電化學(xué)原理習(xí)題集

1、(2)PbCl2(s)lPb,HCl(a)lH2(g),Pt電池反應(yīng)為2HCl+Pb=H2+PbCl2第1章緒論1.測得25C時(shí)，O.OOlmol/L氯化鉀溶液中，KC1的當(dāng)量電導(dǎo)為141.3Scm2/eq，若作為溶劑的水的電導(dǎo)率為1.0 x10-6S/cm,試計(jì)算該溶液的電導(dǎo)率。“1000九c141.3x0.001“沖解：由入二k得kKcin=141.3x10-6S/cmcKCI10001000N所以該溶液電導(dǎo)率k=k+k=141.3x10-6+1.0 x10-6=142.3x10-6S/cm七=籍=0-023101RAC1G=3=-RRRBCRx141溶液Kcl水MicrosoftOffi

2、ceLiteEdition20033.在25C時(shí)，將水中的一切雜質(zhì)除去，水的電導(dǎo)率將是多少？25C時(shí)水的離子積Kw=1.008x10-14。下列各電解質(zhì)的極限當(dāng)量電導(dǎo)分別為：(KOH)=274.4Scm2/eq，九0(HCl)=436.04Scm2/eq,九0(KCl)=149.82Scm2/eq。解：水的極限當(dāng)量電導(dǎo)是九(HO)=九(KOH)+九(HCl)九(KCl)=274.4+426.04-149.82=550.62Scm2/eq02000由cH+cOH-=Kw=1.008x10-14=c2，得到水電離濃度c沖=J1.008x10-14=1.004x10-7mol/Lk=HO)nH2O1

3、000550.62x1.004x10-71000=5.53x10-8S/cm5扣除了水的電導(dǎo)率后得到18C下飽和Cu(OH)2溶液的電導(dǎo)率為1.19x10-5S/cm,試用此值計(jì)算該溫度下Cu(OH)2在水中的溶度積Ks。已知Cu(OH)2的摩爾電導(dǎo)為87.3Scm2/mol。解：由X=k1000得c=k1000=1000 x口9x10-5=1.363x10-4mol/Lcn尢87.3N由Cu(OH)2oCu2+2OH-得Ks=cCu2+cOH-=c(2c)2=4c3=4x(1.363x10-4)3=1.01x10-11(mol/L)37.25C時(shí)，沖淡度為32L/eq的醋酸溶液的當(dāng)量電導(dǎo)為9

4、.02Scm2/eq、該溫度下HCl,NaCl,NaAc的極限當(dāng)量電導(dǎo)分別為426.2Scm2/eq,126.5Scm2/eq和91.0Scm2/eq。試計(jì)算醋酸的離解常數(shù)。解：醋酸的極限當(dāng)量電導(dǎo)為九(HAc)=九(NaAc)+九(HCl)九(NaCl)=91.0+426.2126.5=390.7Scm2/eq0000九(HAc)9.02醋酸電離度a=0.0231,醋酸總濃度c(HAc)=(1/32)mol/L九(HAc)390.70離解常數(shù)K=H+Ac-HAca2c(HAc)2(1-a)c(HAc)0.02312x(1/32)1-0.0231=1.71x10-5第2章電化學(xué)熱力學(xué)計(jì)算25C時(shí)

5、下列電池的電動(dòng)勢。Pt,H2(101325Pa)|HCl(0.1mol/kg)|O2(101325Pa),PtPtlSnC(O.OOlmol/kg),SnC0.Olmol/kg)|Fea3(0.01mol/kg),FeCD.001mol/kg)IPtAglAgNO3(0.1mol/L)IIAgNO3(1mol/L)lAg解：(1)(-)H2=2H+2e(+)O2+4e+4H+=2H2O電池總反應(yīng)：O2+2H2=2H2O,n=4；已知Qo二1.229VQ0二0VR卩0ayRT、，、E=E0+In反應(yīng)物=Q0-Q0+ln(pp2)4FO2H24F0ay生成物=1.229-0+RTln(1x12)=

6、1.229V4F(2)(-)Sn2+=Sn4+2e(+)Fe3+e=Fe2+電池總反應(yīng)：2Fe3+Sn2+=2Fe2+Sn4+,n=2；已知Q0=0.771V,Q0=0.150V+-a2a-Fe3+Sn2+RT0ayRTE=E0+ln反應(yīng)物=q0-q0+ln2F0ay+-2Fa2a生成物Fe2+Sn4+=0.771-0.150+00591log(0.012X0.001)=0.6505V20.0012x0.01(3)(-)Ag=Ag+(0.1mol/L)+e(+)Ag+(1mol/L)+e=Ag查表知Q0(AglAg+)=0.799V,0.1mol/LAgNO3Y=0.72；1mol/LAgNO

7、3Y=0.4無遷移電池：(-)AgfAg+(0.1mol/L)+e(+)Ag+(1mol/L)+eAg電池總反應(yīng)：Ag+(1mol/L)=Ag+(0.1mol/L),n=1E=0.4x1=0-0591x噸072=0-044VRTaln+=nFa+RT、VclnnFVc+5.試構(gòu)成總反應(yīng)如下的諸可逆電池,并寫出計(jì)算電池電動(dòng)勢的公式、Zn+Hg2SO4(s)oZnSO4+2HgPb+2HCloPbCl2(s)+H2(g)解：(1)ZnlZnSq(a),H%SO4(s)|Hg電池反應(yīng)為Hg2SO4+Zn=ZnSq(a)+2HgRT0ayRTE=E0+ln反應(yīng)物=E0-lnaa2F0ay2FZn2+S

8、O42-生成物4廠廠RT、navRTa2a2E二Eo+In反應(yīng)物二Eo+Inh+c2Fnav2Fp生成物H211.25C時(shí)電池AglAgCl(s),HCl(a),Hg2Cl2(s)IHg的電動(dòng)勢為45.5mV,溫度系數(shù)(E/T)=0.338mV/K。求25C時(shí)時(shí)通過1F電量時(shí)的電池反應(yīng)的AG,AH,AS。解：電池反應(yīng)為(1/2)Hg2Cl2(s)+2Ag=2AgCl(s)+2HgG=nFE=-1x96500 x45.5x10-3/1000=-4.39kJ/molFAS=nF(一)=1x96500 x0.338x10-3=32.6J/(mol.K)TpAH=AG+TAS=4.39+298x32.

9、6/1000=5.32kJ/molE=nFE+nFT(-)=1x96500 x45.5x10-3/1000+1x96500 x298x0.338x10-3/1000=5.32kJ/molTp13.已知(1)Cu2+2e=Cu0=0.337V；(2)Cu+e=Cu0=0.520V求反應(yīng)(3)Cu2+e=Cu+的理值和AG值，并判斷在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的可能性及進(jìn)行的方向解：公式(3)=公式(1)-公式(2)，所以AG3=AG-AG2=-n3F903=-n1F901+n2F902=-2x96500 x0.337+1x96500 x0.520=-14.86x103J/mol所以有903=201

10、-902=2x0.337-0.520=0.154V由于AG30，所以反應(yīng)(3)向右方向自發(fā)進(jìn)行25C時(shí)PblPb2+電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-126.3mV,PbIPbF2(s),F-的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為350.2mV。求PbF的溶度積K2s解：對于電極反應(yīng)RTao0+lnPb2+12F1(2)PbF(s)+2e=Pb+2F-2RT.19=90+ln-222Fa2F公式(2)-(1)得公式(3)PbF2=Pb2+2F-RTRT貝9由99=9090lnaa2=9090lnKs=021212FPb2+F-212F2F2x96500得lnKs=一(9090)=-x(350.2+126.3)/1000=17.

11、44RT2Pb2+2e=Pb8.314x298所以Ks=2.66x10-8(mol/L)3電池ZnlZnCl(m),HgCl(s)IHg在25C時(shí)，當(dāng)m=0.2515mol/kg時(shí)，電池電動(dòng)勢E=1.1009V.當(dāng)m=0.005mol/kg時(shí)，電動(dòng)勢為1.2244V.試計(jì)算兩個(gè)ZnCl2溶液的離子平均活度系數(shù)之比值。解：對于下面負(fù)極和正極反應(yīng)(-)Zn2+2e=Zn(+)HgCl(s)+2e=2Hg+2Cl-有電池反應(yīng)HgCl(s)+Zn=2Hg+Zn2+2Cl-由電動(dòng)勢公式E二E0RT、nav+ln反應(yīng)物2F11av生成物得E=Eo一lnaa22F=E0一lnm(2m)22F士士則E=E0-

12、RTln4-RTlnm3-RTlny32F2F2F士士2F2.3RTE0-log4-2F2.3RTE-logm32Fm=(E-E)+3logm2.3RTbafcmay31og-a=logy3-logy3V士,a士,b士,by2/30.005log=(1.2244-1.1009)+log=1.393-1.702=-0.309y0.05910.2515士,byj=0.491y士,b第4章電極過程概述25C時(shí)，用二塊鋅板作電極在O.lmol/LZnSO和O.lmol/LHSO的混合水溶液中，以4240.1A/cm2的電流密度進(jìn)行電解。測得溶液歐姆電壓降為0.5V。假設(shè)陽極極化可以忽略不計(jì)，氫在鋅上的

13、析出過電位為1.06V。求欲使陰極上只發(fā)生鋅的沉積時(shí)的最高電解槽槽電壓。此時(shí)鋅在陰極沉積的過電位時(shí)多少？解：已知O.lmol/LZnS0活度系數(shù)Y=0.15,O.lmol/LHSO活度系數(shù)Y=0.265；42490=0.763V,90=OVZnH2陰極可能電極反應(yīng)(1)Zn2+2eZn,(2)2H+2eH2槽電壓V=9-9+IR，根據(jù)能斯特方程有ac9=90+RTlna=-0.763+RTln(0.15x0.1)=-0.763-0.0539=-0.817VTOC o 1-5 h zZn，平Zn2FZn2+2F9=90+RTlna2=0+RTln(0.265x0.2)=-0.0754VH2,平十

14、H22FH+F實(shí)際析氫電位9=9=9-n=-0.0754-1.06=-1.135VH2,ccH2,平H2RT對應(yīng)析鋅過電位n=9-9=90+lna-9=-0.817(-1.135)=0.318VZnZn，平cZn2FZn2+c析鋅需要的最高槽電壓=9-9+IR=-0.817(1.135)+0.5=0.818VZnZn,平c5.20C時(shí)，電極反應(yīng)O+2e-R的速度為96.5mA/cm2,其速度控制步驟為擴(kuò)散步驟。若擴(kuò)散步驟的活化能增加了4kJ/mol,試問該電極反應(yīng)速度（以電流密度表示）是多少？與原來的速度相差多少？解：i=nFKcexp（茫）=nFKcexp(W+AWRT=iexp(竺)=96

15、.5exp-4xl000/(8.314x293)=18.7mA/cm2i2/i1=18.7/96.5=0.194倍7.25C時(shí)，擴(kuò)散控制的某電極反應(yīng)速度為3x10-2mol/(m2s)。若通過強(qiáng)烈攪拌提高擴(kuò)散速度1000倍，就可以使擴(kuò)散步驟成為非控制步驟。為此，擴(kuò)散活化能應(yīng)改變多少？4亠/AW、解：由i2=iieXP(-RT)得AW二RTln(i/i)=8.314x298ln1000=17114J/mol12擴(kuò)散活化能應(yīng)應(yīng)當(dāng)降低17114J/mol第5章液相傳質(zhì)步驟動(dòng)力學(xué)5在無添加劑的鋅酸鹽溶液中鍍鋅，其陰極反應(yīng)為Zn(OH)2-+2eZn+40H-,并受擴(kuò)散步驟控4制。18C時(shí)測得某電流密度

16、下的電位為0.056V。若忽略陰極上析出氫氣的反應(yīng)，并已知Zn(OH)2-離子的擴(kuò)散系數(shù)為0.5xl0-5cm2/s,濃度為2mol/L,在電極表面液層(x=0處)的濃度4梯度為8x10-2mol/cm4，試求：陰極過電位為0.056V時(shí)的陰極電流密度；Zn(OH)2-離子在電極表面液層中的濃度。4解：(1)根據(jù)題意可以得到以下方程組(1)(2)COjd=nFDT將公式(1)代入(2)可得j(1)=nFD(de/dx)dcox=0CS=jd(1CO)(3)cocsdc/dx)x=0結(jié)合(3)可得j=nFD(dc/dx)=2x96500 x0.5x105x8x102=0.0772A/cm2iix

17、=0由Cs=Co(1j)T=(1j)代入方程A申=RTln(l得到j(luò)C0jnFIj丿dddRTCSnF2x96500Ap=ln-lnCs=-n-A申+lnCo=(0.056)+ln2=3.774nFC0RT8.314x291所以CS=0.023mol/L6已知25C時(shí)，在靜止溶液中陰極反應(yīng)Cu2+2e-Cu受擴(kuò)散步驟控制。Cu2+離子在該溶液中的擴(kuò)散系數(shù)為lxl0-5cm2/s，擴(kuò)散層有效厚度為l.lxl0-2cm,Cu2+離子的濃度為0.5mol/L。試求陰極電流密度為0.044A/cm2時(shí)的濃差極化值。解：由j二nFD二2x96500 x10-5x.5/1000二0.0877A/cm2d5

18、1.1x10-2A,=空nFIn1-j(jd丿営ln(1-00877)=-0-7在含有大量局外電解質(zhì)的O.lmol/LNiS0溶液中，用旋轉(zhuǎn)圓盤電極作陰極進(jìn)行電解。已4知Ni2+離子的擴(kuò)散系數(shù)為lxl0-5cm2/s，溶液的動(dòng)力粘度系數(shù)為1.09xl0-2cm2/s，試求：轉(zhuǎn)速為10r/s時(shí)的陰極極限擴(kuò)散電流密度是多少？上述極限電流密度比靜止電解時(shí)增大了多少倍？設(shè)靜止溶液中的擴(kuò)散層厚度為5x10-3cm。解：(1)j=0.62nFD2；v%12C0d,旋轉(zhuǎn)=0.62x2x96500 x(10-5)23x(1.09x10-2)-16x1012x0.1/1000=0.0935A/cm2COj=nF

19、D=2x96500 x10-5x0.1/1000/(5x10-3)=0.0386A/cm2d，靜止5jd旋轉(zhuǎn)/jd靜0.0935/0.0386=2.42，即增大了1.42倍d旋轉(zhuǎn)d靜止10.若25C時(shí)，陰極反應(yīng)Ag+eAg受擴(kuò)散步驟控制,測得濃差極化過電位n濃差=99平=-59mV。已知3=1mol/L，(dc/dx)=7x10-2mol/cm4,D=6x10-5cm2/s。試求：Ag+Ag+x=0Ag+穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散電流密度；擴(kuò)散層有效厚度5有效;有效Ag+離子的表面濃度csa。Ag+RTCS解：由M=In辱得nFC0Ag+InCs=叵A申+InC0=1x96500(-0.059)+ln1=-2.

20、3Ag+RTAg+8.314x298所以CS=0.1mol/LAg+co-cs(1-0.1)/1000(2)5一Ag+=0.0129cm有效(dc/dx)7x10-2x=0CO(1)j=nFD-s+=1x96500 x6x10-5x(1/1000)/0.0129=0.449A/cm2d5有效j=j(1)=0.449(1-)=0.404A/cm2dC01Ag+第6章電子轉(zhuǎn)移步驟動(dòng)力學(xué)1設(shè)電極反應(yīng)為Zn2+2eoZn,試畫出9=90和A0時(shí)的該反應(yīng)的位能曲線圖和雙電層電位分布圖。3.已知鋅從ZnCl和NaOH混合溶液中析出的陰極極化曲線如圖6.26所示。已知陰極反應(yīng)為2Zn(OH)2-+2e-Zn

21、+4OH-，若向電解液中加入大量NaCN,CN-離子能強(qiáng)烈吸附在電極表面。4試問此時(shí)陰極極化曲線會不會改變？為什么？假如加入NaCN之前，在電流密度J】處，陰極過程為擴(kuò)散步驟和電化學(xué)反應(yīng)步驟混合控制。那么加入NaCN之后，控制步驟會改變嗎？為什么？已知20C時(shí)，鎳在1mol/LNiSO溶液中的交換電流密度為2x10-9A/cm2.用0.04A/cm2的4電流密度電沉積鎳時(shí)，陰極發(fā)生電化學(xué)極化。若傳遞系數(shù)a=1.0，試問陰極電位是多少？解：已知20C時(shí)鎳電極90=-0.250V,1mol/LNiSO4溶液丫=0.051。根據(jù)強(qiáng)極化區(qū)極化公式得過電位2.3RTj2.3x8.314x2930.04n

22、=log厶=log=0.05806x7.301=0.424VcaFj01x965002x10-9則陰極電位RT8.314x2939=90+lna-n=-0.2503+ln(1x0.051)0.424=-0.712Vc十nFNi2+c2x965005將一塊鋅板作為犧牲陽極安裝在銅質(zhì)船體上，該體系在海水中發(fā)生腐蝕時(shí)為鋅溶解。若25C時(shí)，反應(yīng)Zn2+2eoZn的交換電流密度為2x10-5A/cm2，若傳遞系數(shù)a=0.9，試求25C，陽極極化值為0.05V時(shí)鋅陽極溶解速度和極化電阻值。解：鋅陽極溶解速度j=j0afaFfeXP1RTnaj-exp11(2-a)FRT8.314x298=2x10-5ex

23、p(9x96500 x05)-exp(-門x96500 x佃)8.314x298=2x10-5exp(1.753)-exp(-2.142)=1.13x10-4A/cm2極化電阻R=(石RTnFj08.314x2982x96500 x2x10-5=642Q.cm2對jn方程兩邊微分得aadj=a-TaFexpF、”nRTkrta丿j0(2-a)FRTexp(2-a)FRTaF(af)expRT(rta丿+(2Z)FexpRT-2z)F耳RTa=2x10-50.9x965008.314x298exp(0.9x965008.314x298x0.05)+1.1x96500頁頁eXP(1.1x96500

24、8.314x298x0.05)=2x10-535.05exp(1.753)+43.84exp(-2.142)=2x10-5202.3+5.148=0.00415()=241Qcm2djW5Va6.18C時(shí)將銅棒浸入含CuS0溶液中，測得該體系的平衡電位為0.31V,交換電流密度為41.3x10-9A/cm2，傳遞系數(shù)a=1.0。計(jì)算電解液中Cu2+離子在平衡電位下的活度。將電極電位極化到-0.23V時(shí)的極化電流密度(假定發(fā)生電化學(xué)極化)。解：(1)已知Cu2+電極25C時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電位9r=0.337V,(d9/dT)=8x10-6V/K，則18C時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電位90=0.337V+(18-25)x(d/

25、dT)=0.3369VRT由甲=甲0+InaCu,平nFCu2+得Ina=nF-(-甲0)=2x96500(0.31-0.3369)=-2.149Cu2+RTCu，平8.314x291a=0.117mol/LCu2+過電位n=0.31-(-0.23)=0.54Vj0exp=1.3x10-9exp(1.0:9650：0-54)=8.314x2912.94A/cm27.電極反應(yīng)0+neoR在20C時(shí)的交換電流密度是1x10-9A/cm2。當(dāng)陰極過電位為0.556V時(shí)，陰極電流密度為1A/cm2。假設(shè)陰極過程為電子轉(zhuǎn)移步驟控制，試求：傳遞系數(shù)a。陰極過電位增大一倍時(shí)，陰極反應(yīng)速度改變多少？解：(1)

26、由n=c沁log厶_a=aFj02.3RTnFclOgja2.3x8.314x2930.556x96500嗨=0.942)0.94x965008.314x293aFj=j0exp(n)=10-9exp(RTc2x(2x0.556)=9.62x1025C時(shí)將兩個(gè)面積相同的電極置于某電解液中進(jìn)行電解。當(dāng)外電流為零時(shí)，電解池端電壓為0.832V；外電流密度為1A/cm2時(shí)，電解池端電壓為1.765V。已知陰極反應(yīng)的交換電流密度是1x10-9A/cm2，參加陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)的電子數(shù)均為2，傳遞系數(shù)a=1.0，溶液歐姆電壓降為0.4V。問：陽極過電位-j=1A/cm2時(shí))是多少？。25C時(shí)陽極反應(yīng)的交

27、換電流密度是多少？A/cm23)上述計(jì)算結(jié)果說明了什么問題？解：耳c2.303RTjlogI二aFjoc2.303x8.314x2981x96500log二0.532V(2)已知E=0.832V,IR=0.4V,V=1.765Vn=V(E+n+IR)=1.765-(0.832+0.532+0.4)=0.001Vac8.314x298x12x96500 x0.001=12.84A/cm2由于過電位值很小，可以按照線性極化方程計(jì)算RT所以j0二/二anFqaa陽極j。很大，極化很小可以忽略不計(jì)，整個(gè)回路極化可以按陰極極化處理9.20C時(shí)測得鉑電極在lmol/LKOH溶液中的陰極極化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表6.

28、7所列。若已知速度控制步驟是電化學(xué)反應(yīng)步驟，試求該電極反應(yīng)在20C時(shí)的交換電流密度。該極化曲線塔菲爾區(qū)的a值和b值。表6.7陰極極化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)-9/VJc/(A.cm-2)1.0000.0001.0550.00051.0800.00101.1220.00301.1710.01001.2200.03001.2660.10001.3100.300010.測出25C時(shí)電極反應(yīng)0+eoR的陰極極化電流與過電位的數(shù)據(jù)如表6.8所列。求該電極反應(yīng)的交換電流密度和傳遞系數(shù)a表6.8陰極極化電流與過電位的數(shù)值j/(A.cm-2)n/v0.0020.5930.0060.7890.0100.8530.0150.88

29、70.0200.9010.0300.934第7章氣體電極過程1用鎳作陰極電解.5mol/LH2S4水溶液，當(dāng)20C，電極電位為-0.4泗時(shí)，陰極電流密度與析氫過電位各是多少？已知在鎳上析氫時(shí)的a值是0.63V,b值是0.11V。解：(1)已知0.5mol/LH2S04水溶液的離子平均活度=0.154，則氫電極平衡電位RTRT8.314x2931“._.x._T7po+Ina二0+Incy二ln(1x0.154)=0.047Vh，平十hfh+F土96500則耳-p=0.047+0.479二0.432VHH，平c(2)由耳=a+blogjTlogj=們a)/b=(0.432-0.63)/0.11=

30、1.8Hc得j=0.016A/cm225C時(shí)，用鈦板作陰極分別在pH=3和pH=5的鈦鹽溶液中，以恒定的電流密度電解析氫。問在兩種溶液中鈦上的析氫過電位相差多少伏？假設(shè)兩種溶液的總濃度相同，叫電位相同，a均為0.48。如果想在不改變?nèi)芤簆H值的前提下，使鈦在兩種溶液中的析氫過電位相等，可以采取什么措施？在鹽酸溶液中，當(dāng)鉑電極上析氫速度為5x10-3A/cm2和3.2x10-2A/cm2時(shí)，如果j0=1x10-4A/cm2，a=0.5。求兩者的過電位各是多少？并用電化學(xué)基本原理說明兩者為什么不同？解：2.303RTaFlog厶=j0c2.303x8.314x2980.5x96500log5x10

31、-310-4=0.201V2.303RTlog2=j0c2.303x8.314x2981x965003.2x10-2logFT_=0.296V由Butler-volmer方程式可知，析氫過電位與電極極化電流密度的對數(shù)成線性關(guān)系，電流密度越大，析氫氣過電位也越大4.已知氧在Ir電極上析出的反應(yīng)歷程中，有少量吸附在電極上的中間產(chǎn)物0H和0形成。電極過程可分為以下幾個(gè)步驟：TOC o 1-5 h zHOo0H+H+e(A)2OHoO+H+e(B)2OoO(C)2在較低過電位區(qū)內(nèi)，實(shí)驗(yàn)測得塔菲爾公式中的b值為4.6RT/3F。試證明步驟(B)是速度控制步驟。實(shí)驗(yàn)測得25C時(shí)，pH=1的酸性水溶液中，氫

32、在某金屬上析出的極化曲線符合塔菲爾關(guān)系，且a值為0.7V,b值為0.128V。試說明該電極過程的機(jī)理。并計(jì)算該電極反應(yīng)的交換電流密度和外電流密度為1mA/cm2時(shí)的極化電位。解：(1)根據(jù)題意，氫在某金屬上析出的極化曲線符合塔菲爾關(guān)系。已知，對應(yīng)電極過程的機(jī)理依次為遲緩放電機(jī)理、遲緩復(fù)合機(jī)理和電化學(xué)脫附機(jī)理時(shí)，則相應(yīng)的塔菲爾曲線斜率b值分別是118mV,29.5mV和39mV,因?yàn)轭}中b值=128mV，與118mV最符合，所以可以確定電極過程機(jī)理為遲緩放電機(jī)理。(2)根據(jù)題意b=2.303RTaF=0.128由a=-2303RTlogjo=-blogjo得iogj0=-b=-牆=-5.469所

33、以jo=3.40 x10-6mA/cm2n=a+blog卞0.7+0.128log(l/1000)=0.316VcRT8.314x298=0+Ina-n=0+ln0.1-0.316=-0.375VcFh+c96500名詞解釋：原電池：凡是能將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿碾娀瘜W(xué)裝置叫做原電池或自發(fā)電池腐蝕電池：只能導(dǎo)致金屬材料破壞而不能對外界做有用功的短路原電池。電池可逆性條件：(1)電池中的化學(xué)變化是可逆的，即物質(zhì)的變化是可逆的；(2)電池中能量的轉(zhuǎn)化是可逆的，即電能或化學(xué)能不轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏⑹Аｋ姵氐哪芰啃剩弘姵貙?shí)際能放出的電能與按理論計(jì)算可放出的電能之比，公式j(luò)tVIdt8=0 x100%PEQ

34、t極化電阻：在過電位n電流j的極化曲線上切線斜率(極化率)當(dāng)n-o時(shí)的大小，具dn有電阻的量綱，表示為R=(-十)rdjT7.電極過程的基本歷程有哪些？答：(1)液相傳質(zhì)步驟前置的表面轉(zhuǎn)化步驟簡稱前置轉(zhuǎn)化電子轉(zhuǎn)移步驟或稱電化學(xué)反應(yīng)步驟隨后的表面轉(zhuǎn)化步驟簡稱隨后轉(zhuǎn)化新相生成步驟或反應(yīng)后的液相傳質(zhì)步驟1.1.電化學(xué)反應(yīng)的基本動(dòng)力學(xué)參數(shù)有哪些？說明其物理意義答：(1)電極過程的傳遞系數(shù)a、B，物理意義：表示電極電位對還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)活化能影響的程度。交換電流密度0物理意義：表示平衡電位下氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的絕對速度電極反應(yīng)速度常數(shù)K,物理意義：表示標(biāo)準(zhǔn)電極電位和反應(yīng)物濃度為單位濃度時(shí)的電極反應(yīng)絕對

35、速度。可逆電極類型有哪些？舉例說明答：(1)第一類可逆電極，陽離子可逆，即金屬浸在含有該金屬離子的可溶性鹽溶液中所組成的電極。如m|m“+可溶性鹽溶液(2)第二類可逆電極，陰離子可逆，即金屬插入其難溶鹽和與該難溶鹽具有相同陰離子的可溶性鹽溶液中。如MMAn固)A-(a_)(3)第三類可逆電極，氧化還原可逆電極，即鉑或其它惰性金屬插入同一元素的兩種不同價(jià)態(tài)離子溶液中，如Pt|Mn-1,Mn4)氣體電極，氣體吸附在鉑或其它惰性金屬表面與溶液中相應(yīng)的離子進(jìn)行氧化還原反應(yīng)并達(dá)到平衡，如Pt,HCh+C)2H2Ih+簡述鋅錳干電池結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，寫出其電池符號、正負(fù)電極反應(yīng)和電池反應(yīng)答：(1)結(jié)構(gòu)：在酸性鋅

36、錳干電池中，鋅筒外殼作負(fù)極，插在中央的碳棒是正極的集流體，圍繞著碳棒的MnO2和石墨的混合物作正極，ZnCl2和NH4C1的糊狀混合物作電解質(zhì)。用火漆封固成干電池。(2)電池特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：原材料豐富、價(jià)格便宜；缺點(diǎn)：壽命短、放電功率低、比能量小、存儲性能和低溫性能差，在-20C即不能工作，且不能提供穩(wěn)定電壓。電池符號：(-)Zn|ZnCl,NHCl(糊狀)|MnO,C(石墨)(+)242負(fù)極反應(yīng)：Zn+2NH+-2e-Zn(NH)2+2H+432正極反應(yīng)：MnO+H+e-MnO(OH)(s)2電池反應(yīng)：Zn(s)+2MnO(s)+2NH+Zn(NH)2+2MnO(OH)(s)2432簡述鎳氫電池

37、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，寫出其電池符號、正負(fù)電極反應(yīng)和電池反應(yīng)答：(1)結(jié)構(gòu)：鎳氫電池由氫氧化鎳正極，儲氫合金負(fù)極，隔膜紙，電解液，鋼殼，頂蓋，密封圈等組成。在圓柱形電池中，正負(fù)極用隔膜紙分開卷繞在一起，然后密封在鋼殼中。在方形電池中，正負(fù)極由隔膜紙分開后疊成層狀密封在鋼殼中。鎳氫電池特點(diǎn)：具有高比容量(接近鎘鎳電池的2倍)、大功率、長壽命(可充放電1000次以上)、記憶效應(yīng)較小和污染小等特點(diǎn)，缺點(diǎn)是自放電較嚴(yán)重。電池符號：(-)MH(s)|KOH(aq)|NiOOH(s)|Ni(OH)2(s)(+)負(fù)極放電：MHfM+H+e正極放電：NiOOH+H2O+efNi(OH)2+OH-電池反應(yīng)：2NiO(OH

38、)+2MH2Ni(OH)2+2M充電2名詞解釋：離子獨(dú)立移動(dòng)定律：當(dāng)溶液無限稀釋時(shí)，可以完全忽略離子間的相互作用，此時(shí)離子的運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的，電解質(zhì)溶液的當(dāng)量電導(dǎo)等于電解質(zhì)全部電離后所產(chǎn)生的離子當(dāng)量電導(dǎo)之和：XX+九00+0-電化學(xué)體系：由兩類導(dǎo)體串聯(lián)組成的，在界面處電荷轉(zhuǎn)移過程中伴隨有物質(zhì)變化的體系電解池：由外電源提供電能，使電流通過電極，在電極上發(fā)生電極反應(yīng)的裝置電池容量:在給定放電條件下，電池放電至終止電壓時(shí)所放出的電量，也叫額定容量，單位安時(shí)(Ah).Butler-Volmer方程：當(dāng)電極上有電流流過時(shí)表示電化學(xué)極化的基本方程式，表達(dá)公式為j=j0exP(-詈刖-exP(|T人町1.電極過程研究內(nèi)容有哪些？答：(1)弄清楚電極反應(yīng)的歷程：有哪些單元步驟、組合方式和順序找出電極過程的速度控制步驟：一個(gè)或者多個(gè)步驟控制測定控制步驟的動(dòng)力學(xué)參數(shù)：穩(wěn)態(tài)時(shí)即為整個(gè)電極過程的動(dòng)力學(xué)參數(shù)測定非控制步驟的熱力學(xué)平衡常數(shù)或其他有關(guān)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)6.不可逆電極類型有哪些？舉例說明(1)第一類不可逆電極：金屬在不含該