兰州交通大学：《工程化学》课程教学资源（试卷习题）第4章 电化学（含参考答案）

工程化学习题（第四章） 一洗超题 1.已知电极反应C10+6+6c一C+3H0的△rGm°=839.6N·mol,则E°(C107C 的值为( A1.45V B0.73V C2.90V D-1.45V 2.下列有关C一Z原电池的叙述中错误的是() A盐桥中的电解质可以保持两个半电池中的电荷平衡。 B盐桥用于维持氧化还原反应的进 C盐桥中的电解质不能参与电池反应 D电子通过盐桥流动。 3.通常配制F©SO4溶液时加入少量铁钉，其原因与下列反应无关的是() A O(g)+4H"(ag)+4e 2 H-O(D) Fe2(aq) Fc(s)+2Fe*(aq) e(aq) D Fe(aq)+3e Fe(s) 4.使下列电极反应中有关离子浓度减小一半，而E值增加的是() A012++2==C1 B12+2e==2 C2H++2e=H D Fe+te==Fe2+ 5将下列反应设计成原电池时，不用惰性电极的是() A H2+Cl2=2HCI B 2Fe+Cu- -2Fe2+Cu C Agt+Cl=AgCl D 2Hg**+Sn=Hg2**+Sn+ 6.下列氧化还原电对中，值最大的是() A C AgBr/Ag D Agl/Ag 76V下列愿电池反应的电动势为0.46V,则氢电极溶液中的 p为( Zn+2H'(a mol/I)=-=Zn2*(1 mol/I)+H2(1.013X 105Pa) A10.2B2.5C3.0D5.1 8.现有原电池(-)Pt1Fe+,Fe2+ICe+,Ce3+1P(+)该原电池放电时所发生的反应是： A Ce+Fe3- =Cet++Fe2+ B 3Ce+Ce =4Ce3 C Ce++Fe- Ce+Fe D 2Ce++ -2Ce"+Fe 9某氧化还原反应 标准Gibbs自由能变为△rGm°，平衡常数为K°，标准电动势为°，则 下列对△rGm ,E°的值的判断合理的一组是() A AGme>0 E0K91 B△rGmS≥0.E9 0.K>1 C△rGm0,E°0，K°> D ArGm°0.E°0，KE (Fe/Fe)BE [Fe(CN)/Fe(CN)<(Fe/Fe) CE°[FcCN)sFc(CN)6=E(Fe/Fe2)D无法判断 12.将氢电极(P=100Kpa)插入纯水与标准氢电极组成的原电池，则E°为()

工程化学习题（第四章） 一. 选择题 1.已知电极反应 ClO3 -+6H++6e===Cl-+3H2O 的△rGm =-839.6KJ·mol-1 ,则 E （ClO3 - /Cl-） 的值为（ ） A 1.45V B 0.73V C 2.90V D -1.45V 2.下列有关 Cu—Zn 原电池的叙述中错误的是（ ） A 盐桥中的电解质可以保持两个半电池中的电荷平衡。 B 盐桥用于维持氧化还原反应的进行。 C 盐桥中的电解质不能参与电池反应。 D 电子通过盐桥流动。 ３.通常配制 FeSO4 溶液时加入少量铁钉，其原因与下列反应无关的是（ ） A O2(g)+4H+ (aq)+4e ２H2O(l) B Fe3+(aq)+e Fe2+(aq) C Fe(s)+2Fe3+(aq) 3Fe2+(aq) D Fe3+(aq)+3e Fe(s) 4.使下列电极反应中有关离子浓度减小一半，而 E 值增加的是（ ） A Cu2++2e==Cu B I2+2e==2I￾C 2H++2e==H2 D Fe3++e==Fe2+ 5.将下列反应设计成原电池时，不用惰性电极的是（ ） A H2+Cl2==2HCl B 2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+ C Ag++Cl-==AgCl D 2Hg2++Sn2+==Hg2 2++Sn4+ 6.下列氧化还原电对中，E 值最大的是（ ） A Ag + /Ag B AgCl/Ag C AgBr/Ag D AgI/Ag 7.已知 E Zn2+/Zn）=-0.76V,下列愿电池反应的电动势为 0.46V，则氢电极溶液中的 P H 为（ ） Zn+2H+ (a mol/l)===Zn2+(1 mol/l)+H2(1.013×105Pa) A 10.2 B 2.5 C 3.0 D 5.1 8.现有原电池（-）Pt｜Fe3+, Fe2+‖Ce4+,Ce3+｜Pt(+)该原电池放电时所发生的反应是： A Ce3++Fe3+===Ce4++Fe2+ B 3Ce4++Ce===4Ce3+ C Ce4++Fe2+===Ce3++Fe3+ D 2Ce4++Fe===2Ce3++Fe2+ 9.某氧化还原反应的标准 Gibbs 自由能变为ΔrGm ,平衡常数为 K ,标准电动势为 E ，则 下列对ΔrGm , K , E 的值的判断合理的一组是（ ） A ΔrGm >0, E 0, E 1 C ΔrGm 1 D ΔrGm 0, K K 稳[Fe(CN)6 4- ]则下面对 E [Fe(CN)6 3- /Fe(CN)6 4- ] 与 E (Fe3+/Fe2+)判断正确的是（ ） A E [Fe(CN)6 3- /Fe(CN)6 4- ]>E (Fe3+/Fe2+) B E [Fe(CN)6 3- /Fe(CN)6 4- ]< E (Fe3+/Fe2+) C E [Fe(CN)6 3- /Fe(CN)6 4- ]= E (Fe3+/Fe2+) D 无法判断 12.将氢电极（P(H2)=100Kpa）插入纯水与标准氢电极组成的原电池，则 E 为（ ）

A0.414vB-0.414vC0D0.828 填空题 1. 电池(-)P1H(100Kpa)1Hr(1×10 mon)H(1 mol I(10oKpa)1Pt+)该电池的 电动势为 V电池反应为 2.将Ag-AgQ电极E°(AgCV/Ag)=0.2222V]与饱和甘汞电极E°=0.2415v]阻成原电池， 该原电池的电池符号为」 :正极反应 :负极反应 电池反应 :电池的平衡常数为 3 电池(-)Cu1 Cu'll Cut 均可写成CuCu2 =2Cu则此二电池的△rGm (填 “相同”或“不同”)。 4.在Fe3+e=Fe2的电极反应中，加入Fc的配合剂F,则使电极电势的数值 在Cu2+e一Cu电极反应中，加入C的沉淀剂可使其电极电势的数值 5.已知Ag(N 2:K稳=1.1X10:AgC1:Kp°=1.8X100:AgC04:Ks即°-2X10 用“ 或“小于”填空 (1)E [Ag (NHs)2/Ag] E [AgCrOa/Ag] (2)E°[AgCrO4/Ag E°[AgCl/Ag] :::第四章选择和填空题答案 1.A2.D3.D4.B5.C6.A7.D8.C9.A10.D11.B12.A 填空题 1.0.177、H(1mol/n)→H(1×103mol) 2.)AgAgC1C(1molM)IKC(饱和)I HgCl2 I Hg(+) Hg:Cl+2e- -2 Hg+2 CH Ag+Cl= AgCl+e Hg2C1+2Ag—2Hg+2AgC1 K9=45 3相同：不同：相同 4.减小，增大 5.(1)小于 (2)大于 三、习题选解 1、计算25C、pO2)=100kPa时在中性溶液中的E(O2/OH)。 解查得E0O2OH=0.401V 02(g+2H00+4e=40H(aq /-005VHe 4 D(O2)/D -0401v-005921g0x10-7 =0.815V 4 100/100 2、已知下列电极电势： Hg:Cl:(s)+2e =2Hg(1)+2CI (aq),E 0=0.268 V Hg2C12(S+2e=2Hg0+2C1(aq),E=0.327V 求CKC的浓度

A 0.414 v B -0.414 v C 0 D 0.828 v 二．填空题 1. 电池（-）Pt｜H2(100Kpa)｜H+ (1×10-3mol/l) ‖H+ (1mol/l｜H2(100Kpa) ｜Pt(+)该电池的 电动势为_______V,电池反应为__________________. 2. 将 Ag---AgCl 电极[E （AgCl/Ag）=0.2222V]与饱和甘汞电极[E =0.2415v]组成原电池， 该原电池的电池符号为________________;正极反应________________；负极反应 ______________;电池反应___________________;电池的平衡常数为________________. 3. 电池（-）Cu｜Cu+‖Cu+，Cu2+｜Pt（+）和（-）Cu｜Cu2+‖Cu+，Cu2+｜Pt（+）的反应 均可写成 Cu+Cu2+===2Cu+则此二电池的ΔrGm _______, E ________,K _______(填 “相同”或“不同”)。 4. 在 Fe3++e===Fe2+的电极反应中，加入 Fe3+的配合剂 F -，则使电极电势的数值_______; 在 Cu2++e===Cu+电极反应中，加入 Cu+的沉淀剂 I -可使其电极电势的数值___________. 5. 已知 Ag（NH3）2 +：K 稳=1.1×107；AgCl：Ksp =1.8×10-10；AgCrO4：Ksp =2×10-12。 用“大于”或“小于”填空。 （1） E [Ag（NH3）2 + /Ag]_______________ E [AgCrO4/ Ag] （2） E [AgCrO4 / Ag]_______________ E [AgCl / Ag] ∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷第四章选择和填空题答案∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷ 选择题 1.A 2.D 3.D 4.B 5.C 6.A 7.D 8.C 9.A 10.D 11.B 12.A 填空题 1.0.177、H+（1mol/l）→H+（1×10-3mol/l） 2.(-) Ag｜AgCl｜Cl-（1mol/l）‖KCl(饱和) ｜Hg2Cl2｜Hg（+） Hg2Cl2+2e===2 Hg+2 Cl￾Ag+ Cl-=== AgCl+e Hg2Cl2+2 Ag===2 Hg+2 AgCl K =4.5 3.相同；不同；相同 4．减小，增大 5.（1）小于 （2）大于 三、习题选解 1、计算 25℃、p(O2)=100kPa 时在中性溶液中的 E(O2/OH— )。 解 查得 Eθ(O2/OH— )=0.401 V O2(g)+2H2O(l)+4e— =4OH— (aq) E(O2/OH— )= Eθ(O2/OH— ) − 4 0.0592V lg   θ θ p(O )/ p c(OH )/ c 2 4 − =0.401 V− 4 0.0592V lg ( ) 100 /100 1.0 10 4 −7  =0.815 V 2、 已知下列电极电势： Hg2Cl2(s)+2e— =2Hg(l)+2Cl— (aq), Eθ= 0.268 V Hg2Cl2(s)+2e— =2Hg(l)+2Cl— (aq), E = 0.327 V 求 Cl— (KCl)的浓度

解两个电极反应相同，若组成原电池，则是一个浓差电池，其电极电势之差是由于 c(C)不同所致。因此可用电极反应的Nernst方程来计算。 Hg-Cl(s)+2e-2Hg(I)+2Cl(aq) EC/(C0592V(C)/ 2 0.327V=0.268V-0.0592V1gc(C)/c Kq的浓度为010naC0a 无机化学194页 3、有一原电池：Zn(s)1Zn2+(aq)IMnO(aq),Mn2+(aq)1Pt。若pH=2.00,c(MnO4) =0.12mol·L-1,c(Mm2+)=0.0010md·L-1,c(Z2+)-=0015mol·L-1,T=298K。(1) 负极为Zn*亿 相应的电极反应为： MnO4-(ag)+8H (ag)+5e=Mn-(aq)+4H2O (1) Zn2*(aq)+2e =Zn (s) 查附表六，298K时，E9(Mn04-Mm2+)=1.512V,E9(Zn2+Zn)=-0.7621V pH=2.00,c(H)=1.0×102mol·L-1 正极E(MnO, Mn2+) =E(M0,Mm2)-0.0592y c(Mn) [c(MnO,)/c"llc(H)/c"] =1.512V-0.0592 00010 5 -8o12x00x10y1347v 负极 E(Zn2/Zn) =E(Zn2*Za)-0.0592 1 -lc(Zn")1c 1 =-0.816V 2 (2)EM=E(-E=E (MnO-/Mn2)-E (Zn2+/Zn) 1.347V-(-0.816V)=2.163V 4、试估计反应：Zn(s)+C2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s)在298K下进行的限度。 解：化学反应的限度可以由它的标准平衡常数来评价。 Zn(+Cu(Cu (s) E MF=E (Cu+/Cu)-E9 (Zn?*/Zn) =0.3394V-(-0.7621V)=1.1015V 22 gK-E9-2x11015 =37.2128 0.0592V0.0592V K=1.63X1037

解 两个电极反应相同，若组成原电池，则是一个浓差电池，其电极电势之差是由于 c(Cl— )不同所致。因此可用电极反应的 Nernst 方程来计算。 Hg2Cl2(s)+2e— =2Hg(l)+2Cl— (aq) E(Hg2Cl2/ Hg)= Eθ(Hg2Cl2/ Hg) − 2 0.0592V lg   2 - (Cl )/  c c 0.327 V = 0.268 V − 0.0592 V lg    c(Cl )/ c - c(Cl— )=0.10mol∙L -1 即 KCl 的浓度为 0.10 mol∙L -1。 无机化学 194 页 3、有一原电池：Zn（s）| Zn2+ （aq）|| MnO4 –（aq），Mn2+（aq）| Pt 。若 pH=2.00，c（MnO4 –） =0.12mol·L –1，c（Mn2+）=0.0010mol·L –1，c（Zn2+ ）=0.015mol·L –1，T=298K。（1） 计算两电极的电极电势；（2）计算该电池的电动势。 解：(1)正极为 MnO4 – /Mn2+ ，负极为 Zn2+ /Zn。相应的电极反应为： MnO4 –（aq）+8H+（aq）+5e– = Mn2+（aq）+4H2O（l） Zn2+ （aq）+2 e– = Zn（s） 查附表六，298K 时，E θ（MnO4 – /Mn2+）=1.512V，E θ（Zn2+ /Zn）= – 0.762 1V pH=2.00，c（H+）=1.0×10–2mol·L –1 正极 E（MnO4 – /Mn2+） = E θ（MnO4 – /Mn2+）– z 0.0592V lg [ ( )/ ][ ( )/ ] ( )/ 4 2    c MnO c c H c c Mn c + + =1.512V – 5 0.0592V lg 2 8 0.12 (1.0 10 ) 0.0010 −   =1.347 V 负极 E（Zn2+ /Zn） = E θ（Zn2+ /Zn）– z 0.0592V lg  c(Zn )/ c 1 + = – 0.762 1V – 2 0.0592V lg 0.015 1 = – 0.816 V （2）EMF=E（+）– E（–）= E（MnO4 – /Mn2+）– E（Zn2+ /Zn） 1.347 V – （– 0.816 V）= 2.163 V 4、 试估计反应：Zn（s）+ Cu2+（aq）= Zn 2+（aq）+ Cu（s）在 298K 下进行的限度。 解：化学反应的限度可以由它的标准平衡常数来评价。 Zn（s）+ Cu2+（aq）= Zn 2+（aq）+ Cu（s） E MF  = E θ（Cu2+ /Cu）– E θ（Zn2+ /Zn） =0.339 4 V – （– 0.762 1 V）=1.1015 V z=2 lg  K = V zE MF 0.0592  = V V 0.0592 21.1015 =37.212 8  K =1.63×1037

K值很大，说明反应向右进行的很完全。 5、丙烷燃料电池的电极反应为 CHs(g)+6H01=3C02(g)+20H(aq+20e 502(g+20H(aq+20e=10H00) (1)指出正极反应和负极反应： (2)写出电极反应方程式 (3)计算25℃下丙烷燃料电池的标准电动势[E么，G(C,Hg,g》--23.5 kJ-mol-。 解(1)丙烷燃料电池的氧化剂是氧气，所以正极反应为 502(g+20H(aq+20e=10H00 燃料是丙烷，故负极反应为 H6H00=300(g+20Hr(ag+20e (2)0 C3Hs(g)+50(g)一3C02(g)+4H00) (3)△，G8=3△，G(C02,g)+4△，GH0,)-△，G(CH,g)-5△，G0(02,g) -3×(-394.359+4×(-237.129)-(-23.5)-0kmo 2108.1kJ-mol 由△，G=-FE,得 E=-4G 2108.lkJmol- 20x96485Cm01109V

 K 值很大，说明反应向右进行的很完全。 5、丙烷燃料电池的电极反应为 C3H8(g)+6H2O(l)=3CO2(g)+20H+ (aq)+20e— 5O2(g)+ 20H+ (aq)+20e— =10H2O(l) (1)指出正极反应和负极反应； (2)写出电极反应方程式； (3)计算 25℃下丙烷燃料电池的标准电动势  ( ( ))  1 MF f C3H8 ,g 23.5kJ mol   − E  Gm = − · 。 解 （1）丙烷燃料电池的氧化剂是氧气，所以正极反应为 5O2(g)+ 20H+ (aq)+20e— =10H2O(l) 燃料是丙烷，故负极反应为 C3H8(g)+6H2O(l)=3CO2(g)+20H+ (aq)+20e— （2）电池反应方程式为 C3H8(g) +5O2(g) → 3CO2(g) +4H2O(l) （3）  rGm =3  fGm (CO2,g)+4  fGm (H2O,l) −  fGm (C3H8,g) −5  fGm (O2,g) =[3×(−394.359)+4×(−237.129) −(−23.5) −0]kJ∙mol-1 = −2108.1 kJ∙mol-1 由  rGm =  − MF zFE ,得  EMF = zF G   − r m = 1 1 20 96485C mol 2108.1kJ mol − −  · · =1.09 V