电化学的发展与应用

电化学的发展与应用

电化学是研究电与化学反应相互关系的学科,从1800年Volta制成第一个化学电池开始到两个世纪后的今天,电化学涉及的领域已经越来越广阔,如化学电源、电化学分析、电化学合成、光电化学、电催化、电冶金、电解、电镀等等都属于电化学范畴。

电化学的研究内容主要包括两个方面：一个是电解质的研究，其中包括电解质的导电性质、离子的传输性质、参与反应离子的平衡性质等；另一方面是电极的研究，其中包括电极的平衡性质和通电后的极化性质。

电化学过程是借助电化学池来完成，电化学池可分为两类：原电池和电解池。原电池是一个能自发进行的分别在原电池的负极和正极上发生氧化反应和还原反应的装置，从而在外电路中产生电流。电解池是将电能转化为化学能的装置。电解是使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。电解是使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）。

电化学的发展

在1663年，德国物理学家Otto von Guericke 创造了第一个发电机，通过在机器中的摩擦而产生静电。这个发电机将一个巨大的硫球放入玻璃球中，并固定在一棵轴上制成的。通过摇动曲轴来转动球体，当一个衬垫与转动的球发生摩擦的时候就会产生静电火花。这个球体可以拆卸并可以用作电学试验的来源。

在17世纪中叶，法国化学家Charles François de Cisternay du Fay 发现了两种不同的静电，即同种电荷相互排斥而不同种电荷相互吸引。Du Fay 发布说电由两种不同液体组成："vitreous" (拉丁语”玻璃“)，或者正电；以及"resinous", 或者负电。这便是电的双液体理论，这个理论被17世纪晚期Benjamin Franklin 的单液体理论所否定。

1781年，查尔斯.奥古斯丁库仑(Charles-Augustin de Coulomb) 在试图研究由英国科学家Joseph Priestley 提出的电荷相斥法则的过程中发展了静电相吸的法则。

1791年伽伐尼发表了金属能使蛙腿肌肉抽缩的“动物电”现象，一般认为这是电化学的起源。1799年伏打在伽伐尼工作的基础上发明了用不同的金属片夹湿纸组成的“电堆”，即现今所谓“伏打堆”。这是化学电源的雏型。在直流电机发明以前，各种化学电源是唯一能提供恒稳电流的电源。1834年法拉第电解定律的发现为电化学奠定了定量基础。

19世纪下半叶，经过赫尔姆霍兹和吉布斯的工作，赋于电池的“起电力”(今称“电动势”)以明确的热力学含义；1889年能斯特用热力学导出了参与电极反应的物质浓度与电极电势的关系，即著名的能斯脱公式；1923年德拜和休克尔提出了人们普遍接受的强电解质稀溶液静电理论，大大促进了电化学在理论探讨和实验方法方面的发展。

20世纪40年代以后，电化学暂态技术的应用和发展、电化学方法与光学和表面技术的联用，使人们可以研究快速和复杂的电极反应，可提供电极界面上分

子的信息。电化学一直是物理化学中比较活跃的分支学科，它的发展与固体物理、催化、生命科学等学科的发展相互促进、相互渗透。

电化学的应用

在物理化学的众多分支中，电化学是唯一以大工业为基础的学科。它的应用主要有：电解工业，其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业；铝、钠等轻金属的冶炼，铜、锌等的精炼也都用的是电解法；机械工业使用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整；环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物；化学电源；金属的防腐蚀问题，大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题；许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理。

一、氯碱工业

这是世界上最大的电化学工业，它是通过电解食盐水，从而获得氯气和苛性钠的过程。氯气用于制备氯乙烯，进而合成得到PVC，还可用作纸浆及纸的漂白剂和杀菌剂。工业中常用的有三种电解池：汞电解池、隔板电解池、离子选择性电解池。由于氯的腐蚀力和电极本身的氧化，传统碳棒或石墨阳极已经被RuO 涂层的钛电极所取代，RuO涂层中含有一定量的过渡金属氧化物，如Co0等。这类阳极几乎不被腐蚀。还有一个优点是：不希望出现的析氧副反应已被降到非常低的程度(1％～3％)。

汞电解池，该电解池的生产能力较高，但最大的问题是汞的毒性。由于这种原因，这类电池在工业上已逐渐被淘汰。隔板电解池缺点是使用寿命短，阻力大，而且可以允许所有组分通过。选择性膜电解池与隔板电解池类似。不同的是隔离物是具有选择性的隔膜，它只允许特定离子通过，用它来代替隔板。用这种方法获得的苛性钠要比上一种机械膜电池浓度高的多。这种电解池消耗是这三种过程中最低的，产物纯度也是最高的。目前在世界范围内都倾向于使用选择性隔膜电解池。

二、金属腐蚀

腐蚀是指固体(常指金属)在于液体接触时表面层转化成另一种不溶的化合物。腐蚀作用中以电化学腐蚀情况最为严重。随着人们对保护资源、能源和环境认识的不断提高，对腐蚀的严重危害的关注也在加深。

金属腐蚀破坏有多种形式：均匀腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、空蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀断裂、氢损伤和疲劳腐蚀等。

金属腐蚀控制的电化学方法有：

1、形成电镀层，即用直流电源，以电解的方式在金属表面上沉积一层金属或合金镀层的方法。

2、牺牲阳极保护。这种方法不利用外加电源，而是在被保护的金属物上连接一种电极电势更负的金属或合金。当这两种金属处于电解质(如海水或土壤等)中就构成了一个大电池，电势更负的金属或合金成为腐蚀电极的阳极(称为牺牲阳极)，而被保护的金属物成为腐蚀电极的阴极，由于发生阴极变化，从而受到了保护。

3、阳极保护。就是通过外加电流使被保护的金属进行阳极极化，从而使其

腐蚀程度降到最低的一种电化学保护方法。

三、化学电源

燃料电池是现在最引人注目的能源装置之一。燃料电池的原理非常简单，它通过学反应产生电源和热能。燃料电池首先应用于20世纪中叶兴起的宇宙开发。因燃电池具有轻便、简洁和能量转换效率高的特点而被用作宇宙飞船的电源。燃料电池是最高效的，低或零污染排放，安全并且操作方的发电装置。依据燃料电池中所用的电解质类型来分类，可为：磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料池、碱性燃料电池和质子交换膜燃料电池。

磷酸型燃料电池已经商品化。是实用化最早，并且使用较的燃料电池。但该电池为了提高低温反应速率，必须使用铂作化剂，铂的使用，导致了燃料电池成本的上升，所以，在不降低燃电池性能的前提下，少用或不用铂的技术是目前研究的热点。

碱性燃料电池是燃料电池中研究较早的一种，它的最大点是：用于可在较低温度下工作，电池本体材料可选用廉价的碱性工程塑料，成型加工工艺简单；电极可采用廉价的碳RaneyNi和鲰催化剂，输出效率较高。但由于必须使用不含质的纯氢和纯氧，为维持一定的电解液浓度，还必须设置较复的排水和排热等辅助系统。因此碱性燃料电池的应用受到限制。

熔融碳酸盐燃料电池最可取之处之一在于可用含燃料，硫的污染会影响电池的性能。优点是，发电效率高，不需要铂贵金属催化剂；可以使用多种燃料；排水系统也比较简便；并还可利用高温排热与汽轮机进行复合发电，是最有希望用于规模电力事业的燃料电池。它存在的主要问题是成本较高。质子交换膜燃料电池，又称固体聚合物燃料电池。其优是能量密度高、无腐蚀性、电池堆设计简单、系统坚固耐用、工温度较低，25％～120℃。目前质子交换膜燃料电池是研究的点，它作为电动汽车动力电源的研究已经取得突破性进展，被认为是最有应用潜力的高效、洁净的能源。氢氧燃料电池以氢为燃料，通过氢和氧分反应产生电能供给动力系统，尾气只有水蒸汽。它不会给环境带来任何污染，堪称“零污染”的理想环保车。

四、生物电化学

生物体系发生的一些过程与电化学过程有关，生物电化学是相对比较新的学科分支，是涉及到多学科的研究领域。

生物电催化，它可定义为在生物催化剂酶的存在下与加速电化学反应相关的一系列现象。在电催化体系中，生物催化剂的主要应用是：研制比现有无机催化剂好的，用于电化学体系的生物催化剂；研制生物电化学体系，合成用于生物体内作为燃料的有机物；应用酶的专一性，研制高灵敏的电化学传感器。

生物电分析是分析化学中发展迅速的一个领域。利用生物组分，如酶、抗体等来检测特定的化合物，这一方面的研究导致了生物传感器的发展。

微电极传感器是将生物细胞固定在电极上，电极把微有机体的生物电化学信号转变为电势。微生物电极已经在很多方面得到应用，由于它小的几何面积，使这种电极有应用到生物体内的可能。微电极也用于电生理学。在连接板夹技术用

作分子内外电势的传感器来研究分子水平的转移。人体脑电图、肌电图和心电图的分析对检测和处理相关疾病是非常重要的，所有这些技术都是基于测量人体中产生的电信号。

总结

电化学技术成果与人类的生活和生产密切相关，电化学科学的发展和成就举世瞩目，它推动了世界科学的进步，促进了社会经济的发展，对解决人类社会面临的能源交通、材料、环保、信息、生命等方面，已经作出并正在作出巨大的贡献。电化学的未来是灿烂而神奇的，需要我们当代大学生去努力学习和探索。

200913020623 贺雄英

电化学原理及其应用(习题及答案)

第六章电化学原理及其应用 一、选择题 1．下列电极反应中，溶液中的pH值升高，其氧化态的氧化性减小的是(C) A. Br2+2e = 2Br－ B. Cl2+2e=2Cl— C. MnO4—+5e+8H+=2Mn2++4H2O D. Zn2++2e=Zn 2．已知H2O2在酸性介质中的电势图为O2 0.67V H2O2 1.77V H2O，在碱性介质中的电势图为O2-0.08V H2O2 0.87V H2O，说明H2O2的歧化反应（C） A.只在酸性介质中发生 B.只在碱性介质中发生 C.无论在酸、碱性介质中都发生Ｄ.与反应方程式的书写有关 3．与下列原电池电动势无关的因素是Zn |Zn2+‖H+，H2 | Pt （B） A. Zn2+的浓度 B. Zn电极板的面积 C.H+的浓度 D.温度 4．298K时，已知Eθ（Fe3+/Fe）=0.771V，Eθ（Sn4+/Sn2+）=0.150V，则反应2Fe2++Sn4+=2Fe3++Sn2+的△r G mθ为（D）kJ/mol。 A. －268.7 B. －177.8 C. －119.9 D. 119.9 5．判断在酸性溶液中下列等浓度的离子哪些能共存（D） A Sn2+和Hg2+ B. SO32—和MnO4— C. Sn4+和Fe D. Fe2+和Sn4+ 已知Eθ(Hg2+/Hg)=0.851V，Eθ(Sn4+/Sn2+)=0.15V ，Eθ(MnO4—/Mn2+)=1.49V Eθ(SO42—/H2SO3)=1.29V ，Eθ(Fe2+/Fe)= —0.44V 6．已知下列反应在标准状态下逆向自发进行 Sn4++Cu = Sn2++Cu2+ Eθ(Cu2+/Cu)=(1) , Eθ(Sn4+/Sn2+)=(2) 则有（C） A. (1) = (2) B. (1)＜(2) C. (1)＞(2) D. 都不对 二、填空题 1．将下列方程式配平 3PbO2 + 2 Cr3+ + ____H2O___ ＝1Cr2O72—+ 3Pb2+ + __2H+___ (酸性介质) 2MnO2 + 3 H2O2 +__2OH-___ ＝2MnO4—+ ___4H2O______ （碱性介质）2．现有三种氧化剂Cr2O72—，H2O2，Fe3+，若要使Cl—、Br—、I—混合溶液中的I—氧化为I2，而Br-和Cl-都不发生变化，选用Fe3+最合适。(EθCl2/Cl-=1.36V, EθBr2/Br-=1.065V, EθI2/I-=0.535V) 3．把氧化还原反应Fe2++Ag+=Fe3++Ag设计为原电池，则正极反应为Ag++ e = Ag，负极反应为Fe3++e= Fe2+ ，原电池符号为Pt︱Fe3+(c1),Fe2+(c2)‖Ag+(c3)︱Ag。 4．在Ｍn++n e＝M(s)电极反应中，当加入Ｍn+的沉淀剂时，可使其电极电势值降低，如增加Ｍ的量，则电极电势不变 5．已知EθAg+/Ag=0.800V, K sp=1.6×10—10则Eθ（AgCl/Ag）= 0.222V。 6．已知电极反应Cu2++2e=Cu的Eo为0.347Ｖ,则电极反应2Cu - 4e =2Cu2+的Eθ值为0.347V 。7．用氧化数法配平下列氧化还原反应。 （1）K2Cr2O7＋H2S＋H2SO4K2SO4＋Cr2(SO4)3＋S＋H2O K2Cr2O7＋3H2S＋4H2SO4 =K2SO4＋Cr2(SO4)3＋3S＋7H2O

中国能源现状

中国能源现状及发展前景分析 学号；作者： [ 摘要] 能源是人类社会生活和发展的物质基础，一直为世界各国所重视。本文从中国能源现状的分析入手，对石油、天然气、煤炭、电力四大主要能源现状作了初步考察，充分认识到我国能源面临着一系列挑战。同时对我国实现社会主义现代化征途中对能源的发展前景进行了展望和对策分析。 [ 关键词] 能源；现状；挑战；发展前景；中国 一直以来, 能源问题都被世界各个国家所重视, 因为能源是人类社会生活和发展进步的物质基础。在过去的20 世纪中, 人类使用的能源主要有四种, 就是原油、天然气、煤炭和电力。而根据国际能源机构的统计, 假使按目前的势头发展下去, 不加节制, 那么,地球上原油、天然气、煤炭三种能源供人类开采的年限, 分别只有40 年、60 年和220 年了。进入21 世纪, 能源问题的重要性更是越来越突出, 确切地说, 能源问题已经不仅仅是某一个国家的问题,而是整个世界, 整个人类社会所要面对和所要解决的问题。 一、我国能源的现状 我国既是能源的消费大国, 也是能源的生产大国。虽然1990年以来能源生产总量已名列前茅, 但人均占有能源消费量只有发达国家的5%-10%; 但在另一方面, 每万美元国民生产总值能耗方面则为世界各国之首, 为印度的2.2 倍, 为发达国家的4-6 倍; 使用能源的设备效率偏低, 又造成能源的浪费, 能源利用效率不高。[1]再者, 我国能源生产与消费以煤及石油为主, 造成严重的环境污染。 （一）煤炭资源 中国是世界最大煤炭生产国和消费国。我国以煤为主的能源结构在相当长的时间内难以改变。然而, 煤炭利用严重污染环境, 据统计, 每燃烧1 吨标准煤排放二氧化碳约26 公斤, 排放二氧化硫约24 公斤、排放氮氧化物约7 公斤。[2] 这不仅影响和危害人类的身体健康, 还直接影响人类赖以生存的条件。 （二）石油资源 我国石油资源相对短缺。中国目前有待发现和探明的石油资源比较丰富, 但勘查难度比较大。随着社会经济的发展, 我国的石油需求量将会越来越大。据有关部门预测, 到2020 年, 我国石油消费量最少也要4.5 亿t, 届时石油的对外依赖度将有可能接近60%。国际能源署公布的数据甚至称, 到2030 年中国进口石油占石油总需求的百分比将激增至80%以上。[3] （三）天然气资源 天然气是一种清洁和使用方便的能源, 我国是开发利用天然气最早的国家, 天然气资源储藏量达380000 亿立方米, 目前已探明储量仅占5%, 天然气在能源结构中的比重仅占2.1%, 为世界平均水平的十分之一。目前, 国家已开始全国天然气管网的大规模建设,特别是启动了西部大开发序幕性工程的"西气东输"工程, 为天然气的合理利用打下了坚实的基础。 （四）电力资源 过去十多年, 中国电力工业高速发展, 2003 年发电量为1990年的3 倍。2003 年, 发电装机容量391 40GW。到2004 年5 月, 发电装机容量达400GW。2004 年9 月, 水电装机容量达100GW, 居世界首位。全国1GW以上电站共有107 个, 最大水电站是三峡水电站, 已装机5 9GW; 最大火电站是山东德州电站, 2 4GW; 最大核电站是广东岭澳核电站, 1 98GW。[4] 但是, 中国20 世纪60 年代中期出现大范围缺电。造成严重缺电局面的原因是多方面的, 但主要是体制问题, 包括: 高耗电产业过度发展, 电力预测和规划失误, 以及电力改革尚未从根本上改变垄断经营格局等。

电化学工作站说明书

电化学工作站说明书 频段：在电化学阻抗谱中，以对数方式描述频率变化可使阻抗谱显得紧凑而不失特征。在对数坐标系中，人们更习惯于以10为底。鉴于此，在RST电化学工作站中，将频率变化10倍的频率范围称为一个频段。例如：将1Hz～10Hz的频率范围称为频段6;将10Hz～100Hz的频率范围称为频段7，等等。在每个频段中，可包含1~24个频点，依操作者设置而定。一般地，需要着重关注的频段可多设置一些频点;运行时间太长的频段可少设置一些频点。 频点：电化学阻抗是频率的函数(例如：在幅频特性和相频特性中频率是自变量;在阻抗复平面和导纳复平面中频率是参变量）。为了较全面地表述电化学体系的阻抗特征，我们需要在较宽的频率范围内对其进行测量，一般需要几十个频率。在RST 电化学工作站中，将这种离散的测量频率称为频点。经过测量，每一个频点将获得一组测量值。 周波：在RST电化学工作站中，将正弦波持续一个完整周期(相位变化量=2p）所形成的波形成为周波。在交流信号的稳态测量中，测量时间越长，信噪比越高。因此，将某个频点的周波数设得多一些，该频点的测量数据就会更精确一些，当然，相应的测量时间将变得长一些。 起始频率、终止频率：在电化学阻抗谱测量过程中，我们将第一个测量频率称为起始频率;将最后一个测量频率称为终止频率。小技巧：由于频率较高的频点所需的测量时间较短，因此，如将起始频率设成高频，将终止频率设成低频，则在测量过程中可较早地看到阻抗谱的全貌。 运行时间：运行时间与起始频率、终止频率、频点数量、每个频点的周波数等参数的设置息息相关。在RST5000F系列电化学工作站的软件中，当改变上述参数时，运行时间将立即计算得到，便于操作者权衡。 偏置电位 在RST电化学工作站中，对电解池中的工作电极所加的直流电位(相对于参比电极）称为偏置电位。 在电子学中，为了便于信号分析，常把交直流混合信号看成是由一个交流信号和一个直流信号叠加组成的。从时间波形上看，直流信号可使交流波形向上或向下偏移，从而称其为偏置信号。如以电位(电压）形式表述，则称为偏置电位(电压）。 大多数电化学阻抗的测量是在开路电位条件下进行的。此时，外电路电流为零，工作电极上没有超电势。当给工作电极加的交流信号足够小时，如2mV～10mV，通常认为这种平衡状态不会遭到破坏。请注意，此时加到工作电极上的偏置电位应是其开路电位。由于电化学系统的开路电位很难用理论公式精确计算，需要实测得到。因此，在进行电化学阻抗谱测量之前，我们要先测得电极系统处于稳态时的开路电位，并将该值填入偏置电位输入框中。 如果需要在极化条件下测量电化学阻抗谱，则：偏置电位 = 开路电位＋超电势。

中国能源现状分析

中国能源现状分析 1、能源消费需求不断增加 能源就是经济与社会发展得动力,人们对更高生活水平得追求导致能源消费需求得增加。2005~2009年,中国得GDP年增长率都在10%上下,与此想对应得就是,能源需求平均增速为7、45%,远高于同期世界能源消费得平均增速为1、65%(见图1)。 图1 世界与中国能源消费增加速度 资料来源:BP世界能源统计、中国能源统计年鉴 2、能源消费结构不合理

在能源消费需求不断增加得同时,我国得能源消费结构相对不合理,主要体现为:新能源比例低,常规能源“多煤、缺油、少气”。 2005~2009年,我国得能源消费结构中,新能源比例低于3、1%,而世界得平均水平为12%;常规能源中,煤炭得比例占74%以上,而世界能源消费结构中,以石油为主,煤炭比重略高于天然气(见图2、3)。 图2 2005~2009年世界能源消费结构

图3 2005~2009年中国能源消费结构 资料来源:BP世界能源统计、中国能源统计年鉴 3、能源危机与环境危机 能源消费需求得快速增加,使常规能源面临枯竭得危机。如果以2009年得能源探明储量、生产量、消费量为基础,中国已探明储量得常规能源仅能开采、消费不足35年,而这一数字得全世界平均值也仅不足80年。在无重大能源发现或能源消费结构无重大变化得情况下,全世界常规能源在未来100年内消耗殆尽,而石油可能就是最先枯竭得能源(见图4、5)。

图4 2009年中国、世界能源储产比 图5 2009年中国、世界能源储消比储产比=2009年已探明储量/2009年得生产量;

储消比=2009年已探明储量/2009年得消费量。 资料来源:BP世界能源统计2010年6月 常规能源得消费带来一系列得环境问题,如气候变化、酸雨。 常规能源得消费产生正在使全世界得温室气体浓度快速上升。根据世界气象组织WMO发布得《温室气体公报》,全球二氧化碳、甲烷、氧化亚氮得平均浓度比工业革命前(1750年前)分别增加了38%、158%与19%。温室气体增加带来得冰川融化,海平面上升,极端天气贫乏等诸多环境灾难。 2010年中国监测得443个城市中,189个城市出现酸雨,8个城市(区)酸雨频率为100%,也就就是说逢雨必酸。 4、新能源繁荣与困境 能源危机、环境危机已经引起世界各国得高度重视,发展新能源无疑就是不二选择,而目前技术最成熟得水电、核电、风电、太阳能发电与热利用成为各国最佳选择。 1)新能源得繁荣 今年年初得能源工作会议上提出,十二五能源发展得主要目标就是: 一次能源消费总量控制在40亿吨标煤,2009年这一数字为29、2亿吨标煤,即2010~2015年得年均增速低于7、4%(前文提到,2005~2009这一数字为7、45%)。就目前瞧来,这一目标基本可以实现。 非化石能源在一次能源消费中比重达十二五末达11、4%,十三五末达15%。即到2015年非化石能源消费折合标煤约4、6亿吨标煤(2009年这一数字为0、9

电化学分析方法

杨航锋化学工程2111506055 电化学分析法 电化学分析法是应用电化学原理和技术，利用化学电池内被分析溶液的组成及含量与其电化学性质的关系而建立起来的一类分析方法。操作方便，许多电化学分析法既可定性，又可定量；既能分析有机物，又能分析无机物，并且许多方法便于自动化，可用于，在生产、等各个领域有着广泛的应用。 电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型，是利用试样溶液的浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的，这些电参量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等；第二种类型是通过测定化学电池中某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示，所以又称为电容量分析法，如电位滴定法、电导滴定法等；第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相，然后用重量法测定其质量，称为电重量分析法，实际上也就是电解分析法。习惯上按电化学性质参数之间的关系来划分，可分为：电导分析法、电位分析法、电解与库仑分析法、极谱与伏安分析法等。 1.电位分析法 电位分析法是利用电极电位与溶液中待测物质离子的活度（或浓度）的关系进行分析的一种电化学分析法。Nernst方程式就是表示电极电位与离子的活度（或浓度）的关系式，所以Nernst方程式是电位分析法的理论基础。

电位分析法利用一支指示电极（对待测离子响应的电极）及一支参比电极（常用SCE）构成一个测量电池（是一个原电池）如上图所示。在溶液平衡体系不发生变化及电池回路零电流条件下，测得电池的电动势（或指示电极的电位）E ＝φ参比－φ指示由于φ参比不变，φ指示符合Nernst方程式，所以E的大晓取决于待测物质离子的活度（或浓度），从而达到分析的目的。 1.1电位分析法的分类 直接电位法――利用专用的指示电极――离子选择性电极，选择性地把待测离子的活度（或浓度）转化为电极电位加以测量，根据Nernst方程式，求出待测离子的活度（或浓度），也称为离子选择电极法。这是二十世纪七十年代初才发展起来的一种应用广泛的快速分析方法。 电位滴定法――利用指示电极在滴定过程中电位的变化及化学计量点附近电位的突跃来确定滴定终点的滴定分析方法。电位滴定法与一般的滴定分析法的根本差别在于确定终点的方法不同。 1.1.1 直接电位法特点 1.应用范围广――可用于许多阴离子、阳离子、有机物离子的测定，尤其是一些其他方法较难测定的碱金属、碱土金属离子、一价阴离子及气体的测定。因为测定的是离子的活度，所以可以用于化学平衡、动力学、电化学理论的研究及热力学常数的测定。 2.测定速度快，测定的离子浓度范围宽。可以制作成传感器，用于工业生产流程或环境监测的自动检测；可以微型化，做成微电极，用于微区、血液、活体、

电化学工作站研究超级电容及其应用 v1.1

电化学工作站研究超级电容及其应用 德国Zahner电化学工作站 https://www.wendangku.net/doc/7c4473346.html,

电化学工作站研究超级电容及其应用 1 前言 超级电容器是介于普通电容器和化学电池之间的储能器件，兼备两者的优点，如功率密度高、能量密度高、循环寿命长等，并具有瞬时大电流放电和对环境无污染等特性。双电层电容器是建立在双电层理论基础之上的。1879年，Helmholz 发现了电化学界面的双电层电容性质；1957年，Becker申请了第一个由高比表面积活性炭作为电极材料的电化学电容器方面的专利；1962年，标准石油公司生产了以活性炭为电极材料的、硫酸水溶液作为电解质的超级电容器；1979年，NEC公司使超级电容器商业化。作为一种绿色环保、性能优异的新型储能器件，超级电容器在众多领域有广泛的应用。近年来，我国的科研人员和相关部门对此也极度关注。 2 超级电容器的定义及特点 2.1 定义 超级电容器(Super capacitors)，又名电化学电容器(Electrochemical Capacitors)，双电层电容器(Electrical Double-Layer Capacitor)。是从上世纪七、 八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件。它不同于传统 的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要 依靠双电层和氧化还原电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正如此超级电容器可以反复充放电数十万次。 图1是超级电容的原理图[1]，其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都 是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。

电化学原理知识点

电化学原理 第一章 绪论 两类导体： 第一类导体：凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体，即载流子为自由电子（或空穴）的导体，叫做电子导体，也称第一类导体。 第二类导体：凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体，也称第二类导体。 三个电化学体系： 原电池：由外电源提供电能，使电流通过电极，在电极上发生电极反应的装置。 电解池：将电能转化为化学能的电化学体系叫电解电池或电解池。 腐蚀电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。 阳极：发生氧化反应的电极 原电池（-）电解池（+） 阴极：发生还原反应的电极 原电池（+）电解池（-） 电解质分类： 定义：溶于溶剂或熔化时形成离子，从而具有导电能力的物质。 分类： 1.弱电解质与强电解质—根据电离程度 2.缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态 3.可能电解质与真实电解质—根据键合类型 水化数：水化膜中包含的水分子数。 水化膜：离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质，受这种相互作用的水分子层称为水化膜。可分为原水化膜与二级水化膜。 活度与活度系数： 活度：即“有效浓度”。 活度系数：活度与浓度的比值，反映了粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差。 规定：活度等于1的状态为标准态。对于固态、液态物质和溶剂，这一标准态就是它们的纯物质状态，即规定纯物质的活度等于1。 离子强度I ： 离子强度定律：在稀溶液范围内，电解质活度与离子强度之间的关系为： 注：上式当溶液浓度小于0.01mol ·dm-3 时才有效。 电导：量度导体导电能力大小的物理量，其值为电阻的倒数。 符号为G ，单位为S ( 1S =1／Ω)。 影响溶液电导的主要因素：（1）离子数量；（2）离子运动速度。 当量电导（率）：在两个相距为单位长度的平行板电极之间，放置含有1 克当量电解质的溶液时，溶液所具有的电导称为当量电导，单位为Ω-1 ·cm2·eq-1。 与 K 的关系： 与 的关系： 当λ趋于一个极限值时，称为无限稀释溶液当量电导或极限当量电导。 离子独立移动定律：当溶液无限稀释时，可以完全忽略离子间的相互作用，此时离子的运动 i i i x αγ=∑ =2 2 1i i z m I I A ?-=±γlog L A G κ= KV =λN c N c k 1000=λ- ++=000λλλ

第二章电化学分析法概论

第二章电化学分析法概论 教师：李国清 一. 教学目的： ⑴掌握电化学电池的结构和表示方法 ⑵了解电极电位、液体接界电位、电极极化的形成过程 ⑶了解电极的作用及分类 二. 教学重点： ⑴掌握电池的表示方法 ⑵了解电极的极化和电极的分类 三．教学难点： 电池的表示方法、电极的分类 四．教具：多媒体计算机。 五．教学方法：讲授、演示、提问、讨论。 六．教学过程： §1. 电化学分析的定义及特点： 一、电化学分析： 根据物质在溶液中的电化学性质及其变化来进行分析的方法称电化学分析。它是以溶液电导、电位、电流和电量等电化学参数与被测物质含量之间的关系作为计量基础。 二、电化学分析法优点： 1、准确度高 精密的库仑滴定分析法，不需要标准物质做比较，仅参考法拉第常数，误差为0.0001% 2、灵敏度高； 一般可测到10-4 ~ 10-8 mol/L，伏安分析法可测到10-10 ~ 10-12 mol/L 3、选择性好 可通过控制化学电池的某些条件，大大提高测定的选择性 4、分析速度快； 5、测定范围宽：电导、电位、电解分析法可测定常量组分，而极谱和伏安分析法可以测定痕量组分 6、仪器设备简单

§2. 电化学分析方法分类 电化学分析方法主要有下面几类： 1.电导分析法 2.电位分析法 3.电解分析法 4.库仑分析法 5.极谱法和伏安法 1．电导分析法 （1）电导滴定法：通过电导的突变来确定滴定终点，然后计算被测物质的含量。（2）直接电导法：直接测定溶液的电导值而测出被测物质的浓度。 2．电位分析法 电位分析法：用一指示电极和一参比电极与试液组成电化学电池，在零电流条件下测定电池的电动势，依此进行分析的方法。包括：⑴直接电位法⑵电位滴定法3．电解分析法 电解分析法：应用外加电源电解试液，电解后称量在电极上析出的金属的质量，依此进行分析的方法。也称电重量法。 4. 库仑分析法 库仑分析法：应用外加电源电解试液，根据电解过程中所消耗的电量来进行分析的方法。分为： ⑴控制电位库仑分析法：直接根据被测物质在电解过程中所消耗的电量来求含量。 ⑵库仑滴定法：用恒电流在100%的电流效率下进行电解，使电解过程中产生一种物质，该物质与被测物进行定量的化学反应，反应的化学计量点可用指示剂或电化学方法来指示，根据电解电流和电解消耗的时间按法拉第电解定律计算分析物的量。 5．极谱法和伏安法 两者都是以电解过程中所得的电流—电压曲线为基础来进行分析的方法。 ⑴极谱法：使用滴汞电极或其它表面能够周期性更新的液体电极，称为极谱法。 ⑵伏安法：使用表面静止的液体或固体电极，称为伏 安法。

中国能源现状及未来的发展

中国能源现状及未来的发展 改革开放以来，中国发生了翻天覆地的变化，面对持续、快速增长的中国经济，对能源的需求，特别是对一次能源的需求的不断增长，产生了很多的问题。煤炭开采的安全、利用率、深加工的研发，石油对国外进口的依赖所带来的安全问题，煤层气等个别气体产业化建设问题等等都在制约着中国经济平稳快速发展。中国的能源发展在20年里也取得了很大的成就，实现GDP翻2 番，能源消费翻1 番，完成了中国经济增长所需能源一半靠开发，一半靠节约的目标。 一 对中国能源现状的认识 随着经济建设的推进，资源储量的勘探也越来越清楚。中国地大物博,能源资源丰富,据2006 年中国统计年鉴的数据，全国主要能源的基础储量为:石油248972.1 万t、天然气28185.4亿m3、煤炭3326.4 亿t;但若以“人均拥有量”来衡量,中国却是资源贫瘠国,2006 年人均石油储量只有1.9t, 人均天然气储量2168m3,人均煤炭储量256t,分别为世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%,中国的人均资源储量远远低于世界水平。二 中国能源存在的问题 中国能源结构不合理，能源消费以煤占主导地位，偏离了世界能源结构以油气为发展趋势主流。落后的用煤方式、生产设备、管理方式产生了严重的污染。中国经济现代化正面临能源的严峻挑战:能源供需矛盾尖锐、转换方式落后、能耗高、效率低、生态环境破坏严重、经济损失巨大。 1、 人均能源资源少,供需有差距 中国人口众多,占世界人口的21%,能源矿产人均探明储量相对较少,煤炭资源可以满足较长期需求,而石油和天然气资源则需要以国外资源作为重要补充,才能满足当前和长远的需求。中国是世界能源大国, 一次能源的生产和消费均居世界前列,但人均能源消费水平还很低。 2、 能耗强度高,效率低 由于我国产业结构的不合理性与管理技术上的落后，尽管在能源消耗上有了很大的改善，但是与发达国家比还是存在很大的差距。中国产业生产和居民生活中大量使用高耗能的落后技术和产品，现有的近400 亿m2建筑中, 99%属于高能耗建筑。中国发电、冶金、建材、化工等产业消耗全部一次能源的80%左右,单位产品能耗平均高于国际先进水平20% ～30%。 3、结构不良,污染严重 能源资源决定了中国能源长期以来是以煤为主的能源结构， 不论是火力发电还是工业用煤， 都会造成大量污染排放。SO2和CO2排放量分别

高三化学一轮复习：电化学原理及其应用

电化学原理及其应用 1．家蝇的雌性信息素可用芥酸(来自菜籽油)与羧酸X在浓NaOH溶液中进行阳极氧化得到。 电解总反应式为： 则下列说法正确的是( ) A．X为C2H5COOH B．电解的阳极反应式为：C21H41COOH＋X－2e－＋2H2O―→C23H46＋2CO2－3＋6H＋ C．电解过程中，每转移a mol电子，则生成0.5a mol雌性信息素 D．阴极的还原产物为H2和OH－ 解析：A项根据原子守恒可判断X为C2H5COOH；B项由于电解质溶液为浓NaOH，因此阳极反应式应为C21H41COOH＋X－2e－＋60H－―→C23H46＋2CO2－3＋4H2O；C项根据电解总反应可知每生成1 mol雌性信息素转移2 mol电子，则C项正确；D项阴极的还原产物为H2，OH－并非氧化还原产物． 答案：AC 2．下列关于铜电极的叙述正确的是( ) A．铜锌原电池中铜是负极 B．用电解法精炼粗铜时，粗铜作阴极 C．在镀件上电镀铜时可用金属铜做阳极 D．电解稀硫酸制H2和O2时铜做阳极 解析：铜锌原电池中锌活泼，锌做负极；电解精炼铜时，粗铜中的铜失去电子，做阳极； 电镀铜时，应选用铜片做阳极，镀件做阴极，含有铜离子的溶液做电镀液。电解稀硫酸时，铜做阳极，失电子的是铜而不是溶液中的OH－，因而得不到氧气。 答案：C 3．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性。根据这一特点，科学家发明了电动势(E)法测水泥初凝时间，此法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu ＋Ag2O===Cu2O＋2Ag。 下列有关说法不正确的是( ) A．工业上制备普通水泥的主要原料是黏土和石灰石

电化学分析法(最全)汇总

电化学分析法 [日期：2011-06-24] 来源：作者：[字体：大中小] 电化学分析法（electroanalytical chemistry）是根据电化学原理和物质在溶液中的电化学性质及其变化而建立起来的一类分析方法。这类方法都是将试样溶液以适当的形式作为化学电池的一部分，根据被测组分的电化学性质，通过测量某种电参量来求得分析结果的。 电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型，是利用试样溶液的浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的，这些电参量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等；第二种类型是通过测定化学电池中某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示，所以又称为电容量分析法，如电位滴定法、电导滴定法等；第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相，然后用重量法测定其质量，称为电重量分析法，实际上也就是电解分析法。 电化学分析法与其他分析方法相比，所需仪器简单，有很高的灵敏度和准确度，分析速度快，特别是测定过程的电信号，易与计算机联用，可实现自动化或连续分析。目前，电化学分析方法已成为生产和科研中广泛应用的一种分析手段。 第一节电势分析法 电势分析法是一种电化学分析方法，它是利用测定原电池的电动势(即用电势计测定两电极间的电势差)，以求得物质含量的分析方法。电势分析法又可分为直接电势法(potentiometric analysis)和电势滴定法(potentiometric titration)。 直接电势法是根据测量原电池的电动势，直接求出被测物质的浓度。应用最多的是测定溶液的pH。近些年来，由于离子选择性电极的迅速发展，各种类型的离子选择性电极相继出现，应用它作为指示电极进行电势分析，具有简便、快速和灵敏的特点，特别是它能适用于其它方法难以测定的离子。因此，直接电势法在土壤、食品、水质、环保等方面均得到广泛的应用。 电势滴定法是利用电极电势的变化来指示滴定终点的分析方法。电势滴定法确定的滴定终点比指示剂确定的滴定终点更为准确，但操作相对麻烦，并且需要仪器，所以电势滴定法一般适用于缺乏合适的指示剂，或者待测液混浊、有色，不能用指示剂指示滴定终点的滴定分析。 基本原理 在电势分析法中，构成原电池的两个电极，其中一个电极的电极电势能够指示被测离子活度(或浓度)的变化，称为指示电极；而另一个电极的电极电势不受试液组成变化的影响，具有恒定的数值，称为参比电极。将指示电极和参比电极共同浸入试液中构成一个原电池，通过测量原电池的电动势，即可求得被测离子的活度(或浓度)。 例如某种金属M与其金属离子Mn+组成的指示电极Mn+/M，根据能斯特公式，其电极电势可表示为：

中国能源现状与分析

中国能源现状与分析 摘要：简要介绍了中国目前的能源现状，通过对中国能源现状的分析，对中国能源发展的趋势进行了展望。 Abstract：Briefly introduced the energy situation in China, prospect the trends in Chinese energy development, through the analysis of the energy situation in China, 关键词：能源现状；新能源；发展趋势 Key Words：energy Situation ;new energy；trends 随着我国现代经济的高速发展，能源消耗急剧上升，截止2010年中国已经超过美国成为世界上最大的能源消费国，中国的能源消费量当年已经占到了全球的20.3%。而另一方面我国能源消耗结构的不合理，过分依赖煤炭资源，其它清洁能源的利用率不高也成为了国家在现阶段以及未来几年将要持续面临的问题。所以加快清洁能源的开发，尽快实现对新能源的有效利用对于我国未来的稳定发展有着重要的现实意义。 一、中国目前的能源现状 1.能源的年消耗量巨大 中国是世界是上最大的能源生产和消费国。根据国家统计局发布的统计公报，2013年，一次能源生产总量34亿吨标准煤，原煤产量36.8亿吨，原油产量2.09亿吨，天然气产量1170.5亿立方米，发电量53975.9亿千瓦时。能源消费方面，2013年我国全年能源消费总量为37.5吨标准煤，比2012年增长3.7%。公报显示，2013年，全国煤炭消费量同比增长3.7%，原油消费量同比增长3.4%，天然气消费量同比增长13.0%，电力消费量同比增长7.5%。我国是一个能源大国，但是，我国人口众多，人均能源占有量不及同期发达国家的1/5。能源是任何一个国家经济发展不可缺失的物质基础，是国民经济的发展和产业结构提升的重要的支撑。并且随着我国人口的继续增长，经济的快速发展，能源消费量的增加是必然的。 2.能源的结构失衡 我国每年一次性能源的消费比重均在90%以上，而风能，太阳能，生物质能等新能源的利用率仍然很低。其中煤炭的生产和消费比重偏高，处于基础性地位。近五年来煤炭年产量占能源总产量的比重呈逐年递增趋势，这一比重上升至76.7%。其次是石油，我国原油生产在能源生产结构中基本是12%左右的水平。而在二次能源中，无论消费结构还是生产结构，基本以燃煤为主的火力发电为主

电化学原理及其应用(习题及答案)

电化学原理及其应用 (习题及答案) https://www.wendangku.net/doc/7c4473346.html,work Information Technology Company.2020YEAR

第六章电化学原理及其应用 一、选择题 1．下列电极反应中，溶液中的pH值升高，其氧化态的氧化性减小的是( C ) A. Br2+2e = 2Br－ B. Cl2+2e=2Cl— C. MnO4—+5e+8H+=2Mn2++4H2O D. Zn2++2e=Zn 2．已知H2O2在酸性介质中的电势图为 O2 0.67V H2O2 1.77V H2O，在碱性介质中的电势图为O2-0.08V H2O2 0.87V H2O，说明H2O2的歧化反应（C） A.只在酸性介质中发生 B.只在碱性介质中发生 C.无论在酸、碱性介质中都发生Ｄ.与反应方程式的书写有关 3．与下列原电池电动势无关的因素是 Zn | Zn2+‖H+，H2 | Pt （B） A. Zn2+的浓度 B. Zn电极板的面积 C.H+的浓度 D.温度 4．298K时，已知Eθ（Fe3+/Fe）=0.771V，Eθ（Sn4+/Sn2+）=0.150V，则反应 2Fe2++Sn4+=2Fe3++Sn2+的△r G mθ为（D）kJ/mol。 A. －268.7 B. －177.8 C. －119.9 D. 119.9 5．判断在酸性溶液中下列等浓度的离子哪些能共存（D） A Sn2+和Hg2+ B. SO32—和MnO4— C. Sn4+和Fe D. Fe2+和Sn4+ 已知Eθ(Hg2+/Hg)=0.851V，Eθ(Sn4+/Sn2+)=0.15V ，Eθ(MnO4—/Mn2+)=1.49V Eθ(SO42—/H2SO3)=1.29V ，Eθ(Fe2+/Fe)= —0.44V 6．已知下列反应在标准状态下逆向自发进行 Sn4++Cu = Sn2++Cu2+

IVIUM电化学工作站使用说明

IVIUM电化学工作站使用说明 一、循环伏安操作步骤 1、开启机器 开启电脑，按下IVIUM电化学工作站ON/OFF 开关（蓝色按钮），表示开启仪器的电源，稍候10 秒，等待系统稳定。 备注：Disconnect 断开按钮。需要更换体系的时候使用。 2、连接线路 将红色夹子连接于工作电极（研究电极），黑色夹子连接对电极（辅助电极），蓝色夹子连接参比电极 3、设置参数 （1）打开软件 （2）首先，在菜单条下方的工具命令条中，确认Operation Mode 条件模式为默认的基础型Basic； （3）选择Method，在菜单上点击CyclicV oltammetry 循环伏安，并在下拉式菜单中选择相应的测量方法。一般采用标准循环伏安法（Standard） (4)进行参数设置

通常需要设定的参数有： E start（通常设定为体系的开路电压） 备注：开路电压的测定。转换至Direct Control 直接控制模式 ●DC/AC 直流/交流模式：默认状态下处于DC 直流状态。当点击AC 交流 模式时，仪器处于交流状态，可以施加各种交流信号。 ●当没有施加任何的电位或电流时，E和I是开路状态下的开路电位和开路电 流 Vertex 1和Vertex 2通常设定为被测体系的最高电位和最低电位 E step 表示在扫描方法下每次电位的改变量，一般情况下每次阶跃一次就取样一 次。此值的大小将影响图形是否出现断点，需根据体系而定。 N scans 扫描循环次数 Scanrate表示电位扫描过程中的变化率 （5）开始实验 点击Connect,连接仪器和体系

点击Start，开始实验 （6）拷贝数据 在顶端，有两个按钮：Refresh 更新数据和Export 输出数据。点击Refresh 时，可更新所显示的数据。 点击Export 时，可以打开下拉式菜单： Copy all to clipboard 把表格中的所有数据复制至粘帖板。 Copy selected to clipboard 把表格中所选择的数据复制至粘帖板。 Save all data to disk 从粘帖板的表格中保存所有数据。（通常使用此选项） Save selected to disk 从粘帖板的表格中保存所选择的数据。 注意将文件名保存为TXT格式 二、交流阻抗测试步骤 1、首先，在菜单条下方的工具命令条中，确认Operation Mode 条件模式为默 认的基础型Basic；

中国石油能源分析

中国石油的发展现状分析 一、中国石油的发展现状 （一）简要回顾与发展现状 我国石油工业的发展经历了四个阶段，一是探索成长阶段（20世纪50年代）：以1959年发现大庆油田为标志；二是快速发展阶段（20世纪60～70年代）：主要是1965年结束对进口石油的依赖，实现自给，还相继发现并建成了胜利、大港、长庆等一批油气田，全国原油产量迅猛增长，1978年突破1亿吨大关，我国从此进入世界主要产油大国行列；三是稳步发展阶段（20世纪80年代）：这一阶段石油工业的主要任务是稳定1亿吨原油产量。这十年间我国探明的石油储量和建成的原油生产能力相当于前30年的总和，油气总产量相当于前30年的1.6倍；四是战略转移阶段（20世纪90年代至今）：90年代初我国提出了稳定东部、发展西部、开发海洋、开拓国际的战略方针，东部油田成功实现高产稳产，特别是大庆油田连续27年原油产量超过5000万吨，创造了世界奇迹；西部和海上油田、海外石油项目正在成为符合中国现实的油气资源战略接替区。 存在问题 1.资源相对不足，石油储量增长的难度大 2.主力油田进入稳产后期，新区上产任务重 3.石油供需缺口加大，进口依存度进一步提高 4.石油安全形势不容乐观 三、中国石油发展的总体思路与战略重点 （一）总体思路 根据油气资源和经营环境的分析，中国油气发展的战略定位应当是：围绕国家提出的小康社会建设目标，继续贯彻“立足国内、开拓国际、油气并举、厉行节约、建立储备”的方针，要在立足国内石油资源勘探开发，保持和增加国内石油产量的同时，大踏步走向世界，充分利用两种资源、两个市场，建立全球油气供应体系，以满足中国经济对油气资源日益增长的需求。 立足国内——以国内石油资源勘探开发为主，在保持合理储量接替和储采结构的条件下，努力增加石油生产，保障国内石油的基本需求。到2020年，力争国内石油保障程度达到50％左右。

电化学分析法

第六章：电化学分析法 1. 答：液体接界处存在的点位差称为液接点位。 液体接界电位产生的基本原因是由于溶液中离子扩散速度不同引起的。例如两个不同浓度的盐酸溶液，通过多孔隔膜接触时，在这两溶液的界面上HCl将从浓的一边向稀的一边扩散。因为氢离子的扩散速度比氯离子的扩散速度快，所以在稀溶液的一边出现了多余的氢离子而带正电，在较浓溶液一边则由于有过剩的氯离子而带负电。当达到某一动态平衡时，在它们之间建立了一个双电层，产生了电位差，即液接电位。 2. 答：使用离子选择性电极选择性的测定某种离子浓度原理是：以电极电位与待测离子活度之间的关系为基础，通过测量电池电动势，测得电极电位进而获得待测离子强度。电池电动势包括内外参比电极电位，液接电位，不对称电位等，有干扰离子存在时还有干扰离子引起的膜电位，离子强度等因素的变化可能会引起这些电极电位的变化，因此在测量前要使用标准溶液进行较正，若前后离子强度发生变化，势必会影响到待测离子的浓度测量。 3. 解：根据pH的操作定义：pH x= pH s+(E x-E s)/0.0592 (1) pH x=4.00+(0.312-0.209)/0.0592=5.74; (2) pH x=4.00+(0.088-0.209)/0.0592=1.96; (3) pH x=4.00+(-0.017-0.209)/0.0592=0.18. 4. 解：pMg x= pMg s+(E x-E s)/(0.0592/2); pMg x=-lg(1.15×10-2)+(0.412-0.275)/0.0296=6.57; 若实际电位值为0.411，则pMg x=-lg(1.15×10-2)+(0.411-0.275)/0.0296=6.53, αMg=10-6.53=2.93×10-7mol/L; 若实际电位值为0.413，则pMg x=-lg(1.15×10-2)+(0.413-0.275)/0.0296=6.60, αMg=10-6.60=2.50×10-7mol/L; 所以Mg2+的活度范围为：2.93×10-7~2.50×10-7mol/L。 5. 解：指针实际为50/60=5/6个pH，因此pH计显示pH值为4-5/6=，因此误差为-3=。 6. 解：采用标准加入法：Cx=Cs×Vs/(10nF E/2.303RT-1)Vx Cx=1×10-2×0.5/(100.03/0.055-1)×50=3.98×10-5 7. 解：(1) (2)等当点的pH为8.84，此时，NOH的体积为15.65Ml (3)强碱滴定弱酸HA，初略计算突跃起点为：pH起点=pK a+3

电化学原理及其应用

5月6日晨测：化学原理及其应用（时间：40分钟） 可能用到的相对原子质量： Cu -64 Zn -65 1．（2020·广西省桂林市高三联合调研）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na 2S x )分别作为两个电极的反应物，固体Al 2O 3陶瓷(可传导Na +)为电解质，总反应为2Na+xS Na 2S x ，其反应原理如图所示。下列叙述正 确的是（ ） A ．放电时，电极a 为正极 B ．放电时，内电路中Na +的移动方向为从b 到a C ．充电时，电极b 的反应式为S x 2--2e -=xS D ．充电时，Na +在电极b 上获得电子，发生还原反应 2．（2020·吉林省吉林市高三二调）金属(M)－空气电池具有原料易得，能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源，该类电池放电的总反应方程式为：2M ＋O 2＋2H 2O ＝2M(OH)2。 (已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能)下列说法正确的是（ ） A ．电解质中的阴离子向多孔电极移动 B ．比较Mg 、Al 、Zn 三种金属－空气电池，Mg －空气电池的理论比能量最高 C ．空气电池放电过程的负极反应式2M －4e －＋4OH －＝2M(OH)2 D ．当外电路中转移4mol 电子时，多孔电极需要通入空气22.4L(标准状况) 3．（2020·福建省龙岩市高三质量检测）我国某科研团队设计了一种新型能量存储／转化装置（如下图所示）。闭合K 2、断开K 1时，制氢并储能；断开K 2、闭合K 1时，供电。下列说法错误的是（ ） A ．制氢时，溶液中K +向Pt 电极移动 B ．制氢时，X 电极反应式为22Ni(OH)e OH NiOOH H O ---+=+ C ．供电时，Zn 电极附近溶液的pH 降低

{高中试卷}高三化学一轮复习：电化学原理及其应用[仅供参考]

20XX年高中测试 高 中 试 题 试 卷 科目： 年级： 考点：

监考老师： 日期： 电化学原理及其应用 1．家蝇的雌性信息素可用芥酸(来自菜籽油)与羧酸X在浓NaOH溶液中进行阳极氧化得到。电解总反应式为： 则下列说法正确的是( ) A．X为C2H5COOH 3＋6H＋B．电解的阳极反应式为：C21H41COOH＋X－2e－＋2H2O―→C23H46＋2CO2－ C．电解过程中，每转移a mol电子，则生成0.5a mol雌性信息素 D．阴极的还原产物为H2和OH－ 解析：A项根据原子守恒可判断X为C2H5COOH；B项由于电解质溶液为浓NaOH，因此阳极反应 3＋4H2O；C项根据电解总反应可知每生成1 式应为C21H41COOH＋X－2e－＋60H－―→C23H46＋2CO2－ mol雌性信息素转移2 mol电子，则C项正确；D项阴极的还原产物为H2，OH－并非氧化还原产物． 答案：AC 2．下列关于铜电极的叙述正确的是( ) A．铜锌原电池中铜是负极 B．用电解法精炼粗铜时，粗铜作阴极 C．在镀件上电镀铜时可用金属铜做阳极 D．电解稀硫酸制H2和O2时铜做阳极 解析：铜锌原电池中锌活泼，锌做负极；电解精炼铜时，粗铜中的铜失去电子，做阳极；电

镀铜时，应选用铜片做阳极，镀件做阴极，含有铜离子的溶液做电镀液。电解稀硫酸时，铜做阳极，失电子的是铜而不是溶液中的OH－，因而得不到氧气。 答案：C 3．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性。根据这一特点，科学家发明了电动势(E)法测水泥初凝时间，此法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag。 下列有关说法不正确的是( ) A．工业上制备普通水泥的主要原料是黏土和石灰石 B．测量原理装置图中，Ag2O/Ag极发生氧化反应 C．负极的电极反应式为：2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O D．在水泥固化过程中，由于自由水分子的减少，溶液中各离子浓度的变化导致电动势变化解析：A项工业上制备普通水泥的主要原料正确；B项测量原理装置图中，Ag2O/Ag极发生还原反应；C项负极材料Cu失电子，该电极反应式正确；D项在溶液中通过离子移动来传递电荷，因此各离子浓度的变化导致电动势变化。 答案：B 4． LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：FePO4 ＋Li 放电 充电 LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li＋导电固体为电解 质。 下列有关LiFePO4电池说法正确的是( ) A．可加入硫酸以提高电解质的导电性B．放电时电池内部Li＋向负极移动 C．充电过程中，电池正极材料的质量减少