2025年大學(xué)《化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——離子在化學(xué)反應(yīng)中的傳遞與轉(zhuǎn)化考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.下列哪個(gè)過(guò)程主要是由離子在電場(chǎng)作用下的定向移動(dòng)引起的？(A)離子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)(B)離子的滲透作用(C)離子的電遷移(D)離子的布朗運(yùn)動(dòng)2.在水溶液中，下列哪種離子不水解或水解程度極小，基本保持其原始形式？(A)NH??(B)CH?COO?(C)SO?2?(D)Fe3?3.對(duì)于可逆電極反應(yīng)MX(s)?M?(aq)+X?(aq)，其標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)E°(MX/M?,X?)的定義是：(A)反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)的電勢(shì)差(B)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)的電勢(shì)差(C)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（M?活度=1mol/L，X?活度=1mol/L，溫度通常為298K），反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)的電勢(shì)(D)在任意條件下反應(yīng)正向進(jìn)行時(shí)的電勢(shì)4.已知反應(yīng)Zn+Cu2?→Zn2?+Cu的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)E°(Zn2?/Zn)<E°(Cu2?/Cu)，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。下列說(shuō)法正確的是：(A)Zn是還原劑，Cu2?是氧化劑(B)Zn是氧化劑，Cu2?是還原劑(C)Zn2?是還原劑，Cu是氧化劑(D)Zn2?是氧化劑，Cu是還原劑5.根據(jù)能斯特方程，當(dāng)電解池的電動(dòng)勢(shì)E<0時(shí)，意味著：(A)電極反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行(B)電極反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，但需要外加電壓(C)電池的效率很高(D)電極材料容易被腐蝕6.對(duì)于難溶鹽MX，其沉淀溶解平衡的表達(dá)式為MX(s)?M?(aq)+X?(aq)，其平衡常數(shù)通常用Ksp表示。下列敘述錯(cuò)誤的是：(A)Ksp只與溫度有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)(B)Ksp值越小，該鹽的溶解度越小(C)Ksp可以用來(lái)判斷沉淀是否會(huì)生成或溶解(D)對(duì)于相同類型的鹽（如AB型），Ksp值越大，其飽和溶液的pH值越高7.在強(qiáng)堿性溶液中，MnO??離子的還原產(chǎn)物是MnO?，而Cr?O?2?離子的還原產(chǎn)物是CrO?2?。這表明：(A)Mn比Cr更容易失去電子(B)MnO??比Cr?O?2?更強(qiáng)的氧化性(C)在強(qiáng)堿性條件下，Cr的還原性比Mn強(qiáng)(D)還原產(chǎn)物的氧化態(tài)越低，反應(yīng)越容易進(jìn)行8.向含有Ag?(0.01mol/L)和Pb2?(0.1mol/L)的混合溶液中滴加NaCl溶液，首先沉淀的是：(A)AgCl(B)PbCl?(C)兩者同時(shí)沉淀(D)無(wú)法確定，取決于Ksp(AgCl)和Ksp(PbCl?)的相對(duì)大小9.對(duì)于反應(yīng)2H?+2e?→H?，當(dāng)pH值增大時(shí)（溶液變得更?。?，該電對(duì)的電極電勢(shì)將：(A)增大(B)減小(C)不變(D)無(wú)法確定10.離子強(qiáng)度對(duì)電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率的影響是：(A)離子強(qiáng)度增大，電導(dǎo)率一定增大(B)離子強(qiáng)度增大，電導(dǎo)率一定減小(C)離子強(qiáng)度對(duì)電導(dǎo)率無(wú)影響(D)離子強(qiáng)度增大，離子遷移速率加快，導(dǎo)致電導(dǎo)率增大二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.離子鍵是原子間通過(guò)________的形式形成的化學(xué)鍵，離子晶體通常具有________和________的性質(zhì)。2.在水溶液中，強(qiáng)酸HCl電離時(shí)，H?離子與水分子結(jié)合形成的___________是其主要存在形式。OH?離子在水中會(huì)與水分子發(fā)生___________反應(yīng)。3.電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力由其___________和___________共同決定。電導(dǎo)率與濃度并非總是成正比關(guān)系，這主要是因?yàn)開__________的存在。4.標(biāo)準(zhǔn)氫電極(SHE)的電極電勢(shì)被定義為___________。當(dāng)某電極M/M?的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)E°(M/M?)為正值時(shí)，說(shuō)明該電極上的M?/M電對(duì)具有___________性。5.根據(jù)能斯特方程，當(dāng)反應(yīng)物或產(chǎn)物的活度發(fā)生變化時(shí)，電極電勢(shì)會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。若E°為正，且增大反應(yīng)物活度（或減小產(chǎn)物活度），則該電極電勢(shì)將________。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述電導(dǎo)率與摩爾電導(dǎo)率之間的區(qū)別與聯(lián)系。2.解釋什么是濃差極化現(xiàn)象，并簡(jiǎn)述其產(chǎn)生的原因。3.在判斷沉淀反應(yīng)是否發(fā)生或沉淀是否完全時(shí)，除了比較Q(離子濃度冪次方乘積)與Ksp的大小外，還需要考慮哪些因素？四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.在298K時(shí)，某電池反應(yīng)為Zn+Cu2?(a?)→Zn2?(a?)+Cu，測(cè)得電池電動(dòng)勢(shì)E=1.10V。已知Cu2?/Cu電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)E°(Cu2?/Cu)=0.34V。請(qǐng)計(jì)算該體系中Cu2?(a?)與Cu2?(a?)的活度比（a?/a?）。（請(qǐng)寫出能斯特方程及計(jì)算過(guò)程）2.將一個(gè)含有0.01mol/LAgNO?的電極與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氫電極組成電池。在298K時(shí)，測(cè)得電池電動(dòng)勢(shì)E=0.79V。請(qǐng)計(jì)算Ag?離子的活度。（已知H?離子的活度a(H?)=1mol/L，E°(H?/H?)=0.00V）五、論述題（10分）試結(jié)合電極反應(yīng)、能斯特方程和離子平衡（如沉淀溶解平衡）的知識(shí)，簡(jiǎn)要說(shuō)明在電化學(xué)分析中（例如，使用離子選擇性電極進(jìn)行測(cè)定），如何通過(guò)測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)的變化來(lái)定量分析溶液中特定離子的濃度。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.A5.A6.D7.D8.A9.B10.A二、填空題1.電子轉(zhuǎn)移；高熔點(diǎn)；硬度大2.水合氫離子（或H?O?）；水合3.離子濃度；離子遷移速率；離子間的相互作用（或離子氛）4.零伏特；氧化5.增大三、簡(jiǎn)答題1.答：電導(dǎo)率（κ）是表示整個(gè)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的物理量，其單位為西門子每米（S/m）；摩爾電導(dǎo)率（Λm）是表示電解質(zhì)溶液中單位濃度（通常為1mol/L）的電解質(zhì)所具有的導(dǎo)電能力，其單位為西門子每米平方摩爾（S·m2/mol）。兩者之間的關(guān)系為Λm=κ/C，其中C為電解質(zhì)的摩爾濃度。電導(dǎo)率與濃度一般呈非線性關(guān)系，而摩爾電導(dǎo)率隨濃度增大通常先減小后增大（或單調(diào)減小，取決于電解質(zhì)類型），并趨于一個(gè)極限值，即無(wú)限稀釋摩爾電導(dǎo)率Λm?。2.答：濃差極化是指在電化學(xué)過(guò)程中，由于離子在電極表面附近的濃度與溶液主體濃度不同而引起的極化現(xiàn)象。其主要產(chǎn)生原因是：在電解池的陽(yáng)極，反應(yīng)產(chǎn)生的離子來(lái)不及擴(kuò)散到溶液主體，導(dǎo)致電極表面附近該離子濃度升高；在電解池的陰極，反應(yīng)消耗的離子需要從溶液主體擴(kuò)散到電極表面，導(dǎo)致電極表面附近該離子濃度降低。這種濃度差異使得電極表面的電勢(shì)偏離平衡電勢(shì)，產(chǎn)生了濃差過(guò)電位。3.答：判斷沉淀反應(yīng)是否發(fā)生或沉淀是否完全時(shí)，除了比較反應(yīng)商Q與溶度積常數(shù)Ksp的大小外，還需要考慮：*沉淀產(chǎn)物的溶解度：Ksp值極小的物質(zhì)（溶解度極?。└菀资紫瘸恋?。*離子濃度的大小：溶液中產(chǎn)生沉淀離子的濃度越高，Q值越大，越容易超過(guò)Ksp發(fā)生沉淀。*沉淀的類型：對(duì)于多組分體系，需要分別計(jì)算各組分生成沉淀時(shí)的Q值并與對(duì)應(yīng)Ksp比較。*是否有多步沉淀或沉淀轉(zhuǎn)化：溶液中若存在多種離子，可能發(fā)生分級(jí)沉淀或多步沉淀轉(zhuǎn)化，需綜合考慮各步的Q與Ksp。*沉淀是否完全：要判斷沉淀是否達(dá)到“完全”，通常要求溶液中剩余的離子濃度低于某一特定的小數(shù)值（例如10??mol/L或10??mol/L），需要根據(jù)Ksp計(jì)算出平衡時(shí)剩余離子的濃度。四、計(jì)算題1.解：電池反應(yīng)：Zn+Cu2?→Zn2?+Cu對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)為：Cu2?+2e?→Cu（正極，還原反應(yīng)）標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)E°(正極)=E°(Cu2?/Cu)=0.34V能斯特方程為：E=E°(正極)-(0.0592/n)*log(a(Cu2?))E=0.34V-(0.0592/2)*log(a?)又知：E=E°(正極)-E°(負(fù)極)=E°(Cu2?/Cu)-E°(Zn2?/Zn)E°(Zn2?/Zn)=E°(Cu2?/Cu)-E=0.34V-1.10V=-0.76V將E=1.10V代入能斯特方程：1.10V=0.34V-(0.0592/2)*log(a?)1.10V-0.34V=-0.0296*log(a?)0.76V=-0.0296*log(a?)log(a?)=-0.76/0.0296log(a?)≈-25.68a?=10?2?.??E=0.34V-(0.0592/2)*log(a?)1.10V=0.34V-0.0296*log(a?)0.76V=-0.0296*log(a?)log(a?)=-0.76/0.0296log(a?)≈-25.68a?=10?2?.??因此，a?/a?=(10?2?.??)/(10?2?.??)=1*注：題目中E=1.10V與E°(Cu2?/Cu)=0.34V以及E°(Zn2?/Zn)=-0.76V似乎存在矛盾，通常E°(Zn2?/Zn)應(yīng)約為-0.76V。若按E=1.10V，則E°(Zn2?/Zn)應(yīng)為-1.46V。此處按題目給出的數(shù)值和邏輯進(jìn)行計(jì)算。若假設(shè)E°(Zn2?/Zn)=-0.76V，則E=0.34-(-0.76)=1.10V，計(jì)算結(jié)果a?/a?=1仍然成立。若E°(Zn2?/Zn)≠-0.76V，則計(jì)算結(jié)果a?/a?≠1。*2.解：電池反應(yīng)：Ag+H?→Ag?+?H?對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)為：Ag?+e?→Ag（正極，還原反應(yīng)）標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)E°(正極)=E°(Ag?/Ag)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)E°(負(fù)極)=E°(H?/H?)=0.00V電池電動(dòng)勢(shì)E=E°(正極)-E°(負(fù)極)=E°(Ag?/Ag)-0.00V=E°(Ag?/Ag)測(cè)得E=0.79V，則E°(Ag?/Ag)=0.79V能斯特方程為：E=E°(Ag?/Ag)-(0.0592/n)*log(a(Ag?))n=1（因?yàn)锳g?+e?→Ag中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1）0.79V=0.79V-(0.0592/1)*log(a(Ag?))0.79V=0.79V-0.0592*log(a(Ag?))0=-0.0592*log(a(Ag?))log(a(Ag?))=0a(Ag?)=10?=1五、論述題答：在電化學(xué)分析中，利用離子選擇性電極（ISE）進(jìn)行測(cè)定時(shí)，電極的電位對(duì)數(shù)（E）與溶液中待測(cè)離子活度（a）之間通常存在近線性關(guān)系，符合能斯特方程（E=E°-S*log(a)或E=E°-(2.303*S*RT/nF)*log(a)）。其中E°為電極的斜率（S）為電極的電位斜率，理論上為59.16mV（25°C），n為電子轉(zhuǎn)移數(shù)，R為氣體常數(shù)，T為絕對(duì)溫度，F(xiàn)為法拉第常數(shù)。將待測(cè)離子選擇性電極與參比電極組成測(cè)量電池，測(cè)量其電動(dòng)勢(shì)E。由于參比電極的電位E_ref是恒定的，因此測(cè)得的電池電動(dòng)勢(shì)E=E_ISE-E_ref，其中E_ISE是離子選擇性電極的電位。根據(jù)能斯特方程，E_ISE=E°_ISE-S*log(a)。將其代入E=E_ISE-E_ref，得到E=(E°_ISE-E_ref)-S*log(a)。通常將(E°_ISE-E_ref)定義為一個(gè)新的常數(shù)，稱為電池電位差或校準(zhǔn)電位差E?。因此，E=E?-S*log(a)。該關(guān)系表明，電池電動(dòng)勢(shì)E隨著溶液中待測(cè)離子活度a的變化而變化。通過(guò)測(cè)量不同濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液（已知活度a_standa