应用电化学 简单题附答案
完整版)电化学练习题带答案

完整版)电化学练习题带答案1.铁镍蓄电池是一种常见的电池,其放电反应为Fe +NiO3 + 3H2O → Fe(OH)2 + 2Ni(OH)2.下列说法中,错误的是:A。
电池的电解液为碱性溶液,正极为NiO3,负极为Fe。
B。
电池放电时,负极反应为Fe + 2OH- → Fe(OH)2 + 2e。
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 → NiO3 + 3H2O。
2.当镀锌铁发生析氢腐蚀时,有0.2mol电子发生转移。
正确的说法是:④在标准状况下有1.12L气体放出。
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。
以下说法正确的是: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0.1mol电子,消耗1.12L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。
以下说法中,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正极,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。
以下判断不正确的是:A。
K闭合时,d电极反应式:PbSO4 + 2H2O - 2e → PbO2 + 4H+。
B。
当电路中转移0.2mol电子时,Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2mol。
电化学原理试题及答案

电化学原理试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 电化学中,原电池的工作原理是基于以下哪种现象?A. 氧化还原反应B. 光合作用C. 热力学第一定律D. 电磁感应答案:A2. 标准氢电极的电极电势是多少?A. -0.059 VB. +0.059 VC. 0 VD. 0.059 V答案:C3. 以下哪种物质在电化学中常用作电解质?A. 纯水B. 纯乙醇C. 氯化钠溶液D. 纯氢气答案:C4. 电化学腐蚀中,阳极发生的反应是?A. 还原反应B. 氧化反应C. 无明显变化D. 光合作用答案:B5. 电化学中,法拉第定律描述的是?A. 电流与电压之间的关系B. 电流与时间之间的关系C. 电流与电极材料之间的关系D. 电流与电荷量之间的关系答案:D6. 电化学电池中,正极发生的反应通常是?A. 还原反应B. 氧化反应C. 无明显变化D. 光合作用答案:A7. 电池的电动势是由什么决定的?A. 电池的体积B. 电池的质量C. 电池的组成材料D. 电池的形状答案:C8. 以下哪种电解质溶液不导电?A. 硫酸溶液B. 氯化钠溶液C. 蒸馏水D. 醋酸溶液答案:C9. 电化学中,电解质溶液的pH值通常如何影响电极电势?A. pH值越高,电极电势越高B. pH值越高,电极电势越低C. pH值对电极电势无影响D. pH值对电极电势的影响不明确答案:B10. 电化学腐蚀中,阴极发生的反应是?A. 还原反应B. 氧化反应C. 无明显变化D. 光合作用答案:A二、填空题(每空1分,共20分)1. 电化学中,______是电子的来源,而______是电子的接受者。
答案:阳极;阴极2. 电化学腐蚀的防护措施之一是采用______。
答案:牺牲阳极3. 电化学电池的总反应可以表示为______反应和______反应的组合。
答案:氧化;还原4. 在电化学中,______是衡量电池性能的一个重要参数。
答案:电动势5. 电化学腐蚀的类型包括______腐蚀和______腐蚀。
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。
电化学练习题及答案

电化学1. 选择题(将所有正确答案的标号填入空格内)(1)在标准条件下,下列反应均向正方向进行:2233272614267Cr O Fe H Cr Fe H O -++++++=++322422Fe Sn Fe Sn +++++=+它们中间最强的氧化剂和最强的还原剂是 (B ) (a )23Sn Fe ++和 (b )2227Cr O Sn -+和(c )34Cr Sn ++和 (d )2327Cr O Fe -+和(2)有一个原电池由两个氢电极组成,其中一个是标准氢电极,为了得到最大的电动势,另一个电极浸入的酸性溶液2()100p H kPa =⎡⎤⎣⎦设应为 ( B )(a )30.1mol dm HCl -⋅(b )330.10.1mol dm HAc mol dm NaAc --⋅+⋅(c )30.1mol dm HAc -⋅(d )3340.1mol dm H PO -⋅(3)在下列电池反应中223()()(1.0)()Ni s Cu aq Ni mol dm Cu s ++-+=⋅+ 当该原电池的电动势为零时,2Cu +的浓度为 (B ) (a )2735.0510mol dm --⨯⋅ (b )2135.7110mol dm --⨯⋅ (c )1437.1010mol dm --⨯⋅ (d )1137.5610mol dm --⨯⋅ 有一种含Cl Br I ---、和的溶液,要使I -被氧化,而Cl Br --、不被氧化,则在以下常用的氧化剂中应选(D )为最适宜。
(a )4KMnO 酸性溶液,(b )227K Cr O 酸性溶液,(c )氯水,(d )243()Fe SO 溶液(2)有下列原电池:23332333()(1),(0.01)(1),(1)()Pt Fe mol dm Fe mol dm Fe mol dm Fe mol dm Pt +-+-+-+--⋅⋅⋅⋅+该原电池得负极反应为( 23Fe Fe e ++-=+ ),正极反应为( 32Fe e Fe +-++= )。
应用电化学习题及答案

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(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。
电化学原理及其应用(习题及答案)

电化学原理及其应用(习题及答案)work Information Technology Company.2020YEAR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++4H2OD. Zn2++2e=Zn2.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. -268.7B. -177.8C. -119.9D. 119.95.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FeD. 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)= —0.44V6.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3 PbO2 + 2 Cr3+ + ____H2O___ =1 Cr2O72— + 3 Pb2+ + __2H+___ (酸性介质)2 MnO2 +3 H2O2 +__2OH-___ =2 MnO4— + ___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。
(完整版)电化学测试题及答案,推荐文档

B.充电时阳极反应为:Fe(OH)3 —3e—
+
5
OH—
=
FeO
2 4
+ 4H2O
C.放电时每转移 3 mol 电子,正极有 1mol K2FeO4 被氧化 D.放电时正极附近溶液的碱性增强
7.金属镍有广泛的用途。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 Fe2+<Ni2+<Cu2+)(
10.金属有广泛的用途。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 Fe2+<Ni2+<Cu2+)
A.阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2++2e-
Ni
B.电解过程中,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 Fe2+和 Zn2+
D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有 Cu 和 Pt
11.某可充电的锂离子电池以 LiMn2O4 为正极,嵌入锂的碳材料为负极,含 Li+
导电固体为电解质。放电时的电池反应为:Li+LiMn2O4==Li2Mn2O4。下列说法
正确的是
(
)
A.放电时,LiMn2O4 发生氧化反应 B.放电时,正极反应为:Li++LiMn2O4+e-==Li2Mn2O4 C.充电时,LiMn2O4 发生氧化反应 D.充电时,阳极反应为:Li++e-==Li
Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l) )
B.电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)+H2O(1)+2e—=Mn2O3(s)+2OH—(aq) C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
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。
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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)μ1 ,μ2 ,...μi ;及Cd=dq/d Φ得Cd=-d 2σ/d Φ22.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特点:工作电压高,比能量高,稳定性好,寿命长,自放电小,无记忆效应,工作温度范围宽,不含有害金属铅、镉,无污染。
12.何谓电池的放电曲线?从放电曲线可得到那些有关电池性能的信息?答:①放电曲线:在指定负载和温度下放电时,工作电压随时间的变化曲线;②从曲线上可知工作电压、终止电压、开路电压、理论电动势的值,放电平台越长,电池性能越好。
13.如何得到Evans图?从该图可达到那些电化学信息?在一般条件下钢铁发生吸氧腐蚀,说明钢铁腐蚀过程的控制步骤是什么?答:①Evans图即腐蚀极化图,这种图是把表征腐蚀电池的阴、阳极极化曲线画在同一图上而成的②从该图可知极化曲线较陡,表明电极的极化率较大,反应阻力大;反之,反应容易进行。
极化作用使阴阳的电位交于一点,对应电位为腐蚀电位(Ecorr),电流为腐蚀电流(Icorr);金属以此电流不断地腐蚀。
③过程:阴极氧的扩散14.钢铁腐蚀使用的电化学保护主要有几种?简述它们的基本原理。
答:阳极保护法和阴极保护法。
原理:阳极保护法是把被保护金属变成阳极,用极化的方式使金属钝化,并维持稳定状态,腐蚀速率降低,得以保护。
阴极保护法是提供阴极极化,改变金属表面电子能级结构,使金属电位负移进入免蚀区。
15.两种金属共沉积形成合金的基本条件是什么?如何才能实现合金电沉积?答:①基本条件:析出电位十分相近或相等;②若析出电位相差较小,可采用改变浓度和改变沉积电流密度;若相差较大,可采用加入络合剂和添加剂。
16.一般金属镀层大多为多晶体,试根据金属电结晶理论,若要得到晶体细小的镀层一般要采用什么措施进行电沉积?答:即抑制核的生长速度,通过增加阴极极化、适当的降低主盐浓度,在较大的电流密度下进行电沉积。
17.目前氯碱工业阳极广泛使用形稳电极代替石墨,其组成是什么?什么叫形稳电极?答:DSA的组成:以钛为基地,涂镀TiO2、RuO2加催化剂(Pt、PbO2)。
形稳电极是指电解过程中耐腐蚀、尺寸稳定、寿命长的不溶性阳极。
18.二次电池要求充放电反应可逆性要好,一般要求电极的结构具备什么特点?试举例说明之。
答:如锂离子电池,电极材料二维层状;自由嵌入、嵌出;体积膨胀率小;尖晶石,三维轨道结构。
19.镍氢电池(储氢电池)是一种重要的二次电池,该电池正极和负极材料是何物质?写出电池反应。
何谓储氢合金?答:①正极材料:Ni(OH)2;负极:混合稀土氢合金(LaNiH x)或钛镍合金(MH x)。
电池反应:M N Ni5H6+6NiOH M N Ni+6Ni(OH)2储氢合金:在一定条件下可逆的吸收放出H2的新型合金。
20.海洋性环境下钢铁主要发生电化学腐蚀,其阴极电极反应主要是什么反应?控制步骤是什么?答:①阴极反应为吸氧反应:O2+4H++4e-→2H2O②控制步骤:氧的扩散步骤21.何谓电解提取?何谓电解精炼?举例说明两者之间的区别?答:①电解提取:直接利用通电的方式提取电解质中的金属。
②电解精炼:利用电解方法将含有金属的物质进行提纯。
③区别:电解提取采用不溶性阳极,如以Pt为电极,电解Al2O3得到Al;电解精炼采用可溶性阳极,如以粗铜为阳极,用以精炼.22.试叙述赫尔槽的结构特点和在电镀中的用途。
答:特点:阴极各个部位与阳极的距离不同,有近端与远端,其电流密度不同。
用途:①确定渡液各组分的合适含量;②确定渡液中添加剂或杂质的大致含量;③可用于选择不同的操作条件,如改变为温度,pH值、电流密度23.与其它阴极过程相比,金属电沉积有何特点?答:①液相传质,反应粒子向电极表面迁移;②前置转化,发生化学转化反应;③电荷传递,反应粒子还原为吸附态金属原子;④电结晶,吸附态金属原子形成晶体。
24、采用钢铁电极以丙稀氰为主要原料电合成己二氰,写出阴极和阳极反应?答:阴极:2CH2=CHCN+2H++2e-→NC(CH2)4CN 阳极:H2O—2e-→1/2O2+2H+25.碱性锌氧化银电池以锌粉为负极,以氧化银粉(Ag2O) 压制成正极,电解液为饱和了锌酸盐的浓碱溶液试写出其正极反应,负极反应,电池反应。
答:正极:负极:总反应:26.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。
答:①电动势E:电池两极在断路且处于可逆平衡状态时两极电势之差。
②开路电压U:电池两极在断路时的稳定电极电势之差。
③工作电压V:有电流通过外电路时,两极的电势差。
④截止电压:放电时,电压下降到不宜继续放电的最低工作电压。
⑤数值:E>U>V>截止电压27.防止钢铁腐蚀主要措施有?答:①阴极保护法中的外加电流法;②涂防锈漆;③镀上惰性金属镀层;④用缓蚀剂加以保护28.什么是析氢腐蚀和耗氧腐蚀?答:①析氢腐蚀:以H+还原反应为阴极,生成H2的过程。
②耗氧腐蚀:消耗O2的还原反应为阴极,生成OH-或H2O的过程。
碱性介质:2H2O+2e-=H++2OH-(析氢)1/2O2+2e-+H2O=2OH-(耗氧)酸性介质:2H++2e-=H2(析氢)2H++1/2O2+2e-=H2O(耗氧)29.阴极保护的方法有哪几种,画图并简述一下各种方法,也可举例说明。
答:①外加电流法:在电解质中加入辅助电极,将需要保护的金属基体连接到外电源负极,调节施加电流,从而保护金属。
图示,把阴极极化曲线的电流调到a点,对应的腐蚀电流Icorr ’即Ia变小,若调制b点,则为0,起到对阴极的保护。
②牺牲阳极法:在金属基体上附上更活泼的金属,构成短路的原电池,活泼金属为阳极,不断溶解,阴极得到保护,例:钢板上镀锌,防止被海水腐蚀。
30.发生钝化的金属或合金具有的一些特点?有哪几种主要的钝化理论?答:①特点:形成致密氧化膜,隔离腐蚀介质,包括Al。
Cr、Ti。
②理论:成相膜理论和吸附理论。
31、什么叫缓冲剂,其防蚀机理如何?答:①缓蚀剂:加入到一定介质中能明显抑制金属腐蚀的少量物质。
②机理:形成氧化膜促进钝化;形成沉淀膜;形成吸附膜32.金属离子还原继而形成结晶层的电结晶一般过程由哪些基本步骤组成及次序?答:①溶液中的离子向电极表面扩散→②电子迁移反应→③失去溶剂化外壳,形成吸附原子→④吸附原子经表面扩散,到缺陷等位置→⑤电还原的金属原子聚集,核化→⑥结合到晶格中,核化生长→⑦沉积物的结晶及形态发展31、什么是电解的电流效率和电能效率?两者区别是?ηI=ηE=区别:电流效率反映副反应的程度大小,电能效率反映能量的利用率32.简述电解冶金的方法,并说出电解冶金与火法冶金比较有哪些特点?答:①电解治金可分为水溶液电解,熔盐电解,有机溶剂电解。