应用电化学练习题
应用电化学练习题
1、 试推导下列电极反应的类型及电极反应的过程。 （1）++
→+24Ce e 2Ce ，(2)-→++OH 4e 4O H 2O 22
(3)
Ni e 2Ni 2→++ (4)()()-+→++OH s MnOOH O H e s MnO 22
(5)2Zn(OH)e 2OH
2Zn →-+-
; ()()[]-
-
→+242
OH Zn OH 2OH Zn
2、 试说明参比电极应具有的性能和用途。
3、 试描述双电层理论的概要。
4、 根据电极反应Red ne O x ?+，已知：1
*O *
R
L mmol 1x
-?==c c ，17s cm 10--?=θk ，3.0=α，n=1；（1）计算交换电流密度A I j /00=以μA 2cm -?表示）
；（2）试画出阳极电流和阴极电流在600μA 2
-?cm 范围内的Tafel 曲线（η-I
lg ）
。T ＝298K ，忽略物质传递的影响。 5、 试推导高正超电势时η～I 关系式，并同Tafel 方程比较。 6、 根据文献提供的数据，()()()()1
46
1
36
L mmol 20CN Fe ,L mmol 20CN Fe Pt -+-+
??，
()1
L m m o l 1.0N a C l =?在25℃时的A I j
/00
=＝2.0mA.cm -2,这个体系的电子传递系数为0.50，计算：
（1）θ
k 的
值；（2）溶液中两种络合物浓度都为1mol.L -1时的交换电流密度0j ；
（3）电极面积为0.1cm 2，溶液中两种络合物浓度为10－
4mol.L
－1
时的电荷传递电阻。
7、 根据文献J.Am.Chem.Soc.，77，6488（1955）报道，研究电极反应：
()Hg Cd e 2Hg Cd 2→+++，当c Cd(Hg)=0.40mol.L -1时，得到如下实验数据：
试计算α和θ
k 的值。
8、 对于一个旋转圆盘电极，应用稳态物质传递控制电极反应的处理，物质传递系数m 0=0.62
6
1
2
13
20-ν
ωD ,式中
0D 为扩散系数（cm.s -1）
，ω为圆盘的角速度(s -1)( ω=2πf ，f 为旋转频率r.s -1)，ν是动力黏度，水溶液中ν为0.010（cm 2.s -1）。使用0.30cm 2的圆盘电极，在1mol.L -1Fe 3+还原为Fe 2+。已知Fe 3+的0D 为5.2×10－
6 cm.s -1，计算
圆盘电极转速为10 r.s -1时的还原极限电流。
9、 现用70A.m -2电流密度电解出铜，假定溶液中Cu 2+的活度为1，实验测得其Tafel 曲线低利率为（0.06V ）－
1，交换
电流密度
0j 为1 A.m -2，试问电解析出铜时阴极电位应为多少？
10、写出下列电池的电极反应，成流反应以及电解和集电器名称；
（1） 碱性锌－锰原电池 （2）锂－二氧化锰原电池 （3）锌－氧化汞电池 （4）碱性镍－镉电池（5）氢镍蓄电池（6）氢－氧燃料电池 11、下表为某电池在不同放电电流下的放电数据记录（电池质量50g ）
(1) 绘出两放电电流下电池的放电曲线，（E /V-Q /mA.h.g ）。
(2) 解释为什么相同初终放电电压而不同放电电流下电池容量不尽一样？
12、下表为碱性锌－锰电池的开路电压（OCV ）和放置时间的关系，放置10个月后电池容量下降了10%，（1）试计算
平均自放电速率，并绘出OCV －放置时间曲线；（2）试说明引发电池自放电的主要原因。
13、对于嵌入反应：
83x 83O V Li O V xLi =+[ 电解液为1 mol.L -1LiClO 4+PC:DME(1:1)]
(1) 试将该反应设计成二次电池并写出相应的电极反应。 (2) 试根据嵌入的锂离子的量x ，计算电池的理论容量。 (3) 试简述研究该二次电池性能的一般方法。
14、对于燃料电池：（－）（Pt ），()()+?-,Pt O SO H L
mol 1OH CH 2421
3
（1） 试写出电极反应和电池反应，并计算标准电池电动势。 （2） 试根据热力学知识推导其电池能量效率（H G id ??=/η）≥100%是可能的。
（3） 试叙述改进该燃料电池性能的方法。
15、试依据热力学数据计算碱性锌－空气电池的理论容量、电池的电动势。 16、试叙述燃料电池的类型及特点。
17、请写出铅酸蓄电池的电极反应和成流反应，并叙述影响其寿命和容量减小的原因及铅酸蓄电池的改进方法。 18、试叙述如何实现镍－镉电池的密封。 19、试叙述影响电镀层质量的因素。 20、试叙述电镀过程中添加剂的作用原理。 21、试叙述电镀生产的主要工艺对镀层质量的影响。
22、写出酸性光亮镀铜、镀亮镍和镀铬的电极反应，并简要说明镀液中成分的作用。 23、试说明阳极和阴极电泳涂装的主要原理和电泳涂装的优点。
24、298K 时，欲回收电镀液中的银，废液中AgNO 3浓度为10－
6mol.L -1，还含有少量的Cu 2+存在，若以石墨为阴极，银
用阴极电解法回收，要求回收99%的银，计算中令活度系数r 1=1。试计算：（1）Cu 2+的浓度应低于多少？（2）阴极电位应控制在什么范围内？（3）什么情况下Cu 与Ag 同时析出？
25、以惰性电极电解SnCl 2的水溶液进行阴极镀Sn ，阳极上产生O 2，已知：+
2Sn α＝0.10，+
H α
＝0.010，阳极上2
O
η＝0.5V ，已知：Sn
Sn 2+
?＝－0.140V ,
V 23.12
O/O
H θ
,H
2=+
?，(1)试写出电极反应。并计算实际分解电压，（2）若
阴
,H
2η=0.40V ，试问要使+
2Sn α
降低到何值才开始析出氢？
26．在铝的阳极氧化中分别要得到厚层和薄层氧化物膜对应的电解质条件、温度条件和电流密度条件各是什么？并说明原因。
27．试写出下列无机电合成的电极反应和总反应。
（1） 水银式电解槽制备2Cl 和NaOH （2）氯酸钾的电合成 （3）二氧化锰的电合成 （4）碱性介质中电解水
（5）高氯酸钠的的电合成 （6）由2MnO 的锰矿电解合成4KMnO 28．某工厂拟采用过硫酸法，设计生产10000吨30%22O H 的车间，试计算其电能消耗和设备等参数。设水解效率为
80%，电流效率为85%。
29．试比较氯碱工业中三种不同电解槽的优缺点。
30．某氯碱厂用水银槽电解食盐水，通过电解槽的电流为100kA 。问理论上每天生产多少2Cl ，2H 和NaOH ？设阳极电流效率为97%，问实际上每天生产多少2Cl ？（以每天24h 计） 31．氯碱工业中在阴极的改进方面，人们试用氧化还原反应代替+
H
的析出反应，即用阴极反应：
-=++OH 2e 2O H O 2/122 ，V
401.0=θ?，代替析氢反应。
（1） 试写出改进前的电极反应和总反应，（2）阴极反应改进后，理论分解电压降低多 （3）理论上，每生产1吨NaOH 将节约多少电能？
32．有机化合物的电解合成方法有何优缺点？目前比较肯定的或带有方向性的课题有哪些？
33．早期的关于电解法生产己二腈的工业设计，主要理论依据是什么？20世纪70年代后出现的关于电解合成己二腈的几种改进方法的特点是什么？
34．何谓有机物的间接电合成法？试各举一实例分别说明间接电氧化和间接电还原合成有机物。 35．何谓相转移电解法，试举例说明之。
36．试举例说明成对电解合成法，此法有什么优点？ 37．生产四烷基铅的电解槽的结构有何特点？
38．何谓有机化合物的电化学氟化？电氟化过程的基本特征有哪些？ 39．糖精电化学合成法较之传统的化学合成有何优点？
40．写出电解法生产己二腈的合成反应，试计算生产每吨己二腈的理论能量消耗，若电解槽电压为11.65V ，电流效率
为80%，计算实际能耗和能量效率。近年来，经过改进，槽电压已降到3.84V ，相应的数值又如何？
41．假设槽电压为5V ，电流效率为80%，计算从乙二酸生产乙醛酸的比能耗。（比能耗指生产1kg 产品所需要的能量）。 42．某有机物在阴极上电化学还原时，每个分子消耗2个电子。电流效率为95%，槽电压为12 V 。在50min 内电流密
度随时间的变化可用下式表示；20167.0cm A 4.0-?=i e i
，
计算单位面积阴极可得的产物量（单位；2
cm mol
-?）和这段时间内所需的平均电能（单位：1
mol h kW -??）。
43．简化的pH -?
图以可溶性离子浓度总和小于10-61L mol -?作为金属腐蚀与否的界限，合理吗？什么叫腐蚀区，
钝化区和稳定区？ 44．()θ
?/Cu Cu 2+比()θ
?t
P ,/H
H 2+高，为什么Cu 在潮湿空气中也腐蚀？()θ
?/Ti
Ti
2+
比()θ
?t
P ,/H H
2+
低得多，但为什么Ti 又是良
好的耐腐蚀金属？()θ
?/Zn Zn 2+比()θ
?t
P ,/H
H 2+低，但用Zn 桶盛水不腐蚀，为什么？
45．局部腐蚀只是局部问题，为什么说比均匀腐蚀更为严重？试举例说明孔蚀，晶间腐蚀，应力腐蚀破裂和冲蚀。 46．什么叫局部电池和局部电流，它们与局部腐蚀关系如何？试列表对均匀腐蚀和局部腐蚀的特点加以说明。 47．画出一种典型的金属钝化I －?曲线，并说明各段的意义。如何能说明金属钝化的原因是金属表面形成致密氧化物被膜的结果。
48．试根据金属腐蚀的电化学机理，说明可能的防腐方法。说明阴极保护和阳极保护的异同。 49．什么叫缓蚀剂？其防蚀机理如何？试说明之。
50．镍在水溶液中的热力学稳定性可以根据热力学数据及由此计算而建立的电势－pH 图进行判断。试描绘下列给定条件下Ni 的电势－pH 图的概念。从酸到弱碱性溶液中，将Ni ，Ni 2＋
，Ni(OH)2作为镍的稳定的化学物质时可以看成：（a ）
Ni 和Ni 2＋
的平衡，（b ）Ni 和Ni(OH)2的平衡，（c ）Ni 2＋
和Ni(OH)2的平衡。Ni 2＋
，Ni(OH)2及H 2O 的标准态的化学势分
别为()θμ+2Ni ，()()θμ2
O H N i ，()θ
μO H 2，用()x α表示某种化学物质x 活度。
（1）写出（a ），（b ），（c ）的反应式及（a ）、（b ）平衡电势?的表达式。（2）Ni 2＋
的活度()
+
2Ni α
＝10
－5
时，表示在电势－pH 图中的（a ）和（b ）平衡电势的直线
在pH ＝7.0相交，试求Ni(OH) 2的溶度积K sp 的表达式及其值。水的电离常数K w =10-14。（3）描述()
+
2Ni α＝10
－5
时，电
势－pH 图的概况，表示出各种化学物质的稳定区域。
51．英国在罗马人征服期的遗址发现大量的铁钉（有1吨以上）。像山一样的铁的四周几乎都腐蚀了，但放在中心部的铁钉没有腐蚀。叙述不腐蚀与腐蚀的原因。还有在日本琦玉、千叶发现的古喷时代的带有金象眼的铁剑几乎都腐蚀了，说明它与铁钉的情况有何不同？
1．怎样用电毛细曲线和微分电容曲线求电极表面的剩余电荷密度和零电荷电势？哪种方适得到的结果更精确些? 2．在电极／溶液界面上若有特性吸附现象时，电毛细曲线和微分电容曲线将发生怎样的变化？ 3．电极过程可看作一个连续反应，它包括哪几个步骤?什么叫控制步骤? 4．原电池与电解池中的极化现象有何异同？
5．举例说明什么是阴极极化曲线？什么是阳极极化曲线? 极化曲线有哪些表示方法？ 6．什么叫极化度(极化率)？它的大小说明什么性质？
7．测量极化曲线时有恒电流法和恒电位法，在什么情况下用哪一种方法? 8．稳态法和暂态法有何区别？
9．何为三电极体系? 在什么情况下用两电极体系进行测量?
10．在25℃时从SnSO 4溶液中沉积金属Sn ，测得的超电势与电流密度值如下， η/(V) I ／(A ·m —
2)
一0．002 0．20×10-6 一0．004 0．37 ×10-6 —0．006 0．57 ×10-6 一0．008 0．79 ×10-6
一0．010 1．03 ×10-6
绘制极化曲线，并求出0.60×10-6处的极化度
11．什么是交换电流密度？交换电流密度的大小说明了电极的什么性质?
12．电极反应的正向电流密度，反向电流密度与外电路的电流密度有何关系？
13．塔菲尔公式的内容是什么？式中a、b常数的物理意义是什么?
14．电解H2SO4水溶液时．H2在Ni阴极上的超电势为0.35V，当电流密度增加原来数值的8倍，阴极的超电势是多少?假设Tafel公式中的b为0.12V。
15．25℃稀H2SO4溶液中，超电势随汞电极上电流密度的变化如下：
η/(V) I／(A·m—2)
0．60 2.9×10-11
0．65 6.3×10-11
0．73 28×10-11
0．79 100×10-11
0．84 250×10-11
0．89 630×10-11
0．93 1650×10-11
0．96 3300×10-11
求H2在汞阴极上的i0和α和β值。
16．描述电极反应的基本动力学参数有哪些？其值大小说明什么?
17．什么是“ψ1效应”?为什么测平衡电极电势时不必考虑电极表面的状态，而测超电势时必须注意电极表面的状态？18．比较电化学极化与浓差极化各种影响因素。并指出两种极化在电极过程中所起的作用。
19．液相传质有哪几种方式？金属阳极溶下的金属离子以哪种方式进行传质离开电极?
20．扩散层和分散层是否是一个概念？扩散层与边界层有何不同？什么是扩散层有效厚度？
21．稳态扩散与非稳态扩散有何区别?
22．旋转圆盘电极的用途有哪些？有何优点？
23．旋转电极以3000转／分的速度转动，测量到的极限电流为100μA，电极直径φ=1.0mm，反应粒子的扩散系数为5 ×10-6cm2·s-1，n=1，反应粒子的动力粘度系数γ=10×10-2 cm2·s-1，求反应粒子的浓度为多少?
24．S2O82-离子在汞阴极上放电，为什么加入支持电解质，极限电流不是降低而是增加？
25．当电解0.02M银的络氰化物溶液时，Ag的析出电流效率达100%．已知15℃时银氰络离子的扩散系数为1.3×10-5 cm2·s-1，计算以下每种情况的扩散层的近似厚度。(1)溶液未加搅搅拌，温度为15℃，电流密度不超过5A·m-2。(2)以速度为500转/分而转动搅拌的溶液中电流密度为20 A·m-2。(3)在温度70℃时未加搅拌的溶液中电流密度为22 A·m-2。(近似认为70℃与15℃的扩散系数相等)
26．渡锌槽中ZnO的含量为15 g·L-1，在自然对流的条件下，扩散层厚度δ=0.01cm，Zn2+离子的扩散系数D=l.5×10-5cm·s-1，电流效率为80％，已知锌的密度为7.14g·cm-3，如果外加电流密度是极限电流密度的10％，求电镀半小时后锌镀层的厚度?
27．什么叫极谱?极谱法进行定量和定性分析的依据是什么?
28．极谱极大产生的原因是什么？如何消除极大？为什么？
29．氢还原过程中提出“迟缓放电理论”和“复合理论”各有什么依据？应如何评论它们？
30．为什么氢电极、氧电极都是还原过程比氧化过程研究得充分？用什么手段可证明氧化还原过程的中间产物是H2O2？31．为什么氢电极在一定的温度、压力和浓度时平衡电势只有一个值，而氢的超电势在不同的金属上差别却值大? 32．镍作阳极、铅作阴极在0.1M的NaOH溶液中通过显著电流，试估计阳极电势与阴极电势值。可认为超电势与电解液的本性无关。
33．钝化的成膜理论与吸附理论各有哪些实验事实为依据?
34．稳定电势与平衡电势有何不同?测平衡电势应保证哪些条件?
35．利用铜—水体系E—pH图解释：为什么在电解精炼铜时电解液应加入H2SO4?为何在电解过程小不断补加H2SO4? 36．为什么电势—pH图中总出现一些斜率不同的直线？电势-pH图是电化学平衡图，对研究腐蚀有何用处？
37．金属自溶解过程受哪些因素的影响？
38．Ni阳极溶解反应25℃时Tafel公从中b=0.052V，i0=2×10-5A·m-2，求Ni2+离子活度为l的溶液中电极电势为0.02V 时阳极溶解的速度为多少?
39．化学腐蚀的机理是什么？
40．在含氧的中性介质中，金属发生腐蚀的共轭反应是什么反应？同一金属在含氧量不同的介质中发生腐蚀的原因是什么？为何不是浓差造成的电势不同而引起的腐蚀?
41．什么川伊文思（Evans）图？有何用处？
42．不锈钢不生锈的原因是什么？在什么条件下才保证不锈钢真的不生锈?
43．什么叫阴极保护法和阳极保护法？
44．缓蚀剂为何能起缓蚀作用？除使用缓蚀剂外还有哪些防腐措施？
45．金属的阴极过程有哪些特点?
46．金属络离子是如何放电的?
47．如何理解金属电结晶过程中的“吸附原子”？
48．金属电结晶过程中晶核形成的条件是什么?如何才能得到致密的镀层?
49．欲回收废液中的银，废液中AgNO3的浓度为10-6M，还含有少量的Cu2+离子，若以石墨为阳极，银为阴极用电解法回收银，要求回收99%的银，Cu2+离子的浓度低于多少？阴极电势应控制在什么范围之内？在什么情况下Cu与Ag 同时析出？
50．电解10M CuSO4溶液，用金属Pt作阳极，阴极是面积为55cm2的铜盘，电流强度保持恒定0.40A，如果电解槽中有一升溶液，计算铜析出将维持多少时间？析铜的槽电压为多少?
51．什么是电镀液的分散能力(均镀能力)？什么是深镀能力(复盖能力)？
52．决定镀液分散能力好坏的因素是哪些？
53．为什么说氯碱工业是重要的电解工业?
54．氯碱工业中有哪些主要产品与副产品？工业上采用什么办法尽量减少副产品的产生？
55．隔膜电解槽与水银电解槽有什么优缺点?
56．氯碱工业中所有的金属阳极由哪些成分构成？为什么它比石墨阳极好?
57．隔膜槽中的隔膜有哪几种类型？哪种隔膜好?为什么?
58．某氯碱厂用水银槽电解食盐水，通过电解槽的电流密度为10kA／m2，电极面积均为10m2。问理论上电解槽每天生产多少C12，H2，NaOH？设阳极的电流效率为97％，问实际上每天生产多少C12?
59．用金属阳极代替石墨阳极后，隔膜槽槽电压为3.5V，水银槽电压为4.3V，问同样生产一吨氯气，水银槽比隔多耗多少电能?
60．氯碱生产中电能的消耗费占总生产费的30%，应采用哪些措施来降能耗？目前采取了哪些重大革新措施？今后还有哪些工作可做？
61．化学电源的工作电势为何一定小于它的电动势？在什么情况下化学电源的开路电压等于它的电动势？
62．什么是一次电池？什么是二次电池？燃料电池和它们有什么不同?
63．什么叫电池容量？化学电源两极上的活性物质能全都用来供电吗？为什么？
64．什么叫电池的理论能量密度和实际能量密度？什么叫电池的功率密度？这些概念对研究化学电源有何方便之处？65．用银锌蓄电池的理论开路电压为1.85V，计算它的理论能量密度？为什么此电池的功率密度在现有电池中为最大? 66．锌锰干电池的电液有酸性和碱性之分，哪一种比较好？为什么？我们常用的是哪一种？
67．为什么铅酸蓄电池必需经常维持在充足电的状态?为什么镉镍蓄电池不能长期维持充满电的状态，必须经常放电，否则就降低电池容量？
68．写出镉镍蓄电池的充、放电反应式；并指出密封式的干蓄电池在过充电时为何不必补充水，和排出气体?
69．银锌蓄电池有哪些优缺点?
70．如何表示燃料电池的能量转换效率?
71．目前成功的燃料电池是哪种，说明它的工作原理。
1、电化学系统的构成单元有哪些？
2、电极的特性要求？
3、研究固体电极时注意进行哪些处理？
4、对辅助电极和参比电极有哪些要求？
5、电解质溶液如何分类？
6、零电荷电势如何测定？影响零电荷电势的因素？
7、什么是电极过程？其主要过程有哪些？
8、什么是电极极化？有哪些因素影响极化？
9、电极反应的过程？
10、电子传递系数（α）的意义，取值范围？
11、写出Butler-V olmer方程，为什么说是电化学基本方程？
12、标准速率常数和交换电流密度的意义是什么？
13、传递系数对电流-超电势关系的影响
14、R ct—电荷传递电阻的意义，用什么方法进行测量？
15、电极反应过程的物质传递形式？
16、电化学测量方法主要有？
17、电化学技术的特点？
18、稳态与暂态？
20、电位扫描伏安法？
21、循环伏安曲线主要分析哪些数据？
22、什么叫电催化?它与一般化学催化有何不同？怎样鉴别电催化剂的优劣?
23、电化学催化剂必须具备的性能？
24、氢气析出时在金属和金属氧化物上电催化的主要机理和步骤？
25、氧气还原电催化机理与吸附模式的关系？
26、试述在酸性溶液中H离子还原为H2分子的几种可能的机理。并写以反应式。
27、影响氢与氧超电势的因素有哪些？
28、为什么H离子在不同金属上还原时，超电势的数值会有很大差别?
广东石油化工学院14级《应用电化学》期末复习题
《应用电化学》复习题题 一选择题 1.下列哪一种放电条件对电池的放电容量和性能有利（） A温度在20~40℃之间放电、间歇放电； B深度放电、高温放电； C连续放电、放电倍率较大放电； D低温放电、30%左右的额定容量放电。 2.单位质量或单位体积的电池所输出的电量（单位为A?h?kg-1或A?h?L-1）指的是电池的（） A额定容量；B比容量；C放电倍率；D比能量。 3.对于可溶正极锂电池(如Li/SOCl2),其中可溶指的是() A Li可溶于溶剂中,形成有机电解液； B正极(SOCl2)可溶于溶剂中,形成有机电解液； C无机支持电解质可溶于溶剂中,形成有机电解液； D有机支持电解质可溶于溶剂中,形成有机电解液； 4.燃料电池与一般电池的本质区别在于（） A能量供给连续，燃烧和氧化剂由外部提供 B能量转化效率高，低或零污染排放； C高度可靠，操作简单； D比能量和比功率高，建设周期短。 5.有一个电池上的标号是LR6，它的含义是：() A碱性锌锰圆柱形5号电池；B碱性锌锰圆柱形7号电池； C碱性锌氧化银圆柱形5号电池；D碱性锌氧化银圆柱形1号电池。 6.碱性Ni/Cd电池密封的工作原理主要是：（） A负极的有效容量是正极的1.3-2.0倍； B正极的有效用量是负极的1.3-2.0倍； C正负极的有效容量基本相同，O2通过渗透膜到达负极使之还原消除； D正负极的有效容量基本相同，O2通过渗透膜到达正极使之还原消除。 7.开路电压OCV是指：() A没有电流流过外电路时电池正负极两级的电势差； B是指无负荷情况下的电池电压； C是指电池有电流流过时的端电压 D是指电池放电电池终止时的电压值。
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
电化学练习题练习题及答案
第七章电化学练习题 一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画× 1、设ZnCl 2水溶液的质量摩尔浓度为b ，离子平均活度因子为 ± γ，则离子平均活度θγαb b B ±=34。（ ） 2、298K 时，相同浓度（均为）的KCl 、CaCl 2和LaCl 3三种电解质水溶液，离子平均活度因子最大的是LaCl 3。（ ） 3、 BaCl 2水溶液，其离子强度I=。（ ） 4、实际电解时，在阴极上首先发生还原作用的是按能斯特方程计算的还原电势最大者。（ ） 5、对于一切强电解质溶液—I Z AZ -+-=±γln 均适用。（ ） 6、电解质溶液与非电解质溶液的重要区别是电解质溶液含有由电解质离解成的正负离子。（ ） 7、电解质溶液可以不偏离理想稀溶液的强电解质溶液。（ ） 8、离子迁移数 t ++t -<1。（ ） 9、离子独立移动定律只适用于无限稀的强电解质溶液。（ ） 10、无限稀薄时，KCl 、HCl 和NaCl 三种溶液在相同温度、相 同浓度、相同单位电场强度下，三种溶液中的Cl －迁移数 相同。（ ） 11、在一定的温度和较小的浓度情况下，增大弱电解质溶液的 浓度，则该弱电解质的电导率增加，摩尔电导率减少。（ ）
12、用Λm 对C 作图外推的方法，可以求得HAC 的无限稀释之摩尔电导。（ ） 13、恒电位法采用三电极体系。（ ） 14、对于电池()() ()() s Ag b AgNO b NO Ag s Ag 2313，b 较小的一端 为负极。（ ） 15、一个化学反应进行时，10220--=?mol KJ G m r ..，如将该化学反应安排在电池中进行，则需要环境对系统做功。（ ） 16、原电池在恒温、恒压可逆的条件下放电时，0=?G 。（ ） 17、有能斯特公式算得电池的E 为负值，表示此电池反应的方向是朝正向进行的。（ ） 18、电池()()()() s Ag s AgCl kg mol Cl Zn s Zn 01002012.,..,=±-γ其反应为 ()()()()010*******.,..,=+→+±-γkg mol ZnCl s Ag s Zn s AgCl ， 所以其电动势的计算公式为 ()010020222..ln ln ?-=-=F RT E F RT E E ZnCl θθα。（ ） 19、标准电极电势的数据就是每个电极双电层的电势差。（ ） 20、电池反应的E 与指定电池反应计量方程式的书写无关，而 电池反应的热力学函数m r G ?等则与指定电池反应计量方 程式的书写有关。（ ） 21、锌、银两金属片同时插入HCl 水溶液中，所构成的电池是可逆电池。（ ） 22、电解池中阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。（ ）
应用电化学答案总结
1，电化学实际应用的范围及分类有哪些？ 答：(1)电合成无机物和有机物，例如氯气、氢氧化钠、高锰酸钾、己二腈、四烷基铅； (2)金属的提取与精炼，例如熔盐电解制取铝、湿法电冶锌、电解精练铜； (3)电池，例如锌锰电池、铅酸电池、镍硌电池、锂电池、燃料电池、太阳 能电池； (4)金属腐蚀和防护的研究，采取有效的保护措施，例如电化学保护、缓蚀剂保护； (5)表面精饰，包括电镀、阳极氧化、电泳涂漆等； (6)电解加工，包括电成型(电铸)、电切削、电抛磨； (7)电化学分离技术，例如电渗析、电凝聚、电浮离等应用于工业生产或废水处理； (8)电分析方法在工农业、环境保护、医药卫生等方面的应用。 3，试说明参比电极应具有的性能和用途。 答：参比电极是理想不极化电极，它应具备下列性能：应是可逆电极，其电极电势符合Nernst方程；参比电极反应应有较大的交换电流密度，流过微小的电流时电极电势能迅速恢复原状；应具有良好的电势稳定性和重现性等。 参比电极是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极，参比电极上基本没有电流通过，用于测定研究电极(相对于参比电极)的电极电势。实际上，参比电极起着既提供热力学参比，又将工作电极作为研究体系隔离的双重作用。 4 , 试说明工作电极应具有的性能和用途。 答：工作电极(working electrode，简称WE)：又称研究电极，是指所研究的反应在该电极上发生。一般来讲，对工作电极的基本要求是：所研究的电化学反应不会因电极自身所发生的反比而受到影响，并且能够在较大的电位区域中进行测定；电极必须不与溶剂或电解液组分发生反应；电极面积不宜太大，电极表面最好应是均一、平滑的，且能够通过简单的方法进行表面净化等等。工作电极可以是固体，也可以是液体，各式各样的能导电的固体材料均能用作电极。通常根据研究的性质来预先确定电极材料，但最普通的“惰性”固体电极材料是玻碳(GC)、铂、金、银、铅和导电玻璃等。采用固体电极时，为了保证实验的重现性，必须注意建立合适的电极预处理步骤，以保证氧化还原、表面形貌和不存在吸附杂质的可重现状态。在液体电极中，汞和汞齐是最常用的工作电极，它们都是液体，都有可重现的均相表面，制备和保持清洁都较容易，同时电极上高的氢析出超电势提高了在负电位下的工作窗口，已被广泛用于电化学分析中。 5，试说明辅助电极应具有的性能及用途。 答：辅助电极和工作电极组成回路，使工作电极上电流畅通，以保证所研究的反应在工作电极上发生，但必须无任何方式限制电池观测的响应。由于工作电极发生氧化或还原反应时，辅助电极上可以安排为气体的析出反应或工作电极反应的逆反应，以使电解液组分不变，即辅助电极的性能一般不显著影响研究电极上的反应。但减少辅助电极上的反应对工作电极干扰的最好办法可能是用烧结玻璃、多孔陶瓷或离子交换膜等来隔离两电极区的溶液。为了避免辅助电极对测量到的数据产生任何特征性影响，对辅助电极的结构还是有一定的要求。如与工作电极相比，辅助电极应具有大的表面积使得外部所加的极化主要作用于工作电极上，辅助电极本身电阻要小，而且不容易极化，同时对其形状和位置也有要求。
电化学练习题带答案
电化学练习 １.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为Fe+Ni2Ｏ3＋３H2O===Fe(OＨ)2+2Ｎi（OH)２ 下列有关该电池的说法不正确的是( ）。 A.电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2Ｏ3,负极为Fｅ B．电池放电时，负极反应为Fe+2OＨ－－2e－===Fe(OH）2 C．电池充电过程中，阴极附近溶液的ｐH降低 D.电池充电时，阳极反应为2Ni（OH)2+2OH-－２e-===Ｎi2O3＋3H２O 2．镀锌铁在发生析氢腐蚀时,若有０.2 ｍｏｌ电子发生转移，下列说法正确的是( ） ①有5.６g金属被腐蚀②有６.5 g金属被腐蚀③在标准状况下有２.2４ L气体放出④在标准状况下有1.12 L气体放出 A.①② B.①④ C．②③D．③④3．某固体酸燃料电池以CsHSO４固体为电解质传递H+，其基本结构如图，电池总反应可表示为:2H2+Ｏ2＝=＝2Ｈ2O，下列有关说法正确的是( ） A.电子通过外电路从ｂ极流向a极 B．b极上的电极反应式为：O２＋２H2O+4e－===4OH- C．每转移0.1 moｌ电子,消耗１．1２ L的H2 D．Ｈ＋由a极通过固体酸电解质传递到b极 4.如图是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的构造示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子（H+）和电子，电子经过电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，该电池总反应式为:２CH3ＯH＋3O2===2CO２+4Ｈ2Ｏ。下列有关该电池的说法错误的是（) A．右边的电极为电池的负极,b处通入的是空气 B.左边的电极为电池的负极，a处通入的是甲醇C．电池负极的反应式为:2CＨ3OH＋２Ｈ2O－12ｅ-==＝2CO2↑＋12H+ D．电池正极的反应式为:３O2+12H＋＋12e－===6H2Ｏ 5．铅蓄电池的工作原理为:Pb+ＰbＯ2＋2Ｈ2SO4=＝＝2PbSO4+２H2O，研读下图,下列判断不．正确的是（ ) Ａ.K闭合时,ｄ电极反应式:PｂSＯ4＋2H2O－2e-===PｂＯ２+4H＋＋ B.当电路中转移0.2 moｌ电子时,Ⅰ中消耗的H２ＳO4为0.2 mol Ｃ.Ｋ闭合时，Ⅱ中SＯ４2-向c电极迁移 D．Ｋ闭合一段时间后,Ⅱ可单独作为原电池,ｄ电极为正极 6．获得“8６3”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功，电解液为ＡlI3溶液,已知电池总反应为:２Al＋３I２===2AlI3。下列说法不．正确的是( ） A．该电池负极的电极反应为:Al-3e-＝==Ａｌ3＋ B.电池工作时,溶液中铝离子向正极移动 Ｃ．消耗相同质量金属时，用锂作负极时，产生电子的物质的量比铝多 D.该电池可能是一种可充电的二次电池 7最近,科学家研制出一种纸质电池,这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体,在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为:Zn+2MｎO２＋Ｈ2O＝=＝ZｎＯ＋2MnOＯＨ。下列说法不．正确的是( ） A．该电池Zｎ为负极,MnＯ２为正极 B.该电池的正极反应为：ＭnＯ2＋ｅ－+Ｈ2Ｏ==＝MnOＯＨ+OH-Ｃ．导电时外电路电子由Zn流向MnＯ２，内电路电子由MnO2流向Zn D．电池工作时水分子和ＯＨ-都能通过薄层纸片 ８．防止或减少钢铁的腐蚀有多种方法:如制成耐腐蚀合金、表面“烤蓝”、电镀另一种金属以及电化学保护等方法。(1)钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀,请写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应:正极：____________＿___；负极:＿____________＿__。 (２)在海洋工程上,通常用铝合金(Ａl－Zn-Cd)保护海底钢铁设施，其原理如图所示：其中负极发生的
应用电化学复习
应用电化学复习 第一章： 电极：工作电极WE，辅助电极CE，参比电极RE。 1.电化学体系的基本部分：①电极②隔膜③电解质溶液④电解池的设计与安装。 2.电极：电极是与电解质溶液或电解质接触的电子导体或半导体，为多相体系。 3.工作电极基本要求：①电极本身发生反应不会影响所研究的化学反应且能在较宽的电位内进行测定；②电极不与溶液的任何组分反应；③电极面积不宜太大，表面均匀平滑且易于表面净化。 4.参比电极的性能：①为可逆电极，电极电势符合Nernst方程，②参比电极反应有较大的交换电流密度，流过微小电流时电极电势能迅速复原，③具有良好的电势稳定性、重现性。 5.双电层理论的BDM模型（简述） 内层：最靠近电极的一层（紧密层），由溶剂分子+特性吸附物质组成。 第一层：水分子层:φM 第二层：水化离子剩余电荷层； IHP（内Helmholtz层）:特性吸附离子的电中心位置（距离x1处）； OHP（外Helmholtz层）:最接近电极的溶剂化离子（非特性吸附离子）的中心位置（距离x2处）； 分散层：OHP层与溶液本体之间。 6.电极反应种类 ⑴简单电子迁移反应： ⑵金属沉积反应： ⑶表面膜的转移反应： ⑷伴随着化学反应的电子迁移反应：存在于溶液中的氧化或还原物种借助于电极实施电子传递反应之前或之后发生的化学反应。 ⑸多孔气体扩散电极中的气体还原或氧化反应：气相中的气体溶解于溶液后，在扩散到电极表面，借助于气体扩散电极得到或失去电子，提高了电极过程的电流效率。 ⑹气体析出反应：某些存在于溶液中的非金属离子借助于电极发生还原、氧化反应产生气体而析出。反应过程中，电解液中非金属离子的浓度不断减小。 ⑺腐蚀反应：金属的溶解反应，金属或非金属在一定的介质中发生溶解，电极的重量不断减轻。 7.伴随着化学反应的电子迁移反应的机理（电极反应机理） （阴极还原：Ox+n e→Red. 阳极氧化：Red→Ox +ne） （1）CE机理：发生电子迁移之前发生化学反应通式：X←→Ox + ne ←→Red （2）EC机理：发生电子迁移之后发生化学反应通式：Ox + ne ←→Red ←→X （3）催化机理：EC机理中的一种，在电极和溶液之间的电子传递反应，通过电极表面物种氧化-还原的媒介作用，使反应在比裸电极低的超电势下发生，属于“外壳层”催化。 通式：Ox + ne ←→Red E步骤Red + X ←→Ox + Y C步骤（4）ECE机理：氧化还原物种先在电极上发生电子迁移反应，接着又发生化学反应，在此两反应后又发生电子迁移反应，生成产物。 8.极化：当法拉第电流通过电极时，电极电势或电池电动势对平衡值（或可逆值，或Nernst 值）会发生偏离，这种偏离称为极化。 9.极化的类型：①浓差极化、②化学极化、③电化学极化
应用电化学习题及答案
应用电化学，辉卢文庆 全书思考题和习题 第一章习题解答： 1试推导下列各电极反应的类型及电极反应的过程。 (1)++ →+242Ce e Ce 解：属于简单离子电迁移反应，指电极/溶液界面的溶液一侧的氧化态物种4Ce + 借助于电极得到电子，生成还原态的物种2Ce + 而溶解于溶液中，而电极在经历氧化-还原后其物理化学性质和表面状态等并未发生变化， (2) -→++OH e O H O 44222 解：多孔气体扩散电极中的气体还原反应。气相中的气体2O 溶解于溶液后，再扩散到电极表面，然后借助于气体扩散电极得到电子，气体扩散电极的使用提高了电极过程的电流效率。 (3) Ni e Ni →++22 解：金属沉积反应。溶液中的金属离子2Ni + 从电极上得到电子还原为金属Ni ，附着于电极表面，此时电极表面状态与沉积 前相比发生了变化。 (4) -+→++OH s MnOOH O H e s MnO )()(22 解：表面膜的转移反应。覆盖于电极表面的物种(电极一侧)经过氧化-还原形成另一种附着于电极表面的物种，它们可能是氧化物、氢氧化物、硫酸盐等。 (5)2)(22OH Zn e OH Zn →-+-；--→+242])([2)(OH Zn OH OH Zn 解：腐蚀反应：亦即金属的溶解反应，电极的重量不断减轻。即金属锌在碱性介质中发生溶解形成二羟基合二价锌络合物，所形成的二羟基合二价锌络合物又和羟基进一步形成四羟基合二价锌络合物。 2．试说明参比电极应具有的性能和用途。 参比电极(reference electrode ，简称RE)：是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极，参比电极上基本没有电流通过，用于测定研究电极(相对于参比电极)的电极电势。 既然参比电极是理想不极化电极，它应具备下列性能：应是可逆电极，其电极电势符合Nernst 方程；参比电极反应应有较大的交换电流密度，流过微小的电流时电极电势能迅速恢复原状；应具有良好的电势稳定性和重现性等。 不同研究体系可以选择不同的参比电极，水溶液体系中常见的参比电极有：饱和甘汞电极(SCE)、Ag/AgCl 电极、标淮氢电极(SHE 或NHE)等。许多有机电化学测量是在非水溶剂中进行的，尽管水溶液参比电极也可以使用，但不可避免地会给体系带入水分，影响研究效果，因此，建议最好使用非水参比体系。常用的非水参比体系为Ag/Ag+(乙腈)。工业上常应用简易参比电极，或用辅助电极兼做参比电极。在测量工作电极的电势时，参比电极的溶液和被研究体系的溶液组成往往不—样，为降低或消除液接电势，常选用盐桥；为减小末补偿的溶液电阻，常使用鲁金毛细管。 3．试描述双电层理论的概要。 解：电极/溶液界面区的最早模型是19世纪末Helmholtz 提出的平板电容器模型(也称紧密层模型)，他认为金属表面过剩的电荷必须被溶液相中靠近电极表面的带相反电荷的离子层所中和，两个电荷层间的距离约等于离子半径，如同一个平板电容器。这种
第10章--应用电化学--习题及答案
第10章--应用电化学--习题及答案 应用电化学 习题及答案 10-1 水的标准生成自由能是-237.191kJ mol-1,求在25℃时电解纯水的理论分解电压。 解：H2O=H2 +1/2O2, 电子转移数为2，则有 ΔG = - n F Emf = -237.191kJ mol-1(n=2)，-*****=-2×*****×Emf, Emf=1.229V 10-2 298.15K时测得电池: Pt(s)| H2( pO) | HCl(b) | Hg2Cl2(s) | Hg(l) 的电动势与HCl溶液的质量摩尔浓度的关系如下 b×103/(mol kg-1) Emf / V 75.08 37.69 18.87 5.04 0.4119 0.4452 0.4787 0.5437 求（1）EO甘汞（2）b= 0.07508 mol kg-1时HCl溶液的??。解：负极反应：H2-2e-→2H+ 正极反应：Hg2Cl2 +2e-→2Hg +2Cl- 电池反应：H2+ Hg2Cl2 →2H++2Hg +2Cl- ?a2(Hg)a2(HCl)?Θ ?所以有： E mf= E-RT/2Fln?= E-RT/2Fln?a2(HCl)? ?a(H)a(HgCl)?222??Θ a(HCl)=a (H+) a(Cl-)=(??b/bΘ)2 E mf=EO甘汞- (2RT/F) ln(b/bO) 对于稀溶液，ln??=-A’(I/bΘ)1/2, 1-1价电解质I=b (1) E mf+ (2RT/F) ln(b/bO)=EO甘汞+ (2RT/F) A’ (b/bO)0.5 , 以 E mf+(2RT/F)ln(b/bO)对(b/bO)0.5作图，直线的截距EO甘汞＝0.2685 V (2) E mf=EO甘汞- (2RT/F) ln(b/bO) - (2RT/F) ln?? , ??=0.815 1 10-3 298.2K 时，在有玻璃电极的电池中，加入pH＝4.00的缓冲溶液，测得电动势为0.1122V；则当电动势为0.2305V时，溶液的
应用电化学习题及答案
应用电化学,杨辉卢文庆 全书思考题和习题 第一章习题解答: 1试推导下列各电极反应的类型及电极反应的过程。 （1)++ →+242Ce e Ce 解:属于简单离子电迁移反应,指电极／溶液界面的溶液一侧的氧化态物种4Ce + 借助于电极得到电子，生成还原态的物种2Ce + 而溶解于溶液中，而电极在经历氧化—还原后其物理化学性质和表面状态等并未发生变化, （２） -→++OH e O H O 44222 解：多孔气体扩散电极中的气体还原反应．气相中的气体2O 溶解于溶液后,再扩散到电极表面,然后借助于气体扩散电极得到电子,气体扩散电极的使用提高了电极过程的电流效率。 （３） Ni e Ni →++22 解:金属沉积反应。溶液中的金属离子2Ni + 从电极上得到电子还原为金属Ｎi,附着于电极表面，此时电极表面状态与沉积前 相比发生了变化。 （４） -+→++OH s MnOOH O H e s MnO )()(22 解:表面膜的转移反应.覆盖于电极表面的物种(电极一侧）经过氧化—还原形成另一种附着于电极表面的物种,它们可能是氧化物、氢氧化物、硫酸盐等。 (５)2)(22OH Zn e OH Zn →-+-；--→+242])([2)(OH Zn OH OH Zn 解：腐蚀反应:亦即金属的溶解反应，电极的重量不断减轻。即金属锌在碱性介质中发生溶解形成二羟基合二价锌络合物,所形成的二羟基合二价锌络合物又和羟基进一步形成四羟基合二价锌络合物. ２.试说明参比电极应具有的性能和用途。 参比电极(re ｆe ｒｅn ｃe ｅl ｅct ｒode ，简称ＲE):是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极，参比电极上基本没有电流通过,用于测定研究电极(相对于参比电极)的电极电势。 既然参比电极是理想不极化电极，它应具备下列性能:应是可逆电极,其电极电势符合Ne ｒns ｔ方程；参比电极反应应有较大的交换电流密度,流过微小的电流时电极电势能迅速恢复原状;应具有良好的电势稳定性和重现性等。 不同研究体系可以选择不同的参比电极,水溶液体系中常见的参比电极有：饱和甘汞电极（SCE)、Ag ／ＡｇCl 电极、标淮氢电极(ＳHE 或N ＨE)等。许多有机电化学测量是在非水溶剂中进行的,尽管水溶液参比电极也可以使用,但不可避免地会给体系带入水分,影响研究效果,因此,建议最好使用非水参比体系。常用的非水参比体系为Ag ／Ａg+(乙腈)。工业上常应用简易参比电极,或用辅助电极兼做参比电极.在测量工作电极的电势时,参比电极内的溶液和被研究体系的溶液组成往往不-样,为降低或消除液接电势,常选用盐桥；为减小末补偿的溶液电阻，常使用鲁金毛细管。 3.试描述双电层理论的概要。 解：电极/溶液界面区的最早模型是19世纪末H ｅlmho ｌｔz 提出的平板电容器模型（也称紧密层模型）,他认为金属表面过剩的电荷必须被溶液相中靠近电极表面的带相反电荷的离子层所中和,两个电荷层间的距离约等于离子半径,如同一个平板电容器．这
应用电化学简单题附答案
1、何谓电毛细曲线？何谓零电荷电势？由lippman公式可进一步得到界面双电层得微分电容Cd，请给出Cd得数学表达式。 答：①将理想极化电极极化至不同电势（Φ），同时测出相应得界面张力（σ值），表征Φ-6关系得曲线为“电毛细曲线”。②“零电荷电势”就是指σ-Φ曲线上最高点处dσ/dΦ=0即q=0（表面不带有剩余电荷）相应得电极电势，用Φ 0表示。③由lippman公式：q=-（dσ/dΦ)μ 1 , μ 2 ,、、、μ i ;及Cd=dq/dΦ得Cd=-d2σ/dΦ2 2、何谓电化学极化？产生极化得主要原因就是什么？试分析极化在电解工业（如氯碱工业）﹑电镀行业与电池工业得利弊。 答：①电化学极化就是指外电场作用下，由于电化学作用相对于电子运动得迟缓性改变了原有得电偶层而引起电极电位变化。（即电极有净电流通过时，阴、阳电流密度不同，使平衡状态受到了破坏，而发生了电极电位得“电化学极化”）。 ②原因：电化学反应迟缓、浓差极化。③从能量角度来瞧，极化对电解就是不利得；超电势越大，外加电压越大，耗能大。极化在电镀工业中就是不利得，氢在阴极上析出就是不可避免得副反应，耗能大，但同时使阴极上无法析出得金属有了析出得可能。极化使电池放电时电动势减少，所做电功也减小，对电池工业不利 3、参比电极需选用理想极化电极还就是不极化电极？目前参比电极有那些类型？选择参比电极需考虑什么？ 答：①参比电极选用理想不极化电极。②类型：标准氢电极，饱与甘汞电极，Ag/Agcl电极，Hg/HgO/OH-电极。③考虑得因素：电极反应可逆，稳定性好，重现性好，温度系数小以及固相溶解度小，与研究体系不反应 4、零电荷得电势可用哪些方法测定？零电荷电势说明什么现象？能利用零电荷电势计算绝对电极电位吗？ 答：①电毛细法与微分电容法。②零电荷电势表明了“电极/溶液”界面不会出现由于表面剩余电荷而引起得离子双电层现象；③不能将此电势瞧成相间电势得绝对零点，该电势也就是在一定参比电极下测得得，所以不能用于计算绝对电极电位。 5、为什么卤素离子在汞电极上吸附依F﹤Cl﹤I 得顺序而增强，特性吸附在电毛细曲线与微分电容曲线上有何表现？ 答：①卤素离子为表面活性物质，阴离子吸附主要发生在比零电荷电势更正得电势范围，由于F-、cl- 、I-离子半径依次增大，可极化度增大，吸附能力增强，所以在汞电极上，I->cl->F-、②特性吸附在两种曲线上得左半支曲线不同，零电荷 电势负移。 6、何谓非稳态扩散？其初始条件与一个边界条件就是什么？另一边界条件由极化条件决定。答：①非稳态扩散：在电化学反应开始阶段，由于反应粒子浓度变化幅度较小，液相传质不足，粒子被消耗，此时浓度极化处于发展阶段，称之为传质过程得非稳态阶段②初始条件：C i（x,0）=C i0 开始电极前扩散粒子完全均匀分布在液相中。边界条件：C i（∞，t）=C i0，无穷远处不出现浓度极化。③另一边界条件：极化条件 7、溶液中有哪几种传质方式，产生这些传质过程得原因就是什么？ 答：对流、扩散、电迁移。①对流：由于流体各部分之间存在浓度或温度差或者外部机械作用力下所引起；②扩散：由于某一组分存在浓度梯度，粒子由高浓度向低浓度转移；③电迁移：在外电场作用下，液相中带电粒子作定向移动。8、稳态扩散与非稳态扩散得特点就是什么，可以用什么定律来表示？ 答：①稳态扩散：扩散粒子得浓度只与距离有关，与时间无关。用Fick第一定律表示，J表示扩散流量。②非稳态扩散：扩散粒子得浓度同时就是距离与时间得函数。用Fick第二定律 9、说明标准电极反应速度常数k S与交换电流密度i0得物理意义，并比较两者得区别。 答：①k S：当电极电势为反应体系得标准平衡及反应粒子为单位浓度时，电极反应进行得速率（md/s）。i0：反应在平衡电势下得电流密度，即有i0=i a=i k②相同点：数值越大，表示该反应得可逆性越强。不同点：k S与浓度无关，i0与反应体系各种组分得浓度有关。 10、为什么有机物在电极上得可逆吸附总就是发生在一定得电位区间内？ 答：越正得电势，有机物易被氧化；电势越负，易被还原，因此其可逆吸附发生在平衡电势附近值，即一定得电位区间内。 11、试说明锂离子电池得正极与负极材料就是何物质？为什么其溶剂要用非水有机溶剂? 锂离子电池比一般得二次电池具有什么特点？ 答：①正极：主要就是嵌锂化合物，包括三维层状得LiCoO 2 ,LiNiO 2 ,三维得TiO 2 。负极：主要就是碳素材料，如石墨、碳纤维。②锂遇水反应生 成H 2 ，可能有爆炸得危险，所以要用非水有机溶
应用电化学 简单题附答案
1.何谓电毛细曲线？何谓零电荷电势？由lippman 公式可进一步得到界面双电层的微分电容Cd ，请给出Cd 的数学表达式。 答：①将理想极化电极极化至不同电势（Φ），同时测出相应的界面张力（σ值），表征Φ-6关系的曲线为“电毛细曲线”。②“零电荷电势”是指σ-Φ曲线上最高点处d σ/d Φ=0即q=0（表面不带有剩余电荷）相应的电极电势，用Φ0表示。③由lippman 公式：q=-（d σ/d Φ)μ 1 ,μ 2 ,...μi ;及Cd=dq/d Φ得Cd=-d 2σ/d Φ2 2.何谓电化学极化？产生极化的主要原因是什么？试分析极化在电解工业（如氯碱工业）﹑电镀行业和电池工业的利弊。 答：①电化学极化是指外电场作用下，由于电化学作用相对于电子运动的迟缓性改变了原有的电偶层而引起电极电位变化。（即电极有净电流通过时，阴、阳电流密度不同，使平衡状态受到了破坏，而发生了电极电位的“电化学极化”）。②原因：电化学反应迟缓、浓差极化。③从能量角度来看，极化对电解是不利的；超电势越大，外加电压越大，耗能大。极化在电镀工业中是不利的，氢在阴极上析出是不可避免的副反应，耗能大，但同时使阴极上无法析出的金属有了析出的可能。极化使电池放电时电动势减少，所做电功也减小，对电池工业不利 3.参比电极需选用理想极化电极还是不极化电极？目前参比电极有那些类型？选择参比电极需考虑什么？ 答：① 参比电极选用理想不极化电极。②类型：标准氢电极，饱和甘汞电极，Ag/Agcl 电极，Hg/HgO/OH -电极。③考虑的因素：电极反应可逆，稳定性好，重现性好，温度系数小以及固相溶解度小，与研究体系不反应 4.零电荷的电势可用哪些方法测定？零电荷电势说明什么现象？能利用零电荷电势计算绝对电极电位吗？ 答：①电毛细法和微分电容法。②零电荷电势表明了“电极/溶液”界面不会出现由于表面剩余电荷而引起的离子双电层现象；③不能将此电势看成相间电势的绝对零点，该电势也是在一定参比电极下测得的，所以不能用于计算绝对电极电位。 5.为什么卤素离子在汞电极上吸附依F ﹤Cl ﹤I 的顺序而增强，特性吸附在电毛细曲线和微分电容曲线上有何表现？ 答：①卤素离子为表面活性物质，阴离子吸附主要发生在比零电荷电势更正的电势范围，由于 F - 、cl - 、 I -离子半径依次增大，可极化度增大，吸附能力增强，所以在汞电极上，I ->cl ->F -.②特性吸附在两种曲线上的左半支曲线不同，零电荷电势负移。 6.何谓非稳态扩散？其初始条件和一个边界条件是什么？另一边界条件由极化条件决定。 答：①非稳态扩散：在电化学反应开始阶段，由于反应粒子浓度变化幅度较小，液相传质不足，粒子被消耗，此时浓度极化处于发展阶段，称之为传质过程的非稳态阶段②初始条件：C i （x,0）=C i 0 开始电极前扩散粒子完全均匀分布在液相中。边界条件：C i （∞，t ）=C i 0，无穷远处不出现浓度极化。③另一边界条件：极化条件 7.溶液中有哪几种传质方式，产生这些传质过程的原因是什么？ 答：对流、扩散、电迁移。①对流：由于流体各部分之间存在浓度或温度差或者外部机械作用力下所引起；②扩散：由于某一组分存在浓度梯度，粒子由高浓度向低浓度转移；③电迁移：在外电场作用下，液相中带电粒子作定向移动。 8.稳态扩散和非稳态扩散的特点是什么，可以用什么定律来表示？ 答：①稳态扩散：扩散粒子的浓度只与距离有关，与时间无关。用Fick 第一定律 表示，J 表示扩散流量。②非稳态扩散：扩散粒子的浓度同时是距离和时间的函数。用Fick 第二定律 9.说明标准电极反应速度常数k S 和交换电流密度i 0的物理意义，并比较两者的区别。 答：①k S ：当电极电势为反应体系的标准平衡及反应粒子为单位浓度时，电极反应进行的速率（md/s ）。i 0：反应在平衡电势下的电流密度，即有i 0=i a =i k ②相同点：数值越大，表示该反应的可逆性越强。不同点：k S 与浓度无关，i 0与反应体系各种组分的浓度有关。 10.为什么有机物在电极上的可逆吸附总是发生在一定的电位区间内？ 答：越正的电势，有机物易被氧化；电势越负，易被还原，因此其可逆吸附发生在平衡电势附近值，即一定的电位区间内。 11.试说明锂离子电池的正极和负极材料是何物质？为什么其溶剂要用非水有机溶剂? 锂离子电池比一般的二次电池具有什么特点？ 答：①正极：主要是嵌锂化合物，包括三维层状的LiCoO 2,LiNiO 2,三维的TiO 2。负极：主要是碳素材料，如石墨、碳纤维。②锂遇水反应生成H 2，可能有爆炸的危险，所以要用非水有机溶剂。③
应用电化学答案分析解析
一，简比较电子导体和离子导体的异同点 （1）电子导体（第一类导体）：荷电粒子是电子或电子空穴，它既包括普通的金属导体也包括半导体。离子导体（第二类导体）：荷电粒子是离子，例 如，电解质溶液或熔融盐。 （2）电子导体的特点： A.自由电子或电子空穴作定向移动而导电 B.导电过程中导体本身不发生变化 C.温度升高，电阻也升高 D.导电总量全部由电 子承担 （3）离子导体的特点： A.正、负离子作反向移动而导电 B.导电过程中有化学反应发生 C.温度升高，电阻下 D.导电总量分别由正、负离子分担 二，简述电极极化的原因 （1）在有限的电流通过时，电极系统的电极电势偏离其平衡电极电势的现象，称 为电极的极化现象。 （2）A，浓差极化 在有限电流通过电极时，因离子传质过程的迟缓性而导致电极表面附近离子浓度与本体溶液中不同，从而使电极电位偏离其平衡电极电位的现象，叫作浓差 极化。 B，活化极化（电化学极化） 在有限电流通过电极时，由于电化学反应进行的返缓造成电极上带电程度与可逆状态下不同，从而导致的电极电位偏离其平衡电极电位的现象，叫做‘活化极化”． 三，试说明参比电极因具有的性能和用途 答：参比电极是理想不极化电极，它应具备下列性能：应是可逆电极，其电极电势符合Nernst方程；参比电极反应应有较大的交换电流密度，流过微小的电流时 电极电势能迅速恢复原状；应具有良好的电势稳定性和重现性等。 参比电极是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极，参比电极上基本没有电流通过，用于测定研究电极(相对于参比电极)的电极电势。实际上，参比电极起着既提供热力学参比，又将工作电极作为研究体系隔离的双重作用。 四，试描述双电层理论的概述
【精选】电化学练习题带答案
电化学练习 1．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确的是( )。 A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3，负极为Fe B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2 C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低 D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O 2．镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol电子发生转移，下列说法正确的是( ) ①有5.6 g金属被腐蚀②有6.5 g金属被腐蚀③在标准状况下有2.24 L气体放出④在标准状况下有1.12 L气体放出 A．①② B．①④ C．②③ D．③④ 3.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是( ) A．电子通过外电路从b极流向a极 B．b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2 D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极4．如图是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的构造示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H＋)和电子，电子经过电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，该电池总反应式为：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。下列有关该电池的说法错误的是( ) A．右边的电极为电池的负极，b处通入的是空气 B．左边的电极为电池的负极，a处通入的是甲醇C．电池负极的反应式为：2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋ D．电池正极的反应式为：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O 5.铅蓄电池的工作原理为：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，研读下图，下列判断不正确的是( ) A．K闭合时，d电极反应式：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋ B．当电路中转移0.2 mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2 mol C．K闭合时，Ⅱ中SO42-向c电极迁移 D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极6．获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功，电解液为AlI3溶液，已知电池总反应为：2Al＋3I2===2AlI3。下列说法不正确的是( ) A．该电池负极的电极反应为：Al－3e－===Al3＋ B．电池工作时，溶液中铝离子向正极移动 C．消耗相同质量金属时，用锂作负极时，产生电子的物质的量比铝多 D．该电池可能是一种可充电的二次电池 7最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为：Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。下列说法不正确的是( ) A．该电池Zn为负极，MnO2为正极 B．该电池的正极反应为：MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－ C．导电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向Zn D．电池工作时水分子和OH－都能通过薄层纸片 8．防止或减少钢铁的腐蚀有多种方法：如制成耐腐蚀合金、表面“烤蓝”、电镀另一种金属以及电化学保护等方法。(1)钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀，请写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应：正极：________________；负极：________________。 (2)在海洋工程上，通常用铝合金(Al－Zn－Cd)保护海底钢铁设施，其原理如图所示：其中负极发生的
应用电化学部分习题答案(供参考)
第一章习题解答： 1试推导下列各电极反应的类型及电极反应的过程。 (1)++ →+242Ce e Ce 解：属于简单离子电迁移反应，指电极/溶液界面的溶液一侧的氧化态物种4Ce + 借助于电极得到电子，生成还原 态的物种2Ce + 而溶解于溶液中，而电极在经历氧化-还原后其物理化学性质和表面状态等并未发生变化， (2) -→++OH e O H O 44222 解：多孔气体扩散电极中的气体还原反应。气相中的气体2O 溶解于溶液后，再扩散到电极表面，然后借助于气体扩散电极得到电子，气体扩散电极的使用提高了电极过程的电流效率。 (3) Ni e Ni →++22 解：金属沉积反应。溶液中的金属离子2Ni + 从电极上得到电子还原为金属Ni ，附着于电极表面，此时电极表 面状态与沉积前相比发生了变化。 (4) -+→++OH s MnOOH O H e s MnO )()(22 解：表面膜的转移反应。覆盖于电极表面的物种(电极一侧)经过氧化-还原形成另一种附着于电极表面的物种，它们可能是氧化物、氢氧化物、硫酸盐等。 (5)2)(22OH Zn e OH Zn →-+-；--→+242])([2)(OH Zn OH OH Zn 解：腐蚀反应：亦即金属的溶解反应，电极的重量不断减轻。即金属锌在碱性介质中发生溶解形成二羟基合二价锌络合物，所形成的二羟基合二价锌络合物又和羟基进一步形成四羟基合二价锌络合物。 2．试说明参比电极应具有的性能和用途。 参比电极(reference electrode ，简称RE)：是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极，参比电极上基本没有电流通过，用于测定研究电极(相对于参比电极)的电极电势。 既然参比电极是理想不极化电极，它应具备下列性能：应是可逆电极，其电极电势符合Nernst 方程；参比电极反应应有较大的交换电流密度，流过微小的电流时电极电势能迅速恢复原状；应具有良好的电势稳定性和重现性等。 不同研究体系可以选择不同的参比电极，水溶液体系中常见的参比电极有：饱和甘汞电极(SCE)、Ag/AgCl 电极、标淮氢电极(SHE 或NHE)等。许多有机电化学测量是在非水溶剂中进行的，尽管水溶液参比电极也可以使用，但不可避免地会给体系带入水分，影响研究效果，因此，建议最好使用非水参比体系。常用的非水参比体系为Ag/Ag+(乙腈)。工业上常应用简易参比电极，或用辅助电极兼做参比电极。在测量工作电极的电势时，参比电极内的溶液和被研究体系的溶液组成往往不—样，为降低或消除液接电势，常选用盐桥；为减小末补偿的溶液电阻，常使用鲁金毛细管。 3．试描述双电层理论的概要。 解：电极/溶液界面区的最早模型是19世纪末Helmholtz 提出的平板电容器模型(也称紧密层模型)，他认为金属表面过剩的电荷必须被溶液相中靠近电极表面的带相反电荷的离子层所中和，两个电荷层间的距离约等于离子半径，如同一个平板电容器。这种由符号相反的两个电荷层构成的界面区的概念，便是“双电层”一词的起源。