1、九、電解與極化作用 答案一、選擇題 ( 共 26 題 )1.1分(4802)(a)2.2分 (4803)(c)3.1分(4855)(b)4.2分(4857)(c)5.2分 (4861)(a)6.2分(4863)(b)7.2分(4869)(c)8.1分 (4870)(d)9.1分(4871)(b)10.2分(4889)(b)11.2分 (4910)(a)12.2分(4946)(d)13.2分(4921)(b)14.2分 (4924)(b)15.1 分 (4931)(d)16.2分(4932)(b)17.2分 (4940)(a)18.2 分 (4946)(d)19.2分(4947)(a)20.2分

2、 (4948)(d)21.2分(5102)(d)22.2分 (5105)(d)23.1 分 (5106)(c)24.2分(5154)(b)25.2分 (5165)(b)26.2 分 (5166)(c)二、填空題 ( 共 27 題) 1.2 分 (4801) 答 pbh2so4(m) ； pbo2h2so4(m) ； pbh2so4(m) ； pbo2h2so4(m) 2.2 分 (4807)答j = nfr3.2 分 (4815)答 電解質雖然不同, 但電極上發生的反應一致, 都是電解水。4.2 分 (4816)答 e 分解 =e 可逆+h陰+h陽+ir ； 增加5.5 分 (4851)答 電

3、流密度；電極電位偏離平衡電位或靜止電位；濃差極化，電化學極化，有電流通過時，電極電位對平衡電位的偏離。6.2 分 (4858)答正，負，負，正7.2 分 (4859)答 增加；減少8.5 分 (4860)答 (1)1.9 v ； 0.5 v(3 分)(2)高(2 分)9.2 分 (4866)答 低超壓；高超壓(各 1 分)10.2 分 (4867)答 電子的電流密度是 je/e, 因每個電子攜帶電量大小為 e, 則：（1）4.94×1015 cm-2·s-1(1 分)(2) 1.56×1016 cm-2·s-1(0.5 分)(3) 3.12×1

4、07 cm-2·s-1(0.5 分)11.5 分 (4868)答 j = jeexp(-a h f/rt)-exp(1-a h f/rt).(1) 0.31ma·cm-2(2 分)(2) 5.41ma·cm-2(2 分)(3) 1.39×1042ma·cm-2(1 分)12.2 分 (4884)答 極譜分析的滴汞電極, 鉛蓄電池的充電, 氯堿工業, 電鍍雜質的分離等.13.2 分 (4888)答 提供電流, 使研究電極極化; 測量研究電極的超電勢值。14.2 分 (4890)答 降低電阻超電勢;降低濃差超電勢.15.5 分 (4908)答ag;

5、ni;h2;cd 16.2 分 (4909)答 陰極：cu2+ + 2e- cu 陽極：cu - 2e- cu2+17.2 分 (4920)答 若 f (zn2+/zn) > f (h+/h2) 時，則 zn 析出，而 h2 不能析出，即-0.763 - 0.05917/2×lg (1/10-5) > (-0.0591ph - 0.75)ph > 2.72 18.2 分 (4925)答 2oh- (1/2)o2+ h2o + 2e- 2h2o + 2e- h2+ 2oh-19.2 分 (4934)答f (fe2+/fe) = f $+ rt/2f× ln

6、0.01 = -0.4992 vf (cu2+/cu) = f $+ rt/2f× ln 0.02 = 0.2868 v最先析出的是 cu 20.2 分 (4935)答順序為 i2 ，br2 ，cl221.2 分 (4949)答電能效率 = 理論上所需的電能實際消耗的電能22.2 分 (4950)答電流效率 = 實際產量理論產量23.5 分 (4967)答 4.5×10-9 mol·dm-324.2 分 (5113)答 鉚釘25.2 分 (5115)答 低碳鋼26.2 分 (5152)答pbo2+ pb + 2h2so4 2pbso4+ 2h2o(10 a

7、5;1.5×3600 s)/(96500 c·mol-1 )×1/2×303 g·mol-1 = 84.8g 27.2 分 (5157)答 正:1o2+2h+2e- h2o2負:h2-2e- 2h+三、計算題 ( 共 71 題) 1.5 分 (4804)答電解反應：h+(0.05 mol·kg, g± =0.860) + br-(0.05 mol·kg-1, g± = 0.860) 1/2 h2( p$) + 1/2 br2(p$)(2 分)e 分解 = f右-f左= (f$ (br2/br-) -f $

8、 (h+/h2)-rt/f×ln(a(h+)a(br-) = 1.227 v(3 分) 2.5 分 (4805)答 (1) e 分解 = f 陽f 陰 f$ (br2,br-) - rt/f×ln a(br-) f$ (h+,h2) - rt/f × ln(1/a(h+) = 1.227 v(2 分)陽陰 (2) e 分 解 = f f rt/f × lna(ag+) 0.01 mol·kg-1, g± = 0.902/a(ag+) 0.50 mol·kg-1, g± = 0.526 = -0.0866 v，e 分

9、解 = 0.0866 v(3 分)3.5 分 (4806)答陰極上 ni2+首先還原析出 ni(s)， 陽極上 oh-首先氧化成 o2(各 2 分)陽陰e 分 解 = f f = 1.065 v(1 分)4.5 分 (4809)0.175答q = 0.229 ´ 65.38 / 2 + 0.728 ´ 63.55 / 2 + 0.043 ´ 58.70 / 2 ×96500= 529.7 c(5 分)5.5 分 (4810)答 c6h5no2 +6h+ + 6e- c6h5nh2 +2h2o(1 分)10q = 123.113 / 6 ×965

10、00(2 分)w =qv =4.703×104×2 =9.406×104 j(2 分)6.5 分 (4811)答理論上，通電 10 h，可得 w(naoh) =125 ´ 10 ´ 360096500×40 =1.865×104 g(2 分)實際上，得 w '(naoh) =140 ×116.5 =1.631×104 g(2 分)w '故電流效率 h = w ×100% =87.5%(1 分)7. 10 分 (4813)rt答 e 理論 =f +f -=f $ (cl2/cl-)

11、frtlna (cl-)(f$ (h+/h2)+flna (h+)=1.36 - 0.01 - 8.314 ´ 298 ln10-7 =1.76 v(3 分)96500h陰= a + b lgj =0.73+0.11× lg0.1 =0.62 v(2 分)h陽=0(2 分)e 分解 =e 理論+h陰+h陽=2.38 v(3 分)8.5 分 (4814)答 當作可逆電池, 則(-) h2 2h+ 2e(+) cl2+2e 2cl-h+ =10-14- =10-14=4×10-15 mol·dm-3oh 100 / 40假定 a (h+)h+/c$ = 4&

12、#215;10-15f (h+/h2) = rt/f×lna (h+) = - 0.849 v(2 分)190 / 58.5a (cl-)=cl-/c$ =1=3.25f (cl2/cl-) =f $ (cl2/cl-) -rt/f×lna (cl-) =1.34 v(2 分)e 可逆 =f (cl2/cl-) - f (h+/h2) =1.34 - (-0.849) = 2.19ve 分= e 可逆 = 2.19 v.(1 分)9.5 分 (4853)答 hm = - 2.303rt/a zf×lg j°(m) + 2.303rt/a zf×

13、lg j(3 分)h (hg) - h (cd)= 2.303rt/a zf×lg j°(cd)/j°(hg)= 0.333 v(2 分) 10. 10 分 (4856)答 e 理論 e = e$= f $ (h+,h2o/o2) - f $ (h+/h2)= 1.229 v(5 分)e 外加 e 理論 + ir + h+ h- = 2.155 v(5 分) 11.5 分 (4864)甘汞不可逆甘汞2不可逆答e = f f = f f (h+, h ) + h(2 分)甘汞2h = e - f f (h+,h ) = 0.695 v(3 分)12.5 分 (486

14、5)答 f (zn2+/zn) =f $ (zn2+/zn) + rt/2f×lna(zn2+) = -0.7924 v(2 分)f (zn2+/zn) =f (h+/h2) = rt/f×lna(h+) - h (h2)= rt/f×lna(h+) - (0.72+0.116 lgj)j = 11.38 a·m-2(3 分)13. 10 分 (4872)答 氫剛在 pb 極上析出時, 陰極電勢為f (h2)=f (甘汞)-e(分解) =0.2800 v-1.0685 v= -0.7885 v(2 分)而氫電極的平衡電勢為+$æ p1/ 2 (

15、h ) / p$ ö+f (h /h2) =f -0.05915lgçè2a (h+)÷ 0.05915lga (h )øh陰=f (h+/h2, 平) -f (h2) =0.6952 v= -0.0933 v(4 分)氫氣逸出, 其壓力 p(h2)p$.(4 分)14.5 分 (4874)答 pt 上析出氫的超電勢很小, 據 j = j0exp(a fh/rt) - exp(-bfh/rt)可得h = rt × j fj0(3 分) j = hfj0/rt =1.54×10-4 a·cm-2i=7.69×

16、;10-4 a(2 分)15. 10 分 (4875)答 據h = a+bln(j/a·cm2)直線方程, 分別求得 a, b 取平均值 得 a=1.43v(3 分)b=0.055v(3 分)h = a + blnj和lnj = lnj0+ afh/rt比較, 得a = -(rt/a f)lnj0=>a =0.47(2 分)b = rt/a fj0 = 4.28×10-12 a·cm-2(2 分) 16.5 分 (4877)答 e=f (hg2cl2, hg)-f $ (h+, h2)+(rt/f)lna (h+) +h(2 分)h =0.669 v(3 分

17、)17.5 分 (4880)答 (a) j=j0exp(a fh/rt)-exp-(1-a )fh/rt=6.87×10-5a·cm-2(3 分) (b) j=j0exp(a fh/rt)=7.01×10-5a·cm-2(2 分)18.5 分 (4881)答 0.02 =j0exp(-0.44a f/rt)0.02 =j'0exp(-0.23a f/rt)=>j0/j'0 =59.7又 j=j0exp(-0.30a f/rt)j'=j'0exp(-0.30a f/rt)=>j/j'=j0/j'0

18、 =59.7(5 分) 19.5 分 (4882)æ - ahf öæ 0.5 ´ 0.40 ´ 96500ö答j j0exp çèrt÷ø =j0exp çè8.314 ´ 298÷ø =2416j0(2 分)w(h2) =j ´ 3600×96500m (h 2 )2(1 分)pt:w=7.9 ´ 10-4 ´ 2416 ´ 36002×965002=0.0712 g·cm

19、-2·h-1(1 分)hg:w=0.79 ´ 10-12 ´ 2416 ´ 36002×965002=7.12×10-11 g·cm-2·h-1(1 分)20. 10 分 (4885)答 (1) 陰極: sn2+2e- sn(s)1陽極: h2o -2e- o2(g) +2h+(2 分)2陰f =f $ (sn2+/sn) +(rt/2f)lna (sn2+) = -0.170 v陽222f =f $ (o /h o)+(rt/2f)lna 2(h+)+h (o ) =1.612 v(2 分)e(分解)=f陽-f陰

20、 =1.78 v(2 分)(2) 當 h2 析出時f (h+/h2)-h (h2)=f (sn2+/sn)a (h+) =0.01+0.1-a (sn2+)×2a (sn2+)a (h+)=0.21(2 分)=> a (sn2+) =2.9×10-14(2 分)21.5 分 (4886)答 e(分解) = e(平衡)+ir +h (左)(2 分)1222.5 分 (4887)=0.187 v +0.20× 8.6 ´ 10-3 ´ 1 v +0.25 v= 47 v(3 分)答 陰: 2h2o +2e- h2 +2oh-1陽: 2oh-

21、-2e- h2o +2o2(2 分)陽 陰2222e=f -f +h (o )+h (h ) =f $ (陽)-f $ (陰)+h (o )+h (h )=0.401v -(-0.828 v)+0.98 v+0.90 v=3.11v(3 分)23.5 分 (4892)答 f (h+/ h2)(平衡)=f $ (h+/ h2)+(rt/f)lna (h+) =-0.820 v(2 分)100 ´ 10-3j=m (h 2 )×2×96500/3600 =2.68 a·cm-2h =a+blgj =-0.807 v(2 分)f (h+/ h2)=f (h+/

22、 h2)(平衡)+h =-1.63 v(1 分) 24. 10 分 (4893)答 h =lnj0+(rt/a f)lnj(1)(4 分)根據直線方程(1)及所列數據,可得h0.650.730.79lnj-14.28-12.79-11.51由此可得 <a > =0.51(3 分)<j0> =3.95 a·cm-2(3 分)25.5 分 (4894)答 e(理)=f (k)-f $ (h2)-0.05916lg(p1/2(h2)/a (h+) =0.3555 v(3 分)e(實)=1.0685 v故h =e(實)-e(理)=0.7130 vh+=0 v則h-=-

23、0.7130 v(2 分) 26.5 分 (4901)答j = q/t = 2.68 a·cm -2(2 分)h (h2fe) = a + b lgj = -0.81 v(1 分)f = f (h+/h2) + h = -1.64 v(2 分)27. 10 分 (4902)答 (1) i 理論 = n(naoh) mol·h-1×f(c·mol-1)/3600 (s/h) = 1840.2 a(2 分) 電流效率為: i 理論/i 實際 × 100% = 92%(2 分)(2) 電能效率 = 理論電能/實際電能= i 理論×e 可逆&

24、#215;t/i 實際×e 外加×t×100% = 47%(4 分)(3) e 外加 = e 理論 + ir + hh = e 外加 - e 理論 - ir = 0.6 v(2 分)28. 10 分 (4903)答 (1) e 分解 = f$ (i2/i-) - 0.05915 lg a(i-)- -0.05915 lg 1/a(h+) = 1.127 v(2 分)(2) e 分解 = f (br2/br-) - f (h+/h2) = 1.716 v(2 分)答陰極上，首先有礙 cu2+ 2e- cu(s) ， 陽極上 oh- 氧化成 o2 ， 當有 0.5 m

25、ol·kg-1 的 cu 析出，就有 2×0.5 mol·kg-1 的 oh- 氧化， 溶液中有 2×0.5 mol·kg-1 h+ 留下，若 h+ + so 2- hso - ,h+ = (0.5 + 0.01) mol·kg-1(2 分)44f (h+/h2) = rt/f ln a(h+) - h (h2) = -0.2473 v(2 分)當 h2 析出時，f (h+/h2) = f (cu2+/cu)= f$(cu2+/cu) - rt/2f ln 1/a(cu2+)a( cu2+) = 1.75×10(4 分)cu

26、2+ = 1.75×10-20 mol·kg-1(2 分)30.5 分 (4906)答1 mol h2 的標準態體積為 0.0224 m3 ， 氫氣質量：x1 = (1.008×2×2×10-4 )/0.0224設該流量下，氫氣為 x1 時所需電量為 x2；96500 : 1.008 = x2: x1 x2= (f×x1)/1.008儀器工作 10 小時，電解消耗電量 q = x2×60×10 = 1.03392×106 c(4 分) 電流密度 j = q/a = 1.03392×107c

27、83;m -2(1 分)31. 10 分 (4907)答 因為是平行反應j = j1 + j2 v0= p1v1/t1× t0/p0 近似取 p1 p0 q = v0/22.4×4fj1= q/(t×a)j2= j - j1(各 2 分)32. 10 分 (4911)答 (1) 陰極：sn2+ + 2e- sn;陽極：h2o (1/2)o2+ 2h+ 2e-(2 分)e 實際 = e 理論 + h (o2)= f (h+,h2o/o2) - f (sn2+/sn) + h (o2) = 1.782 v(3 分)(2) 當 h+析出時，sn2+基本析出完全，溶液中

28、h+濃度要改變a(h+) = (0.01 + 0.2)mol/kg若 h2 在陰極上析出，則 f (sn2+/sn) = f (h+/h2)(1 分)f (sn2+/sn) + 0.05915/2× lg a(sn2+) = 0.05915 lg a(h+) - h (h2)所以這時a(sn2+) = 2.9×10(4 分)33. 10 分 (4912)答(1) 負極：cl- (1/2)cl2(p$) + e-正極：agcl(s) + e- ag(s) + cl-電池反應：agcl(s) ag(s) + (1/2)cl2(p$)(1 分)dg $ = dh $ - tds

29、$ = 106.83 kj·mol-1(2 分)mmmme$= -dg $ /zf = -1.107 v(1 分)m(2) q 可 逆 = tds $ = 20.198 kj·mol-1(2 分)m(3) (¶e/¶t)p= ds $ /zf = 7.02×10-4 v/k(2 分)m(4) ln k$= -dg $ /rt = -43.12p(cl2) = 3.57×10-33 pa(2 分)34. 10 分 (4913)答 陰極：ni2+ 2e- nif可逆 =f $+ rt/2f×ln a(ni2+) = -0.25

30、v(2 分) h+ e- (1/2)h2f可逆 =f $+ rt/f×ln a(h+)/p(h2)/p$1/2 = -0.414 vf不可逆 =f可逆 + h = -0.83 vna+ e- naf $ = -2.714 v(2 分)mg2+ 2e- mgf $= -2.363 v所以陰極上先析出ni。(1 分)陽極：h2o 1/2 o2 + 2h+ + 2e-f不可逆 = f可逆 + h = 1.7 v(2 分)ni ni2+ + 2e- ,f $ = -0.25 v所以陽極上是 ni 溶解(3 分) 35.5 分 (4914)答f (fe2+/fe) = f $ (fe2+/fe

31、) + 0.05915/2×lg a (fe2+)= -0.4429 v(1 分)f (h+/h2) = f $ (h+/h2) + 0.05915 lg a(h+) -= 0.05915 ph - 0.35(1 分)為不使 h2 析出，必須 f (fe2+/fe) > f (h+,h2)ph > 1.56(3 分) 36. 10 分 (4917)答 (1) 陽極反應：h2o (1/2)o2+ 2h+ + 2e-陰極反應：cu2+ 2e- cu(2 分)陽e 外 = f - f = f $ -rt/2f× ln 1/a(h+)o陰2- f (cu2+/cu) +

32、 rt/zf×ln a(cu2+) = 0.8715 v(3 分)(2) cu2+濃度：0.0005 mol·dm-3h+ 濃度：0.100 + 0.05×0.99×2 = 0.199 mol·dm-3(2 分)陽陰e' 外 = f - f = 0.9481 v(3 分)37.5 分 (4918)平實際，不可逆答 h陰 = f fh+ = 2×0.01 mol·dm-3(1 分)h2 剛析出時的電位，f $ (h+/h2) + 0.059/2 lg a2(h+) - 0.23=f $ (cu2+/cu) + 0.05

33、9/2×lg a(cu2+)解得cu2+ = 0.108×10-23 mol·dm-3(4 分) 38. 10 分 (4919)答 f析出(h2)= f可逆(h2) - h (h2 )= -0.9977 v(2 分)i = 1/2 mizi2= 0.008 mol·kg-11lgg (zn2+) = -az2(zn2+) i 2 ,g (zn2+) = 0.658f析出(zn) = f可逆(zn) - h= -0.8597 v(4 分)f析出(cu) f可逆(cu) = 0.2435 v(2 分)f析出(cu) > f析出(zn) > f析出

34、(h2)cu2+最先析出(2 分)39. 10 分 (4927)答 (1) f (cd2+/cd) = -0.4612 vf (cu2+/cu) = 0.2868 vf (h+/h2) = -0.413 v所以陰極上首先是 cu2+ 還原成 cu。(3 分)(2) 陽極反應：h2o 2h+ (1/2)o2+ 2e-銅析出后 h+ = 2×0.02 mol·kg-1f (o2/h2o) = f $ (o2/h2o) + rt/2f×lna2(h+) = 1.1463 v所以e 分解 = f (o2/h2o) - f (cd2+/cd) = 1.6075 v(3 分)

35、 (3) f (cd2+/cd) = f (cu2+/cu)= f $ (cu2+/cu) + 0.05915/2×lg a(cu2+)cu2+ = 0.103×10-26 mol·kg-1(2 分)(4) f (o2/h2o) = f (o2/h2o)可逆 + h (o2)= 1.415 v ,f (cl-/cl2) = 1.4323 v陽極上先發生 h2o 氧化反應 。(2 分)40.5 分 (4928)答 (1) 陰極：f (h+/h2) = f $ (h+/h2) + 0.05915 lg a(h+)-h (h2)= -0.614 vf (na+/na)

36、= -2.668 v所以先析出 h2(g)。(2 分)(2) 陽極：f (o2/oh-) = f $ (o2/oh-) + 0.05915 lg a(oh-) + h (o2)= 1.415 vf (cl2/cl-) = 1.314 v所以先析出 cl2(g)。(2 分) (3) e 分解 = f陽- f陰 = 1.928 v(1 分)41.5 分 (4929)答f (zn2+/zn) = -0.8811 v(2 分)f (h+/h2) = -rt/f×ln 1/a(h+) - h (h2) = f (zn2+/zn) ph = 2.72ph 要大于 2.72 才不會有 h2(g)

37、析出(3 分) 42.5 分 (4930)答 f (na+/na) = -2.813 v(1 分)陰極：f (h+/h2) = -rt/f ln 1/a(h+) - h (h2) = -1.58 v(1 分)故陰極上首先是 h+還原成 h2(1 分)陽極： 2oh- h2o + (1/2)o2+ 2e-f (o2/oh-) = f $ (o2/oh-) -rt/f×ln a(oh-) +h (o2)= 1.499 v(2 分)2ag+ 2oh- ag2o + h2o + 2e-f (ag2o/ag) = f $ (ag2o/ag) + rt/f ln 1/a(oh-)= 0.4622

38、 v(2 分)故 ag 在陽極上氧化成 ag2o(1 分)e 分解 = f陽- f陰 = 2.0422 v(2 分)43.5 分 (4937)答 使氫電極極化至 -0.403 vj = j0 exp(na fh/rt) = 0.79 exp(1×0.5×0.403/0.0257)= 2.01 a/cm2當電流密度達到 2.01 a/cm2 以上時，cd2+ 才開始沉積在陰極上。44.5 分 (4938)4答 組成電池 pt,cl2cl- h+,mno - ,mn2+pt(1 分) 負極2cl-(a=1) cl2(101.325kpa) + 2e-4正極mno - (0.1

39、mol·kg-1) + 8h+(0.1 mol·kg-1) + 5e- mn2+(1 mol·kg-1) + 4h2o4f = f $- rt/zf×ln a (mn2+)/a(mno - ) a8(h+) = 1.4305 v(2 分)4電池反應mno - + 8h+ 5cl- mn2+ + 4h2o + (5/2)cl2(1 分)e = f -f = 0.0435 v > 0故mno - 能把 cl- 氧化為 cl。(1 分)右 左4245. 10 分 (4939)答 f (h+/h2)可逆 = -0.035 v(2 分)f (o2/h+)可逆

40、 = 1.195 v(2 分)當電流通過時，h (h2) = f (h+/h2) - f (h+/h2)可逆 = 0.300 vh (o2) =0.596 v(2 分)對電池充電時氫電極的實際電勢 -0.035 v - 0.300 v = -0.335 v(1 分)氧電極的實際電勢 1.195 v + 0.596 v = 1.791 v(1 分)故加外電壓：1.791 - (-0.335) + 0.20 = 2.33 v(2 分)46. 10 分 (4941)答 對 h2o h2 + 1/2 o2,e$= -dg $ /zf = (tds $ -dh $ )/zf = -1.229v(3 分)

41、mmm對 co2(g) + h2o(l) = hcooh(l) + (1/2)o2(g)e$= -1.429 v(3 分)(1) 以 pt 為電極時，電解 h2o 需加壓 1.229 v，而生成 hcooh 時需加壓1.429 + 0.0591/2×lg a(hcooh) v即使 a (hcooh) = 10-3也需加壓 1.34 v 。所以總是先電解 h2o 而非生成 hcooh；(2 分)(2) 以鉛為陰極時，由于有氫超電勢，電解 h2o 需加壓1.229 v+ 0.6 v= 1.829 vco2 能被還原成 hcooh(2 分)47. 10 分 (4942)答 (1) f (c

42、d2+/cd) = -0.433 v當 cd2+與 zn2+濃度相同時，f $ (cd2+/cd) > f $ (zn2+/zn)故 cd 先析出(2 分)(2) zn2+開始還原時電勢為f (zn2+/zn) = -0.793vzn2+析出時 cd2+濃度為：-0.793 v = -0.403 v + 0.05915/2×lg a (cd2+)a(cd2+) = 6.5×10-14(4 分)(3) h2(g) 在 cd 上析出電勢為：f (h+/h2)(cd 上) = -rt/f ln 1/a(h+) -0.48v = -0.89 vf (h+/h2)(zn 上)

43、= -1.11 v兩個 j (h+/h2) 值均小于 f (cd2+/cd) 和 f (zn2+/zn)所以 h2(g) 不會析出。(4 分)48. 10 分 (4943)答 f (ag+/ag) = f $ (ag+/ag) + rt/f×ln a (ag+) = 0.722 vf (fe2+/fe) = -0.4994 vf (cd2+/cd) = -0.4917 vf (ni2+/ni) = - 0.2796 vf (h+/h2) = f $ (h+/h2) + rt/f×lna(h+)= -0.1775 vf (h+/h2)(ag) = -0.1775v - 0.2

44、0v = -0.3775 vf (h+/h2)(ni) = -0.4175 vf (h+/h2)(fe) = -0.3575 vf (h+/h2)(cd) = -0.4775 v在陰極上析出次序為：ag、ni、h2、cd、fe(各 1 分) 49.5 分 (4944)答ag+ +2cn- ag(cn)平衡時x0.05 + 2x0.1 - x2ka= a(ag+) + a2(cn-)/aag(cn) - = x (0.05)2/0.1x = 1.52×10-17 = c/c$,ag+ = 1.52×10-17 mol·kg-1(2 分)f (ag+/ag) = f

45、$ (ag+/ag) + rt/f×ln a(ag+) = -0.196 v(3 分) 50.5 分 (4945)答 f (ag+/ag) = 0.3261 v陰極電勢低于 0.3261 v(2 分) 在該陰極電位下：f (cu2+/cu) = f $ (cu2+/cu) + rt/2f×ln a(cu2+)a(cu2+) = 0.4278cu2+ 要小于 0.4278 mol·kg-1(3 分)51. 10 分 (4957)答 (1) f (fe2+/fe) =f $ (fe2+/fe) +(rt/2f)lna (fe2+) =-0.499 v(2 分)f (c

46、u2+/cu) =f $ (cu2+/cu) +(rt/2f)lna (cu2+) =0.287 v(2 分) 所以 cu 先析出(2) f (cl2/cl-) =f $ (cl2/cl-)- (rt/f)lna (cl-) =1.43 ve =f陽-f陰 =1.93 v(4 分)(3) f (cu2+/cu) =f $ (cu2+/cu) +(rt/2f)lna (cu2+) =-0.499 v m(cu2+) a (cu2+)m$ =5.7×10-29 mol·kg-1(2 分) 52. 10 分 (4959)答 (1) f (zn2+/zn) =f $ (zn2+/z

47、n) +(rt/2f)lna (zn2+) =-0.793 v(2 分)f (cd2+/cd) =f $ (cd2+/cd) +(rt/2f)lna (cd2+) =-0.433 v(2 分)f (h+/h2) =f $ (h+/h2)+(rt/f)lna (h+)-h (h2)= -1.014 v(2 分)所以 cd 首先在陰極析出(2) 當 zn 開始析出時f (cd2+/cd) =f $ (cd2+/cd) +(rt/2f)lna (cd2+) =-0.793 va (cd2+) =6.0×10-14,m(cd2+)=6.0×10-14 mol·kg-1(4

48、 分) 53. 10 分 (4960)答 (1) 陰極 2h2o +2e- h2(g) +2oh-(1 分)陽極 2nacl -2e- 2na+cl2(g)反應(1)(1 分)1-陰 極 h2o + 2 o2+2e 2oh(1 分)陽極 2nacl -2e 2na+ +cl2(g)反應(2)(1 分)陽2(2) 反應(1) f f $ (cl /cl-) =1.36 v陰2f =f $ (h+/h ) +(rt/f)lna (h+) =-0.83 ve(分解)=2.19 v(2 分)陽2反應(2) f f $ (cl /cl-)=1.36 v陰22f =f $ (o /oh-)-(rt/2f)

49、ln(a 2(oh-)/a 1/2(o )=0.39 ve(分解)=0.97 v(2 分)(3) 節約電能的百分數相當于降低電壓的百分數(2.19-0.97)/2.19 =56%(2 分)54. 10 分 (4961)答 (1)j 陽=1.5/3=0.5 a·cm-2(1 分)j 陰=1.5/2=0.75 a·cm-2(1 分)析出 ga 的電流效率 = 實際產量/理論產量 =0.83(5 分) (2) w=10/(69.7/3)×26.8×3/1000 =0.035 度(3 分)55. 10 分 (4962)答 (1)o 2 h 2+h 3 o s2h

50、n-e6+ h 6+h 3 o s2on(2 分)(2) 電流效率=實際產量/理論產量= 0.94(5 分)(3) w=1000/(173/6)×2×10-3×26.8/0.94 =1.98 度(3 分)56. 10 分 (4963)答 (1) 陽: 2cu +h2o cu2o +2h+ +2e-(2 分)陰: 2h+2e- h2(2 分)1(2) 理論產量 w=(95×7×3600/96500)× 2 ×143.08 =1775 g電流效率=實際產量/理論產量=1660/1775 =0.935(3 分)m(3) 由dfg

51、$數據，算得 e$=0.5 v電能效率=0.935×0.5/1.5 =0.31(3 分)57.5 分 (4964)答 由于f (ag+/ag)和j (h+/h2)相差很大, 所以當 h2 析出時, ag 幾乎完全析出, 此時 h+ 濃度要發生變化a (h+) 10-7+0.5 0.5(2 分)f $ (ag+/ag)+(rt/f)lna (ag+) =f $ (h+/h2)+(rt/f)lna (h+)-h(2 分)a (ag+) 6.66×10-18m(ag+)=a (ag+)·m$=6.66×10-18 mol·kg-1(1 分) 58.

52、10 分 (4965)答 陰極: f (cu2+/cu)=f $ (cu2+/cu)+(rt/f)lna (cu2+)= 0.308 v.(2 分)f (h+/h2)=f $ (h+/h2)+(rt/f)lna (h+)-h (h2)=-0.998 v(2 分)所以在陰極上首先析出 cu(1 分)陽極: f (cl2/cl-)=f $ (cl2/cl-)-(rt/f)lna (cl-) =1.40 v(2 分)f (o2/h2o,oh-)=f $ (o2/h2o,oh-)-(rt/f)lna (oh-)+h (o2)=1.71 v(2 分)所以在陽極上首先析出 cl2(1 分)59.5 分 (

53、4966)答 (1) f $ (cr2+/cr)=f $ (fe2+/fe)+(rt/2f)lna (fe2+)fe2+ =8.83×10-5 mol·kg-1(2 分)(2)f $ (cr2+/cr)+(rt/2f)lna (cr2+)=f $ (fe2+/fe)+(rt/2f)lna (fe2+)-hh =0.10 v(3 分)60.5 分 (4968)答 (1) 當 h2 析出時，cu 基本析出完全, 需要的時間是t=0.02×(200×1×10-3)×2×96500/(0.1×3600) =2.14 h(2

54、 分)1(2) 陽極上反應 h2o -2e- o2 +2h+2將使 a (h+) 10-7+0.02×2 0.04當 f (cu2+/cu)=j (h+/h2) 時 a (cu2+)=6.03×10-14(2 分) (3) ph = -lga (h+) =1.4(1 分)61. 10 分 (4969)1答 電解反應 cu2+h2o cu +2o2+2h+(2 分)f (cu2+/cu)=f (h+/h2)0.337+(0.05915/2)lga (cu2+) =0.05915lg2×(0.10-a (cu2+)-a+blg(i/a)解得 cu2+=1.6×

55、;10-28 mol·dm-3（4 分) 電解需時： t=q/i=nf/i=2×0.10×96500/0.040=4.83×105 s =134 h(4 分)62.5 分 (4970)答 (fi)(o2)=(fe)(o2)+h (o2)=f $ (o2)-(0.0591/2)lga 2(oh-)/a1/2(o2)+h (o2)=1.53 v(2 分)(fi)(cl2)=(fe)(cl2)=f $ (cl2/cl-)-(0.0591/1)lga 2(cl-)/a1/2(cl2)=1.42 v(2 分)cl2 先于 o2 在陽極上析出(1 分)63. 10 分 (4971)答 (fi)(o2)=(fe)(o2)+h (o2)=f $ (o2)-(0.0591/2)lga 2(oh-)/a1/2(o2)+h (o2)=1.53 v(2 分)(fi)(cl2)=(fe)(cl2)=f $ (cl2/cl-)-(0.0591/1)lga 2(cl-)/a1/2(cl2)=1.42 v(2 分)cl2 先于 o2 在陽極上析出(1 分)64. 10 分 (5104)答 若金屬氧化與析氫或吸氧反應組成的原電池的 e > 0，則金屬發生腐蝕氧化反應：f (mn+/m)