湘潭大学应用电化学习题解答-1
精选电化学习题及答案一
学农作业——电化学习题 班级 姓名 学号1.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因此取得普遍应用。
锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反映式为： Zn(s)+2MnO 2(s)+H 2O(l)==Zn(OH)2(s)+Mn 2O 3(s) 下列说法错误．．的是 （ ） A ．电池工作时，锌失去电子B ．电池正极的电极反映式为：2MnO 2(s)+H 2O(1)+2e —=Mn 2O 3(s)+2OH —(aq)C ．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D ．外电路中每通过电子，锌的质量理论上减小2．高铁电池是一种新型可充电电池，与一般高能电池相较，该电池能长时刻维持稳固的放电电压。
高铁电池的总反映为 3Zn + 2K 2FeO 4 + 8H 2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH 下列叙述不正确．．．的是 （ ） A ．放电时负极反映为：Zn —2e — +2OH —= Zn(OH)2B ．充电时阳极反映为：Fe(OH)3 —3e — + 5 OH — = FeO24 + 4H 2O C ．放电时每转移3 mol 电子，正极有1mol K 2FeO 4被氧化D ．放电时正极周围溶液的碱性增强3.金属镍有普遍的用途。
粗镍中含有少量Fe 、Zn 、Cu 、Pt 等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe 2＋＜Ni 2＋＜Cu 2＋）（ ）A 阳极发生还原反映，其电极反映式：Ni 2＋＋2e －＝NiB 电解进程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C 电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe 2＋和Zn 2＋D 电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu 和Pt4.把别离盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联，在必然条件下通电一段时刻后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为 （ ）:2:3 :2:1 :3:1 :3:25．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时刻，以下叙述正确的是( )A 两烧杯中铜片表面均无气泡产生B 甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C 两烧杯中溶液的pH 均增大D 产动气泡的速度甲比乙慢6.以惰性电极电解CuSO4溶液，若阳极析出气体，则阴极上析出Cu 为（ ） A 、0．64g B 、 C 、 D 、7．某同窗按右图所示的装置进行电解实验。
应用电化学答案
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（1）Helmholtz“平板电容器”模型（1853年）按照这种模型，认为“电极／溶液”界面两侧的剩余电荷都紧密地排列在界面的两侧，形成类似于荷电平板电容器的界面双电层结构。
按照这种模型，界面微分电容值只依赖于界面层厚度（d），而与q和Φ值均无关系。
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
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。
2021届高考化学二轮复习电化学原理与应用作业
电化学原理与应用1.(2020·湘潭模拟)用电化学法制备LiOH的实验装置如图,采用惰性电极,a口导入LiCl溶液,b口导入LiOH溶液,下列叙述正确的是()A.通电后阳极区溶液pH增大B.阴极区的电极反应式为4OH--4e-O 2↑+2H2OC.当电路中通过1 mol电子的电量时,会有0.25 mol的Cl2生成D.通电后Li+通过交换膜向阴极区迁移,LiOH浓溶液从d口导出【解析】选D。
左端为阳极,阳极上失去电子,发生氧化反应2Cl--2e-Cl 2↑,氯气溶于水生成盐酸和次氯酸,pH有所降低,故A项错误;右端是阴极区,得到电子,发生还原反应:2H 2O+2e-2OH-+H2↑,故B项错误;根据选项A的电极反应式,通过1 mol电子,得到0.5 mol Cl2,故C项错误;根据电解原理,阳离子通过阳离子交换膜,从阳极区向阴极区移动,LiOH浓溶液从d口导出,故D项正确。
2.(2020·陕西省五校联考)微生物燃料电池可净化废水,同时还能获得能源或有价值的化学产品,图1为其工作原理,图2为废水中Cr2O72-浓度与去除率的关系。
下列说法正确的是()A.M为电池正极,CH3COOH被还原B.外电路转移4 mol电子时,M极产生22.4 L CO2C.反应一段时间后,N极附近的溶液pH下降D.Cr2O72-浓度较大时,可能会造成还原菌失活【解析】选D。
由图中信息可知,电子由M极流向N极,则M为电池负极,CH 3COOH被氧化,A项错误;根据负极电极反应式CH3COOH-8e-+2H2O2CO2↑+8H+可知,外电路转移4 mol电子时,标准状况下M极产生22.4 L CO2(忽略CO2溶解),但题干中没有说明标准状况,B项错误;根据图中信息可知,N极消耗氢离子,反应一段时间后,氢离子浓度降低,N极附近pH增大,C项错误;强氧化剂能使蛋白质变性,故Cr2O72-浓度较大时,可能会造成还原菌失活,D项正确。
《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 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。
《应用电化学》复习题-应化2014级
《应用电化学》复习题1.如何设计电化学反应体系？答：㈠电极工作电极 要求：①电化学反应不会因电极自身所发生的反应而受到影响②电极不发生反应，能在较大的电位区域中测定；③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进化等等 分类：Ⅰ固体 惰性固体电极材料：玻碳、Pt 、Au 、Ag 、Pb 、导电玻璃。
Ⅱ液体液体电极（Hg 、Hg 齐）：有可重现的均相表面，容易制备，H2析出超电势高。
辅助电极 要求：①与工作电极组成回路，使工作电极上电流流畅 ②辅助电极上可以安排为气体的析出反应或工作电极的逆反应，以使电解液组分不变③对工作电极影响轻度小④表面积大使极化作用主要作用于工作电极上，电阻小，不易极化，对形状、位置有要求。
参比电极 要求：① 用于测定研究电极的电极电势②提供热力学参比 ③是可逆电极，其电极电势符合Nerest 方程④应具有良好的电势稳定性和重现性等⑤不同体系采用不同参比电极㈡隔膜 要求：①导电②离子通透性③阴阳两极的产物不互相干扰㈢电解质溶液（介质）作用：①在电化学体系中起导电和反应物双重作用②电解质只起导电作用时，不发生氧化还原反应③固体电解质为具有离子导电性的晶态或非晶态物质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。
应用电化学 简单题附答案
---离子半径依次增大，可极化度增大，I、、cl电谓零荷电势？由F1.何谓电毛细曲线？何---.②特吸附能力增强，所以在汞电极上，Ilippman公式可进一步得到界面双电层的微分电>F>cl性吸附在两种曲线上的左半支曲线不同，零电荷Cd，请给出Cd的数学表达式。
容电势负移。
答：①将理想极化电极极化至不同电势（Φ），6.何谓非稳态扩散？其初始条件和一个边界条件同时测出相应的界面张力（σ值），表征Φ-6关是什么？另一边界条件由极化条件决定。
系的曲线为“电毛细曲线”。
②“零电荷电势”答：①非稳态扩散：在电化学反应开始阶段，由（表Φ=0即q=0Φ曲线上最高点处是指σ-dσ/d于反应粒子浓度变化幅度较小，液相传质不足，表示。
相应的电极电势，用Φ面不带有剩余电荷）0粒子被消耗，此时浓度极化处于发展阶段，称之μ公式：③由lippmanq=-（dσ/dΦ),μ, (2)122为传质过程的非稳态阶段②初始条件：C（x,0Φ得Cd=-dΦσ/d）;μ及Cd=dq/d i i0 开始电极前扩散粒子完全均匀分布在液相2.=C何谓电化学极化？产生极化的主要原因是什i0，无穷远处不出）=C中。
边界条件：C（∞，t么？试分析极化在电解工业（如氯碱工业）﹑电ii现浓度极化。
③另一边界条件：极化条件镀行业和电池工业的利弊。
7.溶液中有哪几种传质方式，产生这些传质过程答：①电化学极化是指外电场作用下，由于电化的原因是什么？学作用相对于电子运动的迟缓性改变了原有的答：对流、扩散、电迁移。
①对流：由于流体各电偶层而引起电极电位变化。
（即电极有净电流部分之间存在浓度或温度差或者外部机械作用通过时，阴、阳电流密度不同，使平衡状态受到力下所引起；②扩散：由于某一组分存在浓度梯了破坏，而发生了电极电位的“电化学极化”）。
度，粒子由高浓度向低浓度转移；③电迁移：在②原因：电化学反应迟缓、浓差极化。
③从能量外电场作用下，液相中带电粒子作定向移动。
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解：
Q nzF It
镍的理论曾重m
nM
m It M 2.51 3600 58.79 2.74g
zF
2 96500
电流效率
实际增重 理论增重
100%
2.55 2.74
100%
93.07%
5 在含有NiSO4的溶液中进行电镀，被镀物件总表面积
为100cm2通过电流为3A，试问，镀上0.3mm的镀层需 要多少时间？已知电流效率为90%，Ni的密度为 8.9g/cm3. 解：
解：阴极过电位为0.556 V，属于高极化区，塔菲尔方程:
c
2.303RT
nF
log
i0
2.303RT
nF
log
ic
已知i0= 1×10-9A/cm2; ηc= 0.556 V; ic= 1 A/cm2；n=1
解得α= 0.94
(2)
1
2.303RT
nF
log
i0
2.303RT
nF
log
i1
(1)
解：（1）
1 2
RT nF
ln
id
i
i
id
nFD cO0
2 965001.5104 0.1103 0.01
0.29
A
/
c
m2
1 2
RT nF
ln
id
i i
0.12
8.314 298 ln 296500
0.29 0.08 0.08
-0.13V
（2）
1 2
RT nF
ln
id
i i
-0.132
8.314 298 2 96500
ln
0.29 0.2 0.2
-0.14V
第三章（4） 电子转移步骤动力学
3.电极反应O十e→R在20℃时的交换电流密度是 1×10-9A/cm2。当阴极过电位为0.556 V时，阴极 电流密度为1 A/cm2时。假设阴极过程为电子转移步 骤控制，试求: (1)传递系数α。 (2)阴极过电位增大一倍时，阴极反应速度改变多少?
解：正极 NiOOH + H2O +e Ni(OH)2 + OH-
M=91.7
负极 Cd +2OH-
Cd(OH)2 + 2e
M=112.41
正极所需活性物质的 质量
正极所需活性物质的 质量
m 3 91.7 10.38g 96500 3600
m 3112.41 6.29g 96500 2 3600
好好学习 天天向上
实际增重m V 8.9100 0.310-1 26.7g
t Q nzF mzF 26.7 296500 9.03h I实 90%I 90%IM 90% 3 58.7
第六章 化学电源
1 重量为123g的碱性锌锰电池在2.25 负载下连续放电， 知道电池的终止电压为0.9V，持续放电时间为735min， 放电量为6.21Ah，试求该电池放电时的平均比能量和 比功率。已知人体重55kg的平均输出功率为100W，体 重为450kg的马输出功率为1马力，试把他们与上述电 池的比功率做比较。
流密度。已知每一个有机物分子结合的电子数是4，有 机物在溶液中的扩散系数是6×10-5cm2/s，浓度为 0.1mol/L。扩散层有效厚度为5×10-2cm。
解：
c0
id nFD
4 96500
6
10
5
0.110 3 510 2
0.046
A/cm2
7 已知25℃时，阴极反应O+2e=R受扩散步骤控制，O和 R均为可溶，co0=0.1mol/L，cR0=0。扩散层厚度为 0.01cm，O的扩散系数为1.5×10-4cm2/s，求（1）测 得jc=0.08A/cm2时阴极电位 =-0.12V，该阴极过程中 的半波电位是多少？（2）jc=0.2A/cm2时，阴极电位 是多少？
2
2.303RT
nF
log
i0
2.303RT
nF
log
i2
(2)
(2)-(1)得：
2
1
2.303RT
nF
log
i2 i1
i1= 1 A/cm2; η1= 0.556 V; η2= 2×0.556 V α= 0.94； R=8.314； T=293K
解方程得 i2=9.8×108 A/cm2
4 镀镍时，通过2.5A电流1h，电极增重 2.55g，计算电流效率。
马的比功率 P 750 1.7W / kg m 450
2 某仪器使用的电源体积已限130mm×60mm×8mm， 平均工作电压为13V，最大工作电流为250mA，并要求 工作4小时，问何种电池能满足这个指标。
解：W=IEt=0.25×13×4=13 Wh 所需体积比能量为 W/V=13/（130×60×8）×106
解： P I 2R Q 2 R 6.21 60 2 2.25 0.58W
t 735
比功率
P m
0.58 123103
4.7W
/ kg
平均比能量 P t 4.7 735 57.58Wh / kg
m
60
人的比功率 P 100 1.8W / kgFra bibliotekm 55
比功率：电池＞人＞马
=208 Wh/L 能满足该指标的电池：锌银电池，锌汞电池
3 某设备使用的电源要求平均电压为27V， 工作电流为20A，工作时间15天。已知锌 银电池组的比能量可达80Wh/kg，如果 使用锌银电池组，其质量为多少？
解：
m
W 比能量
IEt 比能量
20 2715 24 80
2430kg
4 烧结式镉镍电池的正、负活性物质为NiOOH.Cd，实际在化成前镉电 极上存在Cd(OH)2,试问容量为3Ah的镉镍电池所需正常正、负极活 性物质的质量。
解i ： n2
F 2Di
4i2
ci0
2
42
96500
2
1.2 10 5 4 0.52
(0.1103)2
0.056 s
当t=1×10-3s时，转换上面公式得
C（0,
t）
C
0
1
t
0.1
1
110
3
0.087
0.056
mol/L
6 某有机物在25℃下静止的溶液中电解氧化，若扩散步
骤是速度控制步骤，试计算该电极过程的极限扩散电
应用电化学习题解答
第三章（3） 液相传质步骤动力学
5 已知反应电极O+4e=R在静止溶液中恒电流极化时，阴
极过程为扩散步骤控制，反应物O的扩散系数为 1.5×105cm2/s，初始浓度为0.1mol/L。当阴极极化电 流密度为0.5A/cm2。求阴极过程的过渡时间。若按上 述过程恒电流极化1×10-3s时，电极表面液层反应物O 的浓度是多少？