第九章电解与极化作用 返回上一页 1.在298K时用Pb(s)电极来电解HSO4溶液(01mo/kg,Y±=0.265),若在电 解过程中把Pb阴极与另一摩尔甘汞电极相连组成原电池测得其电动势 E=10685V试求H(g)在Pb电极上的超电势(只考虑HSO4的一级电离)已知 P(甘汞)=02802V 2.在锌电极上析出氢气的塔菲尔公式为n=0.72+0.116g在298K时用 zn(S)作阴极惰性物质作阳极电解浓度为0.1mol/kg的ZnSO4溶液设溶液pH 为7.0,若要使H(q)不和锌同时析出应控制在什么条件? 3.在298K时当电流密度为01A·cm2时,H(g和O(g)在Ag(S)电极上 的超电势分别为087和098V今用Ag(s电极插入001mo/kg的NaOH溶 液中进行电解问在该条件下在两个银电极上首先发生什么反应?此时外加电压 为多少?设活度系数为1) 4.在298K标准压力时某混合溶液中CuSO4浓度为0.50mo/kg,HSO4 浓度为0.01mo/kg用铂电极进行电解首先Cu(S沉积到Pt电极上若H(g)在 Cu(s)上的超电势为0.23V问当外加电压增加到有H(qg)在电极上析出时溶液中 所余Cu2+的浓度为多少?(设活度系数均为1,HSO4作一级电离处理)
第九章 电解与极化作用 返回上一页 1. 在 298 K 时,用 Pb(s)电极来电解 H2SO4溶液(0.1 mol/kg,γ±=0.265),若在电 解过程中,把 Pb 阴极与另一摩尔甘汞电极相连组成原电池,测得其电动势 E=1.0685 V.试求 H2(g)在 Pb 电极上的超电势(只考虑 H2SO4 的一级电离).已知 (甘汞)=0.2802 V. 2. 在锌电极上析出氢气的塔菲尔公式为 η=0.72+0.116lgj 在 298K 时,用 Zn(s)作阴极,惰性物质作阳极,电解浓度为 0.1 mol/kg 的 ZnSO4 溶液,设溶液 pH 为 7.0,若要使 H2(g)不和锌同时析出应控制在什么条件? 3. 在 298 K 时,当电流密度为 0.1 A·cm-2 时, H2(g)和 O2(g)在 Ag(s)电极上 的超电势分别为 0.87 和 0.98 V.今用 Ag(s)电极插入 0.01 mol/kg 的 NaOH 溶 液中进行电解,问在该条件下在两个银电极上首先发生什么反应?此时外加电压 为多少?(设活度系数为 1) 4. 在 298K,标准压力 时,某混合溶液中,CuSO4 浓度为 0.50 mol/kg, H2SO4 浓度为 0.01 mol/kg,用铂电极进行电解,首先 Cu(s)沉积到 Pt 电极上.若 H2(g)在 Cu(s)上的超电势为 0.23V,问当外加电压增加到有 H2(g)在电极上析出时,溶液中 所余 Cu2+的浓度为多少?(设活度系数均为 1, H2SO4 作一级电离处理)
5.在298K标准压力时以P为阴极,C(石墨)为阳极,电解含 Cdcl2(0.01 /kg)和cuda(0.02mo/kg)的水溶液若电解过程中超电势可忽略不计,试问 (活度系数均为1) (1)何种金属先在阴极析出. (2)第二种金属析出时至少须加多少电压? 3)第三种金属析出时第一种金属离子在溶液中的浓度为若干 (4)事实上在Oz(g)在石墨上是有超电势的设超电势为0.6V则阳极上首先发生 什么反应? 6.在298K,压力时用Fe(S为阴极C(石墨)为阳极电解60mo/kg的NaC 水溶液若H(g)在铁阴极上的超电势为0.20V,O(g)在石墨阳极上的超电势为 0.60∨Cl(g)的超电势可忽略不计试说明两极上首先发生的反应及计算至少须 加多少外加电压电解才能进行?(设活度系数均为1) 7.在298K压力时电解一含Zn2+溶液希望当zn2+浓度降至1×10 mo/kg时仍不会有Hg析出试问溶液的pH值应控制在多少为好?已知H(g) 在zn(s)上的超电势为0.72V并设此值与浓度无关
5. 在 298K,标准压力 时,以 Pt 为阴极,C(石墨)为阳极,电解含 CdCl2(0.01 mol/kg)和CuCl2(0.02 mol/kg)的水溶液.若电解过程中超电势可忽略不计,试问: (活度系数均为 1) (1) 何种金属先在阴极析出. (2) 第二种金属析出时,至少须加多少电压? (3) 第三种金属析出时,第一种金属离子在溶液中的浓度为若干? (4) 事实上在 O2(g)在石墨上是有超电势的.设超电势为 0.6 V,则阳极上首先发生 什么反应? 6. 在 298K, 压力时,用 Fe(s)为阴极, C(石墨)为阳极,电解 6.0 mol/kg 的 NaCl 水溶液,若 H2(g)在铁阴极上的超电势为 0.20 V, O2(g)在石墨阳极上的超电势为 0.60 V,Cl2(g)的超电势可忽略不计,试说明两极上首先发生的反应及计算至少须 加多少外加电压,电解才能进行?(设活度系数均为 1) 7. 在 298K, 压力时,电解一含 Zn2+溶液,希望当 Zn2+浓度降至 1× mol/kg 时,仍不会有 H2(g)析出,试问溶液的 pH值应控制在多少为好?已知 H2(g) 在 Zn(s)上的超电势为 0.72 V,并设此值与浓度无关
8.在298K压力时用电解沉积法分离Cd2+,Zn2+混合溶液,已知 Cd2+,zn2+的浓度均为0.10mo/kg(设活度系数均为1)H(g)在Cd(S)和zn(S) 上的超电势分别为048和0.70V,设电解液的pH保持为7.0.试问 (1)阴极上首先析出的是何种金属? 2)第二种金属析出时第一种析出的离子的残留浓度是多少? (3)氢气是否有可能析出而影响分离效果? 9.在298K压力时电解含有 Ag+(aAg+=0.05Fe2+(ae2+=0.01),Cd2+(a2+=0.001)NiZ+(aN2+=0.1) 和H+(aH+=0001,并设aH+不随电解的进行而变化)的混合溶液,又已知Hz(g) 在 Ag, Ni, Fe和cd上的超电势分别为0.200.240.18和0.30V当外加电压从零 开始逐渐増加时试用计算说明在阴极上析岀物质的顺序. 10.在298K原始浓度Ag+为01mo/kg和CN为025mo/kg的溶液中形 成了配离子AgCN其离解常数Ka=38×10试计算在该溶液中Ag+的浓度 和Ag(s)的析出电势.设活度系数均为1 11.欲从镀银废液中回收金属银,废液AgNO的浓度为1×10mo/kg还含有 少量的Cu2+今以银为阴极石墨为阳极用电解法回收银要求银的回收率达 %
8. 在 298K, 压力时,用电解沉积法分离 Cd2+,Zn2+混合溶液,已知 Cd2+,Zn2+的浓度均为0.10 mol/kg (设活度系数均为 1), H2(g)在Cd(s)和Zn(s) 上的超电势分别为 0.48 和 0.70 V,设电解液的 pH 保持为 7.0.试问: (1) 阴极上首先析出的是何种金属? (2) 第二种金属析出时第一种析出的离子的残留浓度是多少? (3) 氢气是否有可能析出而影响分离效果? 9. 在 298K, 压力时,电解含有 Ag+(aAg+=0.05),Fe2+(aFe2+=0.01),Cd2+(aCd2+=0.001),Ni2+(aNi2+=0.1) 和 H+(aH+=0.001,并设 aH+不随电解的进行而变化)的混合溶液,又已知 H2(g) 在 Ag,Ni,Fe 和 Cd 上的超电势分别为 0.20,0.24,0.18 和 0.30 V.当外加电压从零 开始逐渐增加时,试用计算说明在阴极上析出物质的顺序. 10. 在 298K,原始浓度 Ag+为 0.1 mol/kg 和 CN-为 0.25 mol/kg 的溶液中形 成了配离子 Ag(CN)2-,其离解常数 Ka=3.8× .试计算在该溶液中 Ag+的浓度 和 Ag(s)的析出电势. 设活度系数均为 1。 11. 欲从镀银废液中回收金属银,废液 AgNO3 的浓度为 1× mol/kg,还含有 少量的 Cu2+.今以银为阴极,石墨为阳极用电解法回收银,要求银的回收率达 99%
试问阴极电位应控制在什么范围内? Cu2+的浓度应低于多少才不致使Cu(S)和Ag(s)同时析出?设所有的活度系数均 为1) 12.工业上目前电解食盐水制造NaOH的反应为 2NaCI+ 2H20 = 2NaOH + H2(g)+Clz(g)(1) 有人提出改进方法改造电解池的结构使电解食盐水的总反应为2NaC|+ 2HO+1/20空气=2NaOH+C(g)(2) (1)分别写出两种电池总反应的阴极和阳极反应. (2)计算在298K时两种反应的理论分解电压为各多少?设活度系数均为1溶液 (3)计算改进方法在理论上可节约多少电能?用百分数表示) 13.某一溶液中含 KCL KBr和K的浓度均为01mo/kg.今将该溶液放入带有 吽t电极的素烧瓷杯内将杯再放在带有Zη(s)电极和大量0.1mo/kg的 Zn Cl2溶 液的较大器皿中若略去液接电势和极化影响, 试求298K时下列各情况所须施加的外加电压最少为若干?设活度系数均为1. (1)析出99%的碘
试问阴极电位应控制在什么范围内? Cu2+的浓度应低于多少才不致使Cu(s)和Ag(s)同时析出?(设所有的活度系数均 为 1) 12. 工业上目前电解食盐水制造 NaOH 的反应为 2NaCl + 2H2O ＝2NaOH + H2(g) +Cl2(g) (1) 有人提出改进方法,改造电解池的结构,使电解食盐水的总反应为 2NaCl + 2H2O + 1/2O2(空气)＝ 2NaOH +Cl2(g) (2) (1) 分别写出两种电池总反应的阴极和阳极反应. (2) 计算在 298 K 时,两种反应的理论分解电压为各多少?设活度系数均为 1,溶液 pH=14. (3) 计算改进方法在理论上可节约多少电能?(用百分数表示) 13. 某一溶液中含 KCl,KBr 和 KI 的浓度均为 0.1 mol/kg. 今将该溶液放入带有 Pt 电极的素烧瓷杯内,将杯再放在带有 Zn(s)电极和大量 0.1 mol/kg 的 ZnCl2 溶 液的较大器皿中,若略去液接电势和极化影响, 试求 298K 时下列各情况所须施加的外加电压最少为若干?设活度系数均为 1. (1) 析出 99%的碘
(2)析出B2至Br浓度为1×10mol/k 3)析出Ch至C浓度为1×10mo/kg 14.以Ni(s)为电极KOH水溶液为电解质的可逆氢氧燃料电池在298K和压 力下稳定的连续工作试回答下述问题: (1)写出该电池的表达式电极反应和电池反应 (2)求一个100W(1W=36k丿h-1)的电池每分钟需要供给298K,压力的 H(g)多少体积? 已知该电池反应的AG=-236kJmo(每 mol H2(g) 3)该电池的电动势为多少?
(2) 析出 Br2 至 Br-浓度为 1× mol/kg. (3) 析出 Cl2 至 Cl-浓度为 1× mol/kg. 14. 以 Ni(s)为电极,KOH 水溶液为电解质的可逆氢,氧燃料电池在 298K 和 压 力下稳定的连续工作,试回答下述问题: (1) 写出该电池的表达式,电极反应和电池反应. (2) 求一个 100 W(1W=3.6 kJ*h-1)的电池,每分钟需要供给 298K, 压力的 H2(g)多少体积? 已知该电池反应的 =－236k J/mol(每 mol H2(g)) (3) 该电池的电动势为多少?