廣東石油化工學(xué)院14級《應(yīng)用電化學(xué)》期末復(fù)習(xí)題

1、應(yīng)用電化學(xué)復(fù)習(xí)題題一 選擇題1.下列哪一種放電條件對電池的放電容量和性能有利 （ ） A 溫度在2040之間放電、間歇放電；B 深度放電、高溫放電；C 連續(xù)放電、放電倍率較大放電；D 低溫放電、30%左右的額定容量放電。2.單位質(zhì)量或單位體積的電池所輸出的電量（單位為Ahkg-1或AhL-1）指的是電池的 （ ） A 額定容量； B 比容量； C 放電倍率； D 比能量。3.對于可溶正極鋰電池(如Li/SOCl2),其中可溶指的是( )A Li可溶于溶劑中,形成有機電解液； B 正極(SOCl2)可溶于溶劑中, 形成有機電解液；C 無機支持電解質(zhì)可溶于溶劑中, 形成有機電解液；D 有機支持電解

2、質(zhì)可溶于溶劑中, 形成有機電解液；4.燃料電池與一般電池的本質(zhì)區(qū)別在于（ ）A 能量供給連續(xù)，燃燒和氧化劑由外部提供 B 能量轉(zhuǎn)化效率高，低或零污染排放； C 高度可靠，操作簡單； D 比能量和比功率高，建設(shè)周期短。 5. 有一個電池上的標(biāo)號是LR6，它的含義是： ( ) A堿性鋅錳圓柱形5號電池； B 堿性鋅錳圓柱形7號電池； C 堿性鋅氧化銀圓柱形5號電池； D堿性鋅氧化銀圓柱形1號電池。6. 堿性Ni/Cd電池密封的工作原理主要是：（ ） A 負極的有效容量是正極的1.3-2.0倍； B 正極的有效用量是負極的1.3-2.0倍； C 正負極的有效容量基本相同，O2通過滲透膜到達負極使之還

3、原消除； D正負極的有效容量基本相同，O2通過滲透膜到達正極使之還原消除。7.開路電壓OCV是指：( ) A 沒有電流流過外電路時電池正負極兩級的電勢差； B 是指無負荷情況下的電池電壓； C 是指電池有電流流過時的端電壓 D 是指電池放電電池終止時的電壓值。8. 金屬共沉積的基本條件是:1.析2.析, 為了使兩種離子共同析出,下列所采用的方法中不一定可行的是（ ）A 調(diào)節(jié)離子濃度; B 調(diào)節(jié)電流密度 C 調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度 D 加入絡(luò)合劑9. 在光亮硫酸鹽鍍銅中，陽極材料選用下列哪一種比較合適 （ ）A 普通銅板 B 電解銅板 C 4%30%的磷銅板 D 0.04%0.3%的磷銅板10. 有機膦酸

4、鹽鍍銅（HEDP鍍銅）的PH范圍是810，其中HEDP與Cu2的主要絡(luò)合形式是（ ）： ACu(C2H5P2O7)- BCu(C2H4P2O7)2-CCu(C2H3P2O7)28- D Cu(C2H6P2O7)011. 關(guān)于電鍍液中的主鹽，下列說法錯誤的是（ ）： A 主鹽濃度高，鍍層較粗糙；B 主鹽濃度低，允許通過的電流密度小C 主鹽濃度低，沉積速度快；D 常見的主鹽是硫酸鹽和氯化物。12. 在用HEDP電鍍銅的過程中,陽極上有時會有綠色的銅析出,其原因可能是( )A HEDP含量太低； B HEDP含量太高；C 支持電解質(zhì)KNO3含量不夠； D 電流密度太大。13. 在塑料化學(xué)鍍銅的實驗中

5、，其中用酸性Cr6+溶液粗化的目的是什么（ ）A 形成親水表面，以利于后續(xù)操作；B 形成大量微孔，以獲得良好的結(jié)合力；C 形成Sn2+層，以便于獲得Ag活化層；D 形成沉積Cu層，以便于后續(xù)電鍍操作。14. 在氯堿工業(yè)中，關(guān)于使用Nafion膜與石棉隔膜的下列說法中正確的是（ ） A 石棉隔膜不能防止液體的自由對流； B 石棉隔膜可以阻止離子的相互擴散和遷移； C Nafion膜 可以使Cl- H+ OH- 透過，而Na+不透過； D Nafion膜 可以使Na+透過，而Cl- H+ OH-不透過。15. 下面是有機電解合成過程中常見的一種電解槽： （ ） 請問此電解槽是屬于： A、分別循環(huán)式

6、電解槽； B、壓濾式電解槽； C、封閉式隔膜槽； D、H型電解槽。16. 對硝基甲苯為原料電解合成對硝基苯甲酸的反應(yīng)過程為（ ）：A 間接電還原B 間接電氧化C 相轉(zhuǎn)移電解合成D 成對電解合成17. 用于電解合成得到的電解MnO2,其主要特點是: ( )A 晶粒致密 B 晶格整齊; C 反應(yīng)活性高 D 耐腐蝕性好18. 對硝基苯甲酸為原料電解合成對氨基苯甲酸的反應(yīng)過程為（ ）：該合成法屬于：A 間接電還原B 間接電氧化C 相轉(zhuǎn)移電解合成D 成對電解合成19. 糖精是人造有機甜味劑,其電化學(xué)合成反應(yīng)如下：該合成法屬于( )： A 間接電還原； B 間接電氧化； C相轉(zhuǎn)移電解合成； D成對電解合成

7、。20. 如圖是Fe的-pH示意圖,其中表示Fe能穩(wěn)定存在的區(qū)域為（ ）A. a B. b C. C D. d 21. 根據(jù)Fe的腐蝕圖（即/v-pH圖），如果要是Fe不發(fā)生腐蝕，其水溶液的pH值應(yīng)該調(diào)節(jié)在（ ） A. 9 B. 5-9之間 C. 9-13之間 D. 922. Cu2+/Cu比.H+/H.Pt高，而Cu可以在潮濕的空氣中發(fā)生腐蝕，其主要原因是（ ）： 組成腐蝕電池，陽極銅腐蝕，陰極析氫；組成腐蝕電池，陽極銅腐蝕，陰極吸氧（O2）被還原；直接發(fā)生化學(xué)腐蝕； 去極化劑是H+。23. 家用熱水器所用的黃銅制作的水龍頭，經(jīng)過幾年使用以后變成了接近純銅的顏色，這種腐蝕屬于（ ）：A 孔蝕

8、； B 晶間腐蝕； C脫成分腐蝕； D 沖蝕。24. 你認為下面那一種金屬腐蝕危害和危險最大（ ） A 化學(xué)腐蝕 ； B 均勻腐蝕；C 孔蝕； D 應(yīng)力腐蝕 25. 右圖是1著名伊文思圖,其中表示陽極極化曲線和腐蝕電勢的是（ ）: A 1, 2 ； B 2, 2 ； C 1, 1 ； D 2, 3。26.在日本綺玉，千葉發(fā)現(xiàn)的古噴時代的帶有金象眼的鐵劍幾乎都腐蝕了，你認為主要原因是（ ）：A 組成腐蝕電池，其中金象眼為陽極，鐵劍為陰極；B 組成腐蝕電池，其中金象眼為陰極，鐵劍為陽極； C 發(fā)生析氫腐蝕；D 發(fā)生化學(xué)腐蝕。27. 您認為金屬在潮濕大氣中被腐蝕而生銹的過程是屬于什么過程 A. 腐蝕

9、原電池的電化學(xué)過程 B. 電解質(zhì)溶液的電離過程 C. 電解池的作用過程 D. 金屬溶解過程28. 電解時，在陽極上首先發(fā)生氧化反應(yīng)的是（）A. 標(biāo)準還原電勢最大者 B. 標(biāo)準還原電勢最小者 C.考慮極化后實際析出電勢最大者 D. 考慮極化后實際析出電勢最小者29. 下列對鐵表面防腐方法中屬于“電化學(xué)保護”的是（）A.表面噴漆 B.電鍍 C.鐵件上嵌鋅塊 D. 加緩蝕劑30. 在有機電化學(xué)合成工藝中，均勻設(shè)計法應(yīng)用廣泛，其U表符號是：Un(qs),其中q的含義是（ ）： A試驗次數(shù) B 因素數(shù) C水平數(shù) D U表列數(shù)二 簡答題第三章 化學(xué)電源1. 試述有關(guān)化學(xué)電源主要性能的概念，如電動勢、開路電

10、壓、工作電壓、截止電壓電池容量、連續(xù)放電、間歇放電、電池的壽命、自放電、過充電等.。電動勢E：又稱理論電壓，是指沒有電流流過外電路時電池正負兩極之間的電極電勢差。開路電壓OCV：是在無負荷情況下的電池電壓，一般 OCVE，只有可逆電池的OCVE。工作電壓V：是指電池有電流流過時的端電壓。額定電壓：指電池工作時公認的標(biāo)準電壓。中點電壓：指電池放電期間的平均電壓。截止電壓：指電池放電終止時的電壓值。電池容量C：指在一定放電條件下，電池放電到終止電壓時所能放出的電量，單位為庫侖（C）或安時（A·h）間歇放電電壓時間連續(xù)放電C=mzF/M 由圖可知，間歇放電時電池的容量要較連續(xù)放電時的大。2

11、. 寫出堿性鋅錳一次電池表達式及電極電池反應(yīng)，并說明其主要結(jié)構(gòu)和特征。電池表達式為 ：(一)Zn濃KOHMnO2 ，C（+）負極反應(yīng)： Zn+2OH - 2eZn(OH)2 Zn(OH)2+2OH-Zn(OH)42-正極反應(yīng)： MnO2+H2O+eMnOOH+OH - MnOOH+H2O+eMn(OH)2+OH 電池反應(yīng)：Zn+MnO2+2H2O+2OH -Mn(OH)2+Zn(OH)42- 電池的正極由70的電解2、10的石墨和12的乙炔黑，負極由一定粒徑分布（0.00750.8）的高純度鋅粉（7080）、粘合劑（6）、溶液. 電池采用濃KOH作電解液（PH5） 該電池的特點是自放電小、內(nèi)阻

12、小、放電電壓比鹽類電解液的要高且穩(wěn)定，同時由于電解MnO2(EMD)的使用，電池具有較高的容量。3. 試述二次電池的一般性質(zhì)（一）評價二次電池性能的主要指標(biāo)除電流、電壓、電池容量、比性能、比功率等以外，還有容量效率，伏特效率、能量效率和充放電行為等。（二）電池放電的方式1.恒電流放電：在放電過程中改變負載電阻，維持電流不變。2.恒電阻放電：放電過程中負載電阻阻值不變。（三）電池充電的方式1.恒電流充電2.變電流充電：在充電開始階段以較大電流充電，后階段用較小電流充電。3.定電位充電：在充電過程中，調(diào)節(jié)充電電流，維持充電電壓恒定在某一值的充電方式。4. 試述鉛酸蓄電池的表達式、電極反應(yīng)、電池結(jié)構(gòu)

13、、密封機理和工藝。（1）池表達式為： (一) PbH2SO4PbO2 (+)（2）電極反應(yīng)：負極反應(yīng)：Pb+HSO4- PbSO4+H+ +2e正極反應(yīng)：PbO2+HSO4 - +3H+ +2e P bSO4+2H2O電池反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O（3）結(jié)構(gòu)組成：海綿狀鉛為負極（集電器），PbO2作正極，采用涂膏式極板柵結(jié)構(gòu)。（4）密封機理和工藝凝膠電解質(zhì)技術(shù)在鉛酸蓄電池上的應(yīng)用實現(xiàn)了電池的密封鉛酸電池在充電后期，電極上發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)為：正極： PbSO4 2H2O -2e PbO2 HSO4-3H H2O -2e 2H 1/2O2 負極： PbSO4 H 2

14、e Pb HSO4- 2H 2e H2 可以看出，電池在充電時產(chǎn)生氫氣和氧氣是不可避免的，而兩種氣體的再化合只有在催化劑在時才能進行，氧氣復(fù)合原理對鉛酸電池的封密起起重要的指導(dǎo)作用，玻璃纖維隔板的使用為氧氣復(fù)合原理的實際使用提供了可能性，實現(xiàn)了“密封”的突破。（加課本P108密封機理和工藝）第四章 金屬的表面裝飾1. 簡述電鍍過程中表面活性物質(zhì)的作用及機理影響沉積過程的速度以及沉積層的結(jié)構(gòu)，甚至改變金屬電沉積反應(yīng)的機理對鍍層起整平作用整平劑：能夠使微觀不平整的鍍件表面獲得平整表面的添加劑稱為平整劑。整平劑作用機理a) 在整個基底表面上，金屬電沉積過程是受電化學(xué)活化控制的(即電子傳遞步驟是決速步

15、。b) 整平劑能在基底電極表面發(fā)生吸附，并對電沉積過程起阻化作用。c) 借助于微觀表面上整平劑供應(yīng)的局部差異來說明常用的整平劑：1,4 -丁炔二醇、硫脲 、香豆素、糖精等。對鍍層起光亮作用添加劑對鍍層起光亮作用的機理光亮劑的結(jié)構(gòu)特點* 光亮劑通常是含有下列一些基因的物質(zhì)：R-SO3H,-NH2,NH<,RN=NR,-SR,R2C=S,RO-,ROH,RCOO-添加劑的選擇（添加劑常指是光亮劑、整平劑、潤濕劑和活化劑）在金屬電沉積的電勢范圍內(nèi)，添加劑能在鍍件表面上發(fā)生吸附。添加劑在鍍件表面的吸附對金屬電沉積過程有適當(dāng)?shù)淖杌饔?。毒性小，不宜揮發(fā)，在溶液中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其可能的分解產(chǎn)物對金

16、屬沉積過程不產(chǎn)生有害的影響。不過分降低氫在陰極析出的超電勢。為了盡可能地避免埋入鍍層，其在鍍件表面的吸附速度應(yīng)比新晶核生長速度快。添加劑的加入不能對陽極過程造成不利影響等。2. 什么是電鍍液中的整平劑和光亮劑？試述其作用機理。（1）電鍍生產(chǎn)工藝流程一般包括鍍前處理、電鍍和鍍前處理三大步。u 整平劑是能夠在微觀不平整的鍍件表面獲得平整表面的鍍液添加劑。其機理可以表述為：（1）.在整個基底表面上，金屬電沉積過程是受電化學(xué)活化控制的；2.整平劑可以在基底電極表面發(fā)生吸附，并對電沉積過程起阻止作用，3.在整平過程中，吸附在基底上的整平劑分子是不斷消耗的，即整平劑在表面的覆蓋度不是處于平衡狀態(tài)，整平劑在

17、基底上的吸附過程受其從本體溶液向電極表面擴散步驟控制。這樣整平作用可以借助與微觀表面上整平劑供應(yīng)的局部差異來說明。由于微觀表面上微峰和微谷的存在，整平劑在電沉積過程中向“微峰”擴散的流量要大于向“微谷”擴散的流量，所以“微峰”處獲得的整平劑的量要絞“微谷”處的多，同時由于還原反應(yīng)不能發(fā)生在整平劑所覆蓋的位置上，于是，“微峰”處受到的阻化作用要較“微谷”大，使得金屬在電極表面“微峰”處電沉積的速度要小于“微谷”處的速率，最終導(dǎo)致表面的“微峰”和“微谷”達到平整。光亮劑的增光機理目前有兩種：1.光亮作用是一個十分有效的整平作用，可以用“擴散控制阻化機理”來說明其增光機理，可以假設(shè)光亮劑在鍍件表面形

18、成幾乎完整的吸附單層，且連續(xù)形成、無序排列和消失著微孔，而金屬僅在微孔上沉積，這種沉積是完全均勻的，不會導(dǎo)致小晶面的形成，從而形成光亮的鍍層。2.光亮作用是一種使不同晶面的生長速度趨于一致的作用，這種機理假設(shè)光亮劑分子能優(yōu)先吸附在金屬電沉積較快的晶面上，能對電沉積其阻化作用，因而導(dǎo)致鍍件表面不同位置的生長速度趨于一致，加上幾何整平作用，最后得到光亮的鍍層。需要指出的是，這兩種機理還不能解釋全部事實，有待進一步研究。3、簡述鍍銅的常用方法，比較其優(yōu)缺點鍍銅的常用方法：硫酸鹽鍍銅、氰化物鍍銅、焦磷酸鹽鍍銅、膦酸鹽鍍銅HEDP鍍銅（1）硫酸鹽鍍銅硫酸鹽鍍銅有普通酸性硫酸鹽鍍液和光亮鍍液兩類。普通鍍液

19、成分簡單，穩(wěn)定性好，電流效率高，沉積速度快，但鍍液的極化作用不大，分散能力較差，鍍層結(jié)晶較粗，通常是無光澤的鍍層。光亮鍍液是在普通鍍液中加入某些光亮劑配制成的，在這類鍍液中，不但可以獲得高整平、全光亮的鍍層，而且鍍液的分散能力和鍍層的結(jié)晶組織都有改善。同時電鍍的工作電流密度上限提高，沉積速度更快，鍍層的韌性亦好，廢水處理也比較容易，成本又低，所以在工業(yè)上廣泛應(yīng)用。但是，在鋼鐵零件上用這類鍍液直接鍍銅至今沒有成功。 （2）氰化物鍍銅優(yōu)缺點：氰化物電鍍沉積物非常細致，氣孔少，電鍍液分散能力強，在非貴金屬上能直接鍍銅，因此氰化物電鍍得到廣泛的應(yīng)用。其主要缺點是電流密度小，電流效率低(一般為60一70

20、左右)，電鍍液不穩(wěn)定，以及有劇毒，操作時要特別小心，車間應(yīng)有可靠通風(fēng)裝置，并備有解毒液，以防萬一。（3）焦磷酸鹽鍍銅該法優(yōu)點是鍍液分散能力好、無毒、腐蝕性小、鍍層韌性很好，缺點成本高，污水處理比較困難，鍍液黏度大等缺點。4）膦酸鹽鍍銅HEDP鍍銅該法優(yōu)點是鍍液分散能力好、無毒、腐蝕性小、鍍層韌性很好，缺點成本高，污水處理比較困難，鍍液黏度大等缺點。 4、.剖析下面的酸性光亮鍍銅配方1中各組分的作用，并說明操作工藝條件。（看作業(yè)） 硫酸銅是電鍍液中主鹽，提高其含量可提高電鍍的電流密度上限，同時鍍層的孔隙率減少，光亮度增加。 硫酸在鍍液中提高溶液的電導(dǎo)和降低銅離子的活度，改善鍍層的結(jié)晶組織，同時防

21、止銅鹽的水解，減少銅粉產(chǎn)生。四氫噻唑硫酮 是良好的整平劑，單獨使用它時只能使鍍層細化，然而與其他光亮劑配合使用時，可使鍍層的光亮度顯著提高。 聚二硫二丙烷磺酸鈉(代號SP) 單獨使用時不但對鍍層不起光亮作用，反而對整平性不利，即起負整平作用，但能使鍍層細化。 聚乙二醇 是非離子型表面活性劑，電鍍中使用相對分子質(zhì)量范圍40006000效果最好。單獨使用時不起光亮作用，可使鍍層細化并有一定的整平作用。它與四氫噻唑硫酮和聚二硫二丙烷磺酸鈉組合使用時，能獲得全光亮的鍍銅層。 十二烷基硫酸鈉是陰離子表面活性劑，起潤濕劑作用，能降低鍍件與鍍液之間的界面張力，減少針孔。 Cl 適量加入鍍液中能提高鍍層的光亮

22、度和整平性，還能降低鍍層的內(nèi)應(yīng)力。但其含量過多會使鍍層的光亮度明顯下降，甚至出現(xiàn)條紋，而且過多的氯離子處理極為困難。 操作工作條件 溫度 1030°電流密度 一般在24Adm2之間。攪拌 可以提高電流密度上限，減少針孔和毛刺。陽極 用磷銅板作陽極合適的含磷量為00403之間。 第五章 無機物的電解工業(yè)1、 試述氯堿工業(yè)的三種電解生產(chǎn)方法的電極反應(yīng)、電解槽、隔膜以及各自的優(yōu)缺點。氯堿工業(yè)的三種電解生產(chǎn)方法是隔膜槽電解法、汞槽電解法、離子膜槽電解法u 隔膜槽電解法1.電解反應(yīng) 陽極： 2Cl- Cl2+2 e =1.36V陰極： 2H2O+2 e H2+2OH - =0.83 V總反應(yīng)：

23、 2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2 理論分解電壓EeE+E-1.36+0.83=2.91V2、電解槽陽極材料：陽極材料要有很高的耐腐蝕性，還要有較低的氯超電勢及較高的氧超電勢及良好的導(dǎo)電性和機械加工性能。形隱陽極（DSA），它以鈦為基礎(chǔ)，涂鍍TiO2 ，RuO2加催化劑（Pt，Ir，Co3O4,PbO2等），其電極可表示為：Ti/ TiO2.RuO2 催化劑陰極材料：軟鋼，上面穿孔或采用剛網(wǎng)陰極電極的物理結(jié)構(gòu)：常用擴張的金屬網(wǎng)電極或在金屬板上開通氣縫，使氣體按規(guī)定方向迅速逸出。2、 隔膜：石棉隔膜u 汞槽電解法1.電解反應(yīng) 陽極： Cl- （1/2） Cl2+e =1.36v陰極： Na+ nHg+ e NaHgn (汞齊) =1.90 V總反應(yīng)為：NaCl+ nHg=1/2 Cl2+NaHgn =3.26v2、電解槽 陽極用石墨或DSA，陰極用汞u 離子膜槽電解法1. 原理和電極材料等都與隔膜相同，所不同的是以離子交換膜（或稱離子選擇透過膜）代替隔膜。2. 離子交換膜：全氟化高聚物離子交換膜：Na+ 可通過，而 Cl-, H+, OH-不能通過。例如Nafion 膜（全氟磺酸膜）:磺化聚苯乙烯膜（Ionics系列膜）：第八章電化學(xué)腐蝕與防護的意義1 電化學(xué)腐蝕分為哪幾類？各有何特點？ （1）均勻