電化學(xué)測(cè)量考試復(fù)習(xí)題胡會(huì)利版

1、1、 在金屬/溶液界面上，電解質(zhì)雙電層是指 荷電物質(zhì)和 偶極子 的定向排列。2、當(dāng)極化曲線(xiàn)中存在電流平臺(tái)或電流極大值時(shí)，只能用 恒電勢(shì)法 ；如果極化曲線(xiàn)中存在電勢(shì)極大值或電勢(shì)平臺(tái)，則應(yīng)選用 控制電流法 。3特性吸附是指 即使電場(chǎng)不存在也能發(fā)生的吸附現(xiàn)象 。4、不可逆或者準(zhǔn)可逆表示 電荷遷移速率慢，電極表面上即使有電化學(xué)反應(yīng)活性物質(zhì)存在，也難以完全進(jìn)行反應(yīng) 。5、背景電流包括 雙層充電電流 和 雜質(zhì)的氧化還原電流 。6、汞電極有 滴汞電極、 懸汞電極、 汞膜電極、 靜汞電極 和 汞齊電極 。7、 溶劑的選擇主要取決于 待分析物的溶解度及活性 ，此外還要考慮 溶劑的性質(zhì) ，溶劑應(yīng)不與 待分析物 反

2、應(yīng)，也應(yīng)在較寬的電勢(shì)范圍內(nèi)不參與 電化學(xué) 反應(yīng)。8、電化學(xué)極化由電荷轉(zhuǎn)移步驟的 反應(yīng)速率 決定，它與電化學(xué) 反應(yīng)本質(zhì) 有關(guān)。9、溶液濃差阻抗用以表示Faraday電流 與 過(guò)電勢(shì) 的關(guān)系,它可以由 電流、電極電勢(shì)和濃度 三者的關(guān)系式聯(lián)合解得。10、電化學(xué)三電極體系是測(cè)定單個(gè)電極極化曲線(xiàn)的常用的體系，其三個(gè)電極是指 研究電極、參比電極、輔助電極。11、穩(wěn)態(tài)技術(shù)常包括：伏安法、極譜法 、庫(kù)侖法和強(qiáng)制對(duì)流法 。12、穩(wěn)態(tài)極化主要是指當(dāng) 雙層充電 、電荷轉(zhuǎn)移、擴(kuò)散傳質(zhì) 等三個(gè)過(guò)程達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的電極的電化學(xué)特征。13、小幅度電流階躍測(cè)量法有 極限簡(jiǎn)化法 和 方程解析法 。14、濃差極化產(chǎn)生的原因是 反應(yīng)物

3、不斷消耗 和 產(chǎn)物逐漸積累 。15、用于測(cè)量 痕量金屬 的溶出分析是一種非常靈敏的電化學(xué)技術(shù)，它的靈敏性取決于 有效預(yù)濃縮步驟 和 可產(chǎn)生非常有用的信號(hào) 。16、電化學(xué)是研究第一類(lèi)導(dǎo)體與第二類(lèi)導(dǎo)體的 界面 及 界面上 發(fā)生的一切變化的學(xué)科。17、電極過(guò)程是一種特殊的 氧化還原反應(yīng) 。18、通電時(shí)所測(cè)得的電極電勢(shì)的變化一般包括三個(gè)部分，即 電化學(xué)極化過(guò)電勢(shì) 、濃差極化過(guò)電勢(shì) 和 電阻極化過(guò)電勢(shì)。19、濃差極化 是因?yàn)榉磻?yīng)物粒子得不到及時(shí)的補(bǔ)充或產(chǎn)物粒子的局部聚集而造成的。20、電化學(xué)極化 由電荷轉(zhuǎn)移的反應(yīng)速率決定，與電化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)有關(guān)。21、旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電極理論只適用于 層流條件 ，且要求 自然對(duì)流

4、 可以忽略不計(jì)。旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電極技術(shù)具有 易于建立穩(wěn)態(tài) 、 穩(wěn)態(tài)極化曲線(xiàn)重現(xiàn)性好 的優(yōu)點(diǎn)，而且可以通過(guò)不同的轉(zhuǎn)速以控制溶液相的傳質(zhì)過(guò)程。22、在RRED上可以進(jìn)行一些不同類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)，最常見(jiàn)的有 收集實(shí)驗(yàn) 和 屏蔽實(shí)驗(yàn)。23、由非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散電流的Cotterll方程可知，極化時(shí)間越 短 ，擴(kuò)散電流越 大 ，濃差極化越 小 ，因而有利于快速電極反應(yīng)。24、濃差擴(kuò)散阻抗由 電阻 和 電容 組成。25、石墨電極大致可以分為兩個(gè)種類(lèi)：一種是浸入石蠟的 多孔性 石墨電極；另一種是用熱分解制作的 致密性 石墨電極。26、當(dāng)研究電極為固體金屬電極時(shí)，在進(jìn)行測(cè)試之前，一般應(yīng)經(jīng)過(guò) 機(jī)械處理 、化學(xué)處理 和 電化學(xué)處理

5、等步驟，以獲得盡可能清潔且重現(xiàn)的表面狀態(tài)。27、 時(shí)間常數(shù) 是電極體系本身的性質(zhì)，反應(yīng)了電極過(guò)程進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的快慢。28、復(fù)阻抗是電路元件對(duì)電流的 阻礙作用 和移相作用的反映。29、按照電極體系中的界面種類(lèi)及數(shù)量，可以將電極分為三類(lèi)：第一類(lèi)電極（只有一個(gè)相界面，該類(lèi)電極可以細(xì)分三種： 金屬電極 、汞齊電極、氧化還原電極；第二類(lèi)電極（含兩個(gè)相界面）包括： 難溶鹽電極 、 難 容氧化物電極、 膜電極；第三類(lèi)電極為氣體電極，存在氣相、固相、液相三相界面。三電極體系由研究電極、參比電極、輔助電極 、組成。一般地，在金屬/溶液界面上的荷電物質(zhì)和偶極子的定向排列稱(chēng)為電解質(zhì)雙電層。電極/溶液界面的許多重要性質(zhì)都

6、是相對(duì)于零電荷電勢(shì)的電極電勢(shì)數(shù)值所決定的，其中最主要的有表面剩余電荷的符號(hào)與數(shù)量、雙電層中的電勢(shì)分布、各種無(wú)機(jī)和有機(jī)粒子在界面上的吸附行為等。溶液中的傳質(zhì)過(guò)程，可以依靠三種方式進(jìn)行：擴(kuò)散、電遷移、液體對(duì)流。電極過(guò)程是復(fù)雜和多步驟的過(guò)程，因此，極化類(lèi)型也有許多種。對(duì)于只有四個(gè)基本步驟（電化學(xué)步驟、雙電層充電步驟、離子導(dǎo)電步驟和反應(yīng)物、產(chǎn)物粒子的擴(kuò)散步驟）的電極 過(guò)程，共有三種極化類(lèi)型：電化學(xué)極化、濃差極化、電阻極化。i0：id=ks /D , i0：id 這個(gè)比值決定了電極的可逆性。i0：id 越大，電極的可逆程度越好，當(dāng)i0：id <<1時(shí)，表現(xiàn)為不可逆電極。許多電化學(xué)工程和技術(shù)中

7、，電極和溶液間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這主要包括兩類(lèi)：一類(lèi)是電極本身處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；另一類(lèi)是溶液流過(guò)靜止的電極。與穩(wěn)態(tài)過(guò)程相比，暫態(tài)過(guò)程的首要特點(diǎn)是具有暫態(tài)電流。復(fù)阻抗Z是電路元件對(duì)電流的阻礙作用和移相作用的反映。純電阻元件: 電阻兩端的電壓與流經(jīng)電阻的電流是同頻同相的正弦交流電 純電感元件: 電感兩端的電壓與流經(jīng)的電流是同頻率的正弦量，但在相位上電壓比電流超前 純電容元件: ( + ) 電容器的兩端的電壓和流經(jīng)的電流是同頻率的正弦量，只是電流在相位上比電壓超前 固體電極的雙電層電容的頻響特性與“純電容”并不一致，而有或大或小的偏離，這種現(xiàn)象，一般稱(chēng)為“彌散效應(yīng)”。電極過(guò)程是（ 一個(gè)異相催化的氧化還原）過(guò)

8、程。電極反應(yīng)是發(fā)生在（ 電極/溶液界面）上的異相反應(yīng)。1、 電極反應(yīng)的基本動(dòng)力學(xué)分為（影響一相催化反應(yīng)速率的一般規(guī)律）和（表面電場(chǎng)對(duì)電極反應(yīng)速率的影響）兩大類(lèi)。2、 典型的電極材料包括（固體金屬）（液體金屬）（合金或金屬間化合物）（碳）和（半導(dǎo)體）。3、 電解質(zhì)包括（熔融鹽）（離子型導(dǎo)電聚合物）和（固體電解質(zhì)）。4、 液體接界電勢(shì)也被稱(chēng)為（擴(kuò)散電勢(shì)）。5、 理想電極IPE是（無(wú)論外部所加電勢(shì)如何，都沒(méi)有發(fā)生跨越金屬/溶液界面的電荷轉(zhuǎn)移）的電極。6、 Ks是（標(biāo)準(zhǔn)速率常數(shù)）， 它可以簡(jiǎn)單的理解為（氧化還原電對(duì)的動(dòng)力學(xué)難易程度）的量度。7、 是（傳遞系數(shù)），是（能壘對(duì)稱(chēng)性）的度量。8、 當(dāng)電極發(fā)生

9、還原反應(yīng)時(shí)，為陰極過(guò)電勢(shì)，=（e-）,當(dāng)電極發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí)，為陽(yáng)極過(guò)電勢(shì)，=（-e）過(guò)電勢(shì)總是為（正）值。9、 強(qiáng)極化條件即（過(guò)電勢(shì)較大）的情況，也稱(chēng)為（高場(chǎng)近似）。極化曲線(xiàn)的測(cè)定分（穩(wěn)態(tài)法）和（暫態(tài)法）。10、 使用旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電極RDE的測(cè)量方法是測(cè)定體系（電化學(xué)參數(shù)）的基本實(shí)驗(yàn)方法之一。11、 （旋轉(zhuǎn)環(huán)盤(pán)電極）是旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電極技術(shù)的重要拓展。12、 我們把環(huán)電極所能收集到的R的分?jǐn)?shù)定義為（收集系數(shù)）。13、 （穩(wěn)態(tài)極化曲線(xiàn)）是表示電極反應(yīng)速率即電流密度與電極電勢(shì)的關(guān)系曲線(xiàn)。1、與水相比，使用有機(jī)溶劑有哪些優(yōu)點(diǎn)？作為有機(jī)溶劑應(yīng)具備哪些條件？答：優(yōu)點(diǎn)：可以溶解不溶于水的物質(zhì)；有些反應(yīng)生成物在水溶液

10、中會(huì)和水分子發(fā)生反應(yīng)，但在有機(jī)溶劑中可以穩(wěn)定的存在。能在比水溶液體系具有更大的電勢(shì)，pH值和溫度范圍內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)的測(cè)定。 具備條件：可溶解足夠量的支持電解質(zhì)；具有足夠使支持電解質(zhì)的介電常數(shù)；常溫下為液體，并且蒸汽壓不大。黏度不能太大?？梢詼y(cè)定的電勢(shì)范圍大。溶劑精制容易，有確定的除水方法；廉價(jià)易得且毒性小。2、暫態(tài)的研究方法有哪些？答：電流階躍法雙電流脈沖法電勢(shì)階躍法計(jì)時(shí)庫(kù)侖法電量階躍法電勢(shì)掃描法3、電化學(xué)測(cè)量中用流體動(dòng)力學(xué)方法的好處有哪些？答：采用流體動(dòng)力學(xué)方法一方面可以保證電極表面擴(kuò)散層厚度均勻分布，電極過(guò)程較自然對(duì)流條件下更易于達(dá)到穩(wěn)態(tài)，提高測(cè)量精度；另一方面，可以在較大范圍內(nèi)對(duì)液相傳質(zhì)進(jìn)行

11、調(diào)制，加快電極表面的物質(zhì)傳遞速度，減小傳質(zhì)過(guò)程對(duì)電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)的影響，使穩(wěn)態(tài)法可以應(yīng)用于研究更快的電極過(guò)程。4、電化學(xué)阻抗法有哪些特點(diǎn)？答：電化學(xué)阻抗法是一種暫態(tài)電化學(xué)技術(shù)，具有以下特點(diǎn)，由于使用小幅度對(duì)稱(chēng)交流電對(duì)電極進(jìn)行極化，當(dāng)頻率足夠高時(shí)，每半周期持續(xù)時(shí)間很短，不會(huì)引起嚴(yán)重的濃差極化及表面狀態(tài)變化。在電極上交替進(jìn)行著陰極過(guò)程與陽(yáng)極過(guò)程，同樣不會(huì)引起極化的積累性發(fā)展，避免了對(duì)體系產(chǎn)生過(guò)大影響。其次，由于可以在很寬頻率范圍內(nèi)測(cè)得得到阻抗譜，因而EIS能比其他常規(guī)的電化學(xué)方法得到更多的電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)信息和電極界面結(jié)構(gòu)信息。5、暫態(tài)過(guò)程的特點(diǎn)有哪些？答：暫態(tài)過(guò)程的首要特點(diǎn)是具有暫態(tài)電流。當(dāng)傳質(zhì)過(guò)程

12、處于暫態(tài)時(shí)，電極附近液層中的反應(yīng)粒子濃度，擴(kuò)散層厚度及濃度梯度等均隨時(shí)間變化，反應(yīng)粒子濃度不僅是空間的函數(shù)，還是時(shí)間的函數(shù)。暫態(tài)過(guò)程電極電勢(shì)、極化電流、電極表面的吸附覆蓋狀態(tài)、雙電層結(jié)構(gòu)均可能隨時(shí)間變化。1、同一電極上存在兩個(gè)電極反應(yīng)時(shí)的簡(jiǎn)化條件是什么？ P91 答：兩個(gè)電極反應(yīng)的速度都由活化極化控制；電極電勢(shì)離這兩個(gè)電極反應(yīng)的平衡電勢(shì)都比較遠(yuǎn)。2、采用強(qiáng)制對(duì)流技術(shù)進(jìn)行的電化學(xué)測(cè)量方法稱(chēng)為流體動(dòng)力學(xué)方法，該方法有何優(yōu)點(diǎn)？P96 答：可以保證電極表面擴(kuò)散層厚度均勻分布，電極過(guò)程較自然對(duì)流條件下更易于達(dá)到穩(wěn)態(tài)，提高測(cè)量精度； 可以在較大的范圍內(nèi)對(duì)液相擴(kuò)散傳質(zhì)速率進(jìn)行調(diào)制，加快電極表面的物質(zhì)傳遞速度

13、，減小傳質(zhì)過(guò)程對(duì)電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)的影響，使得穩(wěn)態(tài)法可以應(yīng)用于研究更快的電極過(guò)程。 3、對(duì)RDE電極的要求。 答：圓盤(pán)表面的粗糙度與相比必須很小，即要求電極表面具有高光潔度； 表面液流不得出現(xiàn)湍流，因此，在遠(yuǎn)大于旋轉(zhuǎn)電極半徑范圍內(nèi)不得有 任何障礙物； 微盤(pán)電極可使用兩電極體系。4、簡(jiǎn)述旋轉(zhuǎn)環(huán)盤(pán)電極的結(jié)構(gòu)、原理及作用。P101 答：(1)結(jié)構(gòu)：在一個(gè)圓盤(pán)電極外圍加上一個(gè)同心的環(huán)形電極而構(gòu)成，盤(pán)電極與環(huán)電極間距離很小且彼此絕緣。 (2)原理:用雙恒電位儀分別控制盤(pán)、環(huán)的電極電位，相應(yīng)的電流也可分別測(cè)量(3)作用：檢測(cè)能隨液流運(yùn)動(dòng)的可溶性中間產(chǎn)物，研究反應(yīng)機(jī)理 5、暫態(tài)的研究方法有哪些優(yōu)勢(shì)。 答：(1)

14、可用來(lái)研究快速電極過(guò)程，測(cè)定快速電極反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)； (2)有利于研究界面結(jié)構(gòu)和吸附現(xiàn)象。也有利于研究電極反應(yīng)的中間產(chǎn)物及復(fù)雜的電極過(guò)程； (3)適合于那些表面狀態(tài)變化較大的體系 。6、小幅度電流階躍測(cè)量法中，使用極限簡(jiǎn)化法應(yīng)注意什么？ 答：(1)測(cè)RL，必須要測(cè)到上跳一瞬間的電勢(shì)，這要求測(cè)量?jī)x器的響應(yīng)速度足夠快。(2)測(cè)Rr，須在電流突躍后，使電流恒定維持遠(yuǎn)大于時(shí)間常數(shù)的時(shí)間來(lái)測(cè)量無(wú)濃差極化的穩(wěn)定電勢(shì)。1、 n電子步驟中電極上通過(guò)的總電流密度應(yīng)當(dāng)是速率控制步驟的極電流密度的多少倍？為什么？P242、 電極反應(yīng)隨著陰極上離子的不同，1電勢(shì)的變化分別對(duì)反應(yīng)速率會(huì)有什么影響？P253、 怎么鑒別

15、電極過(guò)程是由電化學(xué)步驟控制還是有擴(kuò)散步驟控制？P894、 在電化學(xué)測(cè)量中采用流體動(dòng)力學(xué)方法有什么優(yōu)點(diǎn)？P965、 穩(wěn)態(tài)極化曲線(xiàn)有哪些方面的應(yīng)用？P1106、 采用極限簡(jiǎn)化法能測(cè)量哪些電化學(xué)參數(shù)？測(cè)量時(shí)分別應(yīng)當(dāng)注意什么？P1391.電極總過(guò)程包括幾種基本過(guò)程？答：電化學(xué)反應(yīng)（電荷傳遞反應(yīng)）過(guò)程；反應(yīng)物和產(chǎn)物的傳質(zhì)過(guò)程，包括反應(yīng)物從溶液本體遷移到反應(yīng)區(qū)和反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)區(qū)移去；電子轉(zhuǎn)移步驟的前置或后續(xù)化學(xué)反應(yīng)，這些可以是均相過(guò)程；可能有發(fā)生在電極表面的吸（脫）附過(guò)程、晶體生長(zhǎng)過(guò)程（電沉積）以及伴隨電化學(xué)反應(yīng)而發(fā)生的一般化學(xué)反應(yīng)等。2.什么是穩(wěn)態(tài)？簡(jiǎn)單舉例說(shuō)明。答：在指定時(shí)間范圍內(nèi)，電化學(xué)系統(tǒng)的參量（

16、如電勢(shì)、電流濃度分布、電極表面狀態(tài)等）變化甚微，基本上可以認(rèn)為不變，這種狀態(tài)可以認(rèn)為電化學(xué)穩(wěn)態(tài)。 如鋅空氣電池以中小電流放電，起初電壓下降較快，后來(lái)達(dá)到比較穩(wěn)定的狀態(tài)，電壓變化甚慢。3.比較電化學(xué)極化與濃差極化的不同（從極化曲線(xiàn)形式、攪拌溶液對(duì)電流密度的影響、電極材料及表面狀態(tài)對(duì)反應(yīng)速率的影響、改變界面電勢(shì)分布對(duì)反應(yīng)速率的影響、反應(yīng)速率的溫度系數(shù)、電極真實(shí)表面積對(duì)反應(yīng)速率的影響方面回答）。P894.什么叫恒電勢(shì)法和恒電流法？恒電勢(shì)法和恒電流法在應(yīng)用方面的不同在哪里？P935.畫(huà)出Faraday阻抗等效電路、界面阻抗等效電路、電極等效電路。P1306. 分析Randles圖,阻抗擴(kuò)散的直線(xiàn)可能偏

17、離45°的原因： 1 理想極化電極的電化學(xué)阻抗譜Bode圖，溶液電阻可以忽略的電化學(xué)極化電極的電化學(xué)阻抗譜Bode圖和溶液電阻不能忽略的電化學(xué)極化電極的電化學(xué)阻抗譜Bode圖的聯(lián)系與區(qū)別？答案見(jiàn)課本219-224頁(yè)。2、解析Tafel直線(xiàn)外推法。答案見(jiàn)課本107-108頁(yè)。1、圖為控制電流階躍極化條件下的平板電極表面液層中反應(yīng)物A、生成物B濃度發(fā)展，圖中所標(biāo)數(shù)值為t/的值。分析曲線(xiàn)代表的意義及x=0處的含義。P129 2、 如圖2，分析電極在階躍電流下的電勢(shì)時(shí)間曲線(xiàn)中AB、BC、CD段所代表的含義。AB：歐姆壓降、電阻極化跟隨特性 BC：初期緩慢變化的主要原因是電化學(xué)極化 ；后期電勢(shì)變化的主要原