一、判断题:
1.电池(a) Ag,AgCl|KCl(aq)|Hg2Cl2,Hg与电池
(b) Hg,Hg2Cl2|KCl(aq)|AgNO3(aq)|Ag的电池反应可逆。
2.恒温、恒压下,ΔG > 0的反应不能自发进行。
3.电池Zn|ZnCl2(aq)|AgCl(s)|Ag在25℃标准压力下可逆放电2F时放热23.12 kJ,则该电池反应:Zn + 2AgCl(s) = ZnCl2 + 2Ag 的△H(298K) = -23.12 kJ〃mol-1。
4. (1) Zn2+ + 2e = Zn ,φ1, △G1 ;?
(2)0.5Zn2++e =0.5Zn,φ2 △G2
因φ1=φ2,所以有:△G1 = △G2 。
5.Fe2+ + 2e= Fe,φ1,△G1 (1) ; Fe3+ + e = Fe2+ ,φ2,△G2, (2); (1) + (2),得:Fe3+ + 3e = Fe,φ3,△G3 (3)。则:△G3 = △G1 +△G2,
φ3=φ1 +φ2。
6.电池(1) Ag|AgBr(s)|KBr(aq)|Br2|Pt ,电池(2) Ag|AgNO3(aq)|| KBr(aq)|AgBr(s)|Ag的电池电动势E1、E2都与Br- 浓度无关。
7.在有液体接界电势的浓差电池中,当电池放电时,在液体接界处,离子总是从高浓度向低浓度扩散。
8.对于电池Zn|ZnSO4(aq)||AgNO3(aq)|Ag,其中的盐桥可以用饱和KCl溶液。
二、单选题:
1.丹聂尔电池(铜 - 锌电池)在放电和充电时锌电极分别称为: (A) 负极和阴极 ; (B) 正极和阳极 ; (C) 阳极和负极 ; (D) 阴极和正极 。
2.韦斯登标准电池放电时正极上发生的反应为: (A) Cd2+ + 2e →Cd ; (B) PbSO4(s) + 2e→Pb + SO42- ; (C) Hg2SO4(s) + 2e→2Hg(l) + SO42- ; (D) Hg2Cl2(s) + 2e→2Hg(l) + 2Cl- 。
3.下列说法不属于可逆电池特性的是: (A) 电池放电与充电过程电流无限小; (B) 电池的工作过程肯定为热力学可逆过程; (C) 电池内的化学反应在正逆方向彼此相反; (D) 电池所对应的化学反应ΔrGm = 0 。
4.电池在下列三种情况:(1)I→0;(2)有一定电流;(3)短路。忽略电池内电阻, 下列说法正确的:
(A) 电池电动势改变 ; (B) 电池输出电压不变 ; (C) 对外输出电能相同 ; (D) 对外输出电功率相等 。
5.下列电池中,哪个电池反应不可逆: (A) Zn|Zn2+||Cu2+| Cu ; (B) Zn|H2SO4| Cu ;
(C) Pt,H2(g)| HCl(aq)| AgCl,Ag ; (D) Pb,PbSO4| H2SO4| PbSO4,PbO2 。
6.对韦斯登(Weston)标准电池,下列叙述不正确的是: (A) 温度系数小 ; (B) 为可逆电池 ;
(C) 正极为含 12.5% 镉的汞齐 ; (D) 电池电动势保持长期稳定不变 。
7.电极①Pt,Cl2(g)|KCl(a1)与②Ag(s),AgCl(s)|KCl(a2),这两个电极 的电极反应相界面有:
(A) (1) 2 个,(2) 2 个 ; (B) (1) 1 个,(2) 2 个; (C) (1) 2 个,(2) 1 个; (D) (1) 1 个,(2) 1 个。
8.铅蓄电池放电时,正极发生的电极反应是: (A) 2H+ + 2e→H2; (B) Pb→Pb2+ + 2e;
(C) PbSO4 + 2e→Pb + SO42-; (D) PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e→PbSO4 + 2H2O。
9.对于甘汞电极,下列叙述正确的是: (A) 电极反应为 Hg22+ + 2e → Hg ; (B) 属于第一类电极 ;
(C) 对阴离子可逆,电极电势较稳定 ;
(D) 电极电势为φ(Hg2Cl2) = φ(Hg2Cl2) + (RT/2F)lna(Cl - ) 。
10.关于玻璃电极,下列叙述不正确的是:
(A) 为特殊玻璃吹制的薄泡,内置0.1mol〃kg-1的HCl溶液和Ag-AgCl参比电极(或甘汞电极) ;
(B) 不受溶液中氧化剂或还原剂的影响 ; (C) 对H+可逆,为离子选择电极 ; (D) 为第一类电极,定温下φ(玻)为常数 。
11.常用三种甘汞电极,即(1)饱和甘汞电极;(2)摩尔甘汞电极;(3)0.1mol〃dm-3甘汞电极。反应式为:Hg2Cl2(s)+2e = 2Hg(1)+2Cl-(aq)。25℃时三者的标准电极电位φ相比:
(A) φ1> φ2> φ3; (B) φ2> φ1> φ3; (C) φ3> φ2> φ1; (D) φ1= φ2= φ3。
12.下列电池的电动势与氯离子活度无关的是: (A) Zn| ZnCl2(aq)| Cl2(p),Pt ;
(B) Zn| ZnCl2(aq)| KCl (aq)| AgCl,Ag ; (C) Ag,AgCl| KCl(aq)| Cl2(p),Pt ; (D) Pt,H2( p)| HCl (aq)| Cl2(p),Pt 。
13.25℃时电池反应 H2(g) + ?O2(g) = H2O(l) 对应的电池标准电动势为 E1, 则反应2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g) 所对应的电池的标准电动势 E2是: (A) E2 = - 2E1; (B) E2 = 2E1; (C) E2 = - E1; (D) E2 = E1。
14.下列反应 AgCl(s) + I - → AgI(s) + Cl - 其可逆电池表达式为: (A) AgI(s)|I - | Cl - | AgCl(s) ; (B) AgI(s)|I - ||Cl - | AgCl(s) ;
(C) Ag(s),AgCl(s)|Cl - || I - | AgI(s),Ag(s) ; (D) Ag(s),AgI(s)|I - ||Cl - | AgCl(s),Ag(s) 。
16.可以直接用来求Ag2SO4的溶度积的电池是: (A) Pt|H2(p)|H2SO4(a)| Ag2SO4(s)|Ag ; (B) Ag|AgNO3(a)||K2SO4(a)|PbSO4(s),Pb(s) ;
(C) Ag(s),Ag2SO4(s)|K2SO4(a)||HCl(a)|AgCl(s),Ag(s) ; (D) Ag|AgNO3(a)||H2SO4(a)|Ag2SO4(s),Ag(s) 。 17.下列电池中能测定AgCl的溶度积常数的是: (A) Ag|AgCl(s)|KCl(aq)|Cl2(p)|Pt ; (B) Ag|Ag+||Cl - |Cl2|Pt ;
(C) Ag|Ag||Cl|AgCl(s)|Ag ; (D) Ag|AgCl|AgCl(s)|Ag 。
18.下列电池中能测定AgI的溶度积Ksp的是: (A) Ag|AgI(s)|KI(aq)|I2 ; (B) Ag|Ag+||I - |AgI(s)|Ag ;
+
-
(C) Ag|Ag+||I - |I2|Pt ; (D) Ag|AgI|Pt 。
19.若某电池反应的热效应是负值,那么此电池进行可逆工作时, 与环境交换的热:
(A) 放热 ; (B) 吸热 ; (C) 无热 ; (D) 无法确定 。
20.某电池反应的自由能变化ΔrGm和焓变ΔrHm的关系为: (A) ΔrHm = ΔrGm ; (B) ΔrHm > ΔrGm ; (C) ΔrHm < ΔrGm ; (D) 三种均可能。
21.某电池在标准状况下,放电过程中,当Qr = -200 J 时,其焓变ΔH为: (A) ΔH = -200 J ; (B) ΔH < -200 J ; (C) ΔH = 0 ; (D) ΔH > -200 J 。
22.原电池Pt,H2(p0)|H2SO4(0.01m)|O2(p0),Pt 在298K时,
E = 1.228V,并已知H2O(l)的生成热为 - 286.06 kJ·mol-1, n = 2,那么该电池的温度系数是: (A) -8.53 × 10-4 V〃K-1 ; (B) -4.97 × 10-3 V〃K-1 ; (C) 4.12 × 10-3 V〃K-1 ; (D) 8.53 × 10-4 V〃K-1 。
23.在恒温恒压条件下,以实际工作电压E’放电过程中,电池的反应热Q等于: (A) ΔH - zFE’ ; (B) ΔH + zFE’ ; (C) TΔS ; (D) TΔS - zFE’ 。
24.恒温恒压下,电池在以下三种情况下放电:(1)电流趋近于零,(2)一定大
小的
工作电流,③短路。下列各式不正确的是: (A) 在①下,QR = TΔrSm = nFT(?E/?T)p ; (B) 在①下,QR = QP = ΔrHm ;
(C) 在②下,QP = ΔrHm - W’ = ΔrHm + nFE’(E’为实际工作电压) ; (D) 在③下,QP = ΔrHm 。
25.25℃时,反应2H2S + SO2 = 3S↓ + 2H2O达到平衡时,其平衡常数为多少 (已知25℃时,φ0(S/H2S) = 0.14 V,φ0(SO2/S) = 0.45 V): (A) 3.1 × 1010 ; (B) 3.25 × 101-11 ; (C) 7.4 × 1013 ; (D) 0.13 × 10-12 。
26.已知电极电位:φ0(Cl2/Cl-) = 1.36 V,φ0(Br2/Br-) = 1.07 V,
φ0(I2/I-) = 0.54 V,φ0(Fe3+/Fe2+) = 0.77 V, 标准状态下,Fe与卤素组成电池,下面判断正确的是:
(A) Fe3+可氧化Cl- ; (B) Fe3+可氧化Br- ;
(C) Fe3+可氧化I- ; (D) Fe3+不能氧化卤离子 。
27.巳知下列两个电极反应的标准还原电势为:Cu2+ + 2e→Cu,φ0 = 0.337 V; Cu + e→Cu,φ = 0.521 V,由此求算得Cu + e→Cu的φ等于: (A) 0.184 V ; (B) -0.184 V ; (C) 0.352 V ; (D) 0.153 V 。
28.已知φ0(Ti+/Ti) = - 0.34 V ,φ0(Ti3+/Ti) = 0.72 V ,则φ0(Ti3+/Ti+)为(V):
(A) (0.72 × 3) + 0.34 ;
+
02++ 0(B) 0.72 × 1.5 + 0.17 ; (C) 0.72 + 0.34 ; (D) 0.72 - 0.34 。
29.在温度T时φ0(Hg22+/Hg) = a,Hg2SO4的溶度积为Ksp,则φ0(Hg2SO4/Hg)为: (A) a + (RT/2F)lnKsp ; (B) a - (RT/2F)lnKsp ; (C) a + (RT/F)lnKsp ; (D) a - (RT/F)lnKsp 。
30.已知298K时Hg2Cl2 + 2e→2Hg + 2Cl - ,φ1= 0.2676 V ;
AgCl + e→Ag + Cl - ,φ2 = 0.2224 V。则当电池反应为:Hg2Cl2 + 2Ag→2AgCl + 2Hg 时,其电池的E为:
(A) - 0.0886 V ; (B) - 0.1772 V ; (C) 0.0276 V ; (D) 0.0452 V 。
31.298K时,若要使电池 Pb(Hg)(a1)|Pb(NO3)2(aq)|Pb(Hg)(a2) 的电池 电动势E为正值,则Pb在汞齐中的活度必定是: (A) a1 > a2 ; (B) a1 = a2 ;
(C) a1 < a2 ; (D) a1和a2可取任意值 。
32.电池 Ag(s)|AgNO3(γ±,1,m1) || AgNO3(γ±,2,m2)|Ag(s) 的电动势E应为: (A) - (2RT/F)ln(γ±,1m1/γ±,2m2) ; (B) -(2RT/F)ln(γ±,2m2/γ±,1m1) ; (C) - (RT/F)ln(γ±,1m1/γ±,2m2) ; (D) - (RT/F)ln(γ±,2m2/γ±,1m1) 。
33.已知电池反应 Zn + 2AgCl = ZnCl2 + 2Ag 在25℃时的平衡常数K0 = 1032 , ZnCl2浓度为0.01mol〃kg-1,下列叙述不正确的是:
(A) 原电池符号为 Zn(s)|ZnCl2(0.01 mol〃kg-1)|AgCl(s),Ag ; (B) 原电池符号为 Ag(s),AgCl(s)|ZnCl2(0.01 mol〃kg-1)|Zn(s) ; (C) 标准电池电动势 E0= 0.9754 V ; (D) 电池电动势 E = 1.1350 V 。
34.25℃时电极反应 Cu2+ + I - + e→CuI 和 Cu2+ + e→Cu+ 的标准 电极电势分别为0.086V和0.153V,则CuI的溶度积Ksp为: (A) 1.2 × 10-12 ; (B) 6.2 × 10-6 ; (C) 4.8 × 10-7 ; (D) 2.9 × 10-15 。
35.已知电池 Zn(s)|ZnCl2(m=0.555 mol〃kg-1)|AgCl(s),Ag(s) 在25℃时 的电动势为1.015 V,标准电动势为0.985 V,电池可逆放电2F,以下各式正确的是:
(1) (ZnCl2) = 0.09675;(2) a± = 0.4591;(3) γ± = 0.5211; (4) K0= 2.10 × 1033 ;(5) 电功W = -202.62 kJ。 (A) (1)(2)(5) ; (B) (2)(3)(5); (C) (1)(2)(3)(4); (D) (4)(5) 。
36.下列电池中E最大的是:
(A) Pt|H2(p)|H+(a = 1)||H+(a = 0.5)|H2(p)|Pt ; (B) Pt|H2(2p)|H+(a = 1)||H+(a = 1)|H2(p)|Pt ; (C) Pt|H2(p)|H+(a = 1)||H+(a = 1)|H2(p)|Pt ; (D) Pt|H2(p)|H+(a = 0.5)||H+(a = 1)|H2(2p)|Pt 。
37.下列电池中,液体接界电位不能被忽略的是: (A) Pt,H2(P1)|HCl(m1)|H2(p2),Pt ;
(B) Pt,H2(p1)|HCl(m1)|HCl(m2)|H2(p2), Pt ; (C) Pt,H2(p1)|HCl(m1)||HCl(m2)|H2(p2),Pt ;
(D) Pt,H2(p1)|HCl(m1)|AgCl,Ag-Ag,AgCl|HCl(m2)|H2(p2),Pt 。
38.下列四个原电池中,其电池反应不为 H2(2p)H2(p) 的电池是: (A) Pt,H2(2p)|H+(a = 0.1)||H+(a = 0.2)|H2(p),Pt (B) Pt,H2(2p)|H+(a = 10-8)|H2(p),Pt (C) Pt,H2(2p)|H+(a = 0.1)|H2(p),Pt
(D) Pt,H2(2p)|H+(a = 0.1)||KCl(m = 1)|Hg2Cl2(s),Hg -Hg,Hg2Cl2(s)|KCl(m = 1)|H+(a = 0.1)|H2(p),Pt
39.下列四组组成不同的混合溶液,当把金属铅分别插入各组溶液中组成电池, 已知φ0(Pb2+/Pb) = -0.126V,φ0(Sn2+/Sn) = -0.136V,能从溶液中置换出金属锡的是:
(A) a(Sn2+) = 1.0,a(Pb2+) = 0.10 ; (B) a(Sn2+) = 1.0,a(Pb2+) = 1.0 ; (C) a(Sn2+) = 0.1,a(Pb2+) = 1.0 ; (D) a(Sn2+) = 0.5,a(Pb2+) = 0.5 。
40.在pH < 6.6水溶液中,反应为Fe2+(aq) + 2e臣→Fe;当pH > 6.6时, 反应为Fe + 2OH-→Fe(OH)2 + 2e的反应,则此体系在φ~pH图中为: (A) 与pH轴平行的直线 ; (B) 与pH轴垂直的直线 ; (C) 与pH轴相交的斜线 ;
(D) 当pH < 6.6时为与 pH 轴平行的直线,当pH > 6.6时,是斜线 。
一、判断题答案: 1. 错。
2. 错,恒温、恒压、W’ = 0 时,ΔG > 0 的过程不能进行。 3. 错,过程中W’ ≠ 0,ΔH ≠ Qp 。
4. ΔrGm(1) = ΔrGm(2)错,ΔrGm为广度量,与发生反应的物质的量有关。 5. E3= E1+ E2错,强度量不能相加减。
6. 错,电极反应不同,(1)的标准态是a(H+) = l,(2)的标准态是a(OH-) = 1。
7. 错,电极反应为:Cl2 + 2e2C1- 。
8. 错,E为强度量,与发生反应的物质的量无关。 9. 错,电池(2)的E与Br-浓度有关。
10. 错,电池对外放电时,电池内正离子向正极迁移,负离子向负极移动。 11. 错,因Ag+ 与Cl- 反应生成AgCl沉淀。
二、单选题答案:
1. A; 2. C; 3. D; 4. C; 5. B; 6. C; 7. B; 8. D; 9. C; 10.D; 11.D; 12.C; 13.C; 14.D; 16.D; 17.A; 18.B; 19.D; 20.D; 21.B; 22.A; 23.B; 24.B; 25.B; 26.C; 27.D; 28.B; 29.A; 30.D; 31.A; 32.C; 33.B; 34.A; 35.C; 36.B; 37.B; 38.A; 39.A; 40.D。
1.在应用电势差计测定电池电动势的实验中,必须使用下列何种电池或溶液: (1) 标准氢电极组成电池; (2) 甘汞电极组成电池; (3) 活度为 1 的电解质溶液; (4) 标准电池; 答: (4)
2.在电势差计中AB线段为电阻,为什么能表示电势的数值呢?
答: 根据欧姆定律 E=IRAB=IκAB,上式中I为通过回路的电流,κ为导线单位长度的电阻Ω/m,
当测定ES及Ex时,两值相比,I及κ均约去,便有 ES=AB,Ex=AC,因此在电势差计中可以
用 ES=AB,Ex=AC 来表示,而其它情况下不能用导线长度来表示电势。
3.用电势差测定电池电动势时,若发现检流计始终偏向一方,可能的原因: (1) 检流计不灵; (2) 被测定的电池电动势太大;
(3) 搅拌不充分,造成浓度不均匀;(4) 被测电池的两个电极接反了。 答: (4)
4.为什么选用韦斯登电池作为标准电池?
答: 因为韦斯登电池能保证在测量过程中处于可逆过程的条件,并且该电池的电动势稳定, 温度系数很小。
5.电池在恒温、恒压和可逆条件下放电,则其与环境间的热交换为下列何者: (1) 一定为零; (2) 为 ΔH;
(3) 为 TΔS; (4)与 ΔH 和 TΔS 均无关。 答: (3)
6.在温度为 T 时,有下列两反应 ?Cu+?Cl2=?Cu2++Cl- ?1 Cu+Cl2= Cu2++2Cl- ?2 ?1 和?2 的关系为下列何者:
(1) ?1=?2; (2) 2?1=?; (3) 4?1=?2; (4) ?1=2?2。 答: (1)
7.E和 E与什么因素有关? 它们是强度因素还是容量因素? E值必须是一个标准压力,
各物质的活度为 1 时的电动势,这句话你认为对吗?
答: E 与 E是强度因素,因 nEF=-ΔG,故 E 与电池反应的物质在反应过程中的ΔG有关,
而ΔG 与温度有关,故 E 与温度有关。E 必须是一个标准压力下,各物质的活度为 1 时
的电动势,这句话原则上对的,但在特殊条件下也不尽然。如果各物质的活度不
一定是 1,
而各反应物质的 Qa 刚等于 1,则该电池的电动势也等于该温度下的 E之值。 8.同一反应如 Cu2++Zn=Cu+Zn2+, 化学反应的热效应和电化学反应的热效应是否相同? 为什么?
答: 对于同一反应,化学反应的等压热效应与电池反应的电化学热效应不相同,因为化学热效应是
等温等压下,无非体积功时的反应热,Qp=ΔH。而电池反应热效应 QR=TΔS,ΔH=-nFE+QR
两者之间相差电池与环境的电能传递的 nEF。
9. 2H++2e-= H2 和 Cl2+2e-= 2Cl- 均属于气-液电极反应,其界面电势差ΔΦ(g,sln)如何表示? 答: 对于气液反应
ΔΦ(g,Sln)=Φ(g)-Φ(Sln)=[μM+(Sln)+nμe(M)-μM(g)]/nF =[μM+(Sln)+nμn(M)-μM(g)]/nF+RTlnaM/nF
因对于气体电极,是以惰性金属 M(Pt)电极为导体,电子附于金属 M上,故上式
中仍为 nμe(M) 而不是 nμe(g)。
10.金属表面带正电还是带负电荷受什么因素所决定,又与那些因素有关?对于较浓的硫酸铜
溶液放入铜电极时金属表面带什么电?
答: 金属表面带正电,必须是阳离子在溶液中的化学势,比金属表面上电势高,即ΔΦ(M,Sln)为正值,
否则金属带负电。与电极的本性ΔΦ(M,Sln),及参加电极反应的各物质的活度有关。Cu 放入
较浓的硫酸铜溶液中,则金属表面正电。
11.? (s)、? (M) 表时什么电势? Δ? 和 ? 又表示什么电势?Δ? 和 ? 两
者有何不同?
如何由 Δ? 过渡到 ??
答: ? (S)即 ? (Sln),? (Sln) 表示物质在溶液中的电势;? (M) 表示在金属表面上的电势,
Δ? 表示物质在两个不同相界面上的电势差,?表示物质在一相上的电势值。但?表示
物质在某相上的电势相对数值;规定标准氢电极数值为零,把某电极与标准氢电极组成电池,
测出其电动势,那么该电动势数值即为该电极的?值,?值。
12.标准电极电势表中给出的数据一般指 298K,对于不同温度下的标准电极电势?能否从电极 电势的能斯特公式计算?
答: 可以,只要知道电极电势的温度系数 (? ?/?T)p,就行:
? (T)=? (298)+(??/?T)ΔT=?(298)+(RT/nF)lnaM++(??/?T)ΔT
13.金属钠和钠汞齐两个反应的电极电势公式如何表示?这两个反应的?和?是否相同?
答: Na 电极的反应为 Na++e → Na(S) ?Na+/Na=?ln(aNa+/aNa) Na+/Na+(RT/F)· 当 aNa+=1, aNa=1, ?=?Na+/Na
对于钠汞齐电极,反应为 Na++e → Na(Hg) ?Na+/Na(Hg)=?ln(aNa+/aNa(Hg)) Na+/Na(Hg)+(RT/F)· aNa(Hg) 是 Na 在汞齐中的活度。
当 aNa+=1,aNa(Hg)=1, ?Na+/Na(Hg)=?Na+/Na(Hg)
因此这两个电极? 不相同,? 也不同。 如果 Na 在 Hg 中溶解达到饱和时,
则?Na+/Na 和?Na+/Na(Hg) 数值相等。
14.为什么难溶盐电极都是对阴离子可逆的电极?
答: 因难溶盐为固相,还原后的金属仍为固相,而未还原的阴离子进入溶液,故难溶盐电极都
是对阴离子可逆的电极。
15.对氧化还原电极: Pt|Fe2+,Fe3+; Pt|Sn2+,Sn4+ 若将Pt换为Fe和Sn是否可以?为什么?
答: 若将电极 Pt|Fe2+,Fe3+;Pt|Sn2+,Sn4+中的Pt分别换成Fe和Sn,则Fe极表面的三个反应 :
Fe3++3e → Fe ?=0.036 V Fe2++2e → Fe ?=-0.447 V Fe3++e → Fe2+ ?=0.770 V
其中以 Fe2+→Fe 的电势最低,故负极最可能的电极反应为 Fe→Fe2++2e 而不是 Fe2+→Fe3++e。 对于 Sn 电极的二个反应为:
Sn2++2e → Sn ?=-0.1364 V Sn4++2e → Sn2+ ?=0.151 V 因此负极反应最可能是第一个而不是后者。
这样这两支电极都失去其原来氧化--还原电极的作用。因此,不能换。
16.下列电池属于哪一种类型的电池?
(1) Ag, AgCl|HCl(m1)|H2(p),(Pt)——(Pt),H2(p)|HCl(m2)|AgCl,Ag(s)
(2) Hg—Zn(a1)|ZnSO4(a)|Zn(a2)—Hg ; a1>a2 (3) Na(汞齐)(0.206%)|NaI(在 C2H5OH 中)|Na(s) 答: (1) 双联浓差电池,属于电解质浓差电池。
(2) 电极浓差电池。 (3) 电极浓差电池。
17.为什么说玻璃电极也是一种离子选择性电极?使用玻璃电极应注意什么问
题?用玻璃电极
作为指示电极,组成电池能否测定 HCl 的活度系数?
答: 因为玻璃电极的特殊构造,并且内部有内参比电极,因此玻璃电极电势大小与待测溶液的
pH关系,298K时为: ? (玻璃)=?(玻璃)-0.05915pH,其中?(玻璃)是常数,数值大小与
电极玻璃膜性质有关, 与 H+ 浓度无关, 可见定温下? (玻璃)大小仅与待测液中 H+ 浓度
有关, 因此它是氢离子选择电极,也是一种离子选择电极。使用玻璃电极, 要注意避免受较
强的机械震动, 不要把玻璃膜与硬物相触;新买的玻璃电极使用前, 要用蒸馏水浸泡 24 小
时以上, 玻璃电极在强碱中使用, 要尽快操作, 毕后立即用蒸馏水清洗。 用玻璃电极作指示
电极, 组成电池, 不能测定HCl溶液的活度系数,因为单离子的活度是不能测定的,对稀溶
液中pH的测定,人们给了一个操作定义,也就是以国际上统一规定五个标准缓冲溶液的pH值
为参考点,确定待测溶液的pH值,即 pH(x)=pH(s)+(Es-Ex)F/2.303RT , 因为标准缓冲溶
液中, pH(s) 不是正好等于 -LgaS(H+), 同样, pH(x) 也不是正好等于 -Lga(H+), 所以用玻
璃电极测出的 HCl的 pH值,即 -Lga(H+)是相对数值,不能以此计算出 HCl 的活度系数 。
18.用作图法当 m→0 时可求 E 值,和前面所讲的各物质的活度为 1 时,则 E=E的概念
是否矛盾? 图 9-10 以 E+0.1183lg m 对√m 作图应为直线? 而实际并非为直线 ,为什么?
在此情况下如何准确地测得 E?
答: 两者概念不相矛盾,作图法是求得 E 值的实验方法;选 a=1 时的 E=
E,是对 E 物理
意义的解释,因用实验手段不可能配制 a= 1 的溶液。 以 E+0.1183lgm 对 √m 作图,在 m 较
大时不是直线,因在推导公式时运用德拜--尤格尔的极限定律,该定律只适用于稀溶液。如果得
不到直线,则根据Y=E+0.1183lg(m/m)=f(m),则可以 Y 对 m 的高次方根作图,使横坐标距离
拉开。但在稀溶液处可得到直线,从而得到原始纵坐标之值。
19.根据 Fe—H2O 电势—pH 图回答下列问题: (1) 铁在什么条件下最稳定? (2) 铁在什么介质中腐蚀最严重?
(3) 铁在什么电势、pH 条件下被腐蚀为 Fe2+? 答: (1) Fe 在?<-0.5, pH值 比较低时最稳定。
(2) Fe 在 pH < 6,和? >-0.4 时以及?≈0--0.8, 和 pH≈8—14 间腐蚀最严重。
(3) 在 pH<6, -0.4<?< 0.8 区成为 Fe2+。
20.已知下列标准电极电势数据
0.54 1.20 1.70 I- ——→I3-——→IO3-——→H5IO6 1.23 1.69 Mn2+——→MnO2——→MnO4- 利用标准电极电势的数据,回答下列问题
(1) 将高锰酸逐滴加入氢碘酸溶液中,可得到什么产物? (2) 将碘化物溶液逐滴加入高锰酸盐溶液中得到什么产物? 解: (1) MnO4- 滴加入 HI 溶液中,得到产物 I3- 与 Mn2+。
道理是: 高锰酸盐逐滴时, MnO4-是少量, I-大量存在, 如生成 IO3-, ? (IO3-/I3-)=1.20, ? (I3-/I-)=0.54 ;则要发生反应: I-+IO3 → 2I3
-
如果生成 H5IO6,这个电位更正,更容易与 I- 发生反应。因此在 I- 大量存 在下,产物只能是 I3-。另一方面 MnO4- 还原产物为 Mn2+。如果不是 Mn2+ 是 MnO2,则 MnO2 与大量 I- 还要发生反应。? (MnO2/Mn2+)=1.23 V ? (I3-/I-)=0.54 因此最终产物只能是 Mn2+。
所以,反应式为: 15I-+2MnO4-+16H+ → 5I3-+2Mn2++8H2O (2) HI- 滴加入 MnO4- 中,产物为 IO3- 与 MnO2。
道理是:这里 MnO4- 是过量的, 如果产物是 Mn2+,则 Mn2+ 与 MnO4- 还要发生
反应,结果产物为 MnO2。 I- 被氧化,如果产物是 I3-,那? (IO3-/I3-)=1.20
比? (MnO4-/MnO2)=1.69V 要小,还要被氧化,最后产物是 IO3-。 由? (H5IO6/IO3-)=1.70 V,比? (MnO4-/MnO2) 要大,因此 I- 也不会被氧化成
H5IO6。 因此反应为: I-+2MnO4-+2H+→ IO3-+2MnO2+H2O