電化學(xué)原理試題B

1、 電化學(xué)原理 1、 填空題。（每空2分，共30分）1. 電化學(xué)研究對(duì)象包括三部分：_，_及_。2. 液相傳質(zhì)的三種方式為：_，_和_。3. 離子淌度反映出離子在_推動(dòng)下的運(yùn)動(dòng)特征。4. 金屬與溶液界面電位差一般由_電位差、_電位差和_電位差組成。5. 金屬電化學(xué)防腐有_、_、_等三種方式。6. 電池放電時(shí)，陽(yáng)極是正極還是負(fù)極？_。7. 若某一電極過(guò)程有15J0 J 0.01Jd，則其速度控制步驟為_(kāi)步驟。二、回答下列問(wèn)題。（每題10分，共40分）1. “除電荷傳遞步驟外，電極過(guò)程的其他步驟不涉及電子轉(zhuǎn)移，所以不能用電流密度來(lái)表示它們的速度。” 這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？2. 在不同金屬上發(fā)生氫離子

2、還原時(shí)，為什么可根據(jù)Tafel公式中的a值將它們分成高、中、低過(guò)電位金屬？3.電化學(xué)極化的電極過(guò)程速度控制步驟是什么步驟？濃度極化的電極過(guò)程速度控制步驟是什么步驟？4. 為什么電極電位的改變會(huì)影響電極反應(yīng)的速度和方向？三、計(jì)算題（10分）用H2SO4的水乙酸溶液為電解液，測(cè)定鉑電極（陽(yáng)極）上氧的過(guò)電勢(shì)，得出下表結(jié)果： J /A.cm-2 10-3 10-2 510-2 10-1 /V 0.92 1.31 1.53 1.64 求Tafel常數(shù)a和b。四、分析在金屬電鍍過(guò)程中陰、陽(yáng)極上發(fā)生反應(yīng)（包括副反應(yīng)）的特點(diǎn)及電位變化特點(diǎn)。（10分）五、測(cè)量動(dòng)力學(xué)參數(shù)可采用經(jīng)典法和暫態(tài)法，二者各有何特點(diǎn)。（1

3、0分） 電化學(xué)原理 試題B（答案）2、 填空題。（每空2分，共30分）1. 電子導(dǎo)體，離子導(dǎo)體，二者形成的帶電界面性質(zhì)2. 對(duì)流，擴(kuò)散，電遷移3. 電場(chǎng)力4. 離子雙層，偶極雙層，吸附雙層5. 陰極保護(hù)，陽(yáng)極保護(hù)，犧牲陽(yáng)極6. 負(fù)極7. 電荷傳遞二、回答下列問(wèn)題。（每題10分，共40分）1. “除電荷傳遞步驟外，電極過(guò)程的其他步驟不涉及電子轉(zhuǎn)移，所以不能用電流密度來(lái)表示它們的速度?！?這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？答：不對(duì)。電極過(guò)程的所有步驟均為串聯(lián)進(jìn)行，反應(yīng)速度相等，故都可用電流密度來(lái)表示它們的速度。2. 在不同金屬上發(fā)生氫離子還原時(shí)，為什么可根據(jù)Tafel公式中的a值將它們分成高、中、低過(guò)電位金屬

4、？答：a的物理意義是當(dāng)電流密度為1Am-2時(shí)過(guò)電勢(shì)的數(shù)值，在相同的電流密度下，過(guò)電勢(shì)越大，反應(yīng)活性越差，故可根據(jù)a值將它們分成高、中、低過(guò)電位金屬。3.電化學(xué)極化的電極過(guò)程速度控制步驟是什么步驟？濃度極化的電極過(guò)程速度控制步驟是什么步驟？答：電化學(xué)極化的控制步驟是電荷傳遞步驟，濃度極化的控制步驟是液相傳質(zhì)步驟。4. 為什么電極電位的改變會(huì)影響電極反應(yīng)的速度和方向？答：電極電位的改變會(huì)影響參與反應(yīng)的電子能量，從而引起正逆反應(yīng)活化能的變化，從而影響電極反應(yīng)的速度和方向。三、計(jì)算題（10分）用H2SO4的水乙酸溶液為電解液，測(cè)定鉑電極（陽(yáng)極）上氧的過(guò)電勢(shì)，得出下表結(jié)果： J /A.cm-2 10-3

5、 10-2 510-2 10-1 /V 0.92 1.31 1.53 1.64求Tafel常數(shù)a和b。解：-3-2-1.3-10.921.311.531.64以lgJ作圖:由圖中可得：四、分析在金屬電鍍過(guò)程中陰、陽(yáng)極上發(fā)生反應(yīng)（包括副反應(yīng)）的特點(diǎn)及電位變化特點(diǎn)。（10分）答：陰極特點(diǎn)：（1）發(fā)生金屬離子沉積在電極表面的金屬電沉積過(guò)程。 （2）電化學(xué)極化越大，鍍層性能越好。 （3）副反應(yīng)為氫析出反應(yīng)。 （4）電極電位負(fù)移。陰極特點(diǎn)：（1）可溶陽(yáng)極發(fā)生金屬陽(yáng)極溶解過(guò)程，不可溶陽(yáng)極為氧析出反應(yīng)。 （2）副反應(yīng)為氧析出反應(yīng)。 （3）電極電位正移。五、測(cè)量動(dòng)力學(xué)參數(shù)可采用經(jīng)典法和暫態(tài)法，二者各有何特點(diǎn)。

6、（10分）答：電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的測(cè)量方法可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是經(jīng)典法，包括直接測(cè)量穩(wěn)態(tài)極化曲線(xiàn)的經(jīng)典方法和旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電極方法，測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)；另一類(lèi)是暫態(tài)法，即利用短暫電脈沖或交流電對(duì)電極體系進(jìn)行激發(fā)，通過(guò)響應(yīng)信號(hào)的分析進(jìn)行測(cè)量，如電勢(shì)階躍法、電流階躍法等，測(cè)量時(shí)間很短。 在經(jīng)典穩(wěn)態(tài)極化曲線(xiàn)的測(cè)量中，要想得到Tafel直線(xiàn)段就要排除濃度極化的干擾，只有電化學(xué)反應(yīng)速率比較慢才能保證濃度極化較小，所以該方法一般測(cè)量上限約為標(biāo)準(zhǔn)速率常數(shù)。對(duì)于常規(guī)電極，電勢(shì)階躍法、電流階躍法測(cè)量上限約為。與穩(wěn)態(tài)法相比，暫態(tài)法有幾方面的優(yōu)點(diǎn)；首先，暫態(tài)法有利于研究反應(yīng)產(chǎn)物能在電極表面上累積或電極表面在反應(yīng)時(shí)不斷受到破壞的電極過(guò)程（如電沉積、陽(yáng)極溶解反應(yīng)等）、有利于研究電極表面的吸脫附過(guò)程、有利于研究復(fù)雜電極過(guò)程，這是因?yàn)闀?/p>