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八、可逆电池的电动势及其应用

?m(HCl) = 8.38×10-3 S·m2·mol-1 。

94. 10 分 (4475)

在 298 K 时，电池 Pt│H2│H+‖OH-│O2│Pt 的 E? = 0.40 V，水的?fG$ = -237.2 mkJ·mol-1，求解离过程 H2O(l) ─→ H+(aq) + OH-(aq) 的 ?G$（解离）和水的 Kw 。 m95. 10 分 (4479)

在 298 K，实验室制备氯气采用下法： MnO2 + 4H+ + 2Cl- ＝Mn2+ + Cl2 + 2H2O 已知: ? ? (MnO2，Mn2+、H+) = 1.230 V ， ? ? (Cl-，Cl2) = 1.3590 V， ?? (HCl，m = 12 mol·kg-1) = 11，?? (HCl，m = 4.0 mol·kg-1) = 1.767 ， ?? (HCl，m = 3.5 mol·kg-1) = 1.518 。问实验室用此法制备 Cl2气时应控制什么条件才能使反应正向进行？ 96. 10 分 (4480)

试为下述反应设计一电池 Cd(s) + I2(s) ─→Cd2+(a=1) + 2I-(a=1) 求电池在 298 K 时的 E?，反应的 ?rGm 和平衡常数 K?，如将反应写成：

12Cd(s) +

$12I2(s) ─→

12Cd2+(a=1) + I-(a=1)

再计算 E?，?rGm 和 K?，以此了解反应方程式的写法对这些数值的影响。已知： ? ? (I2/I-)= 0.5355 V， ?? (Cd2+/Cd) = -0.4029 V 。 97. 5 分 (4481)

列式表示下列两组电极中每组标准电极电势 ?? 之间的关系： (1) Fe3++ 3e-─→ Fe(s), Fe2++ 2e-─→ Fe(s), Fe3++ e-─→Fe2+ (2) Sn4++ 4e-─→ Sn(s), Sn2++ 2e-─→ Sn(s), Sn4++ 2e-─→Sn2+ 98. 10 分 (4482)

在 298 K 时，分别用金属 Fe 和 Cd 插入下述溶液中，组成电池，试判断何种金属首先被氧化？ (a) 溶液中含Fe2+ 和Cd2+ 的浓度都是 0.1 mol·kg-1 (b) 溶液中含Fe2+ 为 0.1 mol·kg-1，而Cd2+ 为 0.0036 mol·kg-1

已知： ?? (Fe2+,Fe) = -0.4402 V， ?? (Cd2+,Cd) = -0.4029 V ，设所有的活度系数均为 1。 99. 5 分 (4483)

在 298 K 时，试从标准生成自由能计算下述电池的电动势： Ag(s)│AgCl(s)│NaCl(a=1)│Hg2Cl2(s)│Hg(l)

已知 AgCl(s) 和 Hg2Cl2(s)的标准生成自由能分别为 -109.57 和 -210.35 kJ·mol-1。 100. 10 分 (4484)

已知 298 K 时 2H20(g) ＝ 2H2(g) + O2(g) 反应的平衡常数为 9.7×10-81 ，这时 H2O 的饱和蒸气压为 3200 Pa，试求 298 K 时下述电池的电动势 E。 Pt，H2(p?)│H2SO4(0.01 mol·kg-1)│O2(p?)，Pt

（298 K 时的平衡常数是根据高温下的数据间接求出的。由于氧电极上反应不易达到平衡，不能测出 E 的精确值，所以可通过上法来计算 E 值） 101. 10 分 (4487)

计算下列电池在 298 K 时的电动势 Pt，Cl2(g,p?)│HCl(10 mol·kg-1│O2(g,p?)，Pt 已知：气相反应 4HCl + O2= 2H2O + 2Cl2 的平衡常数 Kp= 1013，并已知该电池的 HCl 溶

$液上方 H2O 和 HCl 的蒸气压分别为 p (H2O) = 1253 Pa ， p(HCl) = 560 Pa 。

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八、可逆电池的电动势及其应用

102. 10 分 (4613)

298 K 时 Ag+/Ag 的 ? ?= 0.7991 V， Cl-│AgCl(s)│Ag 的 ??= 0.2224 V，计算： (1) AgCl 在 0.01 mol·dm-3 KNO3溶液中的溶解度（设此溶液 ??= 0.889）；

(2) AgCl(s) = Ag+(aq) + Cl-(aq) 的标准吉布斯自由能 ?rG$ ； m+-问： (a) 计算结果说明 AgCl(s) = Ag(aq) + Cl(aq) 是自动向何方进行 ? 为什么 ?

(b) 写出此两电极在 298 K 标准情况下组成电池的正确写法。 103. 5 分 (4492)

在298 K时,已知下列两电池的电动势：

$ (1) Pt│H2(p?)│HCl(a=1)│Cl2(p?)│Pt E1＝1.3595 V

(2) Pt│Cl2(p?)│HCl(a=1)│AgCl(s)│Ag(s) E$＝－1.137 V 2求下列电池的电动势E3 : (3) Ag(s)│AgCl(s)│HCl(a=1)│Cl2(p?)│Pt 104. 10 分 (4493)

已知某电池的 E?＝0.058 V (298 K), 其电池反应为： Ag(s)＋Cu2+(a=0.48)＋Br-(a=0.40)─→AgBr(s)＋Cu+(a=0.32)

(1) 写出两电极上发生的反应； (2) 写出电池的书面表达式； (3) 计算电池的电动势。 105. 5 分 (4494)

写出下列电池的电池反应并计算其电动势： Zn(s)│Zn2+(a=0.01)‖Fe2+(a=0.005)│Fe(s) 已知 ?? (Zn2+,Zn)＝－0.763 V, ?? (Fe2+,Fe)＝－0.44 V 。 106. 10 分 (4495)

已知 298 K时, Ag2O(s) 的 ?fHm＝－30.56 kJ·mol-1, ?? (Ag2O,Ag,OH-)＝0.344 V,

$$ ?? (O2,H2O,OH-)＝0.401 V, 大气中 p(O2)＝0.21p? 。 (1) 把反应 Ag2O＝2 Ag(s)＋

12O2 (pO)设计成电池；

2 (2) 求 Ag2O(s) 在空气中的分解温度。 107. 5 分 (4496)

298 K时,下列电池的电动势为 E/V＝0.160235＋1.0023×10-3T/K－2.541×10-6(T/K)2 Ag(s)+AgCl(s)│HCl(1.0 mol·kg-1, ??＝0.809)│H2(p?)│Pt

求 ?? (AgCl,Ag,Cl-)的值。 108. 10 分 (4497)

18℃时, 测定了下列电池的一系列电动势 E: Hg(l)│Hg2Cl2(s)│KCl( 1 mol·kg-1)‖溶液 S│CaC2O4(s)│Hg2C2O4(s)│Hg 。若溶液中含有0.1 mol·kg-1 NaNO3及0.01 mol·kg-1 Ca(NO3)2时，E1为324.3 mV, 当溶液 S中含有0.1 mol·kg-1 NaNO3 但含Ca2+量不同时, E2＝311.1 mV .

(1) 写出电极反应和电池反应； (2) 计算后一种溶液 S中Ca2+的活度。 109. 10 分 (4498)

已知25℃时, ?fGm(NaCl,s)＝－384 kJ·mol-1, 则下述电池的电动势为多少?

$ Na-Hg(a=0.2)│NaCl(饱和)│Cl2(g,p?)│Pt 110. 10 分 (4499) 111. 5 分 (4500)

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已知25℃时, ? ? [(OH-,H2O)/O2,Pt]＝ 0.401V, 求 ?? [(H+,H2O)/O2 ]。已知:Kw＝1×10-14。

八、可逆电池的电动势及其应用

已知水的活度积常数 Kw＝1×10-14, 求25℃时电极 OH-(H2O)│H2的标准电极电势 ??。 112. 10 分 (4504)

(1) 在含有 FeCl3(2.0 mol·kg-1)和 FeCl2(1.0×10-4 mol·kg-1)的烧杯中插入铂电极, 当

与标准氢电极组成电池时, 则电动势为多少? 已知 ?? (Fe3+,Fe2+)＝0.771 V。 (2) 在含有 KBr(3.0 mol·kg-1)和Br2(1.0×10-4 mol·kg-1)的烧杯中插入铂电极, 当与标准氢电极组成电池时的电动势为多少? ?? (Br2,Br-)＝1.065 V 。

(3) 当将两个烧杯混合时, 试从上述反应判断将发生什么反应? (设活度系数均为1) 113. 10 分 (4510)

已知 298 K时, AgBr 在纯水中的活度积 Kap＝4.86×10-13。 ????????? (Ag+,Ag)＝0.7994 V, ?? (Br-,Br2,Pt)＝1.065 V, 试求：

(1) ?? (Br-,AgBr,Ag)； (2) ?fG$(AgBr(s))。 m114. 5 分 (4511)

已知298 K 时下列数据：

$ (1) Pt│H2(p?)│OH-(a1=1)‖H+(a1=1)│H2(p?)│Pt E1＝0.8277 V

(2) O2(p?)＋2H2O＋4e-─→4OH-(a=1) ?$＝0.401 V 2 (3) O2(p?)＋2H+(a=1)＋2e-─→H2O2(l) ?3＝0.682 V

$求电极反应(4)的?$值为多少? 4 (4) H2O2(l)＋2H+(a=1)＋2e-─→2H2O 115. 10 分 (4512)

已知298 K 时，H2O 的饱和蒸气压 ps为 3.16774 kPa, 其摩尔体积Vm=18.053×10-3 dm3·mol-1, 生成吉布斯自由能?fGm(H2O,g)= -228.57 kJ·mol-1。试求 298 K时下列电池的

$电动势?

Pt│H2(p?)│H+(0.02 mol·kg-1)│O2(p?)│Pt 116. 10 分 (4515)

在 298 K 时, 一个电极为 Pt(s)丝插在含有 Fe3+(0.30 mol·kg-1)和Fe2+(0.20 mol·kg-1)的溶液中, 一个电极为金属 Tl插在含有 Tl+(0.10 mol·kg-1)的溶液中, 当两个电极组成电池时：

(1) 哪个电极为负极? 已知?? (Fe3+,Fe2+)＝0.771V, ?? (Tl+,Tl)＝－0.336 V；

(2) 写出能自发进行的电池反应； (3) 电池的电动势为多少? (4) 计算电池反应的平衡常数； (5) 在Tl+ 液中加入Cl- 溶液, 使微溶的TlCl沉淀, 直至 Cl- 浓度为 0.1 mol·kg-1, 计算这时的电动势。已知 ?? (TlCl,Tl,Cl-)＝－0.56 V 。 117. 5 分 (4519)

已知 ?? (Ag+,Ag)＝0.799 V, Ag2SO4(s)＝2Ag+＋SO42- 的Kap＝1.52×10-6, 求 ?? (Ag2SO4,Ag,SO42-)为多少? 118. 2 分 (4540)

计算下述浓差电池 25℃ 时的电动势，并写出电池反应式。 Pt，H2(101.325 kPa)│HCl(a)│H2(10.1325 kPa)，Pt 119. 10 分 (4544)

计算 298 K 时下列电池的液接电势和总电动势。 Ag(s)│AgNO3(a1= 0.1)│AgNO3(a2= 1.5)│Ag(s) 已知 t-( NO3) = 0.536。

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?八、可逆电池的电动势及其应用

120. 5 分 (4547)

写出下列浓差电池的电池反应，计算在 298 K 时的电动势： Pt，H2(2p?)│H+(a=1)│H2(p?)，Pt

Pt，H2(p?)│H+(a=0.01)‖H+(a=0.1)│H2(p?)，Pt 121. 5 分 (4548)

写出下列浓差电池的电池反应，计算在 298 K 时的电动势： Pt，Cl2(p?)│Cl-(a=1)│Cl2(2p?)，Pt

Pt，Cl2(p?)│Cl-(a=0.1)‖Cl-(a=0.01)│Cl2(p?)，Pt 122. 5 分 (4549)

写出下列浓差电池的电池反应，计算在 298 K 时的电动势： Zn(s)│Zn2+(a=0.004)‖Zn2+(a=0.02)│Zn(s)

?? Pb(s)│PbSO4(s)│SO2(a=0.02)‖SO2(a=0.001)│PbSO4(s)│Pb(s) 44123. 5 分 (4550)

已知 298 K 时下述电池的实测电动势为 0.0536 V Ag│AgCl(s)│KCl(0.5 mol·kg-1)│KCl(0.05 mol·kg-1)│AgCl│Ag(s) 在 0.5 和 0.05 mol·kg-1 的 KCl 溶液中, ???值分别为 0.649 和 0.812，计算 Cl-离子的迁移数。 124. 5 分 (4552)

298 K 时，在 0.01 和 0.1 mol·kg-1的 NaCl 溶液中，Na+ 的平均迁移数是0.389。又在 0.01 和 0.1 mol·kg-1的 K2SO4溶液中，K+ 的平均迁移数是0.487。试计算 298 K 时,下列各液体间的液体接界电势。设活度系数均为 1。

(a) NaCl(0.1 mol·kg-1)│NaCl(0.01 mol·kg-1) ； (b) K2SO4(0.1 mol·kg-1)│K2SO4(0.01 mol·kg-1) 。 125. 5 分 (4553)

在 298 K 时，测得下述电池的 E = 0.695 V，

Zn(s)│Zn2+(a(Zn2+)=0.01)│H+(aH=0.02)│H2(pH2)│Pt

+ 通入 H2(g)时液面上的总压为 100.5 kPa，这时水的饱和蒸气压为 3.20 kPa，并已知液接电势为 -0.030 V，求锌电极的 ? ? (Zn2+,Zn)。设氢气为理想气体。 126. 5 分 (4558)

从血浆产生胃液, 要求H+从 pH＝7 的溶液迁移到 pH＝1 的环境中, 求在 310 K时，由这种迁移产生的吉布斯自由能变化值。 127. 5 分 (4559)

计算 298 K时下列电池的电动势 : Pt│H2(p?)│HCl(0.1 mol·kg-1)‖HCl(0.2 mol·kg-1)│H2(10×p?)│Pt 128. 5 分 (4560)

两个氢电极插在某一盐酸溶液中, 电动势为 0.0464 V, 设某一氢电极的氢气压力为101.325 kPa, 则在 298 K 时, 另一氢电极的氢气压力为多少? (写出所有可能的答案) 129. 10 分 (4565)

下列电池在 298 K 时, 液体接界处 t(Cd2+)＝0.37, Pb│PbSO4(s)│CdSO4(m1)┊CdSO4(m2)│PbSO4(s)│Pb 已知 m1=0.2 mol·kg-1, ??,1=0.1 , m2=0.02 mol·kg-1, ??,2=0.32,

(1) 写出电池反应； (2) 计算 298 K 时的液接电势和电池总电动势。 130. 5 分 (4566)

计算下列电池在 298 K 时的电动势

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八、可逆电池的电动势及其应用

Cu│CuSO4(m1)‖CuSO4(m2)│Cu 已知 m1=0.01 mol·kg-1, ??,1=0.444 , m2=0.1 mol·kg-1, ??,2=0.164 。 131. 10 分 (4567)

在一定温度与压力下, 将下述过程设计成电池并列出电动势的计算式： Na(s)(a1)─→Na-Hg(含Na 0.206％)(a2) 132. 5 分 (4571)

有如下浓差电池, 在298 K 时，测得电池的电动势为 0.0391V, 求铜离子的浓度比a2/a1.

电池: Pt│H2(p?)│HCl(0.01 mol·kg-1)‖NaOH(0.01 mol·kg-1)│H2(p?)│Pt ，在 298 K 时的电动势为 -0.587 V，求水的离子积。（0.01 mol·kg-1 水溶液中 ,HCl 和 NaOH 的平均活度系数为 0.904） 135. 5 分 (4602)

在 25℃时，Cu2++ I-+ e- ─→ CuI 的标准电极电位为 0.86 V， Cu2++ e- ─→ Cu+ 的标准电极电位为 0.153 V，求 CuI 的活度积。 136. 5 分 (4603)

试根据标准电势数据，计算在 298 K 时电池： Zn(s)│ZnSO4(a?=1)‖CuSO4(a?=1)│Cu(s)

的化学反应平衡常数，计算电能耗尽时，电池中两电解质的活度比是多少。已知 ?? (Cu2+/Cu) = 0.337 V, ?? (Zn2+/Zn) = -0.7628 V 。 137. 5 分 (4604)

下述电池在 298 K 时的电动势为 1.1566 V , Zn(s)│ZnCl2(0.01021 mol·kg-1)│AgCl(s)│Ag(s) 计算 ZnCl2溶液的离子平均活度系数 ??。

已知 ?? (Zn2+,Zn) = -0.7628 V, ?? (AgCl,Ag) = 0.2223 V . 138. 10 分 (4605)

25℃时测得电池 Hg│Hg2Br2(s)│KBr(0.1 mol·kg-1,??=0.772)‖0.1 mol·dm-3 甘汞电极的 E = 0.1271 V，

已知 ?? (0.1甘汞) = 0.3338V, ? ? (Hg2+/Hg) = 0.7988 V，求 Hg2Br2的活度积 Ksp。 139. 10 分 (4606)

25℃时，电池 Pt│H2(p?)│H2SO4(4.00 mol·kg-1)│Hg2SO4(s)│Hg(l)的电动势 E =

0.6120 V，其标准电动势 E?= 0.6152 V，求该 H2SO4溶液的离子平均活度系数 ??。 140. 10 分 (4607)

奥格氏 (Ogg) 对下述电池： Hg(l)│硝酸亚汞(m1)HNO3(0.1 mol·kg-1)‖硝酸亚汞(m2)HNO3(0.1 mol·kg-1)│Hg(l) 在 291 K 维持 m2/m1= 10 的情况下进行了一系列测定。求得电动势的平均值为 0.029 V 。试根据这些数据确定亚汞离子在溶液中是Hg2 还是 Hg+。 141. 5 分 (4608)

298 K 时测定下述电池的电动势 : 玻璃电极│缓冲溶液‖饱和甘汞电极当所用缓冲溶液的 pH = 4.00 时，测得电池的电动势为 0.1120 V。若换用另一缓冲溶液重

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