器已被腐蚀。
已知：φ∃ (Fe2+/Fe) = -0.4402 V，H2在铁上析出时的超电势为0.40 V。
27. 5 分H2和O2在Ag电极上的超电势在电流密度为0.1A cm-2时分别为0.87和0.98 V。
试问：将两个Ag电极，插入一稀NaOH溶液中电解时, 在此电流密度下的外加电压应为多少? (忽略电解池内部电压降)。
已知E∃ (O2-H2)=1.229 V 。
4物理化学第十章模拟试卷A5参考答案一、选择题 ( 共10题 20分 )1. 2分 [答] (C)2. 2 分 [答] (B)3. 2 分 [答] (D)4. 2 分 [答] (A)5. 2 分 [答] (D)6. 2 分 [答] (D)7. 2 分 [答] (C)8. 2 分 [答] (B)9. 2 分 [答] (C) 10. 2 分 [答] (B)二、填空题 ( 共 9题 18分 )11. 2 分 [答]--2O + 2e -→ H 2+ 2OH -12. 2 分 [答] 13. 2 分 [答]PbO 2+ Pb + 2H 2SO 4＝ 2PbSO 4+ 2H 2O(10 A ×1.5×3600 s)/(96500 C ·mol -1 )×1/2×303 g ·mol -1 = 84.8g 14. 2 分 [答] 增加；减少15. 2 分 [答] 阴极：Cu 2+ + 2e - → Cu ↓ 阳极：Cu - 2e - →Cu 2+ 16. 2 分[答]见题中.17. 2 分 [答] E 分解 =E 可逆+η阴+η阳+IR 增加18. 2 分 [答] 提供电流, 使研究电极极化; 测量研究电极的超电势值。
19. 2 分 [答] 低超压 高超压三、计算题 ( 共 5题 40分 ) 20. 10 分[答] η =ln j 0+(RT /α F )ln j (1) (4分) 根据直线方程(1)及所列数据,可得 η 0.65 0.73 0.79 ln j -14.28 -12.79 -11.51由此可得 <α > =0.51 (3分) <j 0> =3.95 A ·cm -2 (3分)21. 10 分[答] 氢刚在Pb 极上析出时, 阴极电势为 φ (H 2)=φ (甘汞)-E (分解) =0.2800 V -1.0685 V= -0.7885 V (2分) 而氢电极的平衡电势为 φ (H +/H 2) =φ∃-0.05915lg1/22+(H )/(H )p p α⎛⎫ ⎪⎝⎭$≅ 0.05915lg α (H +) =-0.0933 V (4分) ∴η阴=φ (H +/H 2, 平) -φ (H 2) =0.6952 V 氢气逸出 , 其压力 p (H 2)≥p ∃.(4分) 22. 10 分 φ=φ∃-0.05915lg 生成物|反应物[答](1) φ (Cd 2+/Cd) = -0.4612 Vφ (Cu 2+/Cu) = 0.2868 V φ (H +/H 2) = -0.413 V所以阴极上首先是 Cu 2+还原成 Cu 。