(完整版)电化学分析习题及参考答案
完整版)电化学练习题带答案
完整版)电化学练习题带答案1.铁镍蓄电池是一种常见的电池，其放电反应为Fe +NiO3 + 3H2O → Fe(OH)2 + 2Ni(OH)2.下列说法中，错误的是：A。
电池的电解液为碱性溶液，正极为NiO3，负极为Fe。
B。
电池放电时，负极反应为Fe + 2OH- → Fe(OH)2 + 2e。
C。
电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低。
D。
电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2 + 2OH- + 2e → NiO3 + 3H2O。
2.当镀锌铁发生析氢腐蚀时，有0.2mol电子发生转移。
正确的说法是：④在标准状况下有1.12L气体放出。
3.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H，其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2 + O2 → 2H2O。
以下说法正确的是：A。
电子通过外电路从b极流向a极。
B。
b极上的电极反应式为：O2 + 2H2O + 4e → 4OH-。
C。
每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2.D。
H由a极通过固体酸电解质传递到b极。
4.如图是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的构造示意图。
甲醇在催化剂作用下提供质子(H)和电子，电子经过电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，该电池总反应式为：2CH3OH + 3O2 → 2CO2 + 4H2O。
以下说法中，错误的是：A。
右边的电极为电池的负极，b处通入的是空气。
B。
左边的电极为电池的正极，a处通入的是甲醇。
C。
电池负极的反应式为：2CH3OH + 2H2O - 12e → 2CO2↑ + 12H+。
D。
电池正极的反应式为：3O2 + 12H+ + 12e → 6H2O。
5.铅蓄电池的工作原理为：Pb + PbO2 + 2H2SO4 →2PbSO4 + 2H2O。
以下判断不正确的是：A。
K闭合时，d电极反应式：PbSO4 + 2H2O - 2e → PbO2 + 4H+。
B。
当电路中转移0.2mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2mol。
电化学分析测试题及参考答案
电化学分析测试题及参考答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种电化学分析方法属于伏安法？A. 循环伏安法B. 环境扫描电镜C. 原子吸收光谱D. 气相色谱答案：A2. 以下哪个参数不是电化学分析中的基本参数？A. 电流B. 电压C. 电阻D. 电导答案：C3. 在电化学分析中，以下哪个电极用于传递电子？A. 参比电极B. 工作电极C. 对电极D. 辅助电极答案：B4. 下列哪个电化学分析方法适用于检测痕量金属离子？A. 极谱法B. 电位滴定法C. 电流滴定法D. 循环伏安法答案：A5. 在电化学分析中，以下哪个电极的电位保持不变？A. 工作电极B. 参比电极C. 对电极D. 辅助电极答案：B二、填空题（每题2分，共20分）6. 电化学分析中的基本原理是______。
答案：氧化还原反应7. 在电化学分析中，工作电极与______之间的电势差称为工作电极电势。
答案：参比电极8. 极谱法是一种基于______原理的电化学分析方法。
答案：电流与电位的关系9. 电位滴定法是通过测量溶液中______的变化来确定分析物浓度的方法。
答案：电位10. 循环伏安法是一种通过改变______来实现对分析物进行定性和定量分析的方法。
答案：电极电势三、判断题（每题2分，共20分）11. 电化学分析是一种基于物理化学原理的分析方法。
（）答案：正确12. 电流滴定法是通过测量溶液中电流的变化来确定分析物浓度的方法。
（）答案：正确13. 电位滴定法中，参比电极的电位始终保持不变。
（）答案：正确14. 极谱法是一种基于电流与电位关系的电化学分析方法。
（）答案：正确15. 电导率是电化学分析中的一个基本参数。
（）答案：错误四、简答题（每题10分，共30分）16. 简述电化学分析的基本原理。
答案：电化学分析的基本原理是基于氧化还原反应。
在电解质溶液中，分析物在电极上发生氧化还原反应，通过测量电极上的电流、电位等参数，实现对分析物的定性和定量分析。
电化考试题及答案
电化考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10题）1. 电化学反应中，电子的流动方向是：A. 从负极流向正极B. 从正极流向负极C. 从溶液流向电极D. 从电极流向溶液答案：A2. 电解水时，阳极产生的气体是：A. 氢气B. 氧气C. 氮气D. 二氧化碳答案：B3. 法拉第电解定律中，电极上沉积的物质量与哪些因素有关？A. 电流强度和通电时间B. 电极材料C. 溶液浓度D. 所有以上因素答案：A4. 电镀过程中，被镀金属作为：A. 阳极B. 阴极C. 电解质D. 电源5. 在电化学电池中，哪种类型的反应是自发进行的？A. 氧化反应B. 还原反应C. 氧化还原反应D. 非氧化还原反应答案：C6. 电化学腐蚀中，金属的腐蚀速率与哪些因素有关？A. 金属的纯度B. 环境的湿度C. 金属的电位D. 所有以上因素答案：D7. 电化学传感器的工作原理基于：A. 电导变化B. 电势变化C. 电流变化D. 电阻变化答案：B8. 电化学抛光中，金属表面光亮的原因是：A. 金属被氧化B. 金属被还原C. 金属被溶解D. 金属被沉积答案：C9. 电化学合成中，电子作为：B. 还原剂C. 催化剂D. 反应物答案：B10. 电化学电池的总反应可以表示为：A. 氧化反应 + 还原反应B. 氧化反应 - 还原反应C. 氧化反应× 还原反应D. 氧化反应÷ 还原反应答案：A二、填空题（每题2分，共5题）1. 在电化学中，电池的电动势（E）等于各半电池的_______之和。
答案：电势差2. 电化学腐蚀的两种主要类型是_______腐蚀和_______腐蚀。
答案：吸氧、析氢3. 电化学分析法中，电位法测量的是溶液中特定离子的_______。
答案：电化学势4. 电镀时，电流效率是指沉积在阴极上的金属量与_______通过的电量之比。
答案：法拉第5. 电化学合成中，通过控制电流可以精确控制产物的_______。
答案：产量三、简答题（每题10分，共2题）1. 简述电化学电池的工作原理。
电化学分析习题答案
电化学分析习题一、选择题1.不属于电化学分析法的是CA．电位分析法 B. 极谱分析法 C. 电子能谱法 D. 库仑滴定2. Ag-AgCl参比电极的电极电位取决于电极内部溶液中的 BA．Ag+活度 B. Cl-活度 C. AgCl活度 D.Ag+和Cl-活度之和3.正确的饱和甘汞电极半电池组成为BA. Hg/Hg2Cl2(1mol/L)/KCl(饱和)B．Hg/Hg2Cl2(固)/KCl(饱和)C．Hg/Hg2Cl2(固)/KCl(1mol/L)D．Hg/HgCl2(固)/KCl(饱和)4．pH玻璃电极的膜电位产生是由于测定时，溶液中的 DA．H+离子穿过了玻璃膜 B.电子穿过了玻璃膜C．Na+与水化玻璃膜上的Na +交换作用 D.H+与水化玻璃膜上的H+交换作用5.玻璃电极使用前，需要CA．在酸性溶液中浸泡1h B.在碱性溶液中浸泡1hC.在水溶液中浸泡24hD.测量的pH不同，浸泡溶液不同6.氟离子选择电极对氟离子具有较高的选择性是由于 BA．只有F-能透过晶体膜 B.F-能与晶体膜进行离子交换C．由于F-体积比较小 D.只有F-能被吸附在晶体膜上7. 在电位法中离子选择性电极的电位应与待测离子的浓度 DA. 成正比B. 的对数成正比C. 符合扩散电流公式的关系D. 符合能斯特方程式8. 当金属插入其金属盐溶液时，金属表面和溶液界面会形成双电层，所以产生了电位差。
此电位差为BＡ．液接电位Ｂ．电极电位Ｃ．电动势Ｄ．膜电位9. 用ｐＨ玻璃电极测定ｐＨ为１３的试液，ｐＨ的测定值与实际值的关系为 BＡ．测定值大于实际值Ｂ．测定值小于实际值Ｃ．二者相等Ｄ．不确定10.直接电位中，加入TISAB的目的是为了 CA．提高溶液酸度B．恒定指示电极电位C．固定溶液中离子强度和消除共存离子干扰D．与待测离子形成配合物11.测量pH时，需要用标准pH溶液定位，这是为了 DA．避免产生酸差 B.避免产生碱差C．消除温度的影响 D.消除不对称电位和液接电位的影响12.玻璃电极不包括 CA．Ag-AgCl内参比电极Ｂ．一定浓度的ＨＣｌ溶液Ｃ．饱和ＫＣｌ溶液Ｄ．玻璃膜13.电位测定水中F-含量时，加入ＴＩＳＡＢ溶液，其中ＮａＣｌ的作用是 BＡ．控制溶液的ｐＨ在一定范围内Ｂ．使溶液的离子强度保持一定值Ｃ．掩蔽Ａｌ３＋和Ｆｅ３＋干扰离子Ｄ．加快响应时间14．用离子选择性电极测定离子活度时，与测定的相对误差无关的是 CＡ．待测离子的价态Ｂ．电池电动势的本身是否稳定Ｃ．温度Ｄ．搅拌速度15.pH玻璃电极玻璃膜属于 DＡ．单晶膜Ｂ．多晶膜Ｃ．混晶膜 D.非晶体膜16.通常组成离子选择电极的部分为 AA．内参比电极、内参比溶液、功能膜、电极管B．内参比电极、饱和ＫＣｌ溶液、功能膜、电极管Ｃ．内参比电极、ｐＨ缓冲溶液、功能膜、电极管Ｄ．电极引线、功能膜、电极管17.测量溶液ｐＨ通常所适用的两支电极为 AＡ．玻璃电极和饱和甘汞电极Ｂ．玻璃电极和Ag-AgCl电极Ｃ．玻璃电极和标准甘汞电极Ｄ．饱和甘汞电极和Ag-AgCl电极18.液接电位的产生是由于 BA 两种溶液接触前带有电荷B 两种溶液中离子扩散速度不同所产生的C 电极电位对溶液作用的结果D 溶液表面张力不同所致19. 电位滴定法是以测量电位的变化为基础的，下列因素中对测定影响最大的是 B Ａ．内参比电极电位Ｂ．待测离子的活度Ｃ．液接电位Ｄ．不对称电位20. 用电位法测定溶液的pH值时，电极系统由玻璃电极与饱和甘汞电极组成，其中玻璃电极是作为测量溶液中氢离子活度（浓度）的__C_。
资料：第四章 电化学分析法 习题及答案
第四章 电化学分析法 题库及答案1. 电化学分析方法与其他种类的仪器分析方法相比，都有什么特？答：设备简单、操作方便、应用广泛、灵敏度与准确度高、重现性好等。
2. 电化学分析过程中一定有电流流过电极吗？哪些分析法需要有电流流过电极？哪些需无电流流过？答：不一定；电解分析法，伏安分析法，库仑分析法；电位分析法。
3. 参比电极的电极电位为什么是恒定的？在电位分析法中的作用是什么？答：参比电极的电位取决于电极内离子的活度，其浓度保持恒定，故其电极电位恒定。
在电位分析法中，保持一支电极的电位恒定，另一支电极电位随待测离子浓度的变化而变化，这样使两极之间的电位差的变化反应溶液中离子活度的大小。
4. 离子选择性电极有哪些类型？分别举一个例子说明其作用原理。
答：晶体膜电极：如F 电极，F -在晶体膜表面进行交换，溶液中F -活度较高，则溶液中的F -进入晶体，反之，晶体膜内的F-进入溶液。
玻璃膜电极：用水浸泡玻璃膜时，玻璃膜表面的Na+与水中的H+交换，形成一层水化硅胶层。
在水化层，溶液中的H+经水化层扩散至干玻璃层，干玻璃层的阳离子向外扩散以补偿外表面溶出的离子，离子的相对移动产生扩散电位。
液膜电极，如钙电极，将与响应离子有作用的载体溶解在不与水混溶的有机溶剂，组成一种液体离子交换剂，然后掺入一种微孔物质制成敏感膜，载体离子可以在液膜-试样、液膜-内填充溶液两个相界面间来回迁移，起到传递待测离子的作用，由于待测离子在水相与有机相中活度有差异，从而产生相间电位。
敏化电极：如气敏电极，其原理是某些气体渗过透气膜而溶解在水溶液中，然后释放出的H+改变水溶液的pH ，使pH 玻璃膜电极产生响应。
5. 当用直接电位法测量溶液的pH 值时，表达式pH K E 0592.0'+=中，K ’ 项包括哪些常数？答：参比电极、内参比电极、不对称电位及液接电位等常数。
6. 用pH 玻璃膜电极和饱和甘汞电极测定溶液的pH 。
电化学习题参考答案
第七章 电化学（一）辅导：电化学定义: 研究电能和化学能之间的相互转化及转化过程中有关规律的科学.一 . 基本概念1.导(电)体: 能导电的物质.可分为两类:(1).电子导体(第一类导体): 靠自由电子的定向运动而导电的一类导体.特点: 升高温度,导电能力下降.(2).离子导体(第二类导体): 依靠离子的定向迁移而导电的一类导体.特点: A.发生化学反应.B.升高温度,导电能力增强.2.电极: 与电解质溶液相接触的第一类导体. (电化学中的电极还要包括第一类导体密切接触的电解质溶液)3.电解池: 将接有外电源的两支电极浸入电解质溶液中,迫使两极发生化学反应,将电能转变为化学能的装置.4.原电池: 将两支电极插入电解质溶液中形成的,能自发地在两极发生化学反应,使化学能转化为电能的装置.5.正极: 电势较高的极.6.负极: 电势较低的极.7.阳极: 发生氧化反应的电极. 8.阴极: 发生还原反应的电极.9.电极反应: 在电极上进行的有电子得失的化学反应.10.电极反应规律: 在阳极,电极电势愈负的愈先发生氧化反应,在阴极,电极电势愈正的愈先发生还原反应.11.离子迁移规律: 在电场作用下,阳(正)离子总是向阴极迁移；阴(负)离子总是向阳极迁移.12.电流传导规律: 整个电流在溶液中的传导是由阴阳离子的移动而共同承担的. 13.离子迁移数: 离子j 所运载的电流与总电流之比.14.摩尔电导率: 指把含有1mol 电解质的溶液置于相距为单位距离的电导池的两个平行电极之间时所具有的电导.15.离子强度: 溶液中各种离子的浓度与其价数的平方的乘积之和的一半. 16.可逆电池的必备条件:(1).电池反应可逆. 电池中,在两个电极上分别进行的反应都可以向正、反两个方向可逆的进行.(2).能量的转移可逆. 即通过电池的电流必须十分微小,电极反应是在接近化学平衡的条件下进行的.17.氢标还原电极电势: 规定标准氢电极的电极电势为0V.以标准氢电极为负极,指定电极为正极组成的电池的电动势.18.液体接界电势: 在两种不同溶液或溶液相同但浓度不同的两相界面上存在的电势差.产生的原因: 因溶液中离子的扩散速度不同而引起. 19.可逆电极分类:(1).第一类电极: 将金属置于含该金属元素离子的溶液中构成的电极,又称金属电极.气体电极、卤素电极、汞齐电极及金属-配合物电极也可归入此类.(2).第二类电极: 在金属上覆盖一层该金属的难溶盐后浸入含该难溶盐负离子的溶液中构成的电极.又称难溶盐电极.金属-难溶氧化物电极、难溶氧化物-难溶盐电极均属此类.如:)(|)()(2442m SO s PbSO s PbO -+(3).第三类电极: 将惰性电极插入含有同金属两种不同价态离子的溶液中构成的电极.又称为氧化-还原电极.20.分解电压: 使电解质在两极连续不断地进行分解时所需的最小外加电压. 21.极化: 有电流流过电极时,电极的电极电势偏离平衡电极电势的现象. 22.超电势: 某一电流密度下的电极电势与其平衡电极电势的差值.其值与电极材料、电流密度、电极表面状态、温度、电解质性质和浓度及其中杂质有关.二 . 基本定律1.法拉第第一定律: 通电于电解质溶液后,在电极的两相界面上发生化学变化的物质的物质的量与通入的电量成正比,与一式量该物质发生反应时,参加反应的电子数成反比.2.法拉第第二定律: 通电于串联电解池,在各电极上发生反应的物质的物质的量与其氧化数的变化值的乘积都相同;析出物质的质量与其摩尔质量成正比.3. 离子独立迁移定律: 在无限稀释时,每一种离子都是独立移动的,不受其它离子的影响,每一种离子对∞m Λ都有恒定的贡献. 电解质的∞m Λ是正、负离子的摩尔电导率之和.三 . 常用公式1. Fz Q n j j =和F Qz n z n z n j j ====...2211 任意条件2. dldEu r j j ≡ 3. ∑≡≡≡jj j j j Q Q I I t κκ ∞∞≈mjm j Λt ,λ 强电解质稀溶液 (类元电荷计量单元) mjm j j z t Λ,λ≈ 强电解质稀溶液 (化学计量单元)4. ∞-∞+∞+=,,m m mΛλλ (类元电荷计量单元) ∞--∞++∞+=,,m m m v v Λλλ (化学计量单元)5. -+-++=+=r r r u u u t j j j 单种电解质溶液6. ItVF c z t j j j = 界面移动法7. ∑=221jj z m I 电解质溶液 8. c V Λm m κκ=≡)(12-∙∙mol m S 电解质溶液9. RK GK cell cell==κ10.c A m m -=∞ΛΛ 强电解质稀溶液 11.∞=mma ΛΛ 弱电解质稀溶液 12.vB a a ±=θm m r a BBB = θm m r a ±±±= θmm r a jj j = m v v m vv v )(-+-+±=13.I Az r jj 2lg -= 强电解质稀溶液 I z z A r ||lg -+±-= 强电解质稀溶液IIz z A r +-=-+±1||lg 浓度不太大的电解质溶液14.zFE G m r -=∆ 和 θθzFE G m r -=∆15.p m r T EzF S )(∂∂=∆16.])([E TET zF H p m r -∂∂=∆ 17.p m r R TE zFT S T Q )(∂∂=∆= 18.∏-=j v j a zF RT E E ln θ19.θθa K RT zFE ln =20.阳阳析阳阳ηϕϕϕ+==,,,R I阴阴析阴阴ηϕϕϕ-==,,,R I21.j b a lg +=η例. 在298.15K 时,用铜电极电解铜氨溶液.已知溶液中每1000g 水中含CuSO 4 15.96g,NH 3 17.0g,当有0.01 mol 电子的电量通过以后,在103.66g 阳极部溶液中含有2.091gCuSO 4, 1.571gNH 3,试求: (M NH3=17.01g/mol,M CuSO4=159.6g/mol)(1).[Cu(NH 3)x ]2+中x 的值 (2).该配离子的迁移数 解.(1).阳极上的反应为:e m Cu s Cu 2)()(2+→+,阳极部Cu 2+在通电前后物质的量的变化为:)(01.06.1591000)571.1091.266.103(96.15mol n ≈⨯--⨯=原)(0131.06.159091.2mol n ≈=终)(005.0201.0mol n ≈=电因: 迁电原终n n n n -+=)(0019.00131.0005.001.0mol n n n n =-+=-+=终电原迁对NH 3而言:)(10.001.171000)571.1091.266.103(0.17mol n ≈⨯--⨯=原)(0924.001.17571.1mol n ≈=终 )(00764.00924.0100.0mol n n n =-=-=终原迁则:402.40019.000764.0)Cu ()(NH 23≈==+迁迁n n 即[Cu(NH 3)x ]2+中x 的值为4.(2).0.380.0050.0019243])([===+电迁n n t NH Cu例. 电池:)(|)(|)()(222s Cu m CuCl s Cl Hg l Hg s +298.15K 时的电动势为0.06444伏,电动势的温度系数p TE )(∂∂=3.2081410--⋅⨯K V .已知该温度下,2CuCl 的饱和溶解度为 44.01O gH g 2100/,其摩尔质量为134.45mol g /.及:V HgClCl Hg 2676.0/,22=-θϕ, V CuCu 3370.0/2=+θϕ (1).写出电池反应.(2).求该温度下,饱和2CuCl 溶液的活度及活度系数. (3).在该温度下可逆放电时的热.(4).电池反应在烧杯中进行时与环境交换的热. 解: (1).电池反应如下:)()()(2)(222s Cl Hg s Cu l Hg m CuCl s +===+(2).据能斯特公式得:±+-=--=-+-+a FRTa F RT E HgCl Cl Hg Cu Cu CuCl HgCl Cl Hg Cu Cu ln 231ln2/,//,/2222222θθθθϕϕϕϕ即: ±+-=a ln 96485*215.298*314.8*32676.03370.00922.0所以: =±a 0.8792据题,2CuCl 的饱和溶解度为:kg mol /27.345.13410*01.44≈所以: 13/121196.5)2*1(-±⋅==kg mol m m 由定义: θγm m a ±±±=,得: 1692.0196.51*8792.0===±±±m m a θγ(3).由: p m r R TEzFT S T Q )(∂∂=∆=得: )(10457.1810208.3*15.298*96485*2)(134--⋅⨯=⨯=∂∂=mol J TEzFT Q pR(4).当反应在烧杯中等温等压进行时,其交换的热即等压热p Q ,亦即该反应的焓变,而焓是状态函数,故计算电池反应的焓变即可.由: ])([E TE T zF H p m r -∂∂=∆ 得:)(10022.6)06444.010208.3*15.298(*96485*2134--⋅⨯=-⨯=∆m ol J H m r例2. p83.7-32.电池:)(|)(|)0.1(|||)100,(|2232l Hg s Cl Hg dm mol KCl pH kPa g H Pt -⋅的溶液待测在25℃时测得电动势为0.664伏,试计算待测溶液的pH 值. 解: 据题可得电池反应: )()0.1()()(21)(213222l Hg dm mol Cl a H s Cl Hg p H H +⋅+==+--++θ因摩尔电极电势在25℃下有定值0.2800伏,故电池的电动势为:)ln (2222/,/,++---=-=-+H H PtHH Hg Cl Cl Hg a a F RT E θϕϕϕϕ 得: ++=H a lg 43429.0*9648515.2998*314.82800.0664.0所以: 508.6lg =-=+H pH α例3.已知V AgAg 7994.0/=+θϕ,V Pt Fe Fe 770.0/,32=++θϕ, 计算25℃时反应Ag Fe Ag Fe +==++++32的平衡常数θa K .若将适量银粉加到浓度为0.053/dm mol 的33)(NO Fe 溶液中,试计算平衡时+Ag 的浓度.(设各离子活度系数均为1)解: (1).设计电池:)(|)(||)(),(|32312s Ag m Ag m Fe m Fe Pt +++)(0294.0770.07994.0/,/32V E PtFe Fe Ag Ag =-=-=+++θθθϕϕ 因: θθθa m r K RT zFE G ln -=-=∆所以:140.3)15.298*314.80294.0*96485*1exp()exp(===RT zFE K a θθ(2). 设平衡时+Ag 的浓度为c ,则:Ag Fe Ag Fe +==++++32 c c 0.05-c则有: 140.305.0223=-≈=+++c c a a a K Ag Fe Fe a θ即: 3.1402c +c -0.05=0解之得: c =0.043943/dm mol例4.已知电池: Pt p H m HCl p H Pt ),(|)(|)(,2212中,氢气遵从状态方程: ap RT pV m +=,式中1351048.1--⋅⨯=mol m a ,且与温度无关.当氢气的压力θp p 201=,θp p =1时,试: (1).写出电极反应和电池反应. (2).电池在293.15K 时的电动势.(3).当电池放电时,是吸热还是放热? 为什么? 解: (1).负极反应:e m H p H 2)(2)(12+→+正极反应:)(2)(222p H e m H →++ 电池反应:)()(2212p H p H ==(2).据能斯特公式有:θθθp f p f F RT a a F RT a a F RT E E H H H H //ln2ln 2ln 2212,1,1,2,2222==-= 21ln 2f f F RT=由: f RTd dp V d m ln ==μ得: dp a pRTf RTd )(ln += 积分: ⎰⎰+=1212)(ln pp f f dp a pRT f RTd得: )(ln ln 212121p p a p p RT f f RT -+= 所以:)(03780.096485*2101325*)120(1048.120ln 96485*215.293*314.8)(2ln 252121V p p p p Fap p F RT E =-⨯+=-+=-θθ (2).由前术结果得: 21ln 2)(p p F RT E p =∂∂ 所以:)/(10301.720ln 15.293*314.8ln )(321>⨯===∂∂=∆=m ol J pp p p RT TEzFT S T Q p m r r θθ可见,是吸热的.例5. 将两个电极相同但电解质溶液浓度不同的两个电池反向串联如下: --+)()(|)(|))((1s Ag s AgCl m KCl a Hg K m))((|)(|)()(2m a Hg K m KCl s AgCl s Ag +--试: (1).写出该电池的电池反应.(2).要使该电池反应能自发进行,应满足何种条件?解:(1).显然,该电池是由两个电池反向串联而成,其电池反应即为该二电池反应的总各和. 左侧电池的电池反应为:)()()())((1s Ag m KCl s AgCl a Hg K m +==+ 右侧电池反应为:)())(()()(2s AgCl a Hg K s Ag m KCl m +==+则总反应为: )()(12m KCl m KCl ==(2).要使反应能自发进行,即要求:0ln 12>=a a F RT E ,即必须满足: 12a a >或12m m >.例6.设计合适的电池,以便用电动势法测定其指定的热力学函数(要求写出电池表达式和相应函数的计算式):(1).)()()()(22133m Fe m Ag m Fe s Ag ++++=+(2).(s)Cl Hg 22的溶度积sp K(3).)/1.0(kg mol HBr 溶液的离子平均活度系数±r (4).求)(2s O Ag 的分解压(5).)(2l O H 的标准生成吉布斯自由能 (6).)(2l O H 的离子积常数W K(7).求弱酸HA 的离解常数θa K设计电池:)()(|)(),(),(|)(,2s Ag s AgCl m NaCl m NaA m HA p H Pt Cl A H A +--θ 电池反应为:)()()()(21)(2-+-+++=+Cl H a Cl a H s Ag p H s AgCl θ 设各物质的活度系数均为1,则:θm m a H H ++=,θmm a Cl Cl --= 则: )ln(ln 2/12-+-+-=-=Cl H H Cl H m m F RTE a a aF RT E E θθ式中,-Cl m E E ,,θ均为已知,故+H m 可求.对弱酸HA 有:-++======A H HA+-H HA m m +H m +-+H A m m则: )()(++-+++-+-⨯+⨯=-+⨯=H HA H A H H HA H A H a m m m m m m m m m m m m m m K θθθθθ故θa K 可求.例: 电解池: ⊕⋅=Θ-Pt kg mol m CuSO Pt |)0.1(|104已知在电流密度为1002-⋅m A 时氢在铜上的超电势为0.6V,氧在铂上的超电势为0.85V.试求:(1).当Cu 开始析出时的外加电压(2).当外加电压为2.0V 时,溶液中+2Cu 的浓度(3).当2H 开始析出时,溶液中+2Cu 的浓度及外加电压. 解:(1).据题知其电极反应为:正极反应:e mH p O l O H H 2)(2)(21)(22++→++θ负极反应:)(2)(2s Cu e m Cu →++因正极反应与溶液中+H 浓度有关,若设电解刚开始时溶液为中性,即)(100.117--+⋅⨯≈kg mol H ,由能斯特公式可得:Pt O H PtO H HOa F RT /2/,,2221ln 2ηϕϕθ+-=++阳 )(665.185.0)101(1ln 2229.127V F RT =+⨯-=- )(337.011ln 2337.01ln 222/V F RT a F RT Cu CuCu=-=-=++θϕϕ阴 故其分解电压为:)(328.1337.0665.1V E =-=-=阴阳分解ϕϕ(2).当外加电压为2伏时,已大大高于初始外加电压,故认为溶液中的+2Cu 绝大部分已还原析出.但因硫酸的二级电离是弱酸,其电离度仅为1%,若设其水解消耗的+H 浓度为x ,剩余+2Cu 浓度为1m ,则随着电解反应的进行,同时也进行着下列反应(注: 括号内为该离子的平衡浓度):)(])(2[)(410024x HSO x m m H x m SO -+-⇔--+- 故有: x x m x m m K a /)(])(2[0102-⨯--=因溶液中的+2Cu绝大部分已还原析出, 故可近似地有010m m m ≈-, 所以:02)3(20022=++-m x m K x a将01.02=a K 1-⋅kg mol ,0.10=m 1-⋅kg mol 代入解之可得 )(990.01-⋅=kg mol x 平衡时+H 浓度:)(01.1990.00.2)(2110-⋅=-≈--kg mol x m m 则当外加电压为2.0伏时,有:)1ln 2()1ln 2(0.222222//2/,,++++--+-=Cu Cu Cu Pt O H Pt O H H O a F RT a F RT θθϕηϕ 12101ln 2337.085.0])(2[1ln 2229.1m F RT x m m F RT +-+---=201)2(ln 2742.1x m m F RT --≈ 解之得: )(1089.1191kg mol m ⋅⨯≈-(3).设开始析2H 时, +2Cu 的浓度为2m ,当开始析2H 时,必有: Cu Cu PtH H //,22++=ϕϕ,即:22201ln 2337.060.0])(2[1ln 2m F RT x m m F RT -=----显然,此时+2Cu 的浓度比上节条件下的浓度更小,将: )/(01.1990.00.220kg mol x m m H =-=-≈+代入上式可得: 3221010.2-⨯=m )/(kg mol由于在阳极析出氧气,在阴极析出氢气,故此时的电解池实际上为电解水,相应分解电压应为:)(679.2)60.00()85.0229.1()()(//,//,,22222V E Cu H PtHH Pt O Pt O H H O =--+=--+=-=++ηϕηϕϕϕ阴，析阳，析分解（二）习题及答案：一、思考题1. 原电池和电解池有什么不同？2. 测定一个电池的电动势时，为什么要在通过的电流趋于零的情况下进行？否则会产生什么问题？3. 电化学装置中为什么常用KC1饱和溶液做盐桥？4. 下列反应的计算方程写法不同时其MF E 及m r G ∆值是否相同？为什么？)1(Cu Zn 2=++a ====Cu )1(Zn 2+=+a)1(Cu 21Zn 212=++a ====Cu 21)1(Zn 212+=+a 5. 试说明Zn 、Ag 两电极插入HC1溶液中所构成的原电池是不是可逆可池？ 6. 凡 E 为正数的电极必为原电池的正极， E 为负数的电极必为负极，这种说法对不对？为什么？7. 如果按某化学反应设计的原电池所算出的电动势为负值时，说明什么问题？ 8. 超电势的存在是否都有害？为什么？9. HNO 3、H 2SO 4、NaOH 及KOH 溶液的实际分解电压数据为何很接近？ 10. 试比较和说明化学腐蚀与电化学腐蚀的不同特征。
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B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3 —3e—
+
5
OH—
=
FeO
2 4
+ 4H2O
C．放电时每转移 3 mol 电子，正极有 1mol K2FeO4 被氧化 D．放电时正极附近溶液的碱性增强
7.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量 Fe、Zn、Cu、Pt 等杂质，可用电解法
制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性 Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋）（
10．金属有广泛的用途。粗镍中含有少量 Fe、Zn、Cu、Pt
等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是
（）
（已知：氧化性 Fe2+<Ni2+<Cu2+）
A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2++2e-
Ni
B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有 Fe2+和 Zn2+
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有 Cu 和 Pt
11．某可充电的锂离子电池以 LiMn2O4 为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含 Li+
导电固体为电解质。放电时的电池反应为：Li+LiMn2O4==Li2Mn2O4。下列说法
正确的是
（
）
A．放电时，LiMn2O4 发生氧化反应 B．放电时，正极反应为：Li++LiMn2O4+e-==Li2Mn2O4 C．充电时，LiMn2O4 发生氧化反应 D．充电时，阳极反应为：Li++e-==Li
Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l) ）
B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e—=Mn2O3(s)+2OH—(aq) C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
(完整版)电化学测试题及答案
(完整版)电化学测试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪个不是电化学电池的基本组成部分？A. 电极B. 电解质C. 电流表D. 外电路2. 在原电池中，哪个部分发生氧化反应？A. 正极B. 负极C. 电解质D. 外电路3. 下列哪种电池属于二次电池？A. 铅酸电池B. 锌锰电池C. 镍氢电池D. 银锌电池4. 下列哪个参数表示电池的电动势？A. 电压B. 电流C. 电阻D. 电导5. 下列哪种电极属于惰性电极？A. 铅电极B. 铜电极C. 石墨电极D. 锌电极二、填空题（每题2分，共20分）6. 电池的电动势由______和______两部分组成。
7. 在电化学腐蚀过程中，金属发生______反应，腐蚀产物为______。
8. 在电化学电池中，正极发生______反应，负极发生______反应。
9. 电池的电动势与电池反应的______和______有关。
10. 电解质溶液的导电能力与______和______有关。
三、判断题（每题2分，共20分）11. 电池的电动势等于电池两极间的电压。
（）12. 原电池的电动势是由正极和负极的电极电势差决定的。
（）13. 在电化学腐蚀过程中，金属发生还原反应。
（）14. 电解质溶液的导电能力与溶液的浓度成正比。
（）15. 电池的电动势与电池反应的化学计量数无关。
（）四、计算题（每题20分，共40分）16. 已知下列电池反应：Zn + Cu^2+ → Zn^2+ + Cu。
若测得该电池的电动势为1.10V，求该电池反应的平衡常数。
17. 已知下列电池反应：Fe + 2Ag^+ → Fe^2+ +2Ag。
若测得该电池的电动势为1.46V，求该电池反应的标准电动势。
二、答案解析一、选择题1. C（电流表不是电化学电池的基本组成部分）2. B（负极发生氧化反应）3. C（镍氢电池属于二次电池）4. A（电动势表示电池的电动势）5. C（石墨电极属于惰性电极）二、填空题6. 电极电势、电解质电势7. 氧化、氧化物8. 还原、氧化9. 化学计量数、反应物和生成物的浓度10. 离子浓度、离子移动速度三、判断题11. ×（电池的电动势等于电池两极间的电压与电流的乘积）12. √（原电池的电动势是由正极和负极的电极电势差决定的）13. ×（在电化学腐蚀过程中，金属发生氧化反应）14. ×（电解质溶液的导电能力与溶液的浓度成正比，但不是唯一因素）15. ×（电池的电动势与电池反应的化学计量数有关）四、计算题16. 根据电动势公式：E = E^0 - (RT/nF)lnK，代入数据计算得：K = 2.2 × 10^1717. 根据电动势公式：E = E^0 - (RT/nF)lnK，代入数据计算得：E^0 = 1.70V。
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电化学分析习题及参考答案
1、进行电解分析时，要使电解能持续进行，外加电压应（）。
A 保持不变
B 大于分解电压
C 小于分解电压 D等于分解电压 E 等于反电动势
2、用NaOH直接滴定法测定H3BO3含量能准确测定的方法是（）
A 电位滴定法
B 酸碱中和法
C 电导滴定法
D 库伦分析法
E 色谱法
3、已知在c(HCl)=1mol/L的HCl溶液中：ΦCr2O72-/Cr3+=1.00V, ΦFe3+/Fe2+=0.68V。
若以K2CrO7滴定Fe2+时，选择下列指示剂中的哪一种最适合。
（）
A 二苯胺（Φ=0.76V）；
B 二甲基邻二氮菲—Fe3+（Φ=0.97V）；
C 次甲基蓝（Φ=0.53V）；
D 中性红（Φ=0.24V）；
E 以上都行
4、电位滴定法用于氧化还原滴定时指示电极应选用（）。
A 玻璃电极
B 甘汞电极 C银电极 D 铂电极 E 复合甘汞电极
5、在电位法中离子选择性电极的电位应与待测离子的浓度（）
A. 成正比
B. 的对数成正比
C. 符合扩散电流公式的关系
D. 符合能斯特方程式
6、离子选择性电极的选择系数可用于（）。
A. 估计共存离子的干扰程度
B. 估计电极的检测限
C. 估计电极的线性响应范围
D. 估计电极的线性响应范围
7、、用酸度计测定溶液的PH值时，一般选用______为指示电极。
A.标准氢电极；
B.饱和甘汞电极；
C.玻璃电极。
8、用玻璃电极测量溶液pH值时，采用的定量方法为（）
A. 校正曲线法
B. 直接比较法
C. 一次加入法
D. 增量法
9、用电位法测定溶液的pH值时，电极系统由玻璃电极与饱和甘汞电极组成，其中玻璃电极是作为测量溶液中氢离子活度（浓度）的______。
A.金属电极，
B. 参比电极，
C. 指示电极，
D. 电解电极。
10 、总离子强度调节缓冲剂的最根本的作用是_____。
A.调节pH值，
B. 稳定离子强度，
C. 消除干扰离子，
D. 稳定选择性系数
11．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋
2Ni(OH)2
下列有关该电池的说法不正确的是( )。
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3，负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2
C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O
12．镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol电子发生转移，下列说法正确的是( )
①有5.6 g金属被腐蚀②有6.5 g金属被腐蚀③在标准状况下有2.24 L气体放出④在标准状况下有1.12 L气体放出 A．①② B．①④ C．②③ D．③④
13.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是( )
A．电子通过外电路从b极流向a极 B．b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2 D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
14．如图是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的构造示意图。
甲醇在催化剂作用下提供质子(H＋)和电子，电子经过电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，该电池总反应式为：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。
下列有关该电池的说法错误的是( )
A．右边的电极为电池的负极，b处通入的是空气 B．左边的电极为电池的负极，a处通入的是甲醇
C．电池负极的反应式为：2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋
D．电池正极的反应式为：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O
15.铅蓄电池的工作原理为：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，研读下图，下列判断不正确的是( )
A．K闭合时，d电极反应式：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋
B．当电路中转移0.2 mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2 mol
C．K闭合时，Ⅱ中SO42- 向c电极迁移 D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d 电极为正极
16．获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功，电解液为AlI3溶液，已知电池总反应为：2Al＋3I2===2AlI3。
下列说法不正确的是( )
A．该电池负极的电极反应为：Al－3e－===Al3＋ B．电池工作时，溶液中铝离子向正极移动
C．消耗相同质量金属时，用锂作负极时，产生电子的物质的量比铝多
D．该电池可能是一种可充电的二次电池
17最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。
电池总反应为：Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。
下列说法不正确的是( )
A．该电池Zn为负极，MnO2为正极 B．该电池的正极反应为：MnO2＋e－＋H2O===MnOOH ＋OH－
C．导电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向Zn
D．电池工作时水分子和OH－都能通过薄层纸片
18．防止或减少钢铁的腐蚀有多种方法：如制成耐腐蚀合金、表面“烤蓝”、电镀另一种金属以及电化学保护等方法。
(1)钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀，请写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应：正极：________________；负极：________________。
(2)在海洋工程上，通常用铝合金(Al－Zn－Cd)保护海底钢铁设施，其原理如图所示：其中负极发生的电极反应为：__________________________________________________；
在实际应用中，用铝合金而不选用纯铝。
纯铝不能很好地起到保护作用，其原因是
________________________________________________________________________。
(3)钢铁表面常电镀一层Cr而达到防腐蚀的目的，这是由于Cr具有优良的抗腐蚀性能所决定的。
请回答：电镀过程中，阴极是_____，电解质溶液中一定含有____离子，阳极材料是_________；电镀Cr时，不能使用CrO42－或Cr2O72－作为电镀液，请说明原因：
_________________________________________________________________________。
19．(14分)如下图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题：
(1)通入氧气的电极为______(填“正极”或“负极”)，写出负极的电极反应式
__________________。
(2)铁电极为______(填“阳极”或“阴极”)，石墨电极(C)的电极反应式为
______________________。
(3)反应一段时间后，乙装置中生成氢氧化钠主要在______(填“铁极”或“石墨极”)区，简述理由是_________________________________________________________________。
(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中阳极上电极反应式为_________ ___________，反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为______；丙装置中阴极析出铜的质量为______。
1、B
2、C 3 B 4 D 5 D 6 A 7 B 8 B 9 C 10 B
11-17 CCDACDC
18、解析：根据原电池反应原理，不难回答问题(1)，对于(2)注意联系日常生活接触到的铝和不锈钢知识。
问题(3)考查电解电镀原理，阴极发生的是还原反应，故可以使Cr3＋还原成Cr而析出，由于电解液中的Cr3＋不断消耗，因此要有阳极溶解补充。
故阳极应为Cr。
同时要掌握电解过程中阴阳离子的定向移动问题。
答案：(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－2Fe－4e－===2Fe2＋
(4)Al－3e－===Al3＋铝表面易被氧化，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，使金属铝呈现“惰性”
(3)镀件Cr3＋纯铬由于CrO24－、Cr2O27－均带有负电荷，电镀过程中向阳极移动，不能在阴极上放电析出Cr
19、答案：(1)正极CH3OCH3－12e－＋16OH－===2CO2－3＋11H2O (2)阴极2Cl－－2e －===Cl2↑
(3)铁极石墨(C)极为阳极，氯离子发生氧化反应，铁极为阴极，H＋反应，OH－过量，由于阳离子交换膜只允许钠离子向阴极区移动，故氢氧化钠主要在阴极区生成
(4)Zn－2e－===Zn2＋、Cu－2e－===Cu2＋减小
(5)0.2×6.02×1023 12.8 g。