2012级环境工程2014-2015年度第一学期
物理化学期中试卷
一、选择题
1.已知化学反应：Zn(s)+Cd2+（m1）→Zn2+(m2)+Cd 把它设计成电池正确的是 ( B )
A.Cd(s ) |Cd2+(m1)‖Zn2+(m2)|Zn(s) B.Zn(s)|Zn2+(m2)‖Cd2+(m1)|Cd(s ) C.Cd(s ) |Cd2+(m2)‖Zn2+(m1)|Zn(s) D.Zn(s)|Zn2+(m1)‖Cd2+(m2)|Cd(s )
2.相对于可逆电极来说，对于不可逆过程的原电池和电解池的电极电势如何变化（ C ）
A.原电池和电解池的阳极电势都降低，阴极都升高。 B.原电池的阳极电势升高，而电解池的阳极电势降低。 C.原电池和电解池的阳极电势都升高，阴极都降低。 D.电解池的阳极电势升高，而原电池的阳极电势降低。
3.已知温度300K时，电池Ag(s)-AgCl(s)|KCl(m)|Hg2Cl2(s)-Hg(l)的电动势E=0.0450V，电池电动势的温度系数为3.38×10-4V/K .则可逆放电时的热效应Qr和△rGm分别为 （ C ）
A.9284J/mol -4391J/mol B.9720J/mol -4038.5J/mol C.9786J/mol -4342.5J/mol D.9892J/mol -4242J/mol 4.25℃时，有溶液a(Zn2+)=1.0 , a(Fe2+)=0.1 φo（Zn2+/Zn）=-0.763V φo（Fe2+/Fe）=-0.4402V当金属锌放入溶液时，能否从溶液中置换出金属铁，且φ（Zn2+/Zn）和φ（Fe2+/Fe）的值 （ A ） Ａ．能 φ（Zn2+/Zn）=-0.763V φ（Fe2+/Fe）=-0.4698V
2012级环境工程2014-2015年度第一学期
物理化学期中试卷
Ｂ．不能 φ（Zn2+/Zn）= -0.7561V φ（Fe2+/Fe）=-0.4402V Ｃ．能 φ（Zn2+/Zn）=-0.7561V φ（Fe2+/Fe）=-0.4402V Ｄ．不能 φ（Zn2+/Zn）= -0.763V φ（Fe2+/Fe）= -0.4698V 5.下面关于金属腐蚀的防护错误的是 （ D ） A.选择合适的金属或合金 B.金属的腐蚀与介质的密度相关 C.电化学保护
D.电镀不能使被保护金属与腐蚀介质分隔
6、当电流通过电解质溶液时，通过电极的电荷量与发生电极反应的（ B ）成正比。
A.浓度 B.电极电子转移物质的量 C.物质的量浓度 D.摩尔电导率
7、正离子迁移数与负离子迁移数的和为（ B ） A. 0 B. 1 C. 2 D. -1
8、在无限稀释时，所有电解质全部电离，而且忽略一切离子间的作用力，那么离子在一定电场作用下的迁移率与（ A ）有关。 A.离子的本性 B.与之共存的其他离子的性质 C.与之共存的其他离子的浓度 D.以上三项
9、对于硫酸来说，其?值为（ D ） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
10、影响离子平均活度系数的主要因素是（ A ）
A.浓度和离子价数 B.浓度和溶解度 C.离子价数和溶解度 D.
2012级环境工程2014-2015年度第一学期
物理化学期中试卷
浓度和温度
二、填空题
1、当离子强度I变大时，离子的平均活度系数γ变小、不变）
2、金属腐蚀，就其反应特征而论，一般可分为 化学腐蚀、生物化学腐
蚀、电化学腐蚀。
±
变小 。（变大、
3、当发生极化时，阳极上发生 氧化反应反应，电极电势将升高；阴极的电势将 降低。
1、已知H2SO4质量摩尔浓度m=0.050mol/kg,离子平均活度系数γ
±
=0.397,则该溶液中的离子平均质量摩尔浓度为0.0794 ，离子平均活度为 0.0315 。
2、电池Hg（L）－Hg2Cl2（s）|HCl（a）|Cl2（p0）－Pt在250C，a=0.1时的电动势E=1.135V，则a=0.01时的电动势E= 1.135 V 6、将一恒定电流通过硫酸铜溶液1h，阴极上沉积出铜0.0300g，串联在电路中的毫安计读数为25mA，该毫安计刻度误差为 -1.23% 。 7、可逆电极的类型：第一类电极 金属电极和气体电极，第二类电极 微
熔盐电极和微溶氧化物电极， 第三类电极 氧化还原电极。
8、产生活化极化的因素 电极材料、电流密度、温度。 9、金属的腐蚀分为 化学腐蚀、生物化学腐蚀、电化学腐蚀。
10、25oC时，测出AgCl饱和溶液及配制此溶液的高纯水之电导率分别为3.41×10-4 S/m和1.60×10-4 S/m，则AgCl在25oC时的溶解度
2012级环境工程2014-2015年度第一学期
物理化学期中试卷
为1.88×10-3g×dm-3， 溶度积为1.72×10-10mol-2×dm-6。
三、简答题
1、将下列化学反应设计成电池 （1）Ag (s) + Fe3+→ Ag+ + Fe2+
1、将下列反应设计成电池 （1）解：
Ag (s)│Ag+║Fe2+，Fe3+│Pt (s) …………………（2分） 负极（氧化反应）：Ag (s) → Ag++ e- ………（1分） 正极（还原反应）：Fe3+ + e-→ Fe2+ ……………（1分）
电池反应：Ag (s) + Fe→ Ag + Fe
3+
+
2+
………………（1分）
（2）H2（g）+I2(s)→2HI(m)
（2）解：
(Pt)H2(g)|HI(m)|I2(s)(Pt).....................（2分）
负极（氧化反应）：H2 → 2H++2e-................（1分） 正极（还原反应）：I2+2e- → 2I-.................（1分）
电池反应：H2（g）+I2(s)→2HI(m)...............（1分）
2、简答
（1）简述强、弱电解质的摩尔电导率与浓度关系产生差别的原因。
（1）答：
根据摩尔电导率的定义，溶液在稀释过程中两电极之间的电解质数量并没有减少，仍为1摩尔，只不过是溶液体积增大了而已。.......（1分） 强电解质在稀释过程中摩尔电导率变化不大，因为参加导电的离子数目并没有变化，仅仅是随着浓度的下降，离子间引力变小，离子迁移速率略有增加，导致摩尔电导率略有增加而已。...................................（2分） 而弱电解质溶液在稀释过程中，虽然电极之间的电解质数量未变，但电离度却大为增加，致使参加导电的离子数目大为增加，因此摩尔电导率随浓度的降低而显著增大。.................................................（2分）
（2）请简述电化学装置的电极命名原则？
（2）答：
（1）电化学装置的两电极中，电势高者称为正极，电势低者称为负
2012级环境工程2014-2015年度第一学期
物理化学期中试卷
极....................(1分)
（2）电化学装置的两电极中，发生氧化反应者称为阳极，发生还原反应者称
为阴极…………(2分)
（3）一般在习惯上对原电池常用正极和负极命名，对电解池常用阴极和阳极命名.................（2分）
四、计算题
1、在25℃时，电池(Pt) H2 (pθ) ▏HCl﹙m=0.1mol·kg-1 γ±=0.798﹚▏AgCl(s)-Ag(s)的电动势E=0.3522V，试求：
（1） 反应H2（g)+AgCl(s) →2Ag(s)+2 HCl(m=0.1mol·kg-1)的标准
平衡常数；
（2）
金属银在γ±=0.809的1mol·kg-1 HCl中所能产生H2的平衡分压。
1、解： （1）（-）H2→H++2e-
（+）2AgCl+2e-→2Ag+2 Cl-
电池反应： H2 (pθ)+ 2AgCl（s）→2 Ag(s)+2 HCl(m)
..............................................................(2分)
E = Eθ + RT/nF lnQa
Qa=αAg2·αHCl2╱αH2·αAgCl2=αHCl2
αHCl=α±=((m±/mθ) ·γ±)2=((0.1/1)×0.798)2=6.361×10-3
.............................................................（2分）
Eθ = E+ RT/nF lnQαHCl
nFEθ =RTlnkθ lnkθ= nFEθ/RT
kθ=e17.32=3.33×107
.............................................................（2分）
θ
(2) k=αHCl/(p/pθ)
αHCl′=((m±′/mθ) ·γ±1)2=((0.1/1.0)×0.809)2=0.6545