电化学原理第一章习题解答(配合北航教材)
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. 下列关于电化学的说法，错误的是（）A. 电化学反应中有电子的转移B. 电化学反应分为氧化反应和还原反应C. 电化学反应不需要外界提供能量D. 电化学反应中，电极上发生的是氧化还原反应答案：C2. 下列哪个不是电解质（）A. NaClB. H2SO4C. C6H12O6（葡萄糖）D. KOH答案：C3. 下列关于原电池的说法，错误的是（）A. 原电池是一种将化学能转化为电能的装置B. 原电池的两极分别是阳极和阴极C. 原电池中，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应D. 原电池工作时，电子从阳极流向阴极答案：B4. 下列关于电解池的说法，错误的是（）A. 电解池是一种将电能转化为化学能的装置B. 电解池的两极分别是阴极和阳极C. 电解池中，阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应D. 电解池工作时，电子从阴极流向阳极答案：D5. 下列关于电极电位的说法，错误的是（）A. 电极电位是电极与溶液之间电位差的绝对值B. 标准电极电位是指电极在标准状态下的电极电位C. 电池的电动势等于正极电极电位减去负极电极电位D. 电极电位的大小反映了电极得失电子的能力答案：A二、填空题（每题3分，共30分）6. 在原电池中，负极发生______反应，正极发生______反应。
答案：氧化、还原7. 电解质溶液导电的主要载体是______和______。
答案：阳离子、阴离子8. 在电解过程中，阴极附近溶液的______浓度逐渐增大，阳极附近溶液的______浓度逐渐增大。
答案：阳离子、阴离子9. 电池的电动势等于______电极电位减去______电极电位。
答案：正极、负极10. 下列反应在酸性溶液中，氧化剂是______，还原剂是______。
MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O答案：MnO4-、Fe2+11. 在下列反应中，氧化产物是______，还原产物是______。
电化学原理1-4章思考题答案
思考题答案第一章1.离子电导，电子导电3.阳极：氧化反应；阴极：还原反应，电解池：阴=负，阳=正，原电池反之5.同：导电；异：导电机理是电子和带电离子，一个是纯物理过程，一个是物理过程伴随化学反应。
κ，随着溶液7.简化电导率和浓度的关系；区别：当量电导定义；联系：λ=1000C N浓度降低，当量电导增加并趋于一个极限λ0（无线稀溶液极限当量电导），很稀的溶液中-柯劳许经验公式：λ=λ0−A√C N。
8.错，离子种类，其他离子浓度，离子淌度都有影响（根据公式说明）9.无线稀溶液，每个离子运动不受其他离子影响，溶液当量电导等于各电解质当量电导之和。
已知离子极限当量电导求电解质极限当量电导，通过强电解质极限当量电导计算多弱电解质极限当量电导。
10.真实溶液中离子间存在相互作用，与理想溶液有一定偏差，用浓度来校正真是溶液相对于理想溶液的偏差，从而令标准化学位不变（1.19公式）；反映了有效浓度第二章3.电极电位是两类导体界面所形成的相间电位，在测量的时候会引入新的两相界面（可画图，并列出2.8式形象描述），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。
4.两种溶液之间的高浓度电解质，其正负离子迁移速度接近，保持电荷平衡使反应顺利进行。
浓度高，主要扩散作用来自盐桥，全部电流几乎都由盐桥正负离子在液体界面扩散导致，盐桥正负离子迁移速度相当，以此降低液接电位。
不能完全消除。
6.不对；可逆电池：反应可逆，平衡状态电流无限小；自发电池，反应可逆，电流不为零偏离平衡状态。
8.有电流通过产生欧姆降，有电流通过偏离平衡状态。
采用补偿法。
11.都有电化学氧化还原反应；原电池和腐蚀电池，正极还原=阴极，负极氧化=阳极，电解池，正极氧化=阳极，负极还原=阴极；原电池化学能转电能，电解池电能转化学能，腐蚀电池短路化学能转热能。
14.不对，平衡电位，是在平衡可逆条件下（电极反应可逆，电流无限小）的电极电位，稳定电位是指。
电化学原理答案
电化学原理答案电化学原理答案：1. 伏安法测定电化学反应动力学的方法：- 电流时间法：测量电流随时间的变化，根据反应动力学方程求得反应速率常数。
- 电位时间法：测量电位随时间的变化，通过电位变化曲线求得反应动力学信息。
2. 电极电势和电动势：- 电极电势是指电化学系统中电极相对于参比电极的电位差。
- 电动势是指电池或电解槽中整体的能量转换效率，可以通过两个电极电势之差计算得到。
3. 阳极和阴极反应：- 阳极反应是指发生在氧化物或离子脱除电子的电极上的反应。
- 阴极反应是指发生在还原物或离子得到电子的电极上的反应。
4. 电解和电化学合成反应：- 电解是通过外加电流将化学物质分解为离子或原子的过程。
- 电化学合成是通过外加电流将离子或原子重新结合成化学物质的过程。
5. Faraday定律：- Faraday定律指出，在电解过程中，电流量与电化学反应出现的物质的化学当量之间存在确定的比例关系。
- 根据Faraday定律，可以通过电流量计算反应物的摩尔数或质量变化。
6. 电解质的浓度对电解过程的影响：- 随着电解质浓度的增加，电流密度增大，电解过程速率加快。
- 电键的栅电位也随浓度增加而增大，使得电解反应偏向于反向进行。
7. 极化现象：- 极化是指在电解过程中，电流通过电极时引起电极上电势的变化。
- 极化可以是正极化（电势升高）或负极化（电势降低），影响电解过程的效率和速度。
8. 腐蚀和电化学保护：- 腐蚀是指金属与环境中的化学物质反应产生氧化物或离子的过程。
- 电化学保护是通过施加外电势来改变金属表面的电位，降低腐蚀速率。
9. 电化学能源转换：- 电化学能源转换是指将化学能转化为电能或将电能转化为化学能的过程，如电池和燃料电池。
- 电化学能源转换可以实现能量的存储、传输和转换。
电化学思考和课后答案第一章
思考题2、什么是电化学体系？你能举出两、三个实例加以说明吗？答：电化学体系是由两类不同导体组成的，是一种在电荷转移时不可避免地伴随有物质变化的体系。
实例：1）镀锌的电解池，其外电路是由第一类导体组成的，而电解质是由第二类导体组成，在正极上发生氧化反应（Zn 和OH -失去电子的反应），在负极上发生还原反应（Zn 2+和H +得到电子的反应）。
2）丹尼尔电池，其外部电路是由第一类导体组成，而溶液是由第二类导体组成，其阳极上发生还原反应，阴极发生氧化反应。
3.有人说：“像阳离子就是正离子,阴离子就是负离子一样阳极就是正极阴极就是负极”。
这种说法对吗？为什么？答：这种说法是明显错误的。
无论在原电池还是电解池中，都有如下定义： 正极：电势较高的电极； 负极：电势较低的电极； 阳极：发生氧化反应的电极； 阴极：发生还原反应的电极。
阴离子总是移向阳极阳离子总是移向阴极。
原电池中,正极=阴极,负极=阳极; 电解池中,正极=阳极,负极=阴极11.电解质溶液的标准态是如何选定的？它和纯液体的标准状态有何不同？答：理想溶液中组分i 的化学势等温式为 真实溶液中，由于存在各种离子间的相互作用，使真实溶液的性质与理想溶液有一定的偏差，不能直接应用上式。
为了保持化学势公式有统一的简单形式，引入一个新的参数α活度，来代替上式中的浓度。
真实溶液化学势等温式可写为 活度与浓度的比值能反映粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差， 称为活度系数。
通常用符号f 表示。
即，同时，规定活度等于1 的状态为标准状态。
对于固态物质、液态物质和溶剂这一标准状态为它们的纯物质状态。
即规定纯物质的活度等于1。
对于溶液中的溶质，则选用具有单位浓度而又不存在离子间相互作用的假想状态作为该溶质的标准状态。
也就是这种假想状态同时具有无限稀释溶液的性质（活度系数等于1）和活度为1的两个特性。
ln i i i RT x μμΘ=+ln i i i μμαΘ=+i i if x α=习题1.测得25℃时，0.001mol/L氯化钾溶液中KCl的当量电导为141.3Scm2/eq，若作为溶剂的水的电导率为1.0×10-6S/cm，试计算该溶液的电导率。
电化学原理作业习题和答案
电化学原理作业习题和答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 以下哪种现象不属于电化学腐蚀的基本过程？A. 阳极溶解B. 阴极还原C. 电子转移D. 电解质溶液中离子的迁移答案：C2. 在下列电池中，哪个电池是碱性电池？A. 铅酸电池B. 锌锰电池C. 镍氢电池D. 镍镉电池答案：C3. 下列哪个因素不会影响电极电势？A. 电极材料B. 电极表面积C. 电流强度D. 电解质溶液的浓度答案：C4. 在电化学反应中，电子从哪个电极流向另一个电极？A. 正极B. 负极C. 阳极D. 阴极答案：B5. 以下哪个电池不能重复充电？A. 镍氢电池B. 镍镉电池C. 锂电池D. 铅酸电池答案：C二、填空题（每题2分，共10分）1. 电化学腐蚀的基本过程包括________、________和________。
答案：阳极溶解、阴极还原、电解质溶液中离子的迁移2. 电池的电动势等于________与________之差。
答案：正极电势、负极电势3. 在电化学反应中，电子从________流向________。
答案：负极、正极4. 电池的正极是________，负极是________。
答案：阳极、阴极5. 原电池的电动势是由________决定的。
答案：电极材料和电解质溶液的浓度三、判断题（每题2分，共10分）1. 电化学腐蚀是由金属与电解质溶液接触引起的。
（）答案：√2. 在电化学反应中，电子从正极流向负极。
（）答案：×（正确答案：电子从负极流向正极）3. 电池的电动势与电流强度成正比。
（）答案：×（正确答案：电池的电动势与电流强度无关）4. 原电池的电动势是由电极材料和电解质溶液的浓度决定的。
（）答案：√5. 电池的正极是阳极，负极是阴极。
（）答案：√四、简答题（每题5分，共15分）1. 简述电化学腐蚀的基本过程。
答案：电化学腐蚀的基本过程包括阳极溶解、阴极还原和电解质溶液中离子的迁移。
阳极溶解是指金属在电解质溶液中失去电子，形成阳离子；阴极还原是指电解质溶液中的阳离子在阴极得到电子，还原成金属；电解质溶液中的离子迁移是指在电场作用下，阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移。
电化学基础知识及原理习题解析
电化学基础知识及原理习题解析1 原电池及其应用原电池是将化学能转化为电能的装置1.1 原电池原理1.1.1 原电池装置构成①两个活泼性不同的电极；②电解质溶液或熔融的电解质[说明] 原电池的两极分别称为正极和负极。
两极中相对活泼（易失电子）的作为负极，相对不活泼的为正极。
负极应要能与电解质溶液发生自发的氧化反应。
当两电极材料均插入电解质溶液中并将两极相连构成闭合电路，原电池装置才能发生电化反应产生电流。
1.1.2 原电池发电原理及电极反应将铜片和锌片平行地插入稀硫酸溶液中，则构成了原电池。
若将两极用导线相连，则有电流产生。
“发电”的原理说明如下：由于锌比铜活泼，易失电子，Zn为负极，Cu则为正极。
两极相连后，Zn自发失去电子，不断“溶解”，形成Zn2+进入溶液。
锌片失去的电子沿外电路到达铜片，此时溶液中阳离子 H+ 在铜片表面获得电子，形成H2 逸出。
与此同时溶液中的阴离子（SO42-，OH-）移向负极，阳离子（H+）移向正极（电池内部离子的迁移是由化学势所推动的，即非电场力做功完成）。
由于电池工作时，电子能自发地从负极经外电路流向正极，在电池内部，溶液中离子能自发地迁移，这样电池就向外提供电能，发电了。
电极反应式表示如下负极（Zn） Zn – 2e- = Zn2+ (负极发生失电子的氧化反应，流出电子)正极（Cu） 2H+ + 2e- = H2 ↑ (正极发生得电子的还原反应，流进电子)总反应式 Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑从上分析可知此例正极材料本身并无参与电极反应，仅起作导体作用而已。
因此，正极材料若换为活泼性比锌差的导体为电极（如石墨），效果一样。
1.2 原电池的应用主要有两方面：其一，利用原电池自发进行的氧化还原反应，开发化学电源；其二，抑制原电池反应发生，应用于金属腐蚀的防护。
1.2.1 常见的化学电源①锌-锰干电池正极-石墨棒，负极-锌筒, 电解质-淀粉湖-NH4Cl与碳粉、MnO2的混合物。
第一章习题解答
第1章习题解答１、在图1-1-3（b ）中，表头的满偏电流为0.1mA ，内阻等于4900Ω，为构成５mA 、50 mA 、500 mA 三挡量程的直流电流表，所需量程扩展电阻R 1 、R 2、R 3分别为多少？ （1、9、90）ΩΩΩ解：据公式(1-1-8)计算得Ω=−Ω=++10011.054900321mAmAR R R ，Ω=−Ω=+1011.050490021mA mA R R ，Ω=−Ω=111.050049001mAmAR ，故Ω=Ω=90,932R R２、在图1-2-2中，电压表V 的“Ω/V ”数为20k Ω/V ,分别用5V 量程和25量程测量端电压U 0的读数值分别为多少?怎样从两次测量读数计算求出E 0的精确值?（2.50V ，4.17V ，5.01 V ）解：5V 档量程内阻 ()Ω=×Ω=k Vk R V 1005201，25V 档量程内阻 ()Ω=×Ω=k Vk R V 50025202。
图1-2-2中 伏50=E ，Ω=k R 1000， 5V 档读数V E R R R V V V 5.25100100100001101=⋅+=⋅+=，25V 档读数V E R R R V V V 17.45100500500002202=⋅+=⋅+=。
552512===V V K ，代入公式（1-2-8）式得： ()()V U U K U K E 01.55.217.4517.4151010202'0≈−×−=−−=。
3、模拟直流电流表与模拟直流电压表有何异同？为什么电流表的内阻很小，而电压表的内阻却很大？解：模拟直流电流表与模拟直流电压表的表头都是动圈式磁电系测量机构。
模拟直流电流表是由“表头”并联很小的分流电阻构成，指针的偏转角与被测直流电流成正比；模拟直流电压表是由“表头”串联很大的分压电阻构成，指针的偏转角与被测直流电压成正比。
由公式（１－１－８）和图１－１－２可见，电流表的内阻为,Mmgg gs g s I I R nR R R R R r ==+=因，故m M I I >>g R r <<。
北航电化学测试技术课件第一章
药物传输与释放
通过电化学测试技术，研究药物 在电场作用下的传输和释放行为， 为药物控制释放和靶向治疗提供
技术支持。
生物电化学研究
电化学测试技术可以用于研究生 物体内的电化学行为，如神经传 导、肌肉收缩等生理过程，有助 于深入了解生物系统的功能和机
制。
05
结论
本章总结
介绍了电化学测试技术的基本概念、 原理和应用领域。
通过实际案例说明了电化学测试技术 在能源、环境、生物医学等领域的应 用。
重点讲述了电化学阻抗谱（EIS）和循 环伏安法（CV）两种测试方法的基本 原理、实验操作和数据分析方法。
下一步工作展望
深入研究其他电化学测试方法，如恒电位阶跃法、计时电流法等，并探讨其在不同 领域的应用。
结合实际应用需求，开发新型电化学传感器和测试系统，提高测试精度和稳定性。
循环伏安法广泛应用于电池、 燃料电池、电镀和电合成等 领域的研究，可以提供关于 电极反应过程的重要信息。
线性扫描伏安法
总结词
详细描述
总结词
详细描述
线性扫描伏安法是一种常用的 电化学测试方法，用于研究电 极反应的动力学过程和机理。
线性扫描伏安法通过在电极上 施加一个线性变化的电压，并 测量电流随电压变化的关系， 可以获得电极反应的电流-电压 曲线。
电极过程动力学
电极反应速率控制步骤
电极反应速率受制于最慢的反应步骤， 找出控制步骤是提高反应速率的关键。
电极过程动力学方程
扩散控制与反应控制
根据电极反应受扩散步骤还是反应步 骤控制的差异，可将电极过程分为扩 散控制和反应控制两类。
描述电极反应速率与反应物浓度、电 极电位等参数关系的动力学方程。
电池基本原理
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《电化学原理》习题
第一章 绪论
1．
测得25℃时，0.001mol/L 氯化钾溶液中KCl 的当量电导为141.3Scm 2/eq,若作为溶剂的水的电导率为1.0×10-6S/cm ，试计算该溶液的电导率。
解： k=
1000
*c λ=1000001.03.141⨯=141.3×10-6
S/cm
k(溶液)=k(KCl)+k(H 2O)
=141.3×10-6
S/cm+1.0×10-6
S/cm=142.3×10-6
S/cm
2．
在18℃的某稀溶液中，H +，K +，Cl -等离子的摩尔电导分别为278Scm 2
/mol, 48Scm 2/mol 和49Scm 2/mol,。
室温18℃时在场强为10V/cm 的电场中，美中离子以多大的平均速度移动？
解：
FU =λ即F
=λE v
得 v=F
E λ 代入数据得 V H +
=0.028cm/s V K +
=0.0051cm/s V Cl -
=0.0051cm/s
3.在25℃时，将水中的一切杂质除去，水的电导率是多少？25℃时水的离子积
1410008.1--+⨯==OH H W c c K 。
下列各电解质的极限当量电导分别为：
()mol Scm KOH /4.2470=λ()mol Scm HCl /04.4260=λ()mol Scm KCl /82.1490=λ 解：
=O H 20λ+KOH 0λ-HCl 0λKCl λ
=274.4+426.04-149.83 =550.62
4.已知25℃时，KCl 溶液的极限摩尔电导为()mol Scm KCl /82.1490=λ，其中Cl -离子的迁移数是
0.5095；NaCl
溶液的极限摩尔电导为
()mol Scm NaCl /45.1260=λ，其中Cl -离子的迁移数是0.6053。
根据这些数据：（1）计算各种离子的极限摩尔电导；(2)由上述计算结果证明离子独立移动定律的正确性；（3）计算各种离子在25℃的无限稀释溶液中的离子淌度。
解：
（1）：根据公式 =-
+t t --++λλzc zc =--+t t 1--+
+λλzc zc
对于KCl 有 =5095.04905
.0-
+cl k λλ ++k λ-cl λ=149.2
则有mol scm k /49.7320=+λ mol scm cl /33.7620=-λ
对于NaCl 有
=-6035.06035
.01 -
+Cl Na λλ ++Na λ-cl λ=126.45
则有 mol scm Na /14.502
0=+λ mol scm cl /31.760=-λ
（2）：对于KCl 76.33+73.49=149.82 Scm
2
/mol
对于 NaCl 76.31+50.14=126.45 Scm 2
/mol
故 不符合离子独立运动定律
（3）：据公式++
=U F λ -=-U F λ
对于KCl =
+
K
U F
K
+
λ=
=96500
49
.737.62×10-4 cm 2/Vs 同理 =-
Cl U 7.91×10-4 cm
2
/Vs
对于NaCl =
+
Na
U F
Na
+
λ=
=96500
14
.50 5.20×10-4 cm 2/Vs 同理 =-
Cl
U 7.91×10-4 cm
2
/Vs
5.扣除了水的电导率后得到18℃下饱和Cu （OH ）2溶液的电导率为 1.19×10-5Scm 2/mol,试用此值计算该温度下Cu （OH ）2在水中的溶度积KS 。
已知Cu （OH ）
2
的摩尔电导为87.3Scm 2/mol 。
解：
由公式m λ=c
1000
κ 得 c=m k λ1000=
451036.13.871019.11000--⨯=⨯⨯ 则K S =4c 3
=(1.36×10-4)3
=10.132×10-11
6. 饱和碘酸银溶液的电导率在18℃时为1.3×10-5Scm 2/mol,水的电导率为1.1×10-6Scm 2/mol 。
假设碘酸银的摩尔电导为68.4Scm 2/mol,试求18℃时碘酸银
的溶度积。
解：
由于k 溶液=k(AgIO 3)+K(H 2O) 故k(AgIO 3)= k 溶液- K(H 2O)
=1.3×10-5-1.1×10-6
=1.19×10-5(s/cm)
因此c=m AgIO k λ〉〈31000=
L mol /1074.14
.681019.1100045
--⨯=⨯⨯ Ksp=c 2=(1.74×10-4)2=3.0276×10-8
8. 20℃时，0.5mol/LCuSO 4溶液的某尔电导为126Scm 2
/mol,将该溶液置于正、负极间距离为10cm 的电解池中，当电解池中通过5mA/cm 2电流密度时，求该电解池溶液的欧姆电压降。
解： 可知 I=5S G=ks/l R=l/ks k=
1000*c λ=1000
5
.0126⨯=0.063 S/cm U=IR=5S ×l/ks=5l/k=793.65=.79(V)
9. 计算下列电解质的平均活度（活度系数可查手册）：
a) ()kg mol SO H /5.042 b) ()kg mol HCL /2.0 c) ()()kg mol NO Pb /02.023 d) ()()kg mol CN Fe K /1.064 解：
a) H 2SO 4→2H ++SO 42-
M +=1mol/kg M -=0.5mol/kg
v +=2 v -=1 又查得r=0.154 M ±=(M +v+M -V-)1/V =0.794 a ±=r ±m ±=0.122
同理
b ）M ±=0.2 a ±=0.1543 c)M ±=0.0317 a ±=0.019 d)M ±=0.303 a ±=.042
10.近似计算0.2mol/kg H2SO4溶液的pH值，已知该溶液中的H2SO4的平均活度
系数为0.209。
解：
H2SO4→2H++SO42-
M +=0.4mol/kg M
-
=0.2mol/kg
v +=2 v
-
=1
又查得r=0.029
M ±=0.317 a
±
=0.0836
得 PH=-lga
+
=-lg0.0836=1.08。