第 十 章 胶体分散系

（B）反应速率基本不受温度的影响，甚至有负温度系数现象 （C）反应初级过程的量子效率等于1

（D）光化学反应的平衡常数等于化学反应的平衡常数 答：（D）根据光化学反应的特征，（D）不符合其特征。

第 八 章 电化学

一、思考题

1. 什么是正极？什么是负极？两者有什么不同？什么是阴极？什么是阳极？两者有什么不同？

答： 电池中电势高的电极称为正极，电势低的电极称为负极。电流从正极流向负极，电子从负极流向正极。

发生还原作用的电极称为阴极，发生氧化作用的电极称为阳极。在原电池中，阳极是负极，阴极是正极；在电解池中阳极是正极，阴极是负极。

2. 电解质溶液的电导率随着电解质浓度的增加有什么变化？

答： 强电解质溶液的电导率随着浓度的增加而升高。当浓度增加到一定程度后，由于正、负离子之间的相互作用力增大，解离度下降，离子运动速率降低，电导率也降低，如HCl，KOH溶液。中性盐如KCl由于受饱和溶解度的限制，浓度不能太高。 弱电解质溶液的电导率随浓度变化不显著，因解离平衡常数不变，浓度增加，其解离度下降，粒子数目变化不大。 3. 电解质溶液的摩尔电导率随着电解质浓度的增加有什么变化？

答：摩尔电导率由于溶液中导电物质的量已给定，都为1mol，所以，当浓度降低时，粒子之间相互作用减弱，正、负离子迁移速率加快，溶液的摩尔电导率必定升高。但不同的电解质，摩尔电导率随浓度降低而升高的程度也大不相同。

4. 在温度、浓度和电场梯度都相同的情况下，氯化氢、氯化钾、氯化钠三种溶液中，氯离子的运动速度是否相同？氯离子的迁移数是否相同？

答：氯离子的运动速度相同，但它的迁移数不同。因为氢离子、钾离子、钠离子的运动速度不同。 5. 为什么氢离子和氢氧根离子的淌度和摩尔电导率的数值比同类离子要大得多？

答： 因为氢离子和氢氧根离子传导电流的方式与其它离子不同，它们是依靠氢键来传递的，所以特别快。它们传导电流时，离子本身并未移动，依靠氢键和水分子的翻转，电荷就传过去了。在非水溶液中，它们就没有这个优势。

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？

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第 十 章 胶体分散系

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：

E1?E2 ?rGm,1?2?rGm,2 K1?(K2)2

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。 12. 如何用电化学的方法测定H2O（l）的标准摩尔生成自由能？

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第 十 章 胶体分散系

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)??zEF13. 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）

2-2-净反应 Hg2SO4（s）

?rGm??zEF=-RTlnKsp?Hg2SO4，s?

lnKsp?Hg2SO4，s?=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：

zEFRT

（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？

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

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第 十 章 胶体分散系

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（ ）。

（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

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