应用电化学复习试题2007126

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应用电化学练习题

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 2OH2Zn →-+-; ()()[]--→+242OH Zn OH 2OH Zn2、 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 neO 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,()()()()146136L mmol 20CN Fe ,L mmol 20CN Fe Pt -+-+⋅⋅,()1L mmol 1.0NaCl =⋅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)θk 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θk 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=0.626121320-νωD ,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)。

应用电化学复习题

应用电化学复习题

山东理工大学成人高等教育应用电化学复习题一、填空题1. 相转移的电解法:在有利于电解进行的相中进行反应,生成物进入另外一相。

2. 氯碱工业:电解氯化钠水溶液生产得到烧碱、氯气、。

目前存在三种电解生产方法,三种方法分别采用不同的电解槽:、和。

是最新的一种,已经基本取代另两种电解槽。

3. 化学电源(battery,化学电池,电池):将氧化—还原反应的直接转变为的装置。

4. 电镀一般分为、、和熔盐电镀等几种类型。

5. 电化学体系借助于实现电能的输入或输出,是实施电极反应的场所。

6. 通常用、或等隔离两电极区的溶液,以减少辅助电极上的反应对干扰。

7.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一样,为降低或消除液接电势,常选用; 为减小未补偿的溶液电阻,常使用。

8.化学电源的分类:从工作性质和储存方式,分为、、、和四大类。

9. 电化学工业上使用的隔膜一般可分为和两种。

10.化学电源的组成:由正、负极和及和外壳等组成。

一次电池主要包括:、、锌银电池、锂一次电池、锌空气电池等。

11.二次电次又称,在充放周期内可反复充电使用。

主要包括:、、、、锌卤素电池等。

12.电化学热力学研究的是电化学反应的-----的关系,研究与的相互转换。

13.电化学过程中,界面张力和表面吸附的影响因素:、、、和外电势。

第1页共5页14.界面张力与电极电势之间存在一定的依赖关系为曲线。

二、简答题1. 简述双电层理论概要2.何为“零电荷电势”?3. 简述双电层理论概要4.简述电极反应种类和机理:5.简述电催化的类型6.何为缓蚀剂?说明其防蚀机理。

三、论述题1.金属电沉积过程中表面活性物质的作用。

2. 何为缓蚀剂?说明其防蚀机理。

3. 试从阳极保护和阴极保护论述电化学防腐的方法4.试举例论述氯酸盐和高氯酸盐的电合成过程及原理。

第2页共5页参考答案:一、填空题1.电合成2. 氢气离子膜槽隔膜槽汞槽离子膜槽3. 化学能电能4.单金属电镀、合金电镀、复合电镀5.电极电极6. 烧结玻璃、多孔陶瓷或离子交换膜工作电极7. 盐桥鲁金(Luggin)毛细管8. 一次电池或原电池(primary battery)、二次电池或可充电电池、蓄电池(secondary battery, rechargeable battery)、储备电池(storage battery)和燃料电池(fuel cell)9. 多孔膜离子交换膜10. 隔膜及电解液普通锌锰电池(中性锌锰电池)、碱性锌锰电池11. 蓄电池铅酸蓄电池、镉镍电池、钠硫电池、Ni-MH电池、12. 方向和限度-----电动势和Gibbs自由能化学能与电能13. 温度、界面物质的性质、溶液组成、双电层14. 电毛细二、简答题1. 电极与溶液界面的双电层由若干假想的层组成内层: 靠近电极表面的一层,由被吸附粒子和溶剂分子组成.--- 对于水溶液,由于水的强极性,实际上最靠近电极的是水分子形成的偶极层,然后才是水化离子形成的剩余电荷层扩散区: 由于电场的作用,有一个处于高浓度双电层和溶液本体之间的区域,这个区域内的溶质浓度呈现梯度变化溶液本体: 这部分粒子浓度均一,溶液处于均相状态2. 可以由毛细曲线中任意一点上的斜率求出该电极电势下的表面电荷密度q。

2007年应用电化学试卷A+1

2007年应用电化学试卷A+1

2004级应用化学专业《应用电化学》期末考试试卷(A卷)一、填空题(共5题,每空1分)1. DSA is the abbreviation of2. PEMFC is the abbreviation of3.已知Hg在KCl稀溶液中零电荷电位 o=-0.19v,则电极电位为-0.10v的Hg电极上荷电,比电极电位为0.10v的Hg电极上剩余电荷(少或多)4. 电极电位是指,过电位是指5、专业名词翻译腐蚀, 极化, 电化学,阳极, electrochemical equivalent , dipolar double layer , electric migration , interfacial tension , electrodeposition , 交换电流密度, 电导率, convection , metal finishing , composite plating ,二、问答题(共5题,每题8分)1、简述电化学极化和浓度极化的特点。

2、简述电镀、阳极氧化和电泳涂装的特点。

3、如何提高电池的能量密度?4、In general, the copper salts are added into the solution in the industrial cementation of Cd, Co, Ni with Zn powder to improve purification process. Why?5、稳定的电位就是平衡电位,不稳定的电位就是不平衡电位,这种说法对吗?为什么?三、翻译(共2题,每题10分)1. (1)Aluminium is normally produced from the ore, bauxite(铝土矿), which is ahydrated aluminium oxide containing silica and other metal oxides, particularly iron. It is converted to a pure alumina. The ore is first treated with sodium hydroxide under pressure. The aluminium largely dissolves as the aluminate, the iron oxide is insoluble and the silica also remains in the form of a sodium aluminium silicate, which leads to a loss of aluminium.(2)Pitting is possibly the most common type of localized attack. It usually occurs on an oxide-covered surface due to the presence of an aggressive species, e.g. Cl-which prevents complete passivation, together with a sufficiently high anodic potential. Pitting attack is often autocatalytic and self-stimulating in nature2. Fluid mechanics is the study of the motion of flowing or stirred fluids, usually liquids or gases. Quantitative fluid mechanics is based upon the continuity equations which state that all points in space, charge, mass, momentum and, for inviscid flow(i.e. fluids where no viscous forces operate) energy must be conserved. This section will deal mainly with the qualitative concepts because of the very complex nature of flow in most electrolysers.It is known that there are three modes of mass transport: electric migration, diffusion and convection. In most, the flow is too complex to warrant a detailed fluid-mechanical calculation. Rather, the normal approach to mass transport in electrolysis cells is to treat the cell as a unified whole and to seek expressions in term of space-averaged quantities which permit some insight into the mass transport conditions within the cell.四、计算题(共2题,每题10分)1、How many tons of Cl2, H2, NaOH can be produced in the cell which electrode area are 10 m2 (the area of anode and cathode is same) when the current density is 10 kA/m2 .If the anode current efficiency is 97%, how many tons of Cl2 can be in practice produced?2、已知铅酸蓄电池的开路电压为2.0伏,计算电池的理论能量密度。

应用电化学复习题(整理)

应用电化学复习题(整理)

应用电化学复习题1.在其它条件不变时,电解质溶液的摩尔电导率随溶液浓度的增加而( )(A) 增大(B) 减小(C) 先增后减(D) 不变2.在298K的含下列离子的无限稀释的溶液中,离子摩尔电导率最大的是( )(a)A13+(b)Mg2+(c)H+(d)K+3.298K时,有浓度均为0.001mol·kg-1的下列电解质溶液,其离子平均活度系数最大的是( )(a) CuS04(b) CaCl2(c) LaCl3(d) NaCl4.298K时有相同浓度的NaOH(1)和NaCl(2)溶液,两个Na+的迁移数t1与t2之间的关系为( )(a) t1 = t2(b) t1 > t2(c)t1 < t2(d)无法比较5.NaCl稀溶液的摩尔电导率Λm与Na+、、C1-的淌度U+、U-之间关系为( )(a)Λm= U+ + U- (b)Λm=U+/F + U—/F(c)Λm= U+F + U-F (d)Λm= 2 (U+ + U-)6.Al2(S04)3的化学势μ与Al3+、SO42-的化学势μ+,、μ-之间的关系为( )(a) μ = μ++μ-(b) μ =2μ++3μ-(c) μ =3μ++2μ-(d) μ = μ+· μ-7.298 K 时,在下列电池Pt│H2(p∃)│H+(a=1)‖CuSO4(0.01 mol·kg-1)┃Cu(s)右边溶液中加入0.1 mol·kg-1 Na2SO4溶液时(不考虑稀释效应), 则电池的电动势将:(A) 上升(B) 下降(C) 基本不变(D) 无法判断8.下列对原电池的描述哪个是不准确的:( )(A) 在阳极上发生氧化反应(B) 电池内部由离子输送电荷(C) 在电池外线路上电子从阴极流向阳极(D) 当电动势为正值时电池反应是自发的9.如下说法中,正确的是:( )(A) 原电池反应的∆H < Q p(B) 原电池反应的∆H = Q r(C) 原电池反应体系的吉布斯自由能减少值等于它对外做的电功(D) 原电池工作时越接近可逆过程,对外做电功的能力愈大10.若算得电池反应的电池电动势为负值时,表示此电池反应是:( )(A) 正向进行(B) 逆向进行(C) 不可能进行(D) 反应方向不确定11.当电池的电动势E=0时,表示:()(A) 电池反应中,反应物的活度与产物活度相等(B) 电池中各物质都处于标准态(C) 正极与负极的电极电势相等(D) 电池反应的平衡常数K a=112. 在电池中,当电池反应达到平衡时,电池的电动势等于:( ) (A) 标准电动势 (B) ln RTK zF $ (C) 零 (D) 不确定13. 等温下,电极-溶液界面处电位差主要决定于: ( )(A) 电极表面状态(B) 溶液中相关离子浓度(C) 电极的本性和溶液中相关离子活度(D) 电极与溶液接触面积的大小14. 某电池反应为 2 Hg(l)+O 2+2 H 2O(l)=2 Hg 2++4 OH -,当电池反应达平衡时,电池的 E 必然是: ( )(A) E >0 (B) E =E ∃ (C) E <0 (D) E =015. 测定溶液的 pH 值的最常用的指示电极为玻璃电极, 它是:( )(A) 第一类电极 (B) 第二类电极(C) 氧化还原电极 (D) 氢离子选择性电极16. 有三种电极表示式: (1) Pt,H 2(p ∃)│H +(a =1), (2)Cu │Pt,H 2(p ∃)│H +(a =1),(3)Cu │Hg(l)│Pt,H 2(p ∃)│H +(a =1),则氢电极的电极电势彼此关系为 :( )(A) 逐渐变大 (B) 逐渐变小(C) 不能确定 (D) 彼此相等 17. 对应电池Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)|Hg 2Cl 2(s)|Hg(l)的化学反应是: ( )(A) 2Ag(s)+Hg 22+(aq) = 2Hg(l) +2Ag +(B) 2Hg+2Ag + = 2Ag +Hg 22+(C) 2AgCl+2Hg = 2Ag +Hg 2Cl 2(D) 2Ag+Hg 2Cl 2 = 2AgCl +2Hg18. 下列电池的电动势,哪个与Br -的活度无关:( ) (A) Ag(s)|AgBr(s)|KBr(aq)|Br 2(l),Pt(B) Z n(s)|ZnBr 2(aq)|Br 2(l),Pt(C) P t,H 2(g)|HBr(aq)|Br 2(l),Pt(D) Hg(l)|Hg 2Br 2(s)|KBr(aq)||AgNO 3(aq)|Ag(s)19. 298 K 时, 在下列电池 Pt │H 2(p ∃)│H +(a =1)‖CuSO 4(0.01 mol ·kg -1)│Cu(s)右边溶液中通入 NH 3, 电池电动势将:( )(A) 升高 (B) 下降 (C) 不变 (D) 无法比较20. 如果规定标准氢电极的电极电势为1V ,则可逆电极的电极电势Ф0值和电池的电动势E 0值将有何变化 ( )(a)E0,Ф0各增加1V (b)E0和Ф0各减小1V(c)E0不变,Ф0增加1V (d)E0不变,Ф0减小1V21.下列电池中,电动势与Cl-的活度无关的是 ( )(a).Zn(s)|ZnCl2(a)|Cl2(p0)|Pt (b).Zn(s)|ZnCl2(a1)||KCI(a2)|AgCI(s)|Ag(c).Ag(s)|AgCI|KCI(a)|CI2(p0)|Pt(d).Pt|H2(p0)|HCI(a)|Cl2(p0)|Pt22.某电池反应为2Hg(1)+02+2H2O(1)=2Hg2++40H-,当电池反应达平衡时,电池的E必然是 (a)E>0 (b)E=E0 (c)E<0 (d)E=023.金属与溶液间电势差的大小和符号主要取决于 ( )(a)金属的表面性质 (b)溶液中金属离子的浓度(c)金属与溶液的接触面积 (d)金属的本性和溶液中原有的金属离子浓度24.不能用于测定溶液pH值的电极是 ( )(a)氢电极 (b)醌氢醌电极 (c)玻璃电极 (d)CI-|AgCI(s)|Ag电极25.下列4组组成不同的混合溶液,当Pb(s)插入各组溶液时,金属Sn有可能被置换出来的是(已知Ф0 (Sn2+,Sn)=-0.136VФ0 (Pb2+,Pb)=- 0.126V ( )(a)a(Sn2+)=1.0,a(Pb2+)=1.0 (b)a(Sn2+)=0.1,a(Pb2+)=1.0(c)a(Sn2+)=l.0,a(Pb2+)=0.1 (d)a(Sn2+)=0.5,a(Pb2+)=0.526.常见的燃料电池为: Pt,H2(p1)|NaOH(aq)|O2(p2),Pt,设其电动势为E1,如有另一电池可以表示为:Cu(s)|Pt|H2(p)|NaOH(aq)|O2(p)|Pt|Cu(s),其电动势为E2,若保持各物质的活度相同,则E1与E2的关系为:()(A) E1>E2(B) E1<E2(C) E1=E2(D) 无法判断27.极谱分析仪所用的测量阴极属于下列哪一种?( )(A) 浓差极化电极(B) 电化学极化电极(C) 难极化电极(D) 理想可逆电极28.用铜电极电解CuCl2的水溶液,不考虑超电势,在阳极上将会发生什么反应。

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

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。

应用电化学试题

应用电化学试题

《应用电化学》试题()1. 0.01 mol ·kg -1 的K 3[Fe(CN)6]的水溶液的离子强度为:(A) 9.0×10-2mol ·kg -1 (B)3.0×10-2 mol ·kg -1(C)4.5×10-2 mol ·kg -1(D )5.0×10-2 mol ·kg -12. 用同一电导池分别测定浓度为 0.01 mol ·kg -1和 0.1 mol ·kg -1的两个电解质溶液, 其电阻分别为 1000 Ω 和 500 Ω,则它们依次的摩尔电导率之比为 (A) 1 : 5 (B) 5 : 1 (C) 10 : 5 (D) 5 : 103. 已知298 K 时, =∞Cl)NH (4m Λ 1.499×10-2-12mol m S ⋅⋅, =∞NaOH)(m Λ 2.487×10-2 -12mol m S ⋅⋅,=∞NaCl)(m Λ 1.265×10-2-12mol m S ⋅⋅, 则m 32(NH H O)∞Λ为:(A) 0.277×10-2 -12mol m S ⋅⋅ (B) 2.721×10-2 -12mol m S ⋅⋅(C) 2.253×10-2 -12mol m S ⋅⋅(D) 5.251×10-2 -12mol m S ⋅⋅4. 电解硫酸铜溶液时,析出128 g 铜(M r =64),需要通入多少电量?(A) 96 500 C (B) 48 250 C (C) 386 000 C (D) 24 125 C5. Ostwald稀释定律表示为:2mcm m m()()cKc∞∞Λ=ΛΛ-Λ,它适用于:(A) 非电解质溶液(B) 强电解质溶液(C) 解离度很小的弱电解质(D) 无限稀释的电解质溶液1.一个电化学测量系统包括和,一般采用三电极系统,工作电极是辅助电极的作用,参比电极的作用。

2012、2013年第一学年应用电化学期末考试题

2012、2013年第一学年应用电化学期末考试题

2012、2013年第一学年应用电化学期末考试题2012—2013年第一学年《应用电化学》期末考试题适用专业:应用化学一、填空题(共10题,每空1分,共30分)1、电化学研究对象应包括______________、___________、___________三部分。

2、构成原电池的必要条件①_____________(区别于一般电池)、②____________(区别于腐蚀电池)、③______________。

3、电极和溶液接触后,在电极和溶液的相界面会自然形成的双电层,这是电量相等符号相反的两个电荷层,双电层可分为____________、____________、____________。

4、电极过程的液相传质有_____________、____________、____________。

5、三电极两回路中的三电极分别是____________、____________、____________,两回路为极化回路(串联回路)和测量回路(并联回路)。

6、在生产实际中最常遇到的气体电极是____________、____________、____________。

7、化学电源通常分为四类分别是_____________、____________、____________、____________。

8、金属腐蚀按腐蚀机理可分为____________、____________、____________三大类。

9、电镀的主要作用是____________、____________、____________。

10、已知0.011-mol己二酸溶液的pH=____________,并计算在同一温度下?L0.11-mol己二酸溶液的pH=____________。

L二、选择题(共15题,每题2分,共30分)1、在电解时正极是__________,负极是__________;在原电池中正极是__________,负极是__________。

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第三章 化学电源1、什么是化学电源?试述其结构和类型。

答:(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(比能量,比功率),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。

截止电压:指电池放电终止时的电压值。

电池容量CC )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。

电压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、影响电池容量的因素有哪些?是如何影响的?答:放电电流:电池容量和放电电压随放电电流的增加而减小,放电倍率增大,则放电电流增大,电容容量减小。

放电深度:指电池放电量占额定容量的百分数,一般情况下,二次电池DOD为额定容量的20%~40%。

放电形式:连续放电、间歇放电。

放电期间电池的温度:20~40oC之间放电时,性能较好。

低温放电,电池活性物质化学活性的降低和电池内阻的增加,从而导致工作电压和电池放电容量降低;高温放电,虽然可以加速电极反应的速度和电解液的扩散速度,降低了极化,但温度太高,可能导致一些组分的物理的或化学的变性,有时足以造成容量的损耗。

4、什么是一次电池?一次的原因是什么?有何优点?答:(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。

5、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,说明正负极的集电器。

答:氯化铵型锌锰电池:电池表达式:(-) Zn│NH4Cl+ZnCl2│MnO2 , C (+)负极反应:Zn -2e→Zn2+正极反应:2MnO2+2H2O+2e→2MnOOH+2OH –电池反应:Zn+2MnO2+2NH4Cl→2MnOOH+Zn(NH3)2Cl2电池采用含NH4Cl和ZnCl2 水溶液作电解液(PH=5),采用Zn和石墨分别作为负极和正极的集电器。

6、写出碱性电解液的锌锰一次电池表达式及电极电池反应。

答:电池表达式为:(一)Zn│浓KOH│MnO2,C(+)负极反应:Zn+2OH - —2e→Zn(OH)2Zn(OH)2+2OH-→[Zn(OH)4]2-正极反应:MnO2+H2O+e→MnOOH+OH -MnOOH+H2O+e→Mn(OH)2+OH –电池反应:Zn+MnO2+2H2O+2OH -→Mn(OH)2+Zn(OH)42-7、说明碱性锌锰电池的放电曲线,第一、第二平台中所发生的化学变化。

答:P93。

第一平台:单电子反应MnO2+H2O+e→MnOOH+OH;第二平台:MnOOH→转化MnOOH+H2O+e→Mn(OH)2+OH –。

8、试述碱性锌二氧化锰电池的主要特征,详细说明正负极的结构和设计原理。

答:主要特征:①具有高密度的二氧化锰阴极②大面积的锌阳极③高导电性能的KOH电解液。

正负极的结构:电池的正极由70%的电解MnO2、10%的石墨和1%~2%的乙炔黑以及适量的黏合剂和电解液等混合通过模压而成;电池的负极由一定粒径分布(0.0075~0.8mm)的高纯度锌粉(70%~80%)、黏合剂(6%)|KOH溶液以及表面活性剂等添加剂挤压成凝胶状或粉末电极,有时也在负极中添加极少量铅以提高电极的耐腐蚀性能。

设计原理:9、写出锌——氧化汞电池及电池的反应。

答;电池表达式:(一)Zn│浓KOH│HgO,C (+)负极反应:Zn+2OH - -2e→Zn(OH)2Zn(OH)2+2OH - →[Zn(OH)4]2-正极反应:HgO+H2O+2e→Hg+2OH -电池反应:Zn+HgO+2OH + H2O→Hg+[Zn(OH)4]2-集电池:Zn和石墨10、写出锌-空气电池表达式的电池反应,说明提高氧电极性能的方法。

答:电池表达式:(-) Zn│KOH│O2 ,C (+)负极反应:Zn+2OH-+2e→ZnO+H2O正极反应:1/2O2+H2O2+2e→2OH -电池反应:Zn+1/2O2→ZnO集电极:Zn和石墨为了提高氧电极的性能,一般将它制成多孔气体扩散电极,同时选用能有效催化氧气还原的物质作电催化剂。

11、写出锌-氧化银电池表达式和正负极反应,说明该电池的优点及应用。

答:电池表达式:(-) Zn│KOH│Ag2O,C (+)负极反应:Zn+2OH - -2e→ZnO+H2O正极反应:Ag2O+H2O+2e→2Ag+2OH -电池反应:Zn+Ag2O→ZnO+2Ag优点:能量密度高、容量大,好的大电流放电性能,放电性能平稳,低温性能好,储存寿命长,电池内阻基本不变。

用途:广泛用于助听器,摄象机、计算器等电子装置上。

一可开发成二次电池。

12、试述锂一次电池的通性,写出Li/SOCl2电池表达式和电极材料。

什么是正负极锂电池。

答:(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电池表达式为:(-) Li│LiAlCl4,SOCl2│C (+)电极:以多孔C作为正极,SOCl2既是溶剂,又是正极活性物质,常采用乙炔和聚四氟乙烯等混合后,制成薄片状,压制在镍网上,负极是压制在镍网上的锂箔。

13、什么是二次电池?实用二次电池对充放电有何要求?它的正负极反应主,说明电池的优点及应用。

答:二次电池,又称蓄电池或可充电池,为电池放电后可通过充电方法使活性物质复原后能够再放电,且充、放电过程能反复多次循环进行的一类电池。

要求:电池必须不存在能够引起电池组分恶化、寿命丧失或能量损失的化学作用;电池必须具有高能量密度、较低的内阻以及在较宽的温度范围内的良好性能。

14、评价二次电池性能的主要指标。

答:(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。

15、二次电池充放电哪种方式较好?答:变电流充电16、试述铅蓄电池的表达式,电极反应,电池结构,影响循环寿命的原因,密封机理和工艺。

答:(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。

(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)17、试述碱性Ni|Cd电池的组成和电极反应。

答:碱性Ni|Cd电池以金属镉为负极,羟基氧化镍为正极,采用浓碱作为电解液。

电池表达式:(一)Cd│KOH│NiOOH (+)负极反应:Cd+2OH - -2e →Cd (OH)2正极反应:NiOOH+H2O+e →Ni(OH)2+OH -电池反应:Cd+2NiOOH+2H2O →Cd(OH)2+2Ni(OH)218、试述碱性Ni|Cd电池的密封工作原理。

答:碱性Ni|Cd电池的密封工作原理主要是基于负极有效容量比正极高,负极容量和正极容量比一般控制在1.3~2.0。

充电时正极板比负极板先达到全充电并开始析出氧气。

氧气迁移到海绵、高分散性的负极表面,由于Cd对氧气具有很强的化合能力,因此氧气与Cd对氧化或放电而产生氢氧化镉:2Cd+O2+2H2O→2Cd(OH)2密封电池中采用了渗透性隔膜,以便氧气通过隔膜迁移到负极,且采用了有限的KOH电解液(无游离电解液,电解液中加入了少量的氢氧化锂)使氧气易于传送。

同时,由于氢在Cd电极上的析出过电势较高(约1.05V),所以充电时只要适当控制电流就可以抑制氢的产生、充电效率也很高。

19、试述碱性Ni|Cd电池正负电极充电机理。

P110答:密封Ni|Cd电池的结构主要分为开中式和密封式两种,其中圆柱形密封式电池是用途最广泛的类型。

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