《应用电化学》复习思考题参考答案
第10章应用电化学习题及答案

第十章 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:H 2O=H 2 +1/2O 2, 电子转移数为2,则有ΔG = - n F E mf = -237.191kJ mol -1(n =2), -237191=-2×96485×E mf , E mf =1.229V10-2 298.15K 时测得电池: Pt(s)| H 2( O p ) | HCl(b ) | Hg 2Cl 2(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)75.08 37.69 18.87 5.04 E mf / V 0.4119 0.4452 0.4787 0.5437求(1)O E 甘汞 (2)b= 0.07508 mol kg -1时HCl 溶液的±γ。
解:负极反应:H 2-2e -→2H + 正极反应: Hg 2Cl 2 +2e -→2Hg +2Cl -电池反应:H 2+ Hg 2Cl 2 →2H ++2Hg +2Cl -所以 有:E mf = E Θ-RT/2Fln ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛)()()()(22222Cl Hg a H a HCl a Hg a = E Θ-RT/2Fln ())(2HCl a a(HCl)=a (H +) a(Cl -)=(±γb/b Θ)2E mf =O E 甘汞 - (2RT/F ) ln(b/O b )对于稀溶液,ln ±γ=-A ’(I/b Θ)1/2, 1-1价电解质I=b(1) E mf + (2RT/F ) ln(b/O b )=O E 甘汞 + (2RT/F ) A’ (b/O b )0.5 , 以E mf +(2RT/F )ln(b/O b )对(b/O b )0.5作图,直线的截距O E 甘汞=0.2685 V(2) E mf =O E 甘汞 - (2RT/F ) ln(b/O b ) - (2RT/F ) ln ±γ , ±γ=0.81510-3 298.2K 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pH为多少?解:pH x= pH s +F(E x-E s)/(2.303RT)= 6.0010-4 求298.15K时下列电池中待测液pH值(所需电极电势数值自查)。
高中化学专题复习《电化学及其应用》含答案

高中化学专题复习《电化学及其应用》1.(2021·全国高考甲卷真题)乙醛酸是一种重要的化工中间体,可果用如下图所示的电化学装置合成。
图中的双极膜中间层中的2H O 解离为+H 和-OH ,并在直流电场作用下分别问两极迁移。
下列说法正确的是A .KBr 在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B .阳极上的反应式为:+2H ++2e -=+H 2OC .制得2mol 乙醛酸,理论上外电路中迁移了1mol 电子D .双极膜中间层中的+H 在外电场作用下向铅电极方向迁移 【答案】D【分析】该装置通电时,乙二酸被还原为乙醛酸,因此铅电极为电解池阴极,石墨电极为电解池阳极,阳极上Br -被氧化为Br 2,Br 2将乙二醛氧化为乙醛酸,双极膜中间层的H +在直流电场作用下移向阴极,OH -移向阳极。
【解析】A .KBr 在上述电化学合成过程中除作电解质外,同时还是电解过程中阳极的反应物,生成的Br 2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物,故A 错误;B .阳极上为Br -失去电子生成Br 2,Br 2将乙二醛氧化为乙醛酸,故B 错误;C .电解过程中阴阳极均生成乙醛酸,1mol 乙二酸生成1mol 乙醛酸转移电子为2mol ,1mol 乙二醛生成1mol乙醛酸转移电子为2mol ,根据转移电子守恒可知每生成1mol 乙醛酸转移电子为1mol ,因此制得2mol 乙醛酸时,理论上外电路中迁移了2mol 电子,故C 错误;D .由上述分析可知,双极膜中间层的H +在外电场作用下移向阴极,即H +移向铅电极,故D 正确; 综上所述,说法正确的是D 项,故答案为D 。
2.(2021·全国高考乙卷真题)沿海电厂采用海水为冷却水,但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率,为解决这一问题,通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示),通入一定的电流。
下列叙述错误的是A .阳极发生将海水中的Cl 氧化生成2Cl 的反应B .管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC .阴极生成的2H 应及时通风稀释安全地排入大气D .阳极表面形成的2Mg(OH)等积垢需要定期清理 【答案】D【分析】海水中除了水,还含有大量的Na +、Cl -、Mg 2+等,根据题干信息可知,装置的原理是利用惰性电极电解海水,阳极区溶液中的Cl -会优先失电子生成Cl 2,阴极区H 2O 优先得电子生成H 2和OH -,结合海水成分及电解产物分析解答。
第10章--应用电化学--习题及答案

第十章 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:H 2O=H 2 +1/2O 2, 电子转移数为2,则有ΔG = - n F E mf = -237.191kJ mol -1(n =2), -237191=-2×96485×E mf , E mf =1.229V10-2 298.15K 时测得电池: Pt(s)| H 2( O p ) | HCl(b ) | Hg 2Cl 2(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) 75.08 37.69 18.87 5.04 E mf / V0.4119 0.4452 0.4787 0.5437求(1)O E 甘汞 (2)b= 0.07508 mol kg -1时HCl 溶液的±γ。
解:负极反应:H 2-2e -→2H +正极反应: Hg 2Cl 2 +2e -→2Hg +2Cl - 电池反应:H 2+ Hg 2Cl 2 →2H ++2Hg +2Cl -所以 有:E mf = E Θ-RT/2Fln ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛)()()()(22222Cl Hg a H a HCl a Hg a = E Θ-RT/2Fln ())(2HCl a a(HCl)=a (H +) a(Cl -)=(±γb/b Θ)2 E mf =O E 甘汞 - (2RT/F ) ln(b/O b )对于稀溶液,ln ±γ=-A ’(I/b Θ)1/2, 1-1价电解质I=b(1) E mf + (2RT/F ) ln(b/O b )=O E 甘汞 + (2RT/F ) A’ (b/O b )0.5 , 以E mf +(2RT/F )ln(b/O b )对(b/O b )0.5作图,直线的截距O E 甘汞=0.2685 V(2) E mf =O E 甘汞 - (2RT/F ) ln(b/O b ) - (2RT/F ) ln ±γ , ±γ=0.81510-3 298.2K 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pH为多少?解:pH x= pH s +F(E x-E s)/(2.303RT)= 6.0010-4 求298.15K时下列电池中待测液pH值(所需电极电势数值自查)。
高考化学复习《电化学极其应用》知识点解析及练习题含答案

1.了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
3.理解金属发生电化学腐蚀的原因。
了解金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。
电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸,是历年高考的热点内容。
考查的主要知识点:原电池和电解池的工作原理、电极反应式的书写和判断、电解产物的判断、金属的腐蚀和防护。
对本部分知识的考查仍以选择题为主,在非选择题中电化学知识可能与工业生产、环境保护、新科技、新能源知识相结合进行命题。
复习时,应注意:1.对基础知识扎实掌握,如电极反应式的书写、燃料电池的分析等。
2.电化学问题的探究设计、实物图分析及新型电池的分析是近年来高考中的热点,通过在练习中总结和反思,提高在新情境下运用电化学原理分析解决实际问题的能力。
知识点一、原电池电极的判断以及电极方程式的书写1.原电池正、负极的判断方法:(1)由组成原电池的两极材料判断。
一般是活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(2)根据电流方向或电子流动方向判断。
电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。
(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断。
在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
(4)根据原电池两极发生的变化来判断。
原电池的负极失电子发生氧化反应,其正极得电子发生还原反应。
(5)电极增重或减轻。
工作后,电极质量增加,说明溶液中的阳离子在电极(正极)放电,电极活动性弱;反之,电极质量减小,说明电极金属溶解,电极为负极,活动性强。
(6)有气泡冒出。
高考化学复习《电化学极其应用》知识点解析及练习题含答案电极上有气泡冒出,是因为发生了析出H2的电极反应,说明电极为正极,活动性弱。
2.原电池电极反应式和总反应式的书写(1)题目给定原电池的装置图,未给总反应式:①首先找出原电池的正、负极,即分别找出氧化剂和还原剂。
②结合介质判断出还原产物和氧化产物。
③写出电极反应式(注意两极得失电子数相等),将两电极反应式相加可得总反应式。
应用电化学习题复习及答案

应用电化学复习题和习题答案第一章习题解答1.用Ag 做电极,AgNO 3溶液的浓度为0.00739g/g(水),通电一段时间后,阳极上有0.078gAg (s )析出,而阳极区内含0.236gAgNO 3和23.14g 水,求t (Ag +)和t (NO 3-)。
解:Ag →Ag ++e -Ag ++e -→Agn 原=23.4×0.00739/169=1.023×10-3mol n 析=0.078/107=7.29×10-4mol n 后=0.236/169=1.396×10-3mol n 迁=n 原+n 析-n 后=5.36×10-4t (Ag +)=n 迁(Ag +)/n 析=0.735 t(NO 3-)=1- t (Ag +)=0.2652.25℃时在电导池中盛有浓度0.02mol/dm ³的KCl 溶液,测得电阻为82.4Ω,若在同一电导池中盛有浓度为0.0025mol/dm ³的k 2SO 4溶液,测得电阻为326Ω,已知25℃时0.02mol/dm ³的KCl 溶液的电导率为0.2768 S/m ,试求(1)电导池常数(2)0.0025mol.dm ³的K 2SO 4溶液的电导率和摩尔电导率。
(1)K cell =K kcl /G kcl =K kcl ×R kcl =82.4×0.2768=22.81 (2)K K2SO4=K cell ×G K2SO4=K cell /R K2SO4=0.07 S/m ΛK2SO4=K K2SO4/C=28×10-3 S/(m ·mol)3. 25℃时AgCl 饱和溶液的电导率为3.41×10-4S/m ,已知同温下水的电导率为1.6×10-4S/m,计算25℃时AgCl 的溶解度。
应用电化学(杨辉_卢文庆编)课后习题答案

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。
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)Zn?2OH??2e?Zn(OH)2;Zn(OH)2?2OH??[Zn(OH)4]2?
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。
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)Ce4??2e?Ce2?
4?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Ce
态的物种Ce
(2) 2?借助于电极得到电子,生成还原而溶解于溶液中,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, O2?2H2O?4e?4OH?
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
应用电化学复习思考题

应用电化学复习思考题第一章一. 基本概念1.法拉第过程和非法拉第过程法拉第过程:即电荷经过电极/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过程,其规律符合法拉第定律,所引起的电流称法拉第电流。
非法拉第过程:在一定条件下,一定电势范围内施加电位时,电荷没有经过电极/溶液界面进行传递,而仅是电极溶液界面的结构发生变化的过程。
形成一定的界面结构只需耗用有限的电量,只会在外电路引起瞬间电流(与电容器充电过程相似)。
2.双电层电极和溶液界面带有的电荷符号相反,故电极/溶液界面上的荷电物质能部分地定向排列在界面两侧的现象。
3.极化在电极上有电流通过时,随着电极上电流密度的增加,电极实际分解电位值对平衡值的偏离也愈来愈大,这种对平衡电位的偏离称为电极的极化。
4.循环伏安法循环伏安法是指加在工作电极上的电势从原始电位E0开始,以一定速度v扫描到一定电势E1,再将扫描方向反向进行扫描到原始电位E0,然后在E0和E1之间进行循环扫描(循环三角波电压)。
二. 问答1.试说明参比电极具有的性能和用途。
用于测定研究电势的电极。
1.参比电极应具有良好的可逆性,电极电势符合Nernst方程2.参比电极应不易极化;3.参比电极应具有好的恢复性,4.参比电极应具有良好的稳定性5.参比电极应具有良好的重现性;2.试描述双电层理论的概要。
双电层理论的发展经历了若干发展阶段1.亥姆荷茨(Helmholtz)模型(紧密层模型)2. 估依(Gouy)和恰帕曼(Chapman)模型3.斯特恩(Stern)模型(紧密层和分散层模型)、GCS (Gouy-Chapman-Stern)模型 4. BDM (Bockris-Davanathan-Muller) 双电层模型。
(详见PPT第一章82)3.什么是零电荷电势?零电荷电势有什么作用?可以用来测定零电荷电势的主要实验方法有哪些?电极表面不带电,相应的电极电势称为“零电荷电势”。
在计算电池的电动势时不能用合理电势处理电极过程动力学问题。
电化学原理思考题答案

2.为什么不能测出电极的绝对电位?我们平常所用的电极电位是怎么得到的?答:电极电位是两类导体界面所形成的相间电位,相间电位中的内电位是无法直接测量的,故无法直接测出电极的绝对电位,我们平常所用的电极电位都是相对电极电位。
不对,虽然有电位差,但是没有电流通过,所以不能转化为电能。
17、描述腐蚀原电池的特点所在。
①阴、阳极区肉眼可分或不可分,或交替发生;②体系不稳定 稳定,腐蚀过程是自发反应;③只要介质中存在氧化剂(去极化剂),能获得电子使金属氧化,腐蚀就可发生;④腐蚀的二次产物对腐蚀影响很大;⑤电化学腐蚀离不开金属/电解质界面电迁移,电子由低电位金属或地区传荷到电位高的金属或地区,再转移给氧化剂;⑥腐蚀电池包括阴极、阳极、电解质溶液和电路四部分,缺一不可;⑦阴极、阳极反应相对独立,但又必须耦合,形成腐蚀电池;⑧ia=ic ,无净电荷积累;⑨腐蚀电池不对外作功,只导致金属腐蚀破坏的短路原电池。
原电池和电解池使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化除电子转移步骤之外,其他电极过程的单元步骤能否用电流密度来表示它们的速度?为什么?因为J=zFvr 对于我们所讨论的某一反应来说,zF为常数,故J与vr成正比。
这就是说,在电化学中总是习惯于用电流密度来表示反应速度。
由于在稳态下接续进行的各步骤速度都一样,所以在讨论液相传质等步骤时,也可用电流密度来表示它们的反应速度。
因此,在电化学中实际上已经将电流密度变成反应速度的同义语了。
己知电极反应在25℃时的反应速度为0.1 A/cm2。
根据各单元步骤活化能计算出电子转移步骤速度为1.04 X 10-2mol/m2s,扩散步骤速度为0.1 mol/m2s。
试判断该温度下的控制步骤。
若这一控制步骤的活化能降低了12kJ/mol,会不会出现新的控制步骤?[解〕因为电极反应速度可用电流密度表示,即J=nFv,所以对电子转移步骤,其反应速度可表示为j电子=nFv电子。
已知n=1,故 j电子=1x96500 x 1. 04 x 10-2≈0.1A/cm2同理J扩散=nFv扩散=1x96500x0.1=0.965A/cm2已知整个电极反应速度为0. 1 A/cm2,所以可判断速度控制步骤是电子转移步骤。
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《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 RedH2HCHO + 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(3)催化机理a、“外壳层”催化:EC机理中的一种,指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,其通式可表示如下:X + ne Red E步骤X + Y C步骤如:Fe3+/Fe2+电对催化H2O2的还原反应:1/2H2O2+e→OH-3+2+Fe+ 1/2H2O2→Fe3++ OH-b、“内壳层”催化:也称为化学氧化—还原催化,即当反应物的总电化学反应中包括旧键的断裂和新键的形成时,发生在电子转移步骤的前、后或其中而产生了某种化学加成物或某些其它的电活性中间体,总的活化能会被某些“化学的”氧化—还原催化剂所降低。
如:酸性介质中甲醇在铂电极上的电催化氧化反应Pt + CH3OH →Pt -(CH3OH)ad4Pt + Pt- (CH3OH)ad →4Pt - Had + Pt-(CO)ad2Pt + H2O →Pt -Had + Pt- OHadPt- (CO)ad + Pt -OHad →2Pt + CO2 + H+ + e(4)ECE机理:指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了电子迁移反应,生成产物。
如对亚硝基苯酚的还原反应:第三章化学电源1.什么是化学电源?试述其结构和类型(1)化学电源:又称电池,是将氧化-还原反应的化学能直接转变为电能的装置.(2)化学电源的结构:电极材料(正、负极)、隔膜、电解液、外壳等化学电源的类型:①一次电池(原电池)②二次电池(蓄电池或可充电电池)③贮备电池④燃料电池2.试述有关化学电源主要性能的概念,如电动势、开路电压、工作电压、截止电压电池容量、连续放电、间歇放电、电池的寿命、自放电、过充电等.。
电动势E:又称理论电压,是指没有电流流过外电路时电池正负两极之间的电极电势差。
开路电压OCV:是在无负荷情况下的电池电压,一般OCV≤E,只有可逆电池的OCV=E。
工作电压V:是指电池有电流流过时的端电压。
额定电压:指电池工作时公认的标准电压。
中点电压:指电池放电期间的平均电压。
23截止电压:指电池放电终止时的电压值。
电池容量C :指在一定放电条件下,电池放电到终止电压时所能放出的电量,单位为库仑(C )或安时(A·h ) C=mzF/M由图可知,间歇放电时电池的容量要较连续放电时的大。
电池的寿命包含三种涵义:使用寿命是指在一定条件下,电池工作到不能使用的工作时间。
循环寿命是指在二次电池报废之前,在一定条件放电条件下,电池经历充放电循环的次数,对于一次电池、燃烧电池则不存在循环寿命。
贮存寿命是指电池性能或电池容量降低到额定指标以下时的贮存时间。
自放电是指由于电池种一些自发过程的进行而引起的电池容量的损失。
充电时间太长,电池可能被过充电。
3. 什么是一次电池?一次的原因是什么?有何优点?(1)一次电池(原电池)为电池放电后不能用充电的方法使它复原的一类电池。
(2)原因是由于电池反应或电极反应的不可逆性或条件限制使电池反应很难可逆地进行所决定的。
(3)主要优点是:方便、简单、容易使用,维修工作量极少。
其他优点有:贮存寿命长,适当的比能量和比功率,可靠,成本低。
4. 写出氯化铵型锌锰一次电池表达式及电极反应和成流反应氯化铵型锌锰电池:电池表达式 :(-) Zn │NH 4Cl+ZnCl 2│MnO 2 , C (+)负极反应:Zn -2e →Zn 2+正极反应:2MnO 2+2H 2O+2e →2MnOOH+2OH –电池反应:Zn+2MnO 2+2NH 4Cl →2MnOOH+Zn(NH 3)2Cl 25. 写出碱性锌锰一次电池表达式及电极电池反应,并说明其主要结构和特征。
电池表达式为 :(一)Zn │浓KOH │MnO 2 ,C (+)负极反应: Zn+2OH - —2e →Zn(OH)2Zn(OH)2+2OH -→[Zn(OH)4]2-正极反应: MnO 2+H 2O+e →MnOOH+OH -MnOOH+H 2O+e →Mn(OH)2+OH –电池反应:Zn+MnO 2+2H 2O+2OH -→Mn(OH)2+Zn(OH)42-电池采用浓KOH 作电解液(PH ≈5),采用Zn 和石墨分别作为负极和正极的集电器。
该电池的特点是自放电小、内阻小、放电电压比盐类电解液的要高且稳定,同时由于电解MnO 2(EMD)的使用,电池具有较高的容量。
6. 试述锂一次电池的通性,写出Li/SO 2电池的电极和电池反应电压时间(1)性质:(A).理论容量:较高,约为锌的4.7倍(B).电压输出功率:锂的电负性最低,电极电势负值最高,因此锂的电压高达4v以上,输出能量超出200w·h·kg-1(2)Li/SO2电池:电池表达式为:(-) Li│LiBr,乙腈│SO2,C (+)电极:正极为多孔的C和SO2,SO2以液态形式加到电解质溶液内,Li为负极电池反应:2Li+2SO2→Li2S2O47.试述二次电池的一般性质(一)评价二次电池性能的主要指标除电流、电压、电池容量、比性能、比功率等以外,还有容量效率,伏特效率、能量效率和充放电行为等。
1.容量效率:蓄电池放电输出的电量和充电至原始状态时所需电量的比。
2.伏特效率:蓄电池放电和充电过程的工作电压之比。
3.能量效率:指容量效率和伏特效率的乘积,它是评价电池能量瞬时和极化行为的综合指标。
4.充放电行为:是评价二次电池优劣的重要指标(二)电池放电的方式1.恒电流放电:在放电过程中改变负载电阻,维持电流不变。
2.恒电阻放电:放电过程中负载电阻阻值不变。
(三)电池充电的方式1.恒电流充电2.变电流充电:在充电开始阶段以较大电流充电,后阶段用较小电流充电。
3.定电位充电:在充电过程中,调节充电电流,维持充电电压恒定在某一值的充电方式。
8. 试述铅酸蓄电池的表达式、电极反应、电池结构、影响循环寿命的原因、密封机理和工艺。
(1)池表达式为:(一) Pb│H2SO4│PbO2 (+)(2)电极反应:负极反应:Pb+HSO4-←→PbSO4+H+ +2e正极反应:PbO2+HSO4 -+3H+ +2e ←→P bSO4+2H2O电池反应:Pb+PbO2+2H2SO4←→2PbSO4+2H2O(3)结构组成:海绵状铅为负极(集电器),PbO2作正极,采用涂膏式极板栅结构。
(4)影响电池的寿命和容量减小原因(a)极板栅腐蚀:Pb电极在与PbO2和酸接触的地方腐蚀以及Pb板栅的暴露部分充电时可能发生的阳极氧化而导致的腐蚀。
(b)正极活性物质的脱落。
(c)负极自放电(d)极板栅硫酸化:表现为电极上生成紧密的白色硫酸盐外皮,此时电池不能再充电。
4(5)密封机理和工艺凝胶电解质技术在铅酸蓄电池上的应用实现了电池的密封铅酸电池在充电后期,电极上发生的电化学反应为:正极:PbSO4 +2H2O -2e PbO2+HSO4-+3H+H2O -2e H++1/2O2负极:PbSO4 +H++2e Pb +HSO4-2H++2e H2可以看出,电池在充电时产生氢气和氧气是不可避免的,而两种气体的再化合只有在催化剂在时才能进行,氧气复合原理对铅酸电池的封密起起重要的指导作用,玻璃纤维隔板的使用为氧气复合原理的实际使用提供了可能性,实现了“密封”的突破。
(加课本P108密封机理和工艺)9.试述燃料电池的特点。
简述直接甲醇质子交换膜的燃料电池原理――特点:(1) 可连续供给能量(2) (2)能量转换率高:理论效率η=ΔG/ΔH=1-(TΔS)/ΔHη实际=-nFV/ΔH=nF(E-η+-η--IR)/ΔH(3) 低的环境污染和噪音污染,安全可靠性高(4)操作简单、灵活性大,建设周期短等。
――直接甲醇PEMFC(DMPEMFC),即甲醇在阳极上直接氧化。
DMPEMFC以质子交换膜或酸性电解液为电解质时反应如下:负极反应:CH3OH+H2O→CO2+6H + +6e正极反应:6H + +3/2O2 +6e→3H2O电池反应:CH3OH+3/2O2=CO2+2H2O第四章金属的表面装饰1.简述电镀过程中表面活性物质的作用⒈影响沉积过程的速度以及沉积层的结构,甚至改变金属电沉积反应的机理⒉对镀层起整平作用⑴整平剂:能够使微观不平整的镀件表面获得平整表面的添加剂称为平整剂。