四、问答题(每小题5分,共15分) 1、画出下列电导滴定的示意图:
(1)用NaOH滴定C6H5OH (2)用NaOH滴定HCl (3)用AgNO3滴定K2CrO4 (4)用BaCl2滴定Tl2SO4
2、解释理论分解电压和实际分解电压,并简要说明其不一致的原因。
3、设计一浓差电池以求Ag – Cu 合金中Cu的活度,要写出电池表达式、电池反应和电动势计算公式。
物理化学(下)样卷 答案
一、填空题(每小题2分,共20分) DCCCA DBADD
二、填空题(每小题3分,共15分)
1、交流;极化 2、0.011 mol?kg-1;0.88
2?3、Ag(s) | Ag+(aq) || SO4 (aq) | Ag2SO4(s) | Ag(s)
4、Ag、Ni、H2、Cd
5、Pt | Sn4+ , Sn2+ || Fe3+ , Fe2+ | Pt E o = 0.62V 三、计算题(50分)
?????1、?m(NaCl)= ?m(Na+) + ?m(Cl-) = t? (Na+)?m(NaNO3) + t?(Cl-)?m(KCl)
= 1.2647×10-2 S ? m2 ? mol-1 (5分)
??t? (Na+) = ?m(Na+) / ?m(NaCl)= 0.3965 (2分)
U?(Na+) =?m(Na+) / F = 5.200×10-8 m2 ? s-1 ? V-1
2、(1)? ( Fe2+/Fe ) =? o( Fe2+/Fe ) + ( RT/2F ) ln a ( Fe2+) = - 0.499V (2分)
?? (Cu2+/Cu ) =? o( Cu2+/Cu ) + ( RT/2F ) ln a ( Cu2+) = 0.287V (2分)
所以Cu先析出
(2)? ( Cl2/Cl- ) = ? o( Cl2/Cl- ) - ( RT/F ) ln a ( Cl- ) = 1.43V
E分解 = ? 阳 - ? 阴 = 1.93V (4分) (3)? (Cu2+/Cu ) =? o( Cu2+/Cu ) + ( RT/2F ) ln a ( Cu2+) = - 0.499V
a ( Cu2+) = 5.7×10-29 m (Cu2+) = 5.7×10-29mol ? kg-1 (2分) 3、氢刚在Pb电极上析出时,阴极电势为:
? ( H2 ) = ? (甘汞) – E (分解) = 0.2800 – 1.0685 = - 0.7885V (2分) 而氢电极的平衡电势为:
p1/2(H2)/p??a(H)+o
? ( H / H2 ) = ? - 0.05915lg () = 0.05915lg a (H+) = - 0.0933V (4
分)
? ?阴 = ? ( H+ / H2,平) -? ( H2 ) = 0.6952V
氢气逸出,其压力p (H2) ? po (4分) 4、(1)Zn(s) + 2AgCl(s) = Zn2+( a+ ) + 2Cl- ( a- ) + 2Ag(s) (3分) (2)lnKa = 2 E o F / R T E o = 0.985V Ka = 2.1×1033 (3分) (3)E = E o - ( RT / 2F )×ln ( a+ a-2 )
1.015 = 0.985 – ( RT / 2F )×ln [ 0.555(2×0.555)2 ? ?3 ]
? ? = 0.520 (5分) (4)?r?Gm = - zEF = - 21.33kJ/mol (2分) ?????????rHm = - z E F + z F T ( ? E / ? T ) p = - 219.0 kJ ? mol-1 (2.5分)
?rSm = z F ( ? E / ? T ) p = 77.59 J/k mol (2.5分) Q R = z F T ( ? E / ? T ) p = - 23.12 kJ ? mol-1 (2分)
四、问答题(20分) 1、
(5分)
2、理论分解电压:可逆电解时的分解电压,在数值上等于可逆电池的电动势。(2分)
实际分解电压:实际电解时的最小分解电压,在数值上等于电流-电压曲线上直线部分外延到电流为零处的电压。 (2分) 两者不一致的原因:电流I ? 0时,电极的极化。 (1分) 3、Cu(s) | Cu2+(aq) | Ag – Cu ( a (Cu) ) (2分) 电池反应:Cu(s) + Ag(s) ?? Cu – Ag( a (Cu) ) (2分)
E = ( RT / 2F ) ln [ 1 / a (Cu) ] (1分)