物理化学_傅献彩_课后复习题答案_第十章电解与极化作用
物理化学全程导学及习题全解207-223 第十章电解与极化作用
第十章 电解与极化作用本章知识要点与公式1.电解过程常是在不可逆的情况下进行。
实际分解电压表示为： E 分解=E 可逆+△E 不可逆+IR△E 不可逆 由于电极反应上的不可逆（极化效应）所致 △E 不可逆=η阴+η阳2.根据极化产生的不同原因，极化可以简单分为两类:电化学极化、浓差极化。
由于极化的存在，每个电极在一定电流密度下，实际析出电势浓度极化。
由于极化的存在，每个电极在一定电流密度下，实际析出电势为：φ阳，析出=φ阳，可逆+η阳 φ阴，析出=φ阴，可逆-η阴3.总体上讲，无论原电池或者是电解池，极化作用都是不利的，但其也可以利用，如极谱分析，就是利用浓差极化来分析的一种方法。
在外加电压不大的条件下，把溶液剧烈搅动可以降低浓差极化，但不可能把浓差极化完全消除。
加入去极化剂和减小体系阻值也可以降低超电势的值。
氢超电势是各种电极过程中研究得最早也是最多的。
氢超电势与电极材料、溶液组成、电极表面状态及试验温度有关。
1905年，Tafel 提出经验公式： η=a+b ln(j/[j])同样，氢超电势的存在正在实际电解过程中有里也有弊。
在电解过程中，阳离子在阴极上的析出顺序为：还原电势愈正者、其氧化态愈先还原；同理，在阳极上起氧化反应，还原电势愈负者其还原态愈先氧化而析出。
这里要考虑到氢超电势，当两种离子的析出电势相差0.2V 以上时，有可能用电解的方法将两种离子分离。
电解在金属的电化学腐蚀与防腐以及化学腐蚀等有很大的作用。
其中，燃料电池及电有机合成是电化学中研究的前沿。
典型例题讲解例1 某溶液中含有0.01mol·kg -1CdSO 4，0.04mol·kg -1ZnSO 4和0.5mol·kg -1H 2SO 4，把该溶液放在两个Pt 电极之间，在25°100kPa 下用低电流密度进行电镀，同时均匀搅拌，假设超电势可以忽略不计，且γ(Cd 2+)=γ(Zn 2+)。
(整理)第十章电解与极化作用练习题与答案(2)
第10章电解与极化作用练习题二、单选题：1．298K，p下，试图电解HCl溶液(a = 1)制备H2和Cl2，若以Pt作电极，当电极上有气泡产生时，外加电压与电极电位关系：(A)V(外) = φ(Cl-/Cl2) -φ(H+/H2) ；(B)V(外)>φ(Cl-/Cl2)-φ(H+/H2) ；(C) V(外)≥φ(Cl2,析) -φ(H2,析) ；(D)V(外)≥φ(Cl-/Cl2) -φ(H+/H2) 。
2．25℃时，用Pt作电极电解a(H+) = 1的H2SO4溶液，当i = 52 ×10-4A·cm-2时，2Hη= 0，2Oη= 0.487V. 已知φ(O2/H2O) = 1.229V，那么分解电压是：(A) 0.742 V ；(B) 1.315 V ；(C) 1.216 V ；(D) 1.716 V 。
3．下列两图的四条极化曲线中分别代表原电池的阴极极化曲线和电解池的阳极极化曲线的是：(A) 1、4；(B) 1、3；(C) 2、3；(D) 2、4。
8．在极化曲线的测定中，参比电极的作用是：(A) 与待测电极构成闭合回路，使电流通过电解池；(B) 作为理想的极化电极；(C) 具有较小的交换电流密度和良好的电势稳定性；(D) 近似为理想不极化电极，与被测电极构成可逆原电池 .10．分别用(1)铂黑电极，(2)光亮铂电极，(3)铁电极，(4)汞电极，电解硫酸溶液，若电极极片的大小和外加电压相同，则反应速度次序是：(A) (4) > (3) > (2) > (1) ；(B) (2) > (1) > (3) > (4) ；(C) (1) > (2) > (3) > (4) ；(D) (4) > (2) > (3) > (1) 。
12．当原电池放电，在外电路中有电流通过时，其电极电势的变化规律是：(A) 负极电势高于正极电势；(B) 阳极电势高于阴极电势；(C) 正极可逆电势比不可逆电势更正；(D) 阴极不可逆电势比可逆电势更正。
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第八章电解质溶液第九章1.可逆电极有哪些主要类型?每种类型试举一例，并写出该电极的还原反应。
对于气体电极和氧化还原电极在书写电极表示式时应注意什么问题?答：可逆电极有三种类型：(1)金属气体电极如Zn(s)|Zn2+ (m) Zn2+(m) +2e- = Zn(s)(2)金属难溶盐和金属难溶氧化物电极如Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(m)， AgCl(s)+ e- = Ag(s)+Cl-(m)(3)氧化还原电极如：Pt|Fe3+(m1),Fe2+(m2) Fe3+(m1) +e- = Fe2+(m2)对于气体电极和氧化还原电极，在书写时要标明电极反应所依附的惰性金属。
2.什么叫电池的电动势?用伏特表侧得的电池的端电压与电池的电动势是否相同?为何在测电动势时要用对消法?答：正、负两端的电势差叫电动势。
不同。
当把伏特计与电池接通后，必须有适量的电流通过才能使伏特计显示，这样电池中发生化学反应，溶液浓度发生改变，同时电池有内阻，也会有电压降，所以只能在没有电流通过的情况下才能测量电池的电动势。
3.为什么Weslon标准电池的负极采用含有Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐时，标准电池都有稳定的电动势值?试用Cd一Hg的二元相图说明。
标准电池的电动势会随温度而变化吗?答：在Cd一Hg的二元相图上，Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐落在与Cd一Hg固溶体的两相平衡区，在一定温度下Cd一Hg齐的活度有定值。
因为标准电池的电动势在定温下只与Cd一Hg齐的活度有关，所以电动势也有定值，但电动势会随温度而改变。
4.用书面表示电池时有哪些通用符号?为什么电极电势有正、有负？用实验能测到负的电动势吗？答：用“|”表示不同界面，用“||”表示盐桥。
电极电势有正有负是相对于标准氢电极而言的。
不能测到负电势。
5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何用Nernst方程计算电极的还原电势?5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何用Nernst 方程计算电极的还原电势?答：电极电势不是电极表面与电解质溶液之间的电势差。
傅献彩《物理化学》第五版课件及习题答案_10电解与极化作用
§10.2 极化作用
例如电解一定浓度的硝酸银溶液 阴极反应
Ag + (mAg+ ) e Ag(s)
可逆
电解时
RT 1 Ag |Ag ln F aAg+
阴
可逆 > 不可逆 阳极上有类似的情况，但 可逆 < 不可逆
动势达极大值 Eb,max。
电 流 I
3
再增加电压，使I 迅速增 加。将直线外延至I = 0 处， 得E(分解)值，这是使电解
2 1
池不断工作所必需外加的 最小电压，称为分解电压。
E分解
电压E
测定分解电压时的电流-电压曲线
实际分解电压
要使电解池顺利地进行连续反应，除了克服作
为原电池时的可逆电动势外，还要克服由于极化在
生消耗氧的还原反应：
O2 (g)+4H+ 4e 2H2O
(O2 |H2O,H+ )
RT 1 ln 4 4F aO2 aH +
1.229 V
设 aO2 1, aH+ 107 , 则 (O2 |H2O,H+ ) 0.816V
这时与 E(Fe2+ |Fe) (-0.617V)阳极组成原电池的电动 势为 1.433 V 显然耗氧腐蚀比析氢腐蚀严重得多。
所以铁很快腐蚀形成铁锈。
CO2 SO2
Fe2+
H 2或 H 2O
O2
O2
H
Cu
+
H2 O
Fe
2e-
H2 O
H+
Cu
电化学腐蚀示意图
南京大学物理化学下册(第五版傅献彩)复习题及解答
第八章电解质溶液第九章1.可逆电极有哪些主要类型?每种类型试举一例，并写出该电极的还原反应。
对于气体电极和氧化还原电极在书写电极表示式时应注意什么问题?答：可逆电极有三种类型：(1)金属气体电极如Zn(s)|Zn2+ (m) Zn2+(m) +2e- = Zn(s)(2)金属难溶盐和金属难溶氧化物电极如Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(m)， AgCl(s)+ e- = Ag(s)+Cl-(m)(3)氧化还原电极如：Pt|Fe3+(m1),Fe2+(m2) Fe3+(m1) +e- = Fe2+(m2)对于气体电极和氧化还原电极，在书写时要标明电极反应所依附的惰性金属。
2.什么叫电池的电动势?用伏特表侧得的电池的端电压与电池的电动势是否相同?为何在测电动势时要用对消法?答：正、负两端的电势差叫电动势。
不同。
当把伏特计与电池接通后，必须有适量的电流通过才能使伏特计显示，这样电池中发生化学反应，溶液浓度发生改变，同时电池有内阻，也会有电压降，所以只能在没有电流通过的情况下才能测量电池的电动势。
3.为什么Weslon标准电池的负极采用含有Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐时，标准电池都有稳定的电动势值?试用Cd一Hg的二元相图说明。
标准电池的电动势会随温度而变化吗?答：在Cd一Hg的二元相图上，Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐落在与Cd一Hg固溶体的两相平衡区，在一定温度下Cd一Hg齐的活度有定值。
因为标准电池的电动势在定温下只与Cd一Hg齐的活度有关，所以电动势也有定值，但电动势会随温度而改变。
4.用书面表示电池时有哪些通用符号?为什么电极电势有正、有负？用实验能测到负的电动势吗？答：用“|”表示不同界面，用“||”表示盐桥。
电极电势有正有负是相对于标准氢电极而言的。
不能测到负电势。
5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何用Nernst方程计算电极的还原电势?5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何用Nernst 方程计算电极的还原电势?答：电极电势不是电极表面与电解质溶液之间的电势差。
物理化学期中-第十章 电解与极化作用-考研试题文档资料系列
第十章 电解与极化作用一、选择题1、金属活性排在H 2之前的金属离子，如Na +能优先于H +在汞电极上析出，这是由于（ ）（A ）φ（标准）（Na +/Na）<φ(标准)(H +/H 2) （B）φ（Na +/Na）<φ(H +/H 2)（C）η（Na）<η(H 2) (D)H2在汞上析出有很大的超电势， 以至于φ（Na +/Na）>φ（H +/H 2）2、用铜电极电解CuCl 2的水溶液，在阳极上会发生（ ）（A ） 析出氧气 （B ）析出氯气 （C ）析出铜 （D ）铜电极溶解3、Tafel 公式η=a+blgj 的适用范围是（ ）（A）仅限于氢超电势 （B）仅限于j 约等于零，电极电势稍有偏差的情况（C）仅限于阴极超电势，可以是析出氢，也可以是其他（D ）可以是阴极超电势，也可以是阳极超电势4、极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是（ ）（A ） 增加溶液电导 （B ）固定离子强度（C ）消除迁移电离 （D ）上述几种都是5、当发生极化现象时，两电极的电极电势将发生如下变化（ ）（A ）φ平，阳>φ阳;φ平，阴>φ阴 （B）φ平，阳<φ阳;φ平，阴>φ阴（C）φ平，阳<φ阳;φ平,阴<φ阴 （D）φ平，阳>φ阳φ平，阴<φ阴6、极谱分析的基本原理是根据滴汞电极的（ ）（A）电阻（B）浓差极化的形成 （C）汞齐的形成 （D）活化超电势二、填空题1、已知φ（标准）（Fe 2+/Fe）=-0.440V，φ（标准）（Cu 2+/Cu）=0.337V，在25℃，标准 大气压时，以Pt 为阴极，石墨为阳极，电解含有FeCl 2（0.01mol.Kg -1）和CuCl 2 （0.02mol.Kg -1）的水溶液，若电解过程中不断搅拌溶液，且超电势可忽略不计，则 最先析出的金属是————2、在锌电极上H 2的超电势为0.75V，电解一含Zn 2+的浓度为1*10-5mol.Kg -1的溶液，为了不使H 2（g）析出，向溶液的pH 值应控制在————已知25℃时φ（标准）（Zn 2+/Zn）=-0.763V3、以Cu 为电极电解1mol.Kg -1CuSO 4溶液（pH=3），则在阴极上的电极反应——-——————————阳极上的电极反应——————————。
物理化学(第五版傅献彩)第10_电解与极化作用
无电流
ϕ可逆
= ϕy Ag+ |Ag
−
RT F
ln
1 aAg+
有电流
ϕ不可逆
= ϕy Ag+ |Ag
−
RT F
ln
1 aAg+ , e
η阴
= ϕ可逆
− ϕ不可逆
=
RT F
ln aAg+ aAg+ , e
>0
aAg+ , e < aAg+ ϕ不可逆 < ϕ可逆
阳极上的情况类似，但 ϕ不可逆 > ϕ可逆
的金属先在阴极析出，这在电镀工业上很重要 例如，利用氢的超电势，控制溶液的pH，实
现镀 Zn，Sn，Ni，Cr 等
25
阴极上发生还原反应
发生还原 (1) 金属离子 的物质： (2) 氢离子 (中性水溶液 aH+ = 10−7 ) 判断在阴极上首先析出何种物质，应把各 种可能还原的物质的电极电势求出来（气 体要考虑超电势，金属可不考虑超电势）
2H+ + 2e- = H2
ϕ可逆
=ϕΟ H+ |H2
− RT 2F
ln
pH2 / p Ο a2
H+
= −0.059pH = −0.414V
ϕ不可逆 = ϕ可逆 −η = −0.414V − 0.584V = −0.998V
Zn2+ + 2e- = Zn
ϕ可逆
=ϕΟ Zn2+ |Zn
− RT 2F
1 ln
=−
RT 2F
ln
aH2 a2
H+
−ηH2
设 pH2 = p Ο
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E分解 阳极，析出 -阴极，析出 E可逆 阳极 阴极
分解电压是指对所需的最小电压而言，因此可不考虑溶液中因克服电阻而引起的电位降 （IR）。
4．极化曲线——超电势的测定 电化学超电势（又称活化超电势）：为了使电极反应顺利进行所额外施加的电压。
超电势：某一电流密度下的电势不可逆 与可逆 之间的差值，可用于表示电极极化的状
况。
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极化曲线：超电势或电极电势与电流密度之间的关系曲线。极化曲线的形状和变化规律 反映了电化学过程的动力学特征，从极化曲线上可得到在一定电流密度时的超电势。
（1）极化曲线可分为阴极极化曲线和阳极极化曲线，极化曲线有如下规律（如图 10-1 所示）
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浓差极化是由于离子扩散速率小于离子在电极上放电的速率，使得电极附近的离子浓度 较本体溶液浓度有差别所致。其结果是使阴极的电极电势变得比可逆时更小一些，而使阳极 电极电势变得比可逆时更大一些。
浓差极化的数值与浓差的大小有关，而浓差的大小则与搅拌情况、电流密度和温度有关。 因浓差极化主要是由于离子在溶液中的扩散速率缓慢引起的，所以可以通过搅拌或升高电解 温度，来部分消除。也可以利用滴汞电极上的浓差极化进行极谱分析。
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极上，超电势很小，所以标准氢电极中的铂电极要镀上铂黑。 （3）影响超电势的因素 ①电极材料；②电极的表面状态；③电流密度；④温度；⑤电解质的性质；⑥浓度；⑦
溶液中的杂质等。
三、电解时电极上的竞争反应 1．阴极上的反应 电解时阴极上发生还原反应。发生还原的物质有：金属离子、氢离子等。 判断在阴极上首先析出何种物质，应把可能发生还原物质的电极电势计算出来，同时考 虑它的超电势。电极电势最大的首先在阴极析出，即在阴极上（还原）电势愈正者，其氧化 态愈先还原而析出。 2．阳极上的反应 电解时阳极上发生氧化反应。发生氧化的物质有：阴离子如 Cl－、OH－等，阳极本身 发生氧化。 判断在阳极上首先发生什么反应，应把可能发生氧化物质的电极电势计算出来，同时要 考虑它的超电势。电极电势最小的首先在阳极氧化，即在阳极上（还原）电势愈负者，其还 原态愈先氧化而析出。 3．实际分解电压的计算 确定了阳极、阴极析出的物质后，将两者的析出电势相减，就得到了实际的电动势，即理论分解电压； ΔE 不可逆——由于电极上反应的不可逆，即电极极化效应所致； IR——电解池内溶液、导线和接触点等的电阻引起的电压降。
第十章电解与极化作用练习题参考答案
第十章电解与极化作用练习题一、选择题1．下列两图的四条极化曲线中分别代表原电池的阴极极化曲线和电解池的阳极极化曲线的是：(A) 1、4； (B) 1、3； (C) 2、3； (D) 2、4。
2．当发生极化现象时，两电极的电极电势将发生如下变化：(A)φ(平，阳)＞φ(阳) ；φ(平，阴)＞φ(阴)(B) φ(平，阳)＜φ(阳) ；φ(平，阴)＞φ(阴)(C) φ(平，阳)＜φ(阳) ；φ(平，阴)＜φ(阴)(D) φ(平，阳)＞φ(阳) ；φ(平，阴)＜φ(阴)3．电池在下列三种情况下放电，电压分别为：(a)电流i→0，(V0)；(b)一定大小电流，(V i)；(c)短路i→∞，(V∞)。
这三种电压的关系：(A) V0 < V i < V∞ (B) V0 > V i > V∞；(C) V0 = V i < V∞ (D) V0 = V i > V∞。
4．Tafel 公式η = a + b lg i中，i的物理意义是：(A)交换电流密度； (B)极限电流密度；(C)电极表面在还原方向的电流密度；(D)电极与溶液界面上的净电流密度。
5．极谱分析仪所用的测量阴极属于下列哪一种？(A) 浓差极化电极 (B) 电化学极化电极(C) 难极化电极 (D) 理想可逆电极6．极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是：(A) 增加溶液电导 (B) 固定离子强度(C) 消除迁移电流 (D) 上述几种都是7．电解金属盐的水溶液时, 在阴极上：(A) 还原电势愈正的粒子愈容易析出(B) 还原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈容易析出(C) 还原电势愈负的粒子愈容易析出(D) 还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出8．一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞，今用一金属片焊接在洞外面以堵漏，为了延长铁箱的寿命，选用哪种金属片为好？(A) 铜片(B) 铁片(C) 镀锡铁片(D) 锌片9．下列示意图描述了原电池和电解池中电极的极化规律, 其中表示原电池阳极的是：(A) 曲线1 (B) 曲线2 (C) 曲线3 (D) 曲线4 10．298 K、0.1 mol·dm-3的HCl 溶液中，氢电极的热力学电势为-0.06 V，电为：解此溶液时，氢在铜电极上的析出电势φH2(A) 大于-0.06 V (B) 等于-0.06 V (C) 小于-0.06 V (D) 不能判定11．金属活性排在H2之前的金属离子, 如Na+ 能优先于H+在汞阴极上析出, 这是由于：(A) φØ (Na+/ Na) < φØ (H+/ H2) (B) η(Na) < η(H2)(C) φ(Na+/ Na) < φ(H+/ H2)(D) H2在汞上析出有很大的超电势, 以至于φ(Na+/ Na) > φ(H+/ H2)12．将铅蓄电池在10.0 A 电流下充电1.5 h，则PbSO4分解的量为（M r(PbSO4)= 303 ）：(A) 0.1696 kg (B) 0.0848 kg (C) 0.3392 kg (D) 0.3564 kg 13．在还原性酸性溶液中, Zn的腐蚀速度较Fe为小, 其原因是：(A) φ(Zn2+/ Zn)(平) < φ(Fe2+/ Fe) (平)(B) φ(Zn2+/ Zn) < φ(Fe2+/ Fe)(C) φ(H+/ H2)(平, Zn) < φ(H+/ H2)(平, Fe)(D) φ(H+/ H2)(Zn) < φ(H+/ H2)(Fe) 14．通电于含有相同浓度的Fe2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+的电解质溶液, 已知φθ(Fe2+/ Fe) = -0.440 V ，φθ(Ca2+/ Ca) = -2.866 Vφθ(Zn2+/ Zn) = -0.7628 V ，φθ(Cu2+/ Cu) = 0.337 V当不考虑超电势时, 在电极上金属析出的次序是：(A) Cu →Fe →Zn →Ca (B) Ca →Zn →Fe →Cu(C) Ca →Fe →Zn →Cu (D) Ca →Cu →Zn →Fe15．电解时, 在阳极上首先发生氧化作用而放电的是：(A) 标准还原电势最大者(B) 标准还原电势最小者(C) 考虑极化后，实际上的不可逆还原电势最大者(D) 考虑极化后，实际上的不可逆还原电势最小者16．铅蓄电池负极反应的交换电流密度，比正极反应的交换电流密度约小两个数量级, 这表明：(A) 负极反应的恢复平衡的速率大, 容易出现极化(B) 正极反应的恢复平衡的速率大, 容易出现极化(C) 负极反应的恢复平衡的速率小, 容易出现极化(D) 正极反应的恢复平衡的速率小, 容易出现极化17．Tafel公式η=a+blg j 的适用范围是：(A) 仅限于氢超电势(B) 仅限于j ≅ 0, 电极电势稍有偏差的情况(C) 仅限于阴极超电势, 可以是析出氢, 也(D) 可以是阴极超电势, 也可以是阳极超电势18．当电池的电压小于它的开路电动势时，则表示电池在：(A) 放电(B) 充电(C) 没有工作(D) 交替地充放电19．极谱分析的基本原理是根据滴汞电极的(A) 电阻(B) 浓差极化的形成（C) 汞齐的形成(D) 活化超电势20．下列对铁表面防腐方法中属于"电化保护"的是：(A) 表面喷漆(B) 电镀(C) Fe表面上镶嵌Zn块(D) 加缓蚀剂二、判断题1．电解时，实际提供的电压远大于所对应的可逆电池的电动势。
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第10章电解与极化作用一、填空题1．溶液中含有活度均为1.00的H+、2Zn+、2Pb+。
已知在H2在阴极上析出的超电势为0.4 V，则正确的析出顺序是（）。
已知：2+(Zn/Zn)0.7630VEθ=−；2+(Pb/Pb)0.1265VEθ=−。
[南京航空航天大学2012研]【答案】Pb2＋；H＋；Zn2＋【解析】在阴极上可能析出的阳离子的电极电势分别为：222Zn ZnPb PbH H0.763ln1.000.763V20.1265ln1.000.1265V2ln1.000.40.4VRTFRTFRTFϕϕϕ+++=−+=−=−+=−=−=−根据在阴极上电势愈正者，其氧化态愈先还原而析出的原则，析出顺序为：Pb2＋、H＋、Zn2＋。
二、选择题1．随下列哪个条件的变化氢过电位会由大变小？（）[中国科学院大学2012研] A．电流密度逐渐增大B．电极表面由光滑变粗糙C．电极材料由Fe换成PbD．温度不断降低【答案】C【解析】一般说来，对氢超电势比较高的金属有Hg，Zn，Pb，Cd等金属；对氢超电势低的金属有Pt，Pd等；对氢超电势居中的金属有Fe，Co，Cu等。
故当电极材料由Fe 换成Pb时，氢过电位会由大变小。
2．当发生极化现象时，两电极的电极电势将发生如下变化（）。
[北京航空航天大学2010研]A．φ（阳）变大，φ（阴）变小B．φ（阳）变小，φ（阴）变大C．两者都变大D．两者都变小【答案】A【解析】根据极化产生的原因可分为两类，即浓差极化和电化学极化。
对于阴极而言，浓差极化是因为阴极附近的离子沉积到阴极表面，使其浓度小于本体浓度，从而导致其电极电势低于可逆时的电极电势；电化学极化是由于本身反应的迟缓性而使阴极表面积累了过多的电子，从而使电极电势向负方向移动。
所以，阴极极化的结果使电极电势变得更负，同理，阳极极化使电极电势变得更正。
3．铅蓄电池负极反应的交换电流密度，比正极反应的交换电流密度约小两个数量级，这表明（）。
南京大学物理化学下册(第五版傅献彩)复习题及解答.
第八章电解质溶液第九章1.可逆电极有哪些主要类型?每种类型试举一例，并写出该电极的还原反应。
对于气体电极和氧化还原电极在书写电极表示式时应注意什么问题?答：可逆电极有三种类型：(1)金属气体电极如Zn(s)|Zn2+ (m) Zn2+(m) +2e- = Zn(s)(2)金属难溶盐和金属难溶氧化物电极如Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(m)， AgCl(s)+ e- = Ag(s)+Cl-(m)(3)氧化还原电极如：Pt|Fe3+(m1),Fe2+(m2) Fe3+(m1) +e- = Fe2+(m2)对于气体电极和氧化还原电极，在书写时要标明电极反应所依附的惰性金属。
2.什么叫电池的电动势?用伏特表侧得的电池的端电压与电池的电动势是否相同?为何在测电动势时要用对消法?答：正、负两端的电势差叫电动势。
不同。
当把伏特计与电池接通后，必须有适量的电流通过才能使伏特计显示，这样电池中发生化学反应，溶液浓度发生改变，同时电池有内阻，也会有电压降，所以只能在没有电流通过的情况下才能测量电池的电动势。
3.为什么Weslon标准电池的负极采用含有Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐时，标准电池都有稳定的电动势值?试用Cd一Hg的二元相图说明。
标准电池的电动势会随温度而变化吗?答：在Cd一Hg的二元相图上，Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐落在与Cd一Hg固溶体的两相平衡区，在一定温度下Cd一Hg齐的活度有定值。
因为标准电池的电动势在定温下只与Cd一Hg齐的活度有关，所以电动势也有定值，但电动势会随温度而改变。
4.用书面表示电池时有哪些通用符号?为什么电极电势有正、有负？用实验能测到负的电动势吗？答：用“|”表示不同界面，用“||”表示盐桥。
电极电势有正有负是相对于标准氢电极而言的。
不能测到负电势。
5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何用Nernst方程计算电极的还原电势?5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何用Nernst 方程计算电极的还原电势?答：电极电势不是电极表面与电解质溶液之间的电势差。
《物理化学》第五版-(傅献彩主编)复习题答案--(全)
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第十一章 表面现象
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微信搜索【大四学长】免费VIP版安卓苹果实用工具，学习资料，电脑软件分享 第三章 热力学第二定律
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傅献彩《物理化学》(第5版)(下册)课后习题-电解与极化作用(圣才出品)
第10章电解与极化作用1．要在一面积为100 cm2的薄铁片两面都镀上厚度为0.05 mm的均匀镍层，计算所需的时间。
已知所用电流为 2.0 A，电流效率为：解：根据题意得，在t时间内流过的总电量为，即其中，所以2．在298 K和标准压力下，试写出下列电解池在两电极上所发生的反应，并计算其理论分解电压：解：（1）电解时，阴极反应为阳极反应为＝1.22V（2）＝1.227V（3）＝－0.0866V3．在298 K和标准压力下，用镀铂黑的铂电极电解a H＋＝1.0的水溶液，当所用电流密度为时，计算使电解能顺利进行的最小分解电压。
已知忽略电阻引起的电位降，H2O（l）的标准摩尔Gibbs生成自由能为－237.129 kJ·mol－1。
解：分解电压可表示为其中可逆电压为则分解电压最小为。
4．在298 K时，使下述电解池发生电解作用：问当外加电压逐渐增加时，两电极上首先分别发生什么反应？这时外加电压至少为若干？（设活度因子均为1，超电势可忽略。
）解：在阳极上可能发生反应的阴离子是Cl－、OH－和SO42－，相应的电势为因电极电势最小的，先在阳极被氧化，所以阳极发生OH－被氧化的反应。
在阴极上，可能发生反应的离子有，各自的电极电势为因Ni2＋的电极电势最大，所以阴极上发生的是Ni2＋被还原的反应，故分解电压为5．298 K时，用Pb（s）电极来电解H2SO2溶液，已知其浓度为0.10 mol·kg－1，r士＝0.265，若在电解过程中，把Pb阴级与另一甘汞电极相连组成原电池，测得其电动势E ＝1.0685 V。
试求H2（g）在Pb阴级上的超电势（只考虑H2SO4的一级电离）。
已知所用甘汞电极的电极电势＝0.2806V。
解：电解时，阴极上为析氢反应，其电势为组成原电池后，甘汞电极为正极，电动势为则阴极的电势为则超电势为6．在锌电极上析出氢气的Tafel公式为在298 K时，用Zn（s）作阴级，惰性物质作阳极，电解浓度为0.1 mol·kg－1的ZnSO4溶液，设溶液pH 为7.0。
傅献彩《物理化学》(第5版)(下册)配套题库【课后习题+章节题库】(下册)(10-11章)(圣才出品
2.当电解池的两极流过一定电流时，阴极和阳极的电势（用φc 和φa 表示）将比平衡时 的电极电势（ ）。
A．二者均更正 B．二者均更负 C．φc 更负，φa 更正 D．φc 更正，φa 更负 【答案】C
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【解析】在一定电流密度下，电极发生极化，使阳极电极电势更正，阴极电极电势更负。
考虑 H2 在各电极上的超电势，其实际析出电势分别为：
所以根据在阴极上析出电势的物质先析出的原则，析出顺序为：Ag、Ni、H2、Cd、Fe。
2．燃料电池
已知 298.15K 时， E [H2O，H+ O2 (g) Pt ] 1.229V， E T p －8.46×10－4 V·K－1。
①写出电极反应和电池反应。
则由 可得
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即
5．在 298 K 时，当电流密度为 0.1 A·cm－2 时，H2（g）和 O2（g）在 Ag（s）电极 上的超电势分别为 0.87 V 和 0.98 V。今用 Ag（s）电极插入 0.01 mol·kg－1 的 NaOH 溶 液中进行电解，问在该条件下在两个银电极上首先发生什么反应？此时外加电压为多少（设 活度系数为 1）？
解：电池反应的各电极反应为
此时外加电压为
6．在 298 K，标准压力 pΘ时，某混合溶液中 CuSO4 浓度为 0．50 mol·kg－1，H2SO4 浓度为 0.01 mol·kg－1，用铂电极进行电解，首先 Cu（s）沉积到 Pt 电极上。若 H2（g） 和 Cu（s）上的超电势为 0.23 V，问外加电压增加到有 H2（g）在电极上析出时，溶液中 所余 Cu2＋的浓度为多少（设活度系数均为 1，H2SO4 作一级电离处理）？
南京大学物理化学下册(第五版傅献彩)复习题及解答.
第八章电解质溶液第九章1.可逆电极有哪些主要类型?每种类型试举一例，并写出该电极的还原反应。
对于气体电极和氧化还原电极在书写电极表示式时应注意什么问题?答：可逆电极有三种类型：(1)金属气体电极如Zn(s)|Zn2+ (m) Zn2+(m) +2e- = Zn(s)(2)金属难溶盐和金属难溶氧化物电极如Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(m)， AgCl(s)+ e- = Ag(s)+Cl-(m)(3)氧化还原电极如：Pt|Fe3+(m1),Fe2+(m2) Fe3+(m1) +e- = Fe2+(m2)对于气体电极和氧化还原电极，在书写时要标明电极反应所依附的惰性金属。
2.什么叫电池的电动势?用伏特表侧得的电池的端电压与电池的电动势是否相同?为何在测电动势时要用对消法?答：正、负两端的电势差叫电动势。
不同。
当把伏特计与电池接通后，必须有适量的电流通过才能使伏特计显示，这样电池中发生化学反应，溶液浓度发生改变，同时电池有内阻，也会有电压降，所以只能在没有电流通过的情况下才能测量电池的电动势。
3.为什么Weslon标准电池的负极采用含有Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐时，标准电池都有稳定的电动势值?试用Cd一Hg的二元相图说明。
标准电池的电动势会随温度而变化吗?答：在Cd一Hg的二元相图上，Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐落在与Cd一Hg固溶体的两相平衡区，在一定温度下Cd一Hg齐的活度有定值。
因为标准电池的电动势在定温下只与Cd一Hg齐的活度有关，所以电动势也有定值，但电动势会随温度而改变。
4.用书面表示电池时有哪些通用符号?为什么电极电势有正、有负？用实验能测到负的电动势吗？答：用“|”表示不同界面，用“||”表示盐桥。
电极电势有正有负是相对于标准氢电极而言的。
不能测到负电势。
5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何用Nernst方程计算电极的还原电势?5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测量?如何用Nernst 方程计算电极的还原电势?答：电极电势不是电极表面与电解质溶液之间的电势差。
物理化学下册(傅献彩)第十章
物理化学下册（傅献彩）第十章第十章电解与极化作用1.要在 面枳为lOOcrn’的薄铁片两面都赣上厚度为0. 05nim 的均匀镇崖•计算所带的时拘.已知所 囲电流为£"・电流效率为卵％皿冷加=£ 9g*cm^i ,JVf Nl = 5&. 7g- mor 1.解：Q=R ZF^X2X9€5OQ=f • t ・ 96%V^SL= 7620. 4S= 2.呱人AE 298K 和标准隆力下’试写岀下列虹解池在两电极上所发生的反应，并计算英理论分解电压;(1 >Pt(s)|Na (JHf].OmoH kg-1, y t =0. 68)|PtCs)(2) Pt(s )I HBr(O^05 mol ・ kg 1 ,y =二0» 860) |(3>As<s> | AgNOj (0. 50 mot • kg -* ・ y 亠—0, 526) S- LX2X96500 "H965F OXW0XC L 005X2X965(X )58.7 ,厂96%|| AgNft (0-01 mol • kg'1，土 -=0. 9O2)|Ag<s) 解;(1〉电解 阴极反应)+「一 护)阳极反应 20H -<aon-〉一*3(户・)+已0(1)+2丁E 町童=E^.=阿—例KT, , /n RT 11 . =沁加-_齐1"。
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