最新电化学练习题

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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0.01mol.kg -1)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、0.05mol.kg -1 BaCl 2水溶液,其离子强度I=0.03mol.kg -1。( )

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、离子独立移动定律只适用于无限稀的强电解质溶液。( )

9、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。( )

10、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。( )

11、对于电池()()()()s Ag b AgNO b NO Ag s Ag 2313,b 较小的一端为负极。( )

12、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。( )

13、原电池在恒温、恒压可逆的条件下放电时,0=?G 。( )

14、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。( )

15、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。( ) 16、标准电极电势的数据就是每个电极双电层的电势差。( )

17、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。( )

18、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。( )

19、电解池中阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。( )

20、H 2-O 2燃烧电池在酸性介质和碱性介质中,电极反应是一样的。( )

21、()()()012=??????=+s Pt p H H E θθα,是确定标准电极电势的国际惯例的规定值。( )

22、原电池E 的定义为:没有电流通过的条件下,原电池两极的金属引线为同一种金属时,

电池两端的电势差。( )

23、金属导体的电阻随温度升高而增大,电解质溶液的电阻随温度升高而减少。( )

24、用盐桥只能减少或消除一部分液体接界电势,而不能全部消除液体接界电势。( ) 25、25℃时,摩尔甘汞电极Hg | Hg 2Cl 2(s) | KCl(1 mol·dm -1) 的电极电势为0.2800 V ,此数值

就是甘汞电极的标准电极电势。( )

26、电解质溶液的电导率就是两极板为单位面积相距单位距离时所具有的电导。( )

27、用Pt 电极电解CuCl 2水溶液,阳极上放出Cl 2 。( )

28,电极Pt | H 2(p =100kPa) |OH -(a =1) 是标准氢电极,其E (H 2+2 OH -→2H 2O+2e -)=0。( )

29、对于电池Zn|ZnSO 4(aq)||AgNO 3(aq)|Ag ,其中的盐桥可以用饱和KCl 溶液。 ( )

30、由公式 Λm=κ/C 可知,对强电解质,若浓度增大一倍,离子数目增大一倍,其电导率也

增大一倍,故Λm 不随浓度变化。( )

31、只要在电池放电时的反应与充电时的反应互为可逆,则该电池就是可逆电池。( )

32、在有液体接界电势的浓差电池中,当电池放电时,在液体接界处,离子总是从高浓度向

低浓度扩散。( )

33、无限稀释时,电解质的摩尔电导率可由作图外推法得到。( )

二、选择题

1、电解质分为强电解质和弱电解质,在于( )。

(1)电解质为离子晶体和非离子晶体 (2)全解离和非全解离

(3)溶剂为水和非水 (4)离子间作用强和弱

2、影响离子极限摩尔电导率的是:①浓度、②溶剂、③温度、④电极间距、⑤离子电荷。( )

(1) ①(2) ; (2) ②③; (3) ③④; (4) ②③⑤ 。

3、质量摩尔浓度为b ,离子平均活度因子为±γ的MgSO 4溶液的活度B α为( )。

(1)22??? ??±θγb b (2)222??? ??±θγb b (3)334??? ??±θγb b

(4)448??? ??±θγb b

4、在25℃时,0.002mol.kg -1 CaCl 2溶液的1,±γ与0.002mol.kg -1 CaSO 4溶液的2,±γ的关系为( )。

(1)21,,±±>γγ (2)21,,±±<γγ (3)21,,±±=γγ (4)无法比较

6、若电解质的离子平均活度因子±γ<1,主要原因是( )。

(1)正负离子间的作用力大 (2)溶质和溶剂间的作用力大

(3)离子的溶剂化作用力大 (4)溶剂分子间的作用力

7、下列电解质离子平均活度因子最大的是( )。

(1) 0.01mol.kg -1的KCl (2)0.01mol.kg -1 CaCl 2

(3)0.01mol.kg -1 LaCl 3 (4)0.001mol.kg -1 KCl

8、电解质B 在溶液中的离子平均活度因子为±γ,对±γ大小的下列判断哪个正确( )。

(1)±γ≤1 (2) ±γ≥1

(3) ① 和 ②都有可能 (4)±γ恒≥1

9、电解质溶液的离子强度与其浓度的关系为( )。

(1)浓度增大,离子强度增大 (2)浓度增大,离子强度变弱

(3)浓度不影响离子强度 (4)随浓度变化,离子强度变化无规律

10、关于离子平均活度因子±γ与电解质溶液的质量摩尔浓度b 间的关系,下列说法正确的是( )。

(1) b 增大,±γ增大

(2)b 增大,±γ减小

(3)先b 增大,±γ增大,后b 增大,±γ减小

(4)先b 增大,±γ减小,后b 增大,±γ增大

11、在稀溶液范围内,离子平均活度因子±γ与电解质溶液的离子强度I 的关系,正确的是( )。

(1) I 增大,±γ增大 (2)I 增大,±γ减小

(3)I 不影响±γ的数值 (4)随I 的变化±γ的变化无规律

12、无限稀释的KCl 溶液中,Cl -的迁移数为0.505,该溶液中K +的迁移数为( )。

(1)0.505 (2)0.495 (3) 67.5 (4)64.3

13、通常应用Λm 这一概念时,就MgCl 2溶液而言,正确的表述是( )。

(1)Λm (MgCl 2)=2Λm (1/2MgCl 2)

(2)2Λm (MgCl 2)=Λm (1/2MgCl 2)

(3)Λm (MgCl 2)=Λm (1/2MgCl 2)

14、在25℃时,无限稀薄的水溶液中,离子摩尔电导率最大的是( )。

(1)La 3+ (2)Mg 2+ (3)NH +4 (4)H +

15、CaCl 2无限稀释摩尔电导率与其离子的无限稀释摩尔电导率的关系为( )

(1)()(

)()

-∞+∞∞∧+∧=∧Cl Ca CaCl m m m 22 (2)()()()-∞+∞∞∧+∧=∧Cl Ca CaCl m m m 222

1 (3)()()()-∞+∞∞∧+∧=∧Cl Ca CaCl m m m 22

2 16、关于电导率,下列说法正确的是( )

(1)电解质溶液的电导率是两极板为单位面积,其距离为单位长度时,溶液的电导。

(2)电解质溶液的电导率是单位浓度的电解质的电导。

(3)电解质溶液的电导率相当于Λm 的倒数。

17、电解质溶液的电导率随浓度变化的规律为( )

(1)随浓度增大而单调增大 (2)随浓度增大而单调减小

(3)随浓度增大而先增大后减小 (4)随浓度增大而先减小后增大

18、原电池在恒温、恒压可逆条件下放电时,其在过程中与环境交换的热量为( )

(1) m r H ? (2) 零 (3) m r S T ? (4)m r G ?

19、298K 时,电池反应 ()()()l O H g O g H 2222

1→+所对应的θ1E 反应()()()g O g H l O H 22222+→所对应的θ2E ,则θ1E 与θ2E 的关系为( )

(1)θθ1

22E E -= (2) θθ122E E = (3) θθ12E E -= (4)θθ12E E = 20、在定温、定压的电池反应中,当反应达到平衡时电池的E 等于 ( )

(1) 0 (2) θE

(3) 不一定 (4)随温度、压力的数值而变化

21、已知25℃时,E (Fe 3+| Fe 2+) = 0.77 V ,E (Sn 4+| Sn 2+) =0.15 V 。今有一电池,其电池反应为2 Fe 3++ Sn 2+=== Sn 4++2 Fe 2+,则该电池的标准电动势E (298 K) 为:( 2 )。

(1)1.39 V ; (2)0.62 V ; (3)0.92 V ; (4)1.07 V 。

22、电池()()()()()l Hg Zn Zn Zn l Hg 3221ααα+的E ( )

(1)仅与31αα,,有关,与2α无关 (2)仅与21αα,,有关,与3α无关

(3) 仅与32αα,,有关,与1α无关 (4)与31αα, 2α均无关

23、在下列电池中,其E 与-Cl α无关的是( )。

(1)()()()Pt g Cl q ZnCl s Zn 22α

(2) ()()()()()s Ag s AgCl q KCl q ZnCl s Zn αα2

(3) ()()()Pt g Cl q HCl g H Pt 22α

(4)()()()()Pt g Cl q KCl s AgCl s Ag 2α

24、通过E 的测定,可以求难溶盐的活度积,今欲求AgCl 的活度积,则应设计的原电池为(

)。 (1)()()()()Pt p Cl q HCl s AgCl s Ag θα2

(2) ()()()()s Ag s AgCl q HCl p Cl Pt αθ2

(3)()()()()()s Ag s AgCl q HCl aq AgNO s Ag α3

(4)()()()()()s Ag aq AgNO q HCl s AgCl s Ag 3α

25、在25℃时,=

→+=→+=→++-+-+-+θθθ

322222212285402798021E Hg e Hg V E Hg e Hg V

E Hg e Hg 的.. ( )。

(1) 0.91V (2) 0.056V (3) -0.056V (4)0.91V

26、25℃时,电池Pt|H 2(10 kPa)|HCl(b )| H 2(100 kPa)|Pt 的电动势E 为:( )。

(1)2×0.059 V ; (2)-0.059 V ; (3)0.0295 V ; (4)-0.0295。

27、在论述电解质稀溶液的γ±数值大小时,下述讲法中错误的是:( )。

(1)γ±的大小与温度有关;

(2)γ±的大小与溶剂性质有关;

(3)γ±的大小与离子的价数无关;

(4)γ±的大小与浓度有关。

28、在浓度不大的范围内,摩尔电导率随浓度变化的规律为:( )。

(1)与浓度成反比关系,随浓度增大而变小;

(2)与浓度无关,不受浓度的影响;

(3)与浓度的c 成线性关系而增大;

(4)与浓度的c 成线性关系而减小。

29、在论述离子的无限稀释的摩尔电导率的影响因素时,错误的讲法是:( )。

(1)认为与溶剂性质有关; (2)认为与温度有关;

(3)认为与共存的离子性质有关; (4)认为与离子本性有关。

30、在串联的几个电解池中,各阳极或阴极上数值不等的物理量是:( )。

(1)通过的电子数目; (2)通过的电量;

(3)通过的电流; (4)析出或溶解的物质的量。

31、质量摩尔浓度为b 的Na 3PO 4溶液,平均活度因子(系数)为γ±,则电解质的活度为:( )。

(1)a B = 4( b / b )4 (γ±)4 (2)a B = 4( b / b )1 (γ±)4

(3)a B = 27(b/ b )4 (γ±)4 (4)a B = 27( b / b )1 (γ±)4

32、求得某电池的电动势为负值,则表示此电池得电池反应是( )

(1)正向进行; (2)逆向进行; (3)不可能发生。

33、已知铜的相对原子质量为63.54,用0.5F 电量可从CuSO 4溶液中沉淀出多少克铜?( )

(1) 16 g ; (2) 32 g ; (3) 64 g ; (4) 127 g 。

三、填空题

1、测量电导用的电解池,其比值??????? 称为电导池常数。

2、电解质溶液的导电机理,概括地说是 ,??????????????。

3、在25℃的无限稀水溶液中,摩尔电导率最大的一价负离子是?????????

4、电解CuSO 4 水溶液,使阴极析出1molCu ,则通过电解池的电量应为 。

5、原电池Ag | AgCl(s) | Cl - || Ag + | Ag 应该用 做盐桥。

6、可逆电池必须具备的三个条件为 ,

7、等体积的0.05mol.kg -1 LaCl 3水溶液及0.05mol.kg -1 NaCl 水溶液混合后,溶液的离子强度

I= 。

8、25℃时,1mol.kg -1 BaCl 2水溶液的3990.=±γ,则=±α 。

9、25℃时,AgCl 饱和水溶液的电导率为3.41×10-4Sm -1,所用水的电导率为1.60×10-4Sm -1,

则AgCl 的电导率为 Sm -1。

10、某电池反应在25℃下,0>θE ,电动势温度系数0p

E T ???< ????,则升高温度时,电池反应的θk 将 。

11、电池()()()242Pb s H SO b PbO s 作为原电池时,负极是 极,

正极是 极,作为电解池时,阳极是 极,阴极是 极。

12、若已知某电池反应电动势的温度系数0p

E T ???> ????,则该电池可逆放电时的反应热r Q 0, r m S ? 0。(选填 >、<、=)。

13、已知298K 时,1,

0.34Tl e Tl E V θ+-+→=-,323,0.72Tl e Tl E V θ+-+→=-则298K 时332,

Tl e Tl E θ+-++→=, V 。

四、写出下列电池中各电极上的反应和电池反应。

(1) Pt ,H 2(g ,p 1)∣HCl(a)∣Cl 2(g ,p 2)Pt

(2) Pt,H 2, (g ,p 1)∣H +(a 1)║Ag +(a 2)∣Ag(s)

(3) Ag(s)+AgI(s)∣I -(a 1)║Cl -(a 2)∣AgCl(s)+Ag(s)

(4) Pb(s)+PbSO 4(s)∣SO 42-(a 1)║Cu 2+(a 2)∣Cu(s)

(5) Pt,H 2 H 2(g ,p 1)∣NaOH(a)∣HgO(s)+Hg(l)

(6) Pt,H 2 H 2(g ,p 1)∣H +(aq)∣Sb 2O 3(s)+Sb(s)

(7) Pt ∣Fe 3+(a 1),Fe 2+(a 2)║Ag +(a 3)∣Ag(s)

(8) Na(Hg)(a 3)∣Na +(a 1)║OH -(a 2)∣HgO(s)+Hg(l)

五、试将下述化学反应设计成电池。

(1) AgCl(s)═Ag +(a 1)+Cl -(a 2)

(2) AgCl(s)+I -(a 1)═AgI(s)+Cl -(a 2)

(3) H 2(g ,p 1)+HgO(s)═Hg(l)+H 2O(l)

(4) Fe 2+(a 1)+Ag +(a 2)═Fe 3+(a 3)+Ag(s)

(5) H 2(g ,p 1)+1/2O 2 (g ,p 2)═H 2O(l)

(6) Cl 2(g ,p 1)+2I -(a 1)═I 2(s)+2Cl -(a 2)

六、计算题

1、已知293K 时某电池标准电池电动势为1.0186V ,

()P E T

??= ? 3.2×10 -3 V / K ,计算298K 时电池反应传递2F 的电量的Δr G m 、Δr H m 、Δr S m ,Q r 。 2、25℃时在一电导池中盛以c 为0.01mol·dm –3KCl 溶液,测得其电阻为150.00Ω。若在同一

电导池中盛以c 为0.01mol·dm –3的HCl 溶液,测得其电阻为51.40Ω。已知25℃时

0.01mol·dm –3 的KCl 溶液的电导率为0.140877Sm –1 。试求:

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。( )

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。

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

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

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

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

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》复习思考题参考答案

《应用电化学》思考题 第一章电化学理论基础 1.什么是电化学体系?基本单元有那些? (1)由两类不同导体组成,且在电荷转移时不可避免地伴随有物质变化的体系,通常有原电池、电解池、腐蚀电池三大类型。 (2)1.电极 2.电解质溶液 3.隔膜 2.试举例说明隔膜的作用。 隔膜是将电解槽分隔为阳极区和阴极区,以保证阴极、阳极上发生氧化-还原反应的反应物和产物不互相接触和干扰。例如采用玻璃滤板隔膜、盐桥和离子交换膜,起传导电流作用的离子可以透过隔膜。 3.试描述现代双电层理论的概要. 电极\溶液界面的双电层的溶液一侧被认为是由若干“层”组成的。最靠近电极的一层为内层,它包含有溶剂分子和所谓的特性吸附的物质(离子或分子),这种内层也称为紧密层、helmholtz层或stern层,如图1.5所示。实际上,大多数溶剂分子(如水)都是强极性分子,能在电极表面定向吸附形成一层偶极层。特性吸附离子的电中心位置叫内holmholtz层(IHP),它是在距离为x1处。溶剂化离子只能接近到距电极为x2的距离处,这些最近的溶剂化离子中心的位置称外helmholtz层(OHP)。非特性吸附离子由于电场的作用会分布于称为分散层(扩散层)的三维区间内并延伸到本体溶液。在OHP层与溶液本体之间是分散层。 4.什么是电极的法拉第过程和非法拉第过程。 电极上发生的反应过程有两种类型,法拉第过程和非法拉第过程。 前者是电荷经过电极/溶液界面进行传递而引起的某种物质发生氧化或还原反应时的法拉第过程,其规律符合法拉第定律,所引起的电流称法拉第电流。 后者是在一定条件下,当在一定电势范围内施加电位时,电极/溶液界面并不发生电荷传递反应,仅仅是电极/溶液界面的结构发生变化,这种过程称非法拉第过程。 5.试述电极反应的种类和机理。 电极反应种类:(1)简单电子迁移反应;(2)金属沉积反应;(3)表面膜的转移反应;(4)伴随着化学反应的电子迁移反应;(5)多孔气体扩散电极中的气体还原或氧化反应;(6)气体析出反应;(7)腐蚀反应 电极反应的机理: (1)CE机理:指在发生电子迁移反应之前发生了化学反应,其通式为: X O X+ne Red H2HCHO + H2O C步骤 HCHO + 2H+ + 2e →CH3OH E步骤 (2) EC机理:指在电极/溶液界面发生电子迁移反应后又发生了化学反应,其通式为: O X+Ze→Red X 如:对氨基苯酚在Pt电极上的氧化反应

电化学原理部分思考题

第二章 1 电化学体系中包括哪些相间电位?有何不同 2 分析电化学反应和非电化学反应的氧化还原的区别 3 比较原电池,电解池和腐蚀电池之间的不同 1 电化学体系中包括哪些相间电位?有何不同 2分析电化学反应和非电化学反应的氧化还原的区别 答:电化学反应:不接触、不同地点、定向运动、电极电势、电能、可控制; 非电化学的氧化还原反应:碰撞接触、同一地点、混乱运动、内能及活化能的比值、热效应。

3 比较原电池,电解池和腐蚀电池之间的不同

2020-3-16作业题-第三章 1 什么是电毛细现象,解释抛物线形状的电毛细曲线为什么具有极大值? 2 为什么双电层的电容会随电极电位变化? 3 理想极化电极和不极化电极的区别是什么? 1 什么是电毛细现象,解释抛物线形状的电毛细曲线为什么具有极大值? 答:对电极体系来说,界面张力不仅与界面层的物质组成有关,而且与电极电位有关。这种界面张力随电极电位变化的现象叫做电毛细现象。 由李普曼公式 ⑴如果电极表面剩余电荷等于零,即无离子双电层存在时,则有q=0。这种情况对应于电毛细曲线的最高点。 ⑵当电极表面存在正的剩余电荷时,q>0, σ? ??p 。这对应于电毛细曲线的左半部分(上升分 支)。在这种情况下,电极电位变正,界面张力减小。 (3)当电极表面存在负的剩余电荷时,q<0, σ? ??f 。相对于电毛细曲线的右半部分(下降 分支)。此时,随电极电位变负,界面张力也不断减小。 2. 为什么双电层的电容会随电极电位变化? 答:双电层结构的分散性随溶液浓度的增加和电极电位的绝对值而减小。双电层结构分散性的减小意味着它的有效厚度减小,因而界面电容值增大。 3. 理想极化电极和不极化电极的区别是什么? 答:当电极反应速率为0,电流全部用于改变双电层的电极体系的电极称为理想极化电极,可用于界面结构和性质的研究。理想不极化电极是指当电极反应速率和电子反应速率相等时,极化作用和去极化作用平衡,无极化现象,通向界面的电流全部用于电化学反应,可用作参比电极。

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。

第七章 电化学习题及解答

第七章 电化学习题及解答 1. 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ,经过15 min 后,问:(1)在阴极上能析出多少质量的Cu ; (2) 在27℃,100 kPa 下,阳极析出多少Cl 2? 解:电极反应为 阴极:Cu 2+ + 2e - = Cu 阳极: 2Cl - - 2e - = Cl 2 电极反应的反应进度为ξ = Q /(ZF) =It / (ZF) 因此: m Cu = M Cu ξ = M Cu It /( ZF ) = 63.546×20×15×60/(2×96485.309)=5.928g V Cl 2 = ξ RT / p =2.328 dm 3 2. 用银电极电解AgNO 3溶液。通电一定时间后,测知在阴极上析出1.15g 的Ag ,并知阴极区溶液中Ag +的总量减少了0.605g 。求AgNO 3溶液中的t (Ag +)和t (NO 3-)。 解: 解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液是电中性的)。显然阴极区溶液中Ag +的总量的改变D m Ag 等于阴极析出银的量m Ag 与从阳极迁移来的银的量m’Ag 之差: D m Ag = m Ag - m’Ag m’Ag = m Ag - D m Ag t (Ag +) = Q +/Q = m’Ag / m Ag = (m Ag - D m Ag )/ m Ag = (1.15-0.605)/1.15 = 0.474 t (NO 3-) = 1- t (Ag +) = 1- 0.474 = 0.526 3. 已知25 ℃时0.02 mol/L KCl 溶液的电导率为0.2768 S/m 。一电导池中充以此溶液,在25 ℃时测得其电阻为453Ω。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555g/L 的CaCl 2溶液,测得电阻为1050Ω。计算(1)电导池系数;(2)CaCl 2溶液的电导率;(3)CaCl 2溶液的摩尔电导率。 解:(1)电导池系数K Cell 为 K Cell = k R = 0.2768×453 =125.4 m -1 (2)CaCl 2溶液的电导率 k = K Cell /R = 125.4/1050 = 0.1194 S/m (3)CaCl 2溶液的摩尔电导率 Λm = k/C = 110.983×0.1194/(0.555×1000)= 0.02388 S·m 2 ·mol - 4. 25 ℃时将电导率为0.141 S/m 的KCl 溶液装入一电导池中,测得其电阻为525Ω。在同一电导池中装入0.1mol/L 的NH 4OH 溶液,测得电阻为2030Ω。利用表7.1.4中的数据计算NH 4OH 的解离度α及解离常数K 。 解:查表知NH 4OH 无限稀释摩尔电导率为 ∞Λm (NH 4OH)=∞Λm (NH 4+)+∞ Λm (OH -) =73.4×10-4+198.0×10-4 =271.4 ×10-4S·m 2 ·mol - 因此, α = ∞ΛΛm m O H)(NH O H)(NH 44= O H) (NH O H)l)/cR(NH k(KCl)R(KC 4m 4Λ∞

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

最新电化学原理思考题答案

电化学原理思考题答案 (注:我只做了老师要求做的) 第三章 1.自发形成的双电层和强制形成的双电层在性质和结构上有无不同?为什么? 2.理想极化电极和不极化电极有什么区别?它们在电化学中有什么重要用途? 答:当电极反应速率为0,电流全部用于改变双电层的电极体系的电极称为理想极化电极,可用于界面结构和性质的研究。理想不极化电极是指当电极反应速率和电子反应速率相等时,极化作用和去极化作用平衡,无极化现象,通向界面的电流全部用于电化学反应,可用作参比电极。 3.什么是电毛细现象?为什么电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状? 答:电毛细现象是指界面张力随电极电位变化的现象。溶液界面存在双电层,剩余电荷无论带正电还是负电,同性电荷间相互排斥,使界面扩大,而界面张力力图使界面缩小,两者作用效果相反,因此带电界面的张力比不带电时小,且电荷密度越大,界面张力越小,因此电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状。 4.标准氢电极的表面剩余电荷是否为零?用什么办法能确定其表面带电状况? 答:不一定,标准氢电极电位为0指的是氢标电位,是人为规定的,电极表面剩余电荷密度为0时的电位指的是零电荷电位,其数值并不一定为0;因为形成相间电位差的原因除了离子 双电层外,还有吸附双电层\偶极子双电层\金属表面电位。可通过零电荷电位判断电极表面带电状况,测定氢标电极的零电荷电位,若小于0则电极带正电,反之带负电。 5.你能根据电毛细曲线的基本规律分析气泡在电极上的附着力与电极电位有什么关系吗?为什么有这种关系?(提示:液体对电极表面的润湿性越高,气体在电极表面的附着力就越小。) 6.为什么在微分电容曲线中,当电极电位绝对值较大时,会出现“平台”? 7.双电层的电容为什么会随电极电位变化?试根据双电层结构的物理模型和数学模型型以解释。 8.双电层的积分电容和微分电容有什么区别和联系? 9.试述交流电桥法测量微分电容曲线的原理。 10.影响双电层结构的主要因素是什么?为什么? 答:静电作用和热运动。静电作用使符号相反的剩余电荷相互靠近,贴于电极表面排列,热运动使荷电粒子外散,在这两种作用下界面层由紧密层和分散层组成。 11.什么叫ψ1 电位?能否说ψ1 电位的大小只取决于电解质总浓度而与电解质本性无关?ψ1 电位的符号是否总是与双电层总电位的符号一致?为什么? 答:距离电极表面d处的电位叫ψ1电位。不能,因为不同的紧密层d的大小不同,而紧密层的厚度显然与电解质本性有关,所以不能说ψ1 电位的大小只取决于电解质总浓度而与电解质本性无关。当发生超载吸附时ψ1 电位的符号与双电层总电位的符号不一致。 12.试述双电层方程式的推导思路。推导的结果说明了什么问题? 13.如何通过微分电容曲线和电毛细曲线的分析来判断不同电位下的双电层结构? 答: 14.比较用微分电容法和电毛细曲线法求解电极表面剩余电荷密度的优缺点。 15.什么是特性吸附?哪些类型的物质具有特性吸附的能力? 答:溶液中的各种粒子还可能因非静电作用力而发生吸附称为特性吸附。大部分无机阴离子,部分无机阳离子以及表面活性有机分子可发生特性吸附。 16.用什么方法可以判断有无特性吸附及估计吸附量的大小?为什么? 17.试根据微分电容曲线和电毛细曲线的变化,说明有机分子的特性吸附有哪些特点?

电化学原理思考题答案

第三章 1.自发形成的双电层和强制形成的双电层在性质和结构上有无不同为什么2.理想极化电极和不极化电极有什么区别它们在电化学中有什么重要用途答:当电极反应速率为0,电流全部用于改变双电层的电极体系的电极称为理想极化电极,可用于界面结构和性质的研究。理想不极化电极是指当电极反应速率和电子反应速率相等时,极化作用和去极化作用平衡,无极化现象,通向界面的电流全部用于电化学反应,可用作参比电极。 3.什么是电毛细现象为什么电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状 答:电毛细现象是指界面张力随电极电位变化的现象。溶液界面存在双电层,剩余电荷无论带正电还是负电,同性电荷间相互排斥,使界面扩大,而界面张力力图使界面缩小,两者作用效果相反,因此带电界面的张力比不带电时小,且电荷密度越大,界面张力越小,因此电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状。 4.标准氢电极的表面剩余电荷是否为零用什么办法能确定其表面带电状况答:不一定,标准氢电极电位为0指的是氢标电位,是人为规定的,电极表面剩余电荷密度为0时的电位指的是零电荷电位,其数值并不一定为0;因为形成相间电位差的原因除了离子双电层外,还有吸附双电层\ 偶极子双电层\金属表面电位。可通过零电荷电位判断电极表面带电状况,测定氢标电极的零电荷电位,若小于0则电极带正电,反之带负电。 5.你能根据电毛细曲线的基本规律分析气泡在电极上的附着力与电极电位有什么关系吗为什么有这种关系(提示:液体对电极表面的润湿性越高,气体在电极表面的附着力就越小。) 6.为什么在微分电容曲线中,当电极电位绝对值较大时,会出现“平台”7.双电层的电容为什么会随电极电位变化试根据双电层结构的物理模型和数学模型型以解释。 8.双电层的积分电容和微分电容有什么区别和联系9.试述交流电桥法测量微分电容曲线的原理。10.影响双电层结构的主要因素是什么为什么 答:静电作用和热运动。静电作用使符号相反的剩余电荷相互靠近,贴于电极表面排列,热运动使荷电粒子外散,在这两种作用下界面层由紧密层和分散层组成。11.什么叫ψ1电位能否说ψ1电位的大小只取决于电解质总浓度而与电解质本性无关ψ1电位的符号是否总是与双电层总电位的符号一致为什么 答:距离电极表面d处的电位叫ψ1电位。不能,因为不同的紧密层d的大小不同,而紧密层的厚度显然与电解质本性有关,所以不能说ψ1电位的大小只取决于电解质总浓度而与电解质本性无关。当发生超载吸附时ψ1电位的符号与双电层总电位的符号不一致。 12.试述双电层方程式的推导思路。推导的结果说明了什么问题 13.如何通过微分电容曲线和电毛细曲线的分析来判断不同电位下的双电层结构答: 14.比较用微分电容法和电毛细曲线法求解电极表面剩余电荷密度的优缺点。15.什么是特性吸附哪些类型的物质具有特性吸附的能力答:溶液中的各种粒子还可能因非静电作用力而发生吸附称为特性吸附。大部分无机阴离子,部分无机阳离子以及表面活性有机分子可发生特性吸附。

电化学原理试题

电化学原理 一、填空题。(每空2分,共30分) 1. 电化学研究对象包括三部分:_____________,________________及_______________________。 2. 液相传质的三种方式为:_____________,______________和_____________。 3. 离子淌度反映出离子在______________推动下的运动特征。 4. 金属与溶液界面电位差一般由______________电位差、____________电位差和__________电位差组成。 5. 金属电化学防腐有___________、___________、___________等三种方式。 6. 电池放电时,阳极是正极还是负极?_____________。 7. 若某一电极过程有15J0< J< ,则其速度控制步骤为_____________步骤。 二、回答下列问题。(每题10分,共40分) 1. “除电荷传递步骤外,电极过程的其他步骤不涉及电子转移,所以不能用电流密度来表示它们的速度。” 这种说法对吗?为什么? 2. 在不同金属上发生氢离子还原时,为什么可根据Tafel公式中的a值将它们分成高、中、低过电位金属? 3.?电化学极化的电极过程速度控制步骤是什么步骤?浓度极化的电极过程速度控制步骤是什么步骤? 4. 为什么电极电位的改变会影响电极反应的速度和方向? 三、计算题(10分) 用H2SO4的水——乙酸溶液为电解液,测定铂电极(阳极)上氧的过电势,得出下表结果:J /10-310-25×10-210-1 η/V 求Tafel常数a和b。 四、分析在金属电镀过程中阴、阳极上发生反应(包括副反应)的特点及电位变化特点。(10分) 五、测量动力学参数可采用经典法和暂态法,二者各有何特点。(10分) 电化学原理试题B(答案) 二、填空题。(每空2分,共30分) 1. 电子导体,离子导体,二者形成的带电界面性质 2. 对流,扩散,电迁移

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