2011年一級(jí)結(jié)構(gòu)工程師考試-氧化還原、電化學(xué)練習(xí)題

　　為了幫助考生系統(tǒng)的復(fù)習(xí)結(jié)構(gòu)工程師課程 全面的了解結(jié)構(gòu)工程師考試教材的相關(guān)重點(diǎn)，小編特編輯匯總了2011年一級(jí)結(jié)構(gòu)工程師考試各章復(fù)習(xí)的重點(diǎn)資料，希望對(duì)您參加本次考試有所幫助!

　　5.1 預(yù)測(cè)下列反應(yīng)在標(biāo)態(tài)和酸性溶液中是否能自發(fā)進(jìn)行：

　　(a) Sn被I2(還原為I-)氧化為Sn2+;

　　(b) Ni2+被I-(生成I2)還原為Ni;

　　(c) Br-(生成Br2)將Ce4+還原為Ce3+;

　　(d) H2O2將Ag+還原為Ag。

　　$lesson$5.2 金有兩個(gè)正離子價(jià)態(tài)，+1和+3。它們的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為：

　　Au+(aq) + e = Au(s) j0 = +1.69V

　　Au3+(aq) +3e = Au(s) j0 = +1.50V

　　(a) 你能應(yīng)用上述數(shù)據(jù)解釋為什么金在空氣中不會(huì)失去光澤嗎?

　　(b) 說出兩種可以氧化金的強(qiáng)氧化劑;

　　(c) Au+會(huì)自發(fā)歧化生成Au和Au3+嗎?

　　(d) 根據(jù)對(duì)(b)和(c)的回答，試預(yù)測(cè)金與氟氣的反應(yīng)。

　　5.3 按照Hall電解制鋁法建造一個(gè)電解池，把Al3+還原為Al。外接電源在電解池上施加6.0V的電池電動(dòng)勢(shì)和11.2A的電流。

　　(a) 生產(chǎn)1kg鋁需要多長時(shí)間?

　　(b) 如果電解池的效率為40%,那么生產(chǎn)1kg鋁要消耗多少電能?

　　5.4 如果你打算在一艘鋼質(zhì)船上施加一個(gè)弱電勢(shì)，從而防止船體被水腐蝕。你會(huì)加正電還是負(fù)電?請(qǐng)解釋你的觀點(diǎn)。

　　5.5 在一些年前，曾經(jīng)有一個(gè)獨(dú)特的計(jì)劃被提出來，準(zhǔn)備用于打撈泰坦尼克號(hào)。該計(jì)劃打算使用遙控潛水艇在泰坦尼克的船體四周和船體內(nèi)部安裝充滿水的浮筒，浮筒中設(shè)有陰極，筒身為陽極。通過電解水使筒內(nèi)充滿氫氣。據(jù)估計(jì)共需要7×108摩爾的氫氣來浮起這艘巨輪。[Journal of Chemical Education, 50, 61(1973)]

　　(a) 共需要多少電(庫侖)?

　　(b) 在海底(2英里深)條件下(300atm)，電解水所需最小外電壓是多少?

　　(c) 浮起泰坦尼克號(hào)所消耗的最小電能是多少?

　　(d) 如果每度電(千瓦小時(shí))的價(jià)格為0.23元，那么總的電費(fèi)將是多少?

　　5.6 細(xì)胞色素是一種復(fù)雜生物分子，這里我們把它簡(jiǎn)寫為CyFe2+。它與我們吸入的空氣發(fā)生反應(yīng)提供能量合成三磷酸腺酐，ATP。人體利用ATP作為能源，推動(dòng)其它生物反應(yīng)進(jìn)行。在pH值為7.0的時(shí)候，細(xì)胞色素與空氣發(fā)生下面反應(yīng)：

　　O2(g) + 4H+(aq) +4e = 2H2O(l) j0 = 0.82V

　　CyFe3+(aq) +e = CyFe2+(aq) j0 = 0.22V

　　(a) CyFe2+在空氣中氧化的DG是多少?

　　(b) 若由二磷酸腺酐(ADP)合成一摩爾三磷酸腺酐(ATP)的DG為37.7kJ，那么每摩爾O2可以合成多少摩爾ATP?

　　5.7 pH計(jì)是一個(gè)對(duì)溶液pH非常敏感的化學(xué)電池。一個(gè)簡(jiǎn)單的(但卻不實(shí)用的)pH計(jì)可以用兩個(gè)氫電極組成：一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氫電極和一個(gè)插到未知溶液中的氫電極(氫氣外壓為1atm)。這兩個(gè)半電池通過鹽橋或多孔塞相連。

　　(a) 寫出電池符號(hào);

　　(b) 若未知溶液的pH值為5.0，請(qǐng)計(jì)算電池電動(dòng)勢(shì);

　　(c) 若要pH計(jì)能檢測(cè)0.01pH的變化，那么需要電壓表的精度是多少?

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