第四章自测练习

《普通化学》章节自测练习

第4章 电化学与金属腐蚀

一、判断题

1.在250C及标准状态下测得氢的电极电势为零。

2.在原电池的组装中，??值大的电对应设置在正极，而??值小的电对应设置在负极。

3.电池反应2Ag+ + Cu = Cu2+ + 2Ag 若改写成Ag+ + 1/2Cu = 1/2Cu2+ + Ag时，此反应的E不变，

?而?rGm改变。

?4.在电池反应中，电动势越大的反应速率越大。

5.在原电池中，增大氧化态的浓度，必使原电池的电动势增加。

6.对于反应Cu2+ + Zn = Zn2+ + Cu系统，增加Cu2+的浓度必然使电动势E增大，根据电动势与平衡常数的关系可知，反应的标准平衡常数也增大。 二、选择题

1.已知电极反应Cu2+ +2e- = Cu的标准电极电势为0.347V，则电极反应2Cu-4e-=2Cu2+ 的标准电极电势应为（ ）

(A) 0.694V (B)-0.694V (C) 0.347V (D)-0.347V 2.若已知下列电极电势的大小顺序，则选项中还原性最强的物质是（ ）

??(F2/F?)???(Fe2?/Fe)???(Mg2?/Mg)???(Na?/Na)

(A) F- (B)Na (C) Fe (D)Mg

3.已知??(Ni2?/Ni)??0.257V，测得某电极的?(Ni2?/Ni)??0.21V，说明在该系统中必有 (A) c(Ni2+)>1mol.L-1 (B) c(Ni2+)<1mol.L-1 (C) c(Ni2+)=1mol.L-1 (D) c(Ni2+)无法确定 4.将下列反应中有关离子的浓度增加一倍，使对应的?值减小的是（ ） (A) Cu2+ +2e-=Cu (B) Zn-2e-= Zn2+ (C) Cl2 +2e- =2Cl- (D)Sn4+ +2e-= Sn2+

5.在下列溶液中，不断增加H+ 浓度，氧化能力不受影响的是（ ） (A)MnO4- (B)NO3- (C)O3 (D) PtCl62- 6.下列电对中，标准电极电势最大的是（ ）

(A) AgCl/Ag (B)AgBr/Ag (C)AgI/Ag (D) Ag+/Ag

7.已知标准氯电极的电极电势为1.358V，则当Cl-浓度减少到0.1mol.L-1,氯气的分压减少到10kPa 时，该电极的电极电势应为（ ）

(A) 1.358V (B) 1.3875V (C) 1.3285V (D) 1.299V 8.对于一个指定的氧化还原反应，下列各组值可能存在的是（ ）。

?(A) ?rGm?0 E??0 K????1 (B) ?rGm?0 E??0 K??1 ??1 (D) ?rGm?0 E??0 K??1

?(C) ?rGm?0 E??0 K

《普通化学》章节自测练习

9.对于电池符号的书写，下列不必要的是（ ）

(A)负极在左，正极在右 (B) 不同相之间必须用“|”隔开

(C)惰性电极必须用括号括起来 (D) 电对均为离子时，两离子之间必须用逗号隔开) 10.电解时首先在阳极发生反应的是（ ）

(A) 电极电势高的氧化态物质 (B) 电极电势低的氧化态物质 (C) 电极电势高的还原态物质 (D) 电极电势低的还原态物质

11.在电解池中，由于电极的极化作用，必导致阳极产生（ ）

(A)析出电势低于理论电势

(B)阳极的析出电势要低于阴极的析出电势 (C)阳极存在的各物质电势均升高

(D) 阳极发生极化作用的物质的电势会升高 三、填空题

4?2?2?1.电池反应：Ni?Sn?Ni?Sn，电池电动势的能斯特方程为 ，负极电极反应为 ，电极电势的能斯特方程为 ，原电池的图示： 。

2.分析为什么铜离子可以氧化铁，而Fe3+又可以氧化铜 。 3.吸氧腐蚀和析氢腐蚀有何差异： 。 四、计算题

1. 已知某原电池反应：

??3HClO(aq)+Cr2O72-(aq)+8H+(aq) 3HClO2(aq)+2Cr3+(aq)+4H2O(l)?(1) 计算原电池的E；

(2) 当pH=0.00,，c(Cr2O72-)=0.80mol.L-1，c(HClO2)=0.15 mol.L-1，c(HClO)=0.20 mol.L-1时，测得该

原电池的电动势E=0.15V，试计算c(Cr3+)；

?(3) 计算上述反应的K298K；

?(4) Cr2O72-是橙色，而Cr3+为绿色，若20.00ml,1mol.L-1的HClO2溶液与20.00ml,0.50mol.L-1的

Cr(NO3)3溶液相混合，最终溶液的pH=0,此时溶液为何种颜色？ 2.已知： φ0 (Ag＋/Ag)＝0.799V φ0 (Fe3＋/Fe2+)＝0.771V

(1)由上述电极组成的原电池的图式 反应式和该电池的标准电动势。 (2)计算电池反应在298.15K时的标准平衡常数K0。

(3)计算Fe3＋ Fe2+ Ag＋ 浓度均为0.1 mol.dm-3时 电池电动势,判断此时反应方向。. (4)若Fe3＋ Fe2+ 浓度相等,问Ag＋ 浓度多大时,由上述电极组成的原电池的电压为零? 3.已知下列两个电对的标准电极电势如下： 计算AgBr的溶度积。

??(Ag?Ag）?0.7990V ??(AgBr/Ag）?0.0730V

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答案

一、判断题

1.错。标准氢电极的电极电势为零是规定的而不是测定的。

2.错。离子浓度会改变电极电势的大小，所以应是?值大的做正极。如Sn-Pb原电池，因两极的标准电极电势相差很小，谁做正极一定要通过计算电极电势才能确定。 3.正确。电极电势和电动势都是强度性质量与反应写法无关E?1???E?2 ?rGm2??G1rm2

4.错。与热力学相似，电动势只能说明反应的趋势和限度，而不能表达反应时间或速率的关系。

5.错。当负极的氧化态浓度增加时，电动势减小。

????nE?6.错。由于改变浓度并不改变E，lgK?）K与E关系，而不是与E的关系。

0.05917V二、选择题

1.答C电极电势由电对本性决定，与温度和所处介质有关。不受电极反应写法影响。具有强度性质，没有加和性。 2.答B

3.答A ,标准电极电势指电对中离子浓度为1mol.L-1;根据能斯特方程，氧化态浓度增大电极电势增大，故选A

4.答C , 根据能斯特方程,还原态浓度增大，使电极电势减小。 D选项电极电势不变

5.答D氧化剂的氧化能力是否受pH的影响，建立在该氧化剂起氧化作用时均有H+参加的基础上，因此要求会写电极反应。前三者有影响。 D的电极反应为PtCl6-+2e-=PtCl4-+2Cl- 6.答D

7.(答B , 该题强调在能斯特公式计算中容易发生错误的问题。1.氧化还原态在式中的位置与加减号关系；2.n的取值与电极反应中的系数。3.代相对分压，除标准压力。

??(Cl2/Cl?)???(Cl2/Cl?)?0.059lgp(Cl2)/p???(Cl2/Cl?)?0.059lg10/100 2??22(c(Cl/c)?2(0.1/1)nE?8.答A 依据?rGm??nFE lgK?

0.05917V??9.答：C ABD都是电池符合书写的规定。惰性电极不必括起来如：（-）Pt|Fe2+,Fe3+||Ag+|Ag(+)

10.答D：电解池中阳极发生的是氧化反应，由于实际析出电势越低的电对的还原态越容易失电子（发生氧化反应）。

11.答D:电池（无论是电解池还是腐蚀电池）由于极化作用的存在都是造成阳极的电势升高，阴极的电极电势降低。电解池的电极电势阳极高于阴极，原电池是阴极（正极）高于阳极（负极） 三、填空题 1.

??0.05917(cSn2?/c)(cNi2?/c)E?E?lg2cSn4?/c??，

Ni2++2e=Ni

，

?Ni4?/Ni2?????Ni4?/Ni2?0.059171lg2cNi2?/c?，

(?)NiNi2?Sn2?,Sn4?Pt(?)?2??2??(Fe/Fe) 所以铜离子可以氧化铁而?(Cu/Cu)2.这是因为电极电势>

?2???(Fe3?/Fe2?)>?(Cu/Cu)所以Fe3+又可以氧化铜此时的还原产物是Fe2+,而不是铁。

3.答 ：金属发生腐蚀时，阳极发生的是金属被腐蚀的氧化反应，阴极则发生还原反应，能发生还原的物质很多，但大多数情况下，都是H+和O2接受电子的的还原反应：2H+ +2e = H2 (析氢腐蚀) O2 +2H2O + 4e = 4OH- (吸氧腐蚀)。无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，仅仅是腐蚀反应中阴极得反应不同，其阳极发生的金属被腐蚀的规律不变。从电极电势和环境条件分析，吸氧腐蚀更普遍。 四、计算题

1.答：该原电池的正负极反应分别是

??(HClO/HClO)?1.64V ?负极： 2Cr3+(aq) +7 H2O= Cr2O72-(aq) +14 H+(aq)+ 6e ?(CrO/Cr)?1.33V

???（1）E=?(?)??(?)?1.64V?1.33V?0.31V

正极： 3HClO2(aq)+6H+(aq)+6e=3HClO(aq) + 3H2O

22?273?（2）E=0.15V=?(?)??(?)

2?c3(HClO).c(Cr2O7)c8(H?)0.059V ?E?lg6c3(HClO2)c2(Cr3?)?《普通化学》章节自测练习

V0.23?0.80?18 0.15V=0.31?0.059lg60.153?c2(Cr3?)23?0.059Vc(Cr) -16.27=2lgc-lg0.527=2lgc-0.28 -0.16=lg60.5273+

lgc=-7.995 c(Cr)=1×10-8 mol.L-1

?31

?(3) lgK??nE=6?0.31V?31.53 K298=3.35×10 K0.059V0.05917V(4)因为反应的平衡常数很大，可以看做完全反应。

根据条件可知：初始n(HClO2)=20×1.0/1000=0.02mol（过量）

3+

n(Cr)=20×0.50/1000=0.01mol

3+

反应按3HClO2(aq)：2Cr(aq)=3：2 根据n(Cr3+)可知剩余n(HClO2)=0.005mol (Cr3+)几乎反应完所以溶液显橙色。 2.答: (1) 原电池的图式 ：（-)Pt |Fe2+(c0), Fe3+ (c0)‖Ag+(c0) | Ag (+)

＋

反应式Ag + Fe2+ =Ag +Fe3+

标准电动势E0= 0.799V - 0.771V=0.028V

(2) 在298.15K时的标准平衡常数：lgK0=0.028/0.0592=0.47

K0=100.47=2.95

(3) E= 0.028V-0.0592lg(1/0.1)= -0.031V 逆向反应

(4) 0= 0.028V-0.0592lg(1/x) lgx=-0.47 c(Ag+)=1/2.95=0.34

03.答： E???(Ag?Ag）???(AgBr/Ag)?0.7990V?0.073V=0.726V

电池反应式：Ag+（aq）+ Br-（aq）=AgBr（s）

1E??lgK?lg??12.3

Ksp0.059 KSP(AgBr)?10?12.3?4.95?10?13