第 八 章 电化学
6. 强电解质（如CuSO4、MgCl2等氯化镁）在其溶液浓度不大的情况下，电解质的的摩尔电导率与它的离子摩尔电导率之间是什么关系？
答： 强电解质的摩尔电导率，在溶液不太浓时，等于离子摩尔电导率之和。但选取基本单元时，要使粒子的荷电量相同，若不同时要在前面乘以因子，使等式成立。所以它们的关系是：
?m(MgCl2)??m(Mg2?)?2?m(Cl?)11?m(MgCl2)??m(Mg2?)??m(Cl?)227. 在电解质溶液中，如果有i 种离子存在，则溶液的电导用如下那个式子计算？
（1）G??i11 （2）G?Ri?Rii
答： 应该用（1）式计算。因为溶液的总电导等于各个离子电导的加和。在溶液中离子是并联存在，不是串联存在，不能把它们的电阻累加。
8. 标准电极电势是否就等于电极与周围活度为1的电解质溶液之间的电势差？
答： 不是，电极与周围电解质溶液之间的真实电势差是无法测量的。现在把各电极与标准氢电极组成电池，待测电极作还原极（即正极），并规定标准氢电极的电极电势为零，这样测出的电池电动势就作为待测电极的电极电势，称为标准氢标还原电势，简称为标准电极电势，用符号E?（Ox/Red）表示。 9. 为什么标准电极电势的值有正有负？
答： 因为规定了用还原电极电势，待测电极放在阴极位置，令它发生还原反应。但是比氢活泼的金属与氢电极组成电池时，实际的电池反应是金属氧化，氢离子还原，也就是说电池的书面表示式是非自发电池，电池反应是非自发反应，电动势小于零，电极电势为负值。如果是比氢不活泼的金属，则与氢电极组成自发电池，电极电势为正值。
10. 某电池反应可以写成如下两种形式，则所计算出的电动势E，标准摩尔Gibbs自由能变化值和标准平衡常数值是否相同？
11H2(p1)?Cl2(p2)?2HCl(a) H2(p1)?Cl2(p2)?HCl(a)
22答：电动势E是相同的，但是摩尔Gibbs自由能的变化值和标准平衡常数值不同：
??2E1?E2 ?rGm,1?2?rGm,2 K1?(K2)
11. 如果规定标准氢电极的电极电势为1 V，则各可逆电极的还原氢标电势值有什么变化？电池的电动势有什么变化？
答： 各电极的还原电极电势值也增加1 V。电池电动势是两个电极电势之差，仍保持不变。
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第 八 章 电化学
12. 如何用电化学的方法测定H2O（l）的标准摩尔生成自由能？
答：先设计一个电池，使其反应恰好是H2O的生成反应，查出标准电极电势，然后计算出电池的标准电动势，根据联系热力学和电化学的公式，就可计算出水的标准摩尔生成自由能。 设计电池为
Pt | H2（p?）| H+（aq）| O2（p?）| Pt
或 Pt | H2（p?）| OH-（aq）| O2（p?）| Pt
净反应 H2（p?）+ ?O2（p?）= H2O（l，p?） E?? = 1.229 V
?fGm(H2O，l)??zE?F13. 设计合适的电池，计算Hg2SO4（s）的溶度（活度）积常数Ksp
???Hg2SO4，s?？
答：先设计一个电池，使其反应恰好是Hg2SO4（s）的沉淀溶解平衡反应，查出标准电极电势，
然后计算出电池的标准电动势，根据联系热力学和电化学的公式，就可计算出水的标准摩尔生成自由能。 设计电池为
Hg（l）| Hg +（a=1）||SO4（a=1）| Hg（l）|Hg2SO4（s）
Hg +（a=1）+SO4（a=1）
??2-净反应 Hg2SO4（s）
2-?rGm??zE?F=-RTlnKsp?Hg2SO4，s?
zE?FlnKsp?Hg2SO4，s?=RT?
14. 为什么实际分解电压总要比理论分解电压高？
答：实际分解电压要克服三种阻力：
（1）原电池的可逆电动势，这数值通常称为理论分解电压；
（2）由于两个电极上发生极化而产生的超电势，通常称为不可逆电动势； （3）克服电池内阻必须付出的电位降。
E（分解）= E（理论）+η（阳）+ η（阴）+IR 15. 在电解池和原电池中，极化曲线有何异同点？
答： 无论是原电池还是电解池，阳极的极化曲线向电势增大的方向移动，阴极的极化曲线向电势减少的方向移动。
所不同的是，电解池中由于超电势的存在使分解电压变大，而原电池中由于超电势的存在使电池的不可逆电动势下降，作电功能力也下降。
16. 将一根均匀的铁棒，部分插入水中，部分露在空气中。经若干时间后，哪一部分腐蚀最严重？为什么？
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第 八 章 电化学
答：在靠近水面的部分腐蚀最严重。因为水下部分虽然有CO2等酸性氧化物溶于水中，但H+离子浓度还是很低的，发生析氢腐蚀的趋势不大；在空气中的部分，虽然与氧气接触，但无电解质溶液，构成微电池的机会较小；而在靠近水面的部分，既有氧气，又有微酸性的电解质溶液，所以很容易构成微电池，发生耗氧腐蚀，因而这部分腐蚀最严重。
17. 以金属铂为电极，电解Na2SO4水溶液。在两极附近的溶液中各滴加数滴石蕊试液，观察在电解过程中，两极区溶液颜色有何变化？为什么？
答：这实际是一个电解水的过程，硫酸钠仅仅起了导电作用。在阳极上放出氧气，阳极附近氢离子浓度较大，溶液呈红色；在阴极上析出氢气，阴极附近氢氧根离子浓度较大，溶液呈兰色。 18. 为了防止铁生锈，分别电镀上一层锌和一层锡，两者防腐效果是否一样？
答：在镀层没有被破坏之前，两种防腐的效果是一样的。但是镀层一旦有破损，则防腐效果就大不相同。
镀锡铁俗称马口铁，锡没有铁活泼，组成原电池，锡作阴极，称为阴极保护层，而铁作阳极，这样腐蚀得更快；
镀锌铁俗称白铁，锌比铁活泼，组成原电池时锌作阳极，称为阳极保护层，锌氧化，铁作阴极，仍不被腐蚀。
19. 在氯碱工业中电解NaCl水溶液，获得氢气、氯气和氢氧化钠等化工原料。为什么电解时用石墨作阳极？
答： 因为氧气在石墨上析出有很大的超电势，无法析出，而氯气在石墨上析出的超电势很小，所以在阳极上可以获得氯气作为化工原料。如果用其他材料，氧气析出的超电势变小，很可能阳极上析出的是氧气而不是氯气。
20. H2-O2燃料电池在酸、碱性不同的介质中，它的电池反应有何不同？
答：氢、氧燃料电池的电解质溶液可以是酸性，也可以是碱性，在pH 1~14的范围内，电极反应虽不相同，但电池反应相同，标准电动势都是1.229 V。
21. 当温度和浓度为定值时，在 KNO3和 K4Fe(CN)6水溶液中，K+离子的迁移数是否相同 ？为什么？ 解： 不相同。因为离子的迁移数是离子迁移电量的分数，现在K+离子虽然相同，但是负离子不同，则两种溶液中K+离子迁移电量的分数也不可能相同。 二、概念题
题号 选项 题号 选项 1 A 10 B 2 D 11 D 3 D 12 C 4 B 13 B 5 B 14 C 6 C 15 C 7 A 16 B 8 C 17 A 9 C 18 D 1. 按物质导电方式的不同而提出的第二类导体，下述对它特点的描述，哪一点是不正确的（ ）。
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第 八 章 电化学
（A）其电阻随温度的升高而增大 （B） 其电阻随温度的升高而减小
（C） 其导电的原因是离子的存在 （D）当电流通过时在电极上有化学反应发生 答：（A）第二类导体是离子导体，温度升高，离子水合程度下降，溶液粘度下降，电阻变小。 2. 使2000 A的电流通过一个铜电解器，在1 h 内，能得到铜的质量是（ ）。
（A）10 g （B）100 g （C）500 g （D）2700 g 答：（D）用Faraday 定律计算可得。
3. 298 K，当 H2SO4溶液的浓度从 0.01 mol·kg-1 增加到 0.1 mol·kg-1时，其电导率 k 和摩尔电导率 ?m将（ ）。
（A）k减小，?m增加 （B）k增加，?m增加 （C）k减小，m减小 （D）k增加，?m减小
答：（D）电导率随溶液的浓度增加而增加，但是摩尔电导率随溶液的浓度增加而减小。
4. 用同一电导池分别测定浓度为（1） 0.01 mol·kg-1和（2）0.1 mol·kg-1的两个电解质溶液，其电阻分别为 1000 ? 和 500 ?，则（1） 与（）的摩尔电导率之比为（ ）。
（A）1 : 5 （B）5 : 1 （C）10 : 5 （D）5 : 10
答：（B）?m= k/c k=KCell /R 同一电导池的电导池常数相同，代入得?m（1）/?m（2）=5 : 1。
5. 下面四种电解质溶液，浓度均为0.01 mol·dm-3，现已按它们的摩尔电导率?m 值由大到小排了次序。请根据你已有的知识，判定下面哪个是正确的（ ）。
（A）NaCl > KCl > KOH > HCl （B）HCl > KOH > KCl > NaCl （C）HCl > NaCl > KCl > KOH （D） HCl > KOH > NaCl > KCl
答：（B）相同浓度的电解质溶液，氢离子摩尔电导率最大，其次是氢氧根离子，因为它们是通过氢键导电。钾离子的水合程度小，摩尔电导率比钠离子大。
6. CaCl2的摩尔电导率与其离子的摩尔电导率之间的关系（ ）。 （A）?m（B）?m（C）?m（D）?m???2+?-CaCl2?=??Ca+??Cl? ???? mm?CaCl2?=? 1??m?Ca2+?+??Cl-? m??22+?CaCl2?=??? ?+2??m?Cam?Cl? 2+?CaCl2?=2[??? ?+2??m?Cam?Cl?]
答：（C）CaCl2的摩尔电导率等于其离子的摩尔电导率的代数和。
7. 有 4 个浓度都是 0.01 mol·kg-1的电解质溶液，其中平均活度系数最大的是（ ）。
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（A）KCl （B）CaCl2 （C）Na2SO4 （D）AlCl3
答：（A）按Debye-Huckel 极限定律，离子强度越大，平均活度系数越小。这里KCl的离子强度最小，所以平均活度系数最大。
8. 下列电池中，哪个电池的电动势与 Cl-离子的活度无关（ ）。
（A）Zn│ZnCl2(aq)│Cl2(g)│Pt （B）Zn│ZnCl2(aq)‖KCl(aq)│AgCl(s)│Ag （C）Ag│AgCl(s)│KCl(aq)│Cl2(g)│Pt （D）Hg│Hg2Cl2(s)│KCl(aq)‖AgNO3(aq)│Ag 答：（C）两个电极反应中的Cl-离子刚好消去，所以与电池的电动势无关。 9. 用对消法（补偿法）测定可逆电池的电动势时，主要为了（ ）。
（A）消除电极上的副反应 （B）减少标准电池的损耗 （C）在可逆情况下测定电池电动势 （D）简便易行
答：（C）用对消法测定电池的电动势时，电路中几乎无电流通过，所得电位降可以近似作为可逆电池的电动势。
10. 若算得电池反应的电池电动势为负值时，表示此电池反应是（ ）。
（A）正向进行 （B）逆向进行 （C）不可能进行 （D）反应方向不确定
答：（B）电池电动势为负值，表明该电池是非自发电池，不能正向进行，而能逆向进行。
11. 某电池反应为 2 Hg（l）＋O2＋2 H2O（l）＝2 Hg2+＋4 OH -，当电池反应达平衡时，电池的电动势 E 必然是（ ）。
（A）E >0 （B）E =E? （C） E <0 （D） E =0 答：（D）电池反应达平衡，Gibbs自由能的变化值为零，所以电动势 E也必等于零。
12. 某电池在 298 K，标准压力下可逆放电时，放出 100 J 的热量，则该电池反应的焓变值?rHm为（ ）。
（A）100 J （B）>100 J （C）《100 J （D）-100 J
答：（C）?G = ?H - T?S 可逆放出的热量为T?S，等于-100 J，电池能放电，?G必定小于零，所以?H必须小于-100 J。
13. 在等温、等压下，电池以可逆方式对外作电功时的热效应QR等于（ ）。
（A）QR?dE??dE? （B）?zEF?Q?zFTR???
?dT?p?dT?p（C）QR＝?H （D） QR＝nEF 答：（B）因为QR＝T?S,与（B）式相同。
14. 有两个电池，电动势分别为E1和E2：
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