八、可逆电池的电动势及其应用
Hg(l)|Hg2Cl2(s)|KCl(1 mol·dm-3)||溶液S|CaC2O4(s)|Hg2C2O4(s)|Hg(l)
若溶液S中含有0.1 mol·dm-3 NaNO3及0.01 mol·dm-3 Ca(NO3)2时, E1 = 324.3 mV；当溶液S中含有0.1 mol·dm-3 NaNO3但含Ca2+不同时, E2 = 311.1 mV。
(1) 写出电极反应和电池反应；
(2) 计算在后一种情况下溶液S中Ca2+的浓度。 222. 15 分 (6720)
由固态铝、铝-锌合金及熔化物AlCl3-NaCl为电解质组成原电池，653 K时，当合金中Al的质量分数为0.38时，测得电池电动势为7.43×10-3 V，电动势的温度系数?=2.9×10-5 V·K-1。
(1) 写出电池表达式、电极反应和电池反应； (2) 求合金中Al的活度及活度系数；
(3) 求合金中Al的偏摩尔自由能、偏摩尔焓和纯液态Al的摩尔自由能与摩尔焓之差。 223. 15 分 (6721)
写出电池Pb-Hg(xPb = 0.0165) | Pb(NO3)2 (aPb) Pb-Hg(x'Pb= 0.000625)的电池反应，求电
2+池在25℃时的电动势，Pb与Hg能形成理想液体混合物，求电池可逆放电的热效应。若将电池两电极短路，电池吸热多少？
四、问答题 ( 共76题 ) 1. 2 分 (4101)
写出下列电池的电极反应和电池反应。
Sb(s)|Sb2O3(s)|KOH(m)|H2(p),Pt 2. 2 分 (4102)
写出钠汞齐还原电极的表示式及电极反应。 3. 5 分 (4103)
分别写出卤素Cl2，Br2，I2的还原电极表示式和电极反应。 4. 2 分 (4104)
分别写出氧电极在碱性和酸性溶液中电极的还原反应式：
OH –(aOH)|O2(pO),Pt
?2?
H+(aH)|O2(pO),Pt
?25. 2 分 (4105)
分别写出氢电极在碱性和酸性溶液中电极的还原反应式：
H+(aH)|H2(pH),Pt
?2OH –(aOH)|H2(pH),Pt
?26. 5 分 (4106)
联系热力学与可逆电池电动势的公式是什么？分别指出各物理量的单位。 7. 5 分 (4109)
请从热力学关于G的定义式，导出在等温、等压下，?G与可逆电池所作电功Wf,max之间的关系式。 8. 2 分 (4114)
列举4个氧化-还原电极的表示式。 9. 5 分 (4116)
甘汞电极可以作为二类标准电极，在一定温度下，它的电极电势由什么决定？主要有哪几种类型？
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八、可逆电池的电动势及其应用
10. 2 分 (4117)
写出Ag2O(s)|Ag电极分别在碱性和酸性溶液中的电极还原反应。 11. 2 分 (4119)
写出下列电池的电极反应和电池反应： Pt,H2(pH2)|NaOH(m)|HgO(s)|Hg(l) 12. 2 分 (4121)
写出醌-氢醌电极在酸性溶液中的电极表示式和还原电极反应。 13. 2 分 (4122)
写出铅蓄电池电极还原时的电极反应： H2SO4(m)|PbSO4(s)|PbO2(s)|Pb(s) 14. 2 分 (4123)
写出甘汞电极的表示式及电极反应。 15. 5 分 (4133)
某电池的标准电动势为E，当反应中电子的传输数为1 mol时，与温度的关系式为：
E$$?A?BT?CTF2
$式中F为法拉第常数，A ，B ，C为与T无关的常数，求?rHm与T的关系式 。 16. 5 分 (4135)
已知韦斯顿标准电池的电动势与温度的关系式为：
E/V?1.018 45?4.05?10(T/K?293.15)?9.5?10 ?1?10(T/K?293.15)?83?5?7(T/K?293.15)2
试分别求293.15 K和298.15 K时电动势的值。（精确到小数点后5位） 17. 5 分 (4136)
韦斯顿标准电池可表示为： 饱和溶液|Hg2SO4(s)|Hg(l)
⑴ 写出电极反应和电池反应 ;
⑵ 为何在一定温度下，标准电池的电动势有定值？ 18. 5 分 (4137)
欲测下列电池的电动势，哪一极应与电位差计的(-)端相接，为什么？ （左）Ag(s)|AgCl(s)|Cl –(aCl- = 0.1)||Cl –(a'Cl- = 0.01)|AgCl(s)|Ag(s)（右） 19. 5 分 (4138)
欲测下列电池的电动势，哪一极应与电位差计的(-)端相接？为什么？
Cd(Hg)(a)|CdSO4?8H2O3（左）Ag(s)|AgNO3(aAg= 0.1)||AgNO3(a'Ag= 0.01)|Ag(s)（右） 20. 5 分 (4139)
欲测下列电池的电动势，与电位差计的(-)端相接的应是哪一极？为什么？ （左）Ag(s)|AgNO3(aq)||KCl(aq)|AgCl(s)|Ag(s)（右） 21. 5 分 (4140)
欲测下列电池的电动势，与电位差计的(-)端相接的应是哪一极？为什么？
++（左）Pt|Cl2(0.1p)|HCl(aq)|Cl2(p)|Pt（右） 22. 2 分 (4160)
将反应H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(aq)设计成电池的表示式为：
________________________________________________________________。 23. 2 分 (4161)
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??
八、可逆电池的电动势及其应用
将反应Ag+ + Cl - → AgCl(s)设计成电池，要求写出电池的表示式，有液接电势时，用盐桥消除：__________________________________________________________。 24. 10 分 (4162)
常用测定溶液pH的方法有三种：⒈ 氢电极法；⒉ 醌-氢醌电极法；⒊ 玻璃电极法。请分别写出其电池的结构，并注明正负极。 （可选用甘汞电极为辅助电极） 25. 10 分 (4163)
请说出三种用测定电动势计算溶液pH的方法，并写出电池的表示式，注明实际的正负极。 （可用摩尔甘汞电极为辅助电极） 26. 2 分 (4206)
写出下列电池的电极反应和电池反应 :
Pt│CO2(g)│H2C2O4,H+(a1)‖MnO4-,Mn2+,H+(a1)│Pt
27. 2 分 (4207)
写出下列电池的电极反应和总的电池反应 :
Cd(s)│CdSO4(a1)‖SO42-(a2)│Hg2SO4(s)│Hg(l) 28. 5 分 (4208)
引入可逆电池的概念有什么重要意义?什么样的电池才是可逆电池? 29. 5 分 (4209)
写出下列两电极作为原电池正极时的电极反应,并说明它们的电极类型和电极电势是否相同? (1) Pb2+(a+)│Pb(s) (2) Pb2+(a+)│Pb-Hg齐(a) 30. 5 分 (4210)
写出下列两电极作为原电池正极时的电极反应: (1) Cl-(a-)│AgCl(s)│Ag(s) (2) Ag+(a+)│Ag(s)
并说明它们的电极类型和电极电势是否相同? 31. 5 分 (4211)
对化学反应 H+＋OH-─→H2O(l) 设计如下电池: Pt│H2│H2O│H2│Pt 其电池反应写作: (-)H2＋OH-─→H2O＋e- (+) H+＋e-─→H2 ──────────────
电池反应 H+＋OH-→H2O (设H2的压力相同) 这样有无问题?如何改正? 32. 5 分 (4212)
判断下列两个电池的反应是否为可逆反应?其电动势与KCl的浓度是否有关? (1) Ag│Ag(s)│KCl(aq)│Hg2Cl2(s)│Hg(l) (2) Hg(l)│Hg2Cl2(s)│KCl(aq)‖AgNO3(aq)│Ag 33. 5 分 (4213)
分别写出下列两电池在作为原电池和电解池时的电池反应并判断是否有可能成为可逆电池。 (1) Zn(s)│H2SO4(aq)│Cu(s) (2) Pt│H2(p)│HCl(aq)│AgCl(s)│Ag 34. 2 分 (4215)
使充、放电都在接近平衡态情况下进行,判断下面两电池是否为可逆电池? (1) Zn(s)│ZnCl2(aq)│AgCl(s)│Ag (2) Zn(s)│Zn2+(aq)|Cu2+(aq)│Cu(s)
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八、可逆电池的电动势及其应用
35. 5 分 (4219)
电池反应为 2 Fe3+＋CH3CHO＋H2O─→2 Fe2+＋CH3COOH＋2 H+的电池是_______ ____________________________________。 . 36. 10 分 (4220)
为什么韦斯顿标准电池一般采用含Cd 12.5％的Cd-Hg齐?请写出韦斯顿电池的表达式、电池反应和画出相应的相图来加以说明。 37. 5 分 (4221)
为什么不能用伏特计测量可逆电池的电动势? 38. 5 分 (4222)
同一原电池在恒温恒压下按以下三种情况放电(?rG< 0,始终态相同):(1) 可逆 (2)电流强度为定值 (3) 电池短路,问三种情况下电池的电动势 E是否相同?工作电压 V是否相同?E 与 V的大小关系如何? 39. 2 分 (4229)
将下列化学反应设计成电池，并写出电极反应和电池反应， H2(g) +
12O2(g) ＝ H2O(l)
40. 2 分 (4230)
将下列化学反应设计成电池，写出其电池表达式。 H2O(l) ＝ H++ OH- 41. 2 分 (4231)
将下列化学反应设计成电池，写出电池的表达式，并写出电极反应和电池反应。 AgCl(s) +
12H2(g) ＝ HCl(aq) + Ag(s)
42. 5 分 (4232)
将下列化学反应设计成原电池，写出原电池的表示式： (a) Fe2++ Ag+ ─→Fe3+ + Ag(s) (b) H++ OH- ─→ H2O(l) (c) Ni(s) + H2O(l) ─→ NiO(s) + H2(g) 43. 10 分 (4239)
实验表明,铜能溶解于 NaCN 溶液中,反应是: 2 Cu(s)＋4 CN-＋2 H2O─→2 Cu(CN)2-＋2 OH-＋H2↑
(1) 将该反应设计成电池并写出电极和电池反应加以检验。 (2) 问在什么情况下反应才能自发进行? 已知: ?? (Cu(CN)2,Cu,CN-)= -0.43 V, ?? (H2O,OH-,H2)= -0.83 V 44. 10 分 (4240)
实验表明,在有 HNO3存在下,PbO2(s)可以将 Mn(NO3)2氧化为 MnO4-,反应为: 5 PbO2＋2 Mn2+＋4 H+─→2 MnO4-＋5 Pb2+＋2 H2O
?已知??(PbO2,H+,Pb2+)= 1.455 V, ?? (MnO4-,H+,Mn2+)= 1.51 V
(1) 将该反应设计成电池,并写出电极反应、电池反应进行验证。 (2) 问在什么情况下该反应才能自发发生? 45. 5 分 (4241)
将下列反应设计成电池,根据电池 E 值判断该反应是否自发?设离子活度都为 1。 Fe2+＋Ce4+＝ Fe3+＋Ce3+ 已知 ?? (Fe3+,Fe2+)=0.771 V, ?? (Ce4+,Ce3+)= -0.63 V . 46. 5 分 (4242)
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八、可逆电池的电动势及其应用
判断下面反应在离子活度都等于 1 时能否自发进行? Fe2+ ＋ Ce4+ ＝ Fe3+ ＋ Ce3+ 已知:? ? (Fe3+,Fe2+)= 0.771 V, ?? (Ce4+,Ce3+)= -0.63 V . 47. 2 分 (4257)
因为电池的标准电动势 E?= RT/zF×lnK? (T)（标准平衡常数）, 所以 E?表示电池反应达平衡时电池的电动势，对吗？为什么？ 48. 5 分 (4277)
定压下，如果原电池的电池反应的 ?rHm在某一温度范围内是不变的，则在该温度范围内电动势与温度成线性关系。为什么？ 49. 5 分 (4305)
请设计一电化学实验，测定下列反应的等压热效应，并说明其理论根据（不写实验装置及实验步骤）. Ag(s) + HCl(aq) = AgCl(s) + 50. 5 分 (4325)
298 K 时, p?压力下测得下列电池的电动势为 1.228 V, Pt│H2(p?)│H2SO4(a)│O2(p?)│Pt ，其(?E/?T)p＝-8.5×10-4 V·K-1。由此算得(设有 2 mol电子得失) ?rHm＝－zE?F＋zFT(?E/?T)p＝－285.84 kJ·mol-1
问： (1) 这?rHm是否为电池反应时所吸收的热量?
$12H2(g)
(2) ?rHm是否等于?fHm(H2O(l))? 51. 5 分 (4329)
若某原电池的温度系数(?E/?T)p>0, 能否断定电池在各种放电过程中一定吸热? 52. 2 分 (4363)
有一电池Ag(s)|AgCl(s)|Cl –(aq)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)|Pt，测定其电动势时分别采用：⑴两个铜鳄鱼夹；⑵两个铝鳄鱼夹；⑶一个是铜制鳄鱼夹，另一个是铝制鳄鱼夹。问这三种情况测得的电动势值是否相等？为什么？ 53. 2 分 (4364)
写出电池 Pt,H2(p)|H+(aq)||Cl -|AgCl(s)|Ag(s) 正确断路的形式。 54. 5 分 (4375)
什么叫外电位? 能否用实验测量? 55. 5 分 (4376)
什么叫内电位? 内电位由哪几部分组成? 能否用实验测定? 56. 2 分 (4377)
写出下列电池的正确断路的形式。Pt│H2(p)│H+(a1)‖Zn2+(a2)│Zn(s) 57. 5 分 (4378)
什么叫电化学位? 它由哪几部分组成? 58. 5 分 (4391)
某电池反应可以表示成（设T，p不变）： ⑴ aA + bB → gG + hH E1 ⑵ ?aA + ?bB → ?gG + ?hH E2 ??是大于零的任意正数，试证明E1 = E2。 59. 2 分 (4434)
假设 25℃恒温下，加一撮 NaCl 于丹尼尔电池的 CuSO4溶液中, 试问： (1) E 改变吗？
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