应用电化学练2
2023届高考化学专项小练电化学原理及其应用
电化学原理及其应用1．（河北省衡水中学2021届高三联考）高氯酸钾是一种强氧化剂和分析试剂，易溶于水。
以氯化钠为原料制备高氯酸钾的一种流程如图所示。
下列说法错误的是A．“电解”过程中阴极生成气体的主要成分为H2B．“高温分解”反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：1C．本实验条件下，KClO4在水中的溶解度比NaClO4小D．“转化”过程所得副产物也可在上述流程中循环利用【答案】BClO-，阴极是氢离子得到电子生【解析】惰性电极电解氯化钠溶液，结合流程，阳极是氯离子失电子生成3成氢气，NaClO3固体加热高温分解得到NaClO4，然后加入KCl溶液转化得到KClO4，以此解答。
惰性电极电ClO-，阴极是氢离子得到电子生成氢气，故A正确；解氯化钠溶液，结合流程，阳极是氯离子失电子生成3氯酸钠受热分解的化学方程式 4NaClO3=高温3NaClO4+NaCl，该反应是歧化反应，从生成物判断氧化剂和还原剂的物质的量之比，n（氧化剂）：n（还原剂）=n（还原产物）：n（氧化产物）=n（NaCl）：n（NaClO4）=1:3，故B错误；反应NaClO4+KCl=KClO4（结晶）+NaCl能够发生，即在NaClO4溶液中加入KCl，可得到KClO4晶体，依据复分解反应的条件可知：KClO4在水中的溶解度比NaClO4小，故C正确；“转化”过程所得副产物中有NaCl，可在上述流程中循环利用，故D正确；故选B。
2．（河北省衡水中学2021届高三联考）以Ag/AgCl作参比电极的原电池装置可用于测定空气中氯气的含量，其工作原理示意图如图所示。
下列说法错误的是A．采用多孔铂电极可增大电极与电解质溶液和气体的接触面积B．正极的电极反应式为Cl2+2e-=2C1-C．外电路中通过0.02 mol e-时，负极区溶液质量减少0.71 gD．空气中氯气含量可通过一定时间内电流表读数变化和空气流速计算【答案】C【解析】由电池总反应为2Ag+Cl2═2AgCl可知，Ag失电子作负极失电子，氯气在正极上得电子生成氯离子。
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)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。
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 0 (B) E =E ? (C) E 0 (b)E=E0 (c)EE2(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。
已知Ф0(Cu2+，Cu)=0.34V，Ф0(O2，H20)＝ 1.23V，Ф0(C12，C1-)＝1.36V ( )(a)析出氧气 (b)析出氯气 (c)析出铜 (d)钢电极溶解29.已知Ф0 (Fe2+，Fe)=-0.44V，Ф0 (Cd2+，Cd)=-0.40V，将Fe(s)和Cd(s)的粉末投入含Fe Z+(0.lmo1．kg-1)和含 Cd2+(0.001mol·kg-1)的溶液中，Fe(s)和Cd(s)粉将(a)都溶解(b)Fe(s)不溶，Cd(s)溶解(c)都不溶解 (d)Fe(s)溶解，Cd(s)不溶30.以石墨为阳极，电解0.01mo1·kg-1NaCl溶液，在阳极上首先析出(a)C12(g) (b)O2(g) (c)C12与O2混合气 (d)无气体析出已知Ф0 (C1-|C12,Pt)=1.36V，η(C12)=0；Ф0 (H20|02|Pt)=1.229V，η(02)=0.8V31.电解时，在阳极上首先发生氧化反应的是 ( )(a)标准还原电势最大者 (b)标准还原电势最小者(c)考虑极化后实际析出电势最大者 (d)考虑极化后实际析出电势最小者32. 通电于含有相同浓度的Fe 2+、Ca 2+、Zn 2+和Cu 2+的电解质溶液，已知Ф0 (Fe 2+，Fe)=-0.440V ，Ф0 (Ca 2+，Ca)＝-2.866V ，Ф0 (Zn 2+，Zn)=-0.763V ，Ф0 (Cu 2+， Cu)=0.337V 设H 2因有超电势而不析出，则这些金属析出的次序为( )a)Ca Zn Fe Cu ， b)Ca Fe Zn Cu ， c)Cu Fe Zn Ca ， d)Ca Cu ZnFe33. 在10 cm 3 1mol ·dm -3 KOH 溶液中加入10 cm 3水，其电导率将_______________，摩尔电导率将_________________(填入增加、减小、不能确定)。
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）。
电化学反应的实验测定与应用
电化学反应的实验测定与应用电化学反应是指在电解质溶液中，由于电场的作用下，电子发生移动从而产生化学反应的过程。
电化学反应广泛应用于能源领域、环境治理和化学分析等方面。
本文将介绍电化学反应的实验测定和应用。
一、电化学反应的实验测定1. 电化学实验中常用的电极电极在电化学实验中起到重要作用，常见的电极有氧化还原电极和参比电极。
氧化还原电极是直接参与反应的电极，分为阳极和阴极。
阳极是电子流出的地方，发生氧化反应；阴极是电子流入的地方，发生还原反应。
参比电极是一个电势已知且稳定的电极，用来测量氧化还原电极的电势。
2. 电位差的测量及电动势的计算电位差是指电化学反应中的两个电极之间的电势差。
测量电位差可以通过电位计实验进行，在实验中，将参比电极和氧化还原电极连接到电位计上，通过读取电位计上的电压值，可以计算出氧化还原反应的电势。
根据奥姆定律，电势差和电流之间存在线性关系，可以得出电流大小与电势差之间的关系，进而计算出电动势。
3. 法拉第定律的实验验证法拉第定律是描述电化学反应中电荷与物质转化之间关系的定律。
实验可以验证法拉第定律的准确性。
实验步骤：将一个溴化银溶液分散在两个电解槽中，连接一个电池，在电极上观察到一系列的氧化还原反应。
测量电流随时间的变化可以得到一个曲线，根据法拉第定律，电流与反应进行的时间成正比。
通过实验数据的处理，可以验证法拉第定律的可行性。
二、电化学反应的应用1. 锂离子电池锂离子电池是一种电化学反应应用的典型例子。
锂离子电池通过锂离子在正负极之间的迁移实现电能转化。
锂离子从负极（例如石墨）迁移到正极（例如金属氧化物），同时通过电解质溶液中的离子传递电荷。
锂离子电池具有高能量密度、轻量化和无污染等优点，广泛应用于电子设备、电动汽车和储能系统等领域。
2. 水电解制氢水电解制氢是一种利用电化学反应将水分解成氢气和氧气的方法。
该方法可通过电解槽将水分解为氢气和氧气，其中阳极发生氧化反应(2H2O → O2 + 4H+ + 4e-)，阴极发生还原反应(4H+ + 4e- → 2H2)。
青岛二中2021届高考化学一轮讲练：电化学原理的综合应用【答案+详解】
电化学原理的综合应用1．某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是( )A．图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应B．实验过程中，甲池左侧烧杯中NO－的浓度不变3C．若用铜制U形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量会减小D．若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，乙池某电极析出1.6 g 金属，则溶液乙中的某盐溶液可能是AgNO3解析：选D A项，甲池有盐桥，乙池中两电极材料相同，甲池为原电池，乙池为电解池，因为活泼性Cu>Ag，所以甲池中Cu电极为负极，负极发生氧化离子由甲池右侧烧杯向左侧烧杯定向移动，左侧烧杯中反应，错误；B项，NO－3的浓度增大，错误；C项，若用铜制U形物代替“盐桥”，甲池的左侧烧杯为NO－3电解池，右侧烧杯为原电池，U形物插入右侧烧杯中的Cu为负极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，插入左侧烧杯中的Cu为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，根据电子守恒，工作一段时间后取出U形物称量，质量不变，错误；D项，甲池中Ag电极的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，电路中通过的电子物质的量为n(e－)＝n(Ag)＝5.4 g÷108 g/mol＝0.05 mol，乙池某电极析出1.6 g金属，乙池中盐溶液的阳离子应为不活泼金属的阳离子，若乙中的某盐溶液是AgNO溶液，根据电子守恒，乙池中阴极先后发生的电极反应3↑，正确。
为Ag＋＋e－===Ag、2H＋＋2e－===H22.钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。
通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。
下列有关叙述正确的是( )A．已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－x CoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C，则Li1－x CoO2作负极，失电子B．当外电路中转移0.2 mol电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuClD．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－解析：选D A项，LixC6中C为负价，根据电池总反应，LixC6作负极，则Li1－x CoO2作正极，得电子，故A错误；B项，没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算生成氯气的体积，故B错误；C项，d电极发生的变化Cu→CuCl是氧化反应，故d极为阳极，d极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl，故C错误；D项，d 电极先产生白色沉淀(CuCl)，白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应是CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－，故D正确。
应用电化学测试实验
四、 实验结果与讨论
1. 添加剂用量对极化曲线的影响： 不同用量下的极化曲线，分析添加剂的加入对
镀层外观、性能的影响。 将5条曲线叠加对比分析
2. 锌镀层质量与极化曲线的关系： 主要观察表面外观状态对镀层质量的影响，
可通过极化曲线形式来体现
实验四 循环伏安曲线的测定
一、实验目的 1. 掌握电化学工作站测定循环伏安的使用方法； 2. 了解循环伏安法的基本原理及其在电化学研究 中的应用，学会分析循环伏安曲线图； 3. 了解扫描速率和浓度对循环伏安图的影响。
采用工业级原料，称量质量偏上限； 施镀（1A/dm2、10min），获得整片全光亮镀层为合格
2. 用铜库仑计法测定镀锌溶液的阴极电流效率：
➢ 配制400 mL镀锌溶液和400 mL铜库仑计溶液；
➢ 按试验装置图（图4.1）接线；
➢ 将用分析天平(0.1mg感量)称取铜阴极和锌阴极质量；
➢ 按阴极面积计算试验电流，电流密度为2 A/dm2，电镀时间
二、实验原理
电化学法是一种简单而有效的方法。制备时常 采用三电极系统，即工作电极(W)、对电极(C)与 参比电极（R）。工作电极一般用贵金属或碳类 材料制作，铂和甘汞电极可分别作为对电极和参 比电极。制备时可采用不同波型的电压或电流作 为激励信号，可采用循环伏安法、恒电位法和恒 电流法。
三、实验要求
内孔法是采用有内孔的圆管做镀件，用一定的方法 进行电镀，镀完后观察圆管内壁镀层的长度来评定镀 液覆盖能力的优劣。
三、实验内容
1. 酸性氯化钾光亮镀锌液的配制：
按配方的含量范围称取ZnCl2、KC1 并加水溶解（体积控 制在300~400mL） → 另取一烧杯，称取H3BO3，加200 mL水 并加热溶解 → 将完全溶解的H3BO3溶液倒入ZnCl2、KC1混合 液中搅拌均匀 → 加1~2克活性炭颗粒进行加热搅拌，时间 30min → 过滤 → （预留250mL空白液，做实验十四故障分 析实验） → 加入15mL NDZ-1添加剂，加水至1000mL备用。
应用电化学答案
应用电化学答案【篇一：应用电化学书后习题答案杨辉_卢文庆编】>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)ce4??2e?ce2?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ce4?借助于电极得到电子，生成还原态的物种ce2?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) o2?2h2o?4e?4oh?解：多孔气体扩散电极中的气体还原反应。
气相中的气体o2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) ni2??2e?ni2?解：金属沉积反应。
溶液中的金属离子ni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) mno2(s)?e?h2o?mnooh(s)?oh?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。
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。
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应用电化学练习（二）
1.用旋转圆盘电极电解0.1 mol·L-1CuSO4（有大量Na2SO4）溶液，圆盘电极面积为55cm2，转速为
2转·秒-1，Cu2+的扩散系数为1.1×10-5 cm2·s-1，溶液粘度为1.2×10-2 g·cm-1·s-1，密度为1.1g·cm-3，求通过电极的极限电流。
2.某一浓度为0.1 mol·L-1的有机物在25℃的静止电解液中电解氧化，如果它的扩散步骤是速度控
制步骤，试求其极限电流密度。
假设与每一有机物结合的电子数为4，有机物的扩散系数为3×10-5cm2·s-1，扩散层厚度为0.05cm。
3.电极反应Cu2+ + 2e = Cu 的传递系数为0.5，交换电流密度为2×10-5A·m-2，计算298K时的Tafel
常数，并估算从Cu2+活度为1的电解液在298K和电流密度为5×10-3A·m-2沉积铜时所需的过电位。
4.298 K时用镍阴极电解氢氧化钠溶液，在过电位为0.148 V、0.394 V下相应的电流密度分别为
0.0001 A·cm-2、0.01 A·cm-2，计算在上述介质中析氢反应的传递系数和交换电流密度。
已知析氢
反应的电子转移数n=1mo l·mol-1(反应)
5.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。
6.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？
7.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？
8.说明标准电极反应速度常数k S和交换电流密度i0的物理意义，并比较两者的区别。
9.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？
10.如何根据交换电流密度J0、稳态极限扩散电流密度J D和电流密度J的相对大小，来分析导致出现
过电位的原因？
11.如何在Tafel区求交换电流密度J0？如何在线性极化区求交换电流密度J0？（稳态法）
12.酸性介质中某金属电极析氢反应的电化学脱附机理如下：
(1) H3O+ + e = H吸附＋H2O (快步骤)
(2) H3O+ + H吸附+ e = H2＋H2O (慢步骤)
在析氢的Tafel关系式η＝ a + b lg i，式中η为过电位，i为电流密度,a和b分别为Tafel 常数，试证b = 2.3RT/(1+α)F，式中α为传递系数，R为气体常数，T为开而文温度（K），F为法拉第常数；并且在25℃时b值为39 mV。
13.在25℃下将铁放入Fe2+活度为1的溶液（pH=3）中，已知Fe2+还原为Fe的交换电流密度为2
×10-5A·m-2，氢在该溶液中析出的交换电流密度为1.6×10-3A·m-2；Fe氧化过程和氢离子还原过程的b值（Tafel常数之一，η＝ a + b lg i）分别为0.06和0.12V，试求腐蚀电位和腐蚀电流密度。
（已知E0(Fe2+/Fe)=-0.440V）。
=1 nmol/L，14.根据Cottrel方程计算电位阶跃后1、10和100 s（秒）时还原反应的电流。
假设C
O =10-9 m2/s，电极面积10-6 m2.
D
O
15.在含有10-3mol/L二价离子的溶液中进行旋转圆盘电极（面积0.5 cm2）,发现电极转速为100 r/min
时的I－E关系为：
E/mV -100 -120 -150 -500 -550 -600
I/mA 0.046 0.062 0.101 0.965 0.965 0.965
求电极转速为200 r/min时的极限扩散电流和传质系数（传质系数即扩散系数与扩散层厚度之比）。