《应用电化学》复习思考题参考答案

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第10章应用电化学习题及答案

第10章应用电化学习题及答案

第十章 应用电化学习题及答案10-1 水的标准生成自由能是-237.191kJ mol -1,求在25℃时电解纯水的理论分解电压。

解:H 2O=H 2 +1/2O 2, 电子转移数为2,则有ΔG = - n F E mf = -237.191kJ mol -1(n =2), -237191=-2×96485×E mf , E mf =1.229V10-2 298.15K 时测得电池: Pt(s)| H 2( O p ) | HCl(b ) | Hg 2Cl 2(s) | Hg(l) 的电动势与HCl 溶液的质量摩尔浓度的关系如下 b ×103/(mol kg -1)75.08 37.69 18.87 5.04 E mf / V 0.4119 0.4452 0.4787 0.5437求(1)O E 甘汞 (2)b= 0.07508 mol kg -1时HCl 溶液的±γ。

解:负极反应:H 2-2e -→2H + 正极反应: Hg 2Cl 2 +2e -→2Hg +2Cl -电池反应:H 2+ Hg 2Cl 2 →2H ++2Hg +2Cl -所以 有:E mf = E Θ-RT/2Fln ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛)()()()(22222Cl Hg a H a HCl a Hg a = E Θ-RT/2Fln ())(2HCl a a(HCl)=a (H +) a(Cl -)=(±γb/b Θ)2E mf =O E 甘汞 - (2RT/F ) ln(b/O b )对于稀溶液,ln ±γ=-A ’(I/b Θ)1/2, 1-1价电解质I=b(1) E mf + (2RT/F ) ln(b/O b )=O E 甘汞 + (2RT/F ) A’ (b/O b )0.5 , 以E mf +(2RT/F )ln(b/O b )对(b/O b )0.5作图,直线的截距O E 甘汞=0.2685 V(2) E mf =O E 甘汞 - (2RT/F ) ln(b/O b ) - (2RT/F ) ln ±γ , ±γ=0.81510-3 298.2K 时,在有玻璃电极的电池中,加入pH=4.00的缓冲溶液,测得电动势为0.1122V;则当电动势为0.2305V时,溶液的pH为多少?解:pH x= pH s +F(E x-E s)/(2.303RT)= 6.0010-4 求298.15K时下列电池中待测液pH值(所需电极电势数值自查)。

高中化学专题复习《电化学及其应用》含答案

高中化学专题复习《电化学及其应用》含答案

高中化学专题复习《电化学及其应用》1.(2021·全国高考甲卷真题)乙醛酸是一种重要的化工中间体,可果用如下图所示的电化学装置合成。

图中的双极膜中间层中的2H O 解离为+H 和-OH ,并在直流电场作用下分别问两极迁移。

下列说法正确的是A .KBr 在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B .阳极上的反应式为:+2H ++2e -=+H 2OC .制得2mol 乙醛酸,理论上外电路中迁移了1mol 电子D .双极膜中间层中的+H 在外电场作用下向铅电极方向迁移 【答案】D【分析】该装置通电时,乙二酸被还原为乙醛酸,因此铅电极为电解池阴极,石墨电极为电解池阳极,阳极上Br -被氧化为Br 2,Br 2将乙二醛氧化为乙醛酸,双极膜中间层的H +在直流电场作用下移向阴极,OH -移向阳极。

【解析】A .KBr 在上述电化学合成过程中除作电解质外,同时还是电解过程中阳极的反应物,生成的Br 2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物,故A 错误;B .阳极上为Br -失去电子生成Br 2,Br 2将乙二醛氧化为乙醛酸,故B 错误;C .电解过程中阴阳极均生成乙醛酸,1mol 乙二酸生成1mol 乙醛酸转移电子为2mol ,1mol 乙二醛生成1mol乙醛酸转移电子为2mol ,根据转移电子守恒可知每生成1mol 乙醛酸转移电子为1mol ,因此制得2mol 乙醛酸时,理论上外电路中迁移了2mol 电子,故C 错误;D .由上述分析可知,双极膜中间层的H +在外电场作用下移向阴极,即H +移向铅电极,故D 正确; 综上所述,说法正确的是D 项,故答案为D 。

2.(2021·全国高考乙卷真题)沿海电厂采用海水为冷却水,但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率,为解决这一问题,通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示),通入一定的电流。

下列叙述错误的是A .阳极发生将海水中的Cl 氧化生成2Cl 的反应B .管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC .阴极生成的2H 应及时通风稀释安全地排入大气D .阳极表面形成的2Mg(OH)等积垢需要定期清理 【答案】D【分析】海水中除了水,还含有大量的Na +、Cl -、Mg 2+等,根据题干信息可知,装置的原理是利用惰性电极电解海水,阳极区溶液中的Cl -会优先失电子生成Cl 2,阴极区H 2O 优先得电子生成H 2和OH -,结合海水成分及电解产物分析解答。

第10章--应用电化学--习题及答案

第10章--应用电化学--习题及答案

第十章 应用电化学习题及答案10-1 水的标准生成自由能是-237.191kJ mol -1,求在25℃时电解纯水的理论分解电压。

解:H 2O=H 2 +1/2O 2, 电子转移数为2,则有ΔG = - n F E mf = -237.191kJ mol -1(n =2), -237191=-2×96485×E mf , E mf =1.229V10-2 298.15K 时测得电池: Pt(s)| H 2( O p ) | HCl(b ) | Hg 2Cl 2(s) | Hg(l) 的电动势与HCl 溶液的质量摩尔浓度的关系如下b ×103/(mol kg -1) 75.08 37.69 18.87 5.04 E mf / V0.4119 0.4452 0.4787 0.5437求(1)O E 甘汞 (2)b= 0.07508 mol kg -1时HCl 溶液的±γ。

解:负极反应:H 2-2e -→2H +正极反应: Hg 2Cl 2 +2e -→2Hg +2Cl - 电池反应:H 2+ Hg 2Cl 2 →2H ++2Hg +2Cl -所以 有:E mf = E Θ-RT/2Fln ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛)()()()(22222Cl Hg a H a HCl a Hg a = E Θ-RT/2Fln ())(2HCl a a(HCl)=a (H +) a(Cl -)=(±γb/b Θ)2 E mf =O E 甘汞 - (2RT/F ) ln(b/O b )对于稀溶液,ln ±γ=-A ’(I/b Θ)1/2, 1-1价电解质I=b(1) E mf + (2RT/F ) ln(b/O b )=O E 甘汞 + (2RT/F ) A’ (b/O b )0.5 , 以E mf +(2RT/F )ln(b/O b )对(b/O b )0.5作图,直线的截距O E 甘汞=0.2685 V(2) E mf =O E 甘汞 - (2RT/F ) ln(b/O b ) - (2RT/F ) ln ±γ , ±γ=0.81510-3 298.2K 时,在有玻璃电极的电池中,加入pH=4.00的缓冲溶液,测得电动势为0.1122V;则当电动势为0.2305V时,溶液的pH为多少?解:pH x= pH s +F(E x-E s)/(2.303RT)= 6.0010-4 求298.15K时下列电池中待测液pH值(所需电极电势数值自查)。

高考化学复习《电化学极其应用》知识点解析及练习题含答案

高考化学复习《电化学极其应用》知识点解析及练习题含答案

1.了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。

2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

3.理解金属发生电化学腐蚀的原因。

了解金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。

电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸,是历年高考的热点内容。

考查的主要知识点:原电池和电解池的工作原理、电极反应式的书写和判断、电解产物的判断、金属的腐蚀和防护。

对本部分知识的考查仍以选择题为主,在非选择题中电化学知识可能与工业生产、环境保护、新科技、新能源知识相结合进行命题。

复习时,应注意:1.对基础知识扎实掌握,如电极反应式的书写、燃料电池的分析等。

2.电化学问题的探究设计、实物图分析及新型电池的分析是近年来高考中的热点,通过在练习中总结和反思,提高在新情境下运用电化学原理分析解决实际问题的能力。

知识点一、原电池电极的判断以及电极方程式的书写1.原电池正、负极的判断方法:(1)由组成原电池的两极材料判断。

一般是活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。

(2)根据电流方向或电子流动方向判断。

电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。

(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断。

在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。

(4)根据原电池两极发生的变化来判断。

原电池的负极失电子发生氧化反应,其正极得电子发生还原反应。

(5)电极增重或减轻。

工作后,电极质量增加,说明溶液中的阳离子在电极(正极)放电,电极活动性弱;反之,电极质量减小,说明电极金属溶解,电极为负极,活动性强。

(6)有气泡冒出。

高考化学复习《电化学极其应用》知识点解析及练习题含答案电极上有气泡冒出,是因为发生了析出H2的电极反应,说明电极为正极,活动性弱。

2.原电池电极反应式和总反应式的书写(1)题目给定原电池的装置图,未给总反应式:①首先找出原电池的正、负极,即分别找出氧化剂和还原剂。

②结合介质判断出还原产物和氧化产物。

③写出电极反应式(注意两极得失电子数相等),将两电极反应式相加可得总反应式。

应用电化学习题复习及答案

应用电化学习题复习及答案

应用电化学复习题和习题答案第一章习题解答1.用Ag 做电极,AgNO 3溶液的浓度为0.00739g/g(水),通电一段时间后,阳极上有0.078gAg (s )析出,而阳极区内含0.236gAgNO 3和23.14g 水,求t (Ag +)和t (NO 3-)。

解:Ag →Ag ++e -Ag ++e -→Agn 原=23.4×0.00739/169=1.023×10-3mol n 析=0.078/107=7.29×10-4mol n 后=0.236/169=1.396×10-3mol n 迁=n 原+n 析-n 后=5.36×10-4t (Ag +)=n 迁(Ag +)/n 析=0.735 t(NO 3-)=1- t (Ag +)=0.2652.25℃时在电导池中盛有浓度0.02mol/dm ³的KCl 溶液,测得电阻为82.4Ω,若在同一电导池中盛有浓度为0.0025mol/dm ³的k 2SO 4溶液,测得电阻为326Ω,已知25℃时0.02mol/dm ³的KCl 溶液的电导率为0.2768 S/m ,试求(1)电导池常数(2)0.0025mol.dm ³的K 2SO 4溶液的电导率和摩尔电导率。

(1)K cell =K kcl /G kcl =K kcl ×R kcl =82.4×0.2768=22.81 (2)K K2SO4=K cell ×G K2SO4=K cell /R K2SO4=0.07 S/m ΛK2SO4=K K2SO4/C=28×10-3 S/(m ·mol)3. 25℃时AgCl 饱和溶液的电导率为3.41×10-4S/m ,已知同温下水的电导率为1.6×10-4S/m,计算25℃时AgCl 的溶解度。

应用电化学(杨辉_卢文庆编)课后习题答案

应用电化学(杨辉_卢文庆编)课后习题答案

不同研究体系可以选择不同的参比电极,水溶液体系中常见的参比电极有:饱和甘汞电极(SCE)、Ag/AgCl电极、标淮氢电极(SHE或NHE)等。许多有机电化学测量是在非水溶剂中进行的,尽管水溶液参比电极也可以使用,但不可避免地会给体系带入水分,影响研究效果,因此,建议最好使用非水参比体系。常用的非水参比体系为Ag/Ag+(乙腈)。工业上常应用简易参比电极,或用辅助电极兼做参比电极。在测量工作电极的电势时,参比电极内的溶液和被研究体系的溶液组成往往不—样,为降低或消除液接电势,常选用盐桥;为减小末补偿的溶液电阻,常使用鲁金毛细管。
解:表面膜的转移反应。覆盖于电极表面的物种(电极一侧)经过氧化-还原形成另一种附着于电极表面的物种,它们可能是氧化物、氢氧化物、硫酸盐等。
(5)Zn?2OH??2e?Zn(OH)2;Zn(OH)2?2OH??[Zn(OH)4]2?
解:腐蚀反应:亦即金属的溶解反应,电极的重量不断减轻。即金属锌在碱性介质中发生溶解形成二羟基合二价锌络合物,所形成的二羟基合二价锌络合物又和羟基进一步形成四羟基合二价锌络合物。
第一章习题解答:
1试推导下列各电极反应的类型及电极反应的过程。
(1)Ce4??2e?Ce2?
4?解:属于简单离子电迁移反应,指电极/溶液界面的溶液一侧的氧化态物种Ce
态的物种Ce
(2) 2?借助于电极得到电子,生成还原而溶解于溶液中,而电极在经历氧化-还原后其物理化学性质和表面状态等并未发生变化, O2?2H2O?4e?4OH?
3.试描述双电层理论的概要。
解:电极/溶液界面区的最早模型是19世纪末Helmholtz提出的平板电容器模型(也称紧密层模型),他认为金属表面过剩的电荷必须被溶液相中靠近电极表面的带相反电荷的离子层所中和,两个电荷层间的距离约等于离子半

应用电化学复习思考题

应用电化学复习思考题

应用电化学复习思考题第一章一. 基本概念1.法拉第过程和非法拉第过程法拉第过程:即电荷经过电极/溶液界面进行传递而引起的某种物质发生氧化或还原反应时的过程,其规律符合法拉第定律,所引起的电流称法拉第电流。

非法拉第过程:在一定条件下,一定电势范围内施加电位时,电荷没有经过电极/溶液界面进行传递,而仅是电极溶液界面的结构发生变化的过程。

形成一定的界面结构只需耗用有限的电量,只会在外电路引起瞬间电流(与电容器充电过程相似)。

2.双电层电极和溶液界面带有的电荷符号相反,故电极/溶液界面上的荷电物质能部分地定向排列在界面两侧的现象。

3.极化在电极上有电流通过时,随着电极上电流密度的增加,电极实际分解电位值对平衡值的偏离也愈来愈大,这种对平衡电位的偏离称为电极的极化。

4.循环伏安法循环伏安法是指加在工作电极上的电势从原始电位E0开始,以一定速度v扫描到一定电势E1,再将扫描方向反向进行扫描到原始电位E0,然后在E0和E1之间进行循环扫描(循环三角波电压)。

二. 问答1.试说明参比电极具有的性能和用途。

用于测定研究电势的电极。

1.参比电极应具有良好的可逆性,电极电势符合Nernst方程2.参比电极应不易极化;3.参比电极应具有好的恢复性,4.参比电极应具有良好的稳定性5.参比电极应具有良好的重现性;2.试描述双电层理论的概要。

双电层理论的发展经历了若干发展阶段1.亥姆荷茨(Helmholtz)模型(紧密层模型)2. 估依(Gouy)和恰帕曼(Chapman)模型3.斯特恩(Stern)模型(紧密层和分散层模型)、GCS (Gouy-Chapman-Stern)模型 4. BDM (Bockris-Davanathan-Muller) 双电层模型。

(详见PPT第一章82)3.什么是零电荷电势?零电荷电势有什么作用?可以用来测定零电荷电势的主要实验方法有哪些?电极表面不带电,相应的电极电势称为“零电荷电势”。

在计算电池的电动势时不能用合理电势处理电极过程动力学问题。

电化学原理思考题答案

电化学原理思考题答案

2.为什么不能测出电极的绝对电位?我们平常所用的电极电位是怎么得到的?答:电极电位是两类导体界面所形成的相间电位,相间电位中的内电位是无法直接测量的,故无法直接测出电极的绝对电位,我们平常所用的电极电位都是相对电极电位。

不对,虽然有电位差,但是没有电流通过,所以不能转化为电能。

17、描述腐蚀原电池的特点所在。

①阴、阳极区肉眼可分或不可分,或交替发生;②体系不稳定 稳定,腐蚀过程是自发反应;③只要介质中存在氧化剂(去极化剂),能获得电子使金属氧化,腐蚀就可发生;④腐蚀的二次产物对腐蚀影响很大;⑤电化学腐蚀离不开金属/电解质界面电迁移,电子由低电位金属或地区传荷到电位高的金属或地区,再转移给氧化剂;⑥腐蚀电池包括阴极、阳极、电解质溶液和电路四部分,缺一不可;⑦阴极、阳极反应相对独立,但又必须耦合,形成腐蚀电池;⑧ia=ic ,无净电荷积累;⑨腐蚀电池不对外作功,只导致金属腐蚀破坏的短路原电池。

原电池和电解池使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化除电子转移步骤之外,其他电极过程的单元步骤能否用电流密度来表示它们的速度?为什么?因为J=zFvr 对于我们所讨论的某一反应来说,zF为常数,故J与vr成正比。

这就是说,在电化学中总是习惯于用电流密度来表示反应速度。

由于在稳态下接续进行的各步骤速度都一样,所以在讨论液相传质等步骤时,也可用电流密度来表示它们的反应速度。

因此,在电化学中实际上已经将电流密度变成反应速度的同义语了。

己知电极反应在25℃时的反应速度为0.1 A/cm2。

根据各单元步骤活化能计算出电子转移步骤速度为1.04 X 10-2mol/m2s,扩散步骤速度为0.1 mol/m2s。

试判断该温度下的控制步骤。

若这一控制步骤的活化能降低了12kJ/mol,会不会出现新的控制步骤?[解〕因为电极反应速度可用电流密度表示,即J=nFv,所以对电子转移步骤,其反应速度可表示为j电子=nFv电子。

已知n=1,故 j电子=1x96500 x 1. 04 x 10-2≈0.1A/cm2同理J扩散=nFv扩散=1x96500x0.1=0.965A/cm2已知整个电极反应速度为0. 1 A/cm2,所以可判断速度控制步骤是电子转移步骤。

电化学原理及应用习题答案

电化学原理及应用习题答案

ΔGc=ΔGc,0-nF|Φ| + (1-a)nF|Φ|=ΔGc,0-anF|Φ|=ΔGc,0+anFΦ ΔGa=ΔGa,0 + (1-a)nF|Φ|=ΔGa,0-(1-a)nFΦ
作业: 25℃下,在一个搅拌溶液中,有0.01 M 的R 和0.01 M 的R-,在面积为0.1 cm2的电极上还原R为R-所得下 列数据, η(mV) i(μA) -100 45.9 -120 62.6 -150 100 -500 96.5 -600 96.5 1.描出 ln(i)-η的Tafel曲线; 2.求体系的i0,k0,α,Rct
nFA πD = 2iτ 1/ 2 / C * = 2×136× 42 / 0.69mM = 2×33.3× 7 / C(Cd2+)
C(Cd2+)=0.069 mM
电势由零降低为φ时,活化能的变化,图示说明。 anF|Φ| (1-a)nF|Φ| ΔGc ΔGc,0
nF|Φ|
ΔGa
ΔGa,o
Φ<0
Z re = RΩ + Rct = 31.25 Ω 2 2 1 + ω 2Cd Rct
2 ωCd Rct = 41.56 Ω Z im = 2 2 1 + ω 2Cd Rct
得,Rct=103 Ω 交换电流: i0=RT/(nFRct)= 8.314x298/(96500x102.51)=2.5x10-4 A 标准速率常数:k0=i0/(nFAc01-acRa)=2.5x10-4/(96500x1 cm2x0.001/1000 mol.cm3)=2.59x10-3 cm/ct= RT/Fi0=0.0256/9.6 MΩ=2667 Ω k0 = i0/(FACo(1-a)CR(a)) =9.6μA/(96500x0.1 cm2 x 0.01÷1000 mol.cm3) = 9.95x10-5 cm/s =1x10-4cm/s=10-6 m/s

应用电化学习题及答案

应用电化学习题及答案

应用电化学,辉卢文庆 全书思考题和习题 第一章习题解答:1试推导下列各电极反应的类型及电极反应的过程。

(1)++→+242Ce e Ce解:属于简单离子电迁移反应,指电极/溶液界面的溶液一侧的氧化态物种4Ce +借助于电极得到电子,生成还原态的物种2Ce+而溶解于溶液中,而电极在经历氧化-还原后其物理化学性质和表面状态等并未发生变化, (2) -→++OH e O H O 44222解:多孔气体扩散电极中的气体还原反应。

气相中的气体2O 溶解于溶液后,再扩散到电极表面,然后借助于气体扩散电极得到电子,气体扩散电极的使用提高了电极过程的电流效率。

(3) Ni e Ni→++22解:金属沉积反应。

溶液中的金属离子2Ni +从电极上得到电子还原为金属Ni ,附着于电极表面,此时电极表面状态与沉积前相比发生了变化。

(4) -+→++OH s MnOOH O H e s MnO )()(22解:表面膜的转移反应。

覆盖于电极表面的物种(电极一侧)经过氧化-还原形成另一种附着于电极表面的物种,它们可能是氧化物、氢氧化物、硫酸盐等。

(5)2)(22OH Zn e OH Zn→-+-;--→+242])([2)(OH Zn OH OH Zn解:腐蚀反应:亦即金属的溶解反应,电极的重量不断减轻。

即金属锌在碱性介质中发生溶解形成二羟基合二价锌络合物,所形成的二羟基合二价锌络合物又和羟基进一步形成四羟基合二价锌络合物。

2.试说明参比电极应具有的性能和用途。

参比电极(reference electrode ,简称RE):是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极,参比电极上基本没有电流通过,用于测定研究电极(相对于参比电极)的电极电势。

既然参比电极是理想不极化电极,它应具备下列性能:应是可逆电极,其电极电势符合Nernst 方程;参比电极反应应有较大的交换电流密度,流过微小的电流时电极电势能迅速恢复原状;应具有良好的电势稳定性和重现性等。

湘潭大学应用电化学习题解答-1

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2 某仪器使用的电源体积已限130mm×60mm×8mm, 平均工作电压为13V,最大工作电流为250mA,并要求 工作4小时,问何种电池能满足这个指标。 解:W=IEt=0.25×13×4=13 Wh 所需体积比能量为 W/V=13/(130×60×8)×106 =208 Wh/L 能满足该指标的电池:锌银电池,锌汞电池
4 镀镍时,通过2.5A电流1h,电极增重 2.55g,计算电流效率。 解:
镍的理论曾重 m nM It 2.5 1 3600 m M 58.79 2.74g zF 2 96500 实际增重 2.55 电流效率 100% 100% 93.07% 理论增重 2.74 Q nzF It
3 某设备使用的电源要求平均电压为27V, 工作电流为20A,工作时间15天。已知锌 银电池组的比能量可达80Wh/kg,如果 使用锌银电池组,其质量为多少? 解:
W IEt 20 27 15 24 m 2430kg 比能量 比能量 80
4 烧结式镉镍电池的正、负活性物质为NiOOH.Cd,实际在化成前镉电 极上存在Cd(OH)2,试问容量为3Ah的镉镍电池所需正常正、负极活 性物质的质量。 解:正极 NiOOH + H2O +e Ni(OH)2 + OHM=91.7 负极 Cd +2OHM=112.41 Cd(OH)2 + 2e
正极所需活性物质的 质量
正极所需活性物质的 质量

3 91.7 m 10.38g 96500 3600 3 112.41 m 6.29g 96500 2 3600
好好学习 天天向上
极过程为扩散步骤控制,反应物O的扩散系数为 1.5×105cm2/s,初始浓度为0.1mol/L。当阴极极化电 流密度为0.5A/cm2。求阴极过程的过渡时间。若按上 述过程恒电流极化1×10-3s时,电极表面液层反应物O 的浓度是多少? 解:n2 F 2D 2 2 5 3 2 2 4 96500 1 . 2 10 ( 0 . 1 10 ) 0 i ci i 0.056s 2 2 当t=1×10-3s时,转换上面公式得

应用电化学实验相关思考题的参考答案

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1、原电池负极反应:Zn – 2e Zn2+正极反应:Cu2+ + 2e Cu原电池反应:Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu电子流动方向:从负极流向正极。

盐桥的作用:盐桥消除或降低液接电势。

饱和KCl溶液的浓度高达4.2mol/L,当盐桥插入到浓度不大的两电解质溶液之间的界面时,产生了两个接界面,盐桥中K+和Cl-向外扩散就成为这两个接界面上离子扩散的主流。

由于K+和Cl-的扩散速率相近,使盐桥与两个溶液接触产生的液接电势均很小,且两者方向相反,故相互抵消后降至1~2mV。

选择盐桥中的电解质的原则是高浓度、正负离子迁移速率接近相等,且不与电池中溶液发生化学反应。

本次实验中采用琼脂-饱和KCl盐桥。

琼脂-饱和KCl盐桥做法:烧杯中加入3g 琼脂和97ml蒸馏水,使用水浴加热法将琼脂加热至完全溶解。

然后加入30克KCl 充分搅拌,KCl完全溶解后趁热用滴管或虹吸将此溶液加入已事先弯好的玻璃管中,静置待琼脂凝结后便可使用。

伏特计是用来测定锌铜原电池的电池电动势的,将盐桥取出后,由于降低或者消除了液接电势,所以伏特计读数降低。

2、金属的电化学腐蚀:马口铁与白铁皮的腐蚀(1)铁被腐蚀溶解并产生气泡。

(2)镀锌铁挫痕处锌被腐蚀,而镀锡铁挫痕处是铁被腐蚀。

原因:两种接触的金属加上腐蚀性物质(本次实验中的腐蚀性物质为HCl 和K3[Fe(CN)6] )组成了一个电化学腐蚀模型,白铁皮是镀锌铁,锌的化学性质较铁更活泼,所以是镀层表面的锌被腐蚀;马口铁是镀锡铁,锡的化学性质比铁要稳定,所以是镀层下面的铁被腐蚀。

3、缓蚀剂的作用(1)现象:铁钉被HCl溶解产生气泡。

加入苯胺后,气泡生成速度变慢。

原因:苯胺与HCl作用生成盐,束缚了溶液中的氢离子,起缓蚀作用。

(2)现象:加入乌托品的试管与加入水的试管相比,其颜色出现得慢、浅。

原因:乌托品是六次甲基胺,与HCl作用生成盐,束缚了溶液中的氢离子,起缓蚀作用。

4、电镀——在铁上镀铜画出电镀装置图即可。

《应用电化学》复习思考题参考答案

《应用电化学》复习思考题参考答案

《应⽤电化学》复习思考题参考答案《应⽤电化学》思考题第⼀章电化学理论基础1.什么是电化学体系?基本单元有那些?(1)由两类不同导体组成,且在电荷转移时不可避免地伴随有物质变化的体系,通常有原电池、电解池、腐蚀电池三⼤类型。

(2)1.电极 2.电解质溶液 3.隔膜2.试举例说明隔膜的作⽤。

隔膜是将电解槽分隔为阳极区和阴极区,以保证阴极、阳极上发⽣氧化-还原反应的反应物和产物不互相接触和⼲扰。

例如采⽤玻璃滤板隔膜、盐桥和离⼦交换膜,起传导电流作⽤的离⼦可以透过隔膜。

3.试描述现代双电层理论的概要.电极\溶液界⾯的双电层的溶液⼀侧被认为是由若⼲“层”组成的。

最靠近电极的⼀层为内层,它包含有溶剂分⼦和所谓的特性吸附的物质(离⼦或分⼦),这种内层也称为紧密层、helmholtz层或stern层,如图1.5所⽰。

实际上,⼤多数溶剂分⼦(如⽔)都是强极性分⼦,能在电极表⾯定向吸附形成⼀层偶极层。

特性吸附离⼦的电中⼼位置叫内holmholtz层(IHP),它是在距离为x1处。

溶剂化离⼦只能接近到距电极为x2的距离处,这些最近的溶剂化离⼦中⼼的位置称外helmholtz层(OHP)。

⾮特性吸附离⼦由于电场的作⽤会分布于称为分散层(扩散层)的三维区间内并延伸到本体溶液。

在OHP层与溶液本体之间是分散层。

4.什么是电极的法拉第过程和⾮法拉第过程。

电极上发⽣的反应过程有两种类型,法拉第过程和⾮法拉第过程。

前者是电荷经过电极/溶液界⾯进⾏传递⽽引起的某种物质发⽣氧化或还原反应时的法拉第过程,其规律符合法拉第定律,所引起的电流称法拉第电流。

后者是在⼀定条件下,当在⼀定电势范围内施加电位时,电极/溶液界⾯并不发⽣电荷传递反应,仅仅是电极/溶液界⾯的结构发⽣变化,这种过程称⾮法拉第过程。

5.试述电极反应的种类和机理。

电极反应种类:(1)简单电⼦迁移反应;(2)⾦属沉积反应;(3)表⾯膜的转移反应;(4)伴随着化学反应的电⼦迁移反应;(5)多孔⽓体扩散电极中的⽓体还原或氧化反应;(6)⽓体析出反应;(7)腐蚀反应电极反应的机理:(1)CE机理:指在发⽣电⼦迁移反应之前发⽣了化学反应,其通式为:X O X+ne RedH2HCHO + H2O C步骤HCHO + 2H+ + 2e →CH3OH E步骤(2) EC机理:指在电极/溶液界⾯发⽣电⼦迁移反应后⼜发⽣了化学反应,其通式为:O X+Ze→Red X如:对氨基苯酚在Pt电极上的氧化反应(3)催化机理a、“外壳层”催化:EC机理中的⼀种,指在电极和溶液之间的电⼦传递反应,通过电极表⾯物种氧化—还原的媒介作⽤,使反应在⽐裸电极低的超电势下发⽣,其通式可表⽰如下:X + ne Red E步骤X + Y C步骤如:Fe3+/Fe2+电对催化H2O2的还原反应:1/2H2O2+e→OH-3+2+Fe+ 1/2H2O2→Fe3++ OH-b、“内壳层”催化:也称为化学氧化—还原催化,即当反应物的总电化学反应中包括旧键的断裂和新键的形成时,发⽣在电⼦转移步骤的前、后或其中⽽产⽣了某种化学加成物或某些其它的电活性中间体,总的活化能会被某些“化学的”氧化—还原催化剂所降低。

应用电化学复习思考题.doc

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应用电化学复习思考题第一章.基本概念1.法拉第过程和非法拉第过程2.双电层3.极化4.循环伏安法.问答1.试说明参比电极具有的性能和用途。

2.试描述双电层理论的概要。

3.什么是零电荷电势?零电荷电势有什么作用?可以用来测定零电荷电势的主要实验方法有哪些?4.试述电极反应的种类和机理。

5.试述电极过程的基本历程和特点。

3.电化学反应的核心步骤是什么?4,物质传递的形式有哪些?第二章一.基本概念1.电催化2.火山型效应二.问答1.电催化的主要类型有哪些?各自的特点是什么,彼此有什么区别?媒介体电催化中媒介体应具备哪些性质?2.评价电催化性能的方法有哪一些?试选择一种方法说明它是如何评价电催化性能的。

3.试写出Tafel公式,并说明公式是哪些物理量的定量关系式?公式中常数a的物理意义及影响因素是什么?通过a值,可以将常见电极材料分为几种类型?4.简述氢气析出的总过程和基本步骤。

5.在氧气的电催化还原机理中,如何区分直接四电子和二电子途径?第三章.基本概念1.化学电源2.电池3.二次电池4.开路电位5.燃料电池6.自放电.问答1.简述锂离子电池的有哪些正极材料,各自有哪些优缺点?2.质子交换膜燃料电池(PEMFC)和直接甲醇燃料电池(DMFC)各自的特点是什么?后者较前者不同之处是哪些?第四章一 .基本概念1.金属电沉积2.电镀3.整平剂4.电泳涂装二.问答1.电镀一般分为哪几种类型?2.水溶液中,金属离子阴极还原的规律和特点是什么?3.电镀时常常加入络离子,请解释原因。

4.试述电结晶层结构随施加电势的变化关系。

5.评价电镀层质量的重要指标是什么?。

6.复合电镀中的固体微粒有哪几种?分别是什么?7.电镀工艺一般包括哪些步骤?8.要在塑料表面实现金属化涂装必须具备哪些条件?阴极电泳涂装的优点是什么?第五章一.基本概念1 .化学腐蚀2.电化学腐蚀3.维钝电流4.缓蚀剂二.问答1.什么是点腐蚀,其成长机理是什么?2.金属的阳极氧化分为哪些形式?3.典型的局部腐蚀有哪五种?其特点如何?4.金属的电化学防腐保护有哪些手段,各有怎样的特点?哪一种手段更具优势?。

应用电化学答案

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5.9.电化学理论认为缓蚀剂通过加大腐蚀的阴极过程或阳极过程的阻力而减小金属的腐蚀速率。

因此而分为阳极抑制型、阴极抑制型和混合抑制型缓蚀剂。

10. 工作电极:以测定请在铜电极上的反应极化曲线为例,工作电极(即研究电极)是发生析氢反应的场所。

参比电极:作为基准来测量其他电极的过电位。

辅助电极:用来通过电流以实现研究电极的极化。

研究阴极过程时,辅助电极作阳极;研究阳极过程时,辅助电极作阴极。

试说明参比电极应具有的性能和用途。

答:参比电极是理想不极化电极,它应具备下列性能:应是可逆电极,其电极电势符合Nernst方程;参比电极反应应有较大的交换电流密度,流过微小的电流时电极电势能迅速恢复原状;应具有良好的电势稳定性和重现性等。

参比电极是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极,参比电极上基本没有电流通过,用于测定研究电极(相对于参比电极)的电极电势。

实际上,参比电极起着既提供热力学参比,又将工作电极作为研究体系隔离的双重作用。

试说明工作电极应具有的性能和用途。

答:工作电极(working electrode,简称WE):又称研究电极,是指所研究的反应在该电极上发生。

一般来讲,对工作电极的基本要求是:所研究的电化学反应不会因电极自身所发生的反比而受到影响,并且能够在较大的电位区域中进行测定;电极必须不与溶剂或电解液组分发生反应;电极面积不宜太大,电极表面最好应是均一、平滑的,且能够通过简单的方法进行表面净化等等。

工作电极可以是固体,也可以是液体,各式各样的能导电的固体材料均能用作电极。

通常根据研究的性质来预先确定电极材料,但最普通的“惰性”固体电极材料是玻碳(GC)、铂、金、银、铅和导电玻璃等。

采用固体电极时,为了保证实验的重现性,必须注意建立合适的电极预处理步骤,以保证氧化还原、表面形貌和不存在吸附杂质的可重现状态。

在液体电极中,汞和汞齐是最常用的工作电极,它们都是液体,都有可重现的均相表面,制备和保持清洁都较容易,同时电极上高的氢析出超电势提高了在负电位下的工作窗口,已被广泛用于电化学分析中。

电化学原理思考题答案

电化学原理思考题答案

电化学原理思考题答案(注:我只做了老师要求做的)第三章1.自发形成的双电层和强制形成的双电层在性质和结构上有无不同?为什么?2.理想极化电极和不极化电极有什么区别?它们在电化学中有什么重要用途?答:当电极反应速率为0,电流全部用于改变双电层的电极体系的电极称为理想极化电极,可用于界面结构和性质的研究。

理想不极化电极是指当电极反应速率和电子反应速率相等时,极化作用和去极化作用平衡,无极化现象,通向界面的电流全部用于电化学反应,可用作参比电极。

3.什么是电毛细现象?为什么电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状?答:电毛细现象是指界面张力随电极电位变化的现象。

溶液界面存在双电层,剩余电荷无论带正电还是负电,同性电荷间相互排斥,使界面扩大,而界面张力力图使界面缩小,两者作用效果相反,因此带电界面的张力比不带电时小,且电荷密度越大,界面张力越小,因此电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状。

4.标准氢电极的表面剩余电荷是否为零?用什么办法能确定其表面带电状况?答:不一定,标准氢电极电位为0指的是氢标电位,是人为规定的,电极表面剩余电荷密度为0时的电位指的是零电荷电位,其数值并不一定为0;因为形成相间电位差的原因除了离子双电层外,还有吸附双电层\偶极子双电层\金属表面电位。

可通过零电荷电位判断电极表面带电状况,测定氢标电极的零电荷电位,若小于0则电极带正电,反之带负电。

5.你能根据电毛细曲线的基本规律分析气泡在电极上的附着力与电极电位有什么关系吗?为什么有这种关系?(提示:液体对电极表面的润湿性越高,气体在电极表面的附着力就越小。

)6.为什么在微分电容曲线中,当电极电位绝对值较大时,会出现“平台”?7.双电层的电容为什么会随电极电位变化?试根据双电层结构的物理模型和数学模型型以解释。

8.双电层的积分电容和微分电容有什么区别和联系?9.试述交流电桥法测量微分电容曲线的原理。

10.影响双电层结构的主要因素是什么?为什么?答:静电作用和热运动。

应用电化学复习思考题

应用电化学复习思考题

应用电化学复习思考题第一章一. 基本概念1.法拉第过程和非法拉第过程法拉第过程:即电荷经过电极/溶液界面进行传递而引起的某种物质发生氧化或还原反应时的过程,其规律符合法拉第定律,所引起的电流称法拉第电流.非法拉第过程:在一定条件下,一定电势范围内施加电位时,电荷没有经过电极/溶液界面进行传递,而仅是电极溶液界面的结构发生变化的过程。

形成一定的界面结构只需耗用有限的电量,只会在外电路引起瞬间电流(与电容器充电过程相似)。

2.双电层电极和溶液界面带有的电荷符号相反,故电极/溶液界面上的荷电物质能部分地定向排列在界面两侧的现象。

3。

极化在电极上有电流通过时,随着电极上电流密度的增加,电极实际分解电位值对平衡值的偏离也愈来愈大,这种对平衡电位的偏离称为电极的极化。

4.循环伏安法循环伏安法是指加在工作电极上的电势从原始电位E0开始,以一定速度v扫描到一定电势E1,再将扫描方向反向进行扫描到原始电位E0,然后在E0和E1之间进行循环扫描(循环三角波电压).二。

问答1.试说明参比电极具有的性能和用途。

用于测定研究电势的电极。

1.参比电极应具有良好的可逆性,电极电势符合Nernst方程2.参比电极应不易极化;3。

参比电极应具有好的恢复性,4。

参比电极应具有良好的稳定性5.参比电极应具有良好的重现性;2.试描述双电层理论的概要。

双电层理论的发展经历了若干发展阶段1。

亥姆荷茨(Helmholtz)模型(紧密层模型)2. 估依(Gouy)和恰帕曼(Chapman)模型3.斯特恩(Stern)模型(紧密层和分散层模型)、GCS(Gouy-Chapman—Stern)模型4。

BDM(Bockris-Davanathan-Muller)双电层模型.(详见PPT 第一章82)3。

什么是零电荷电势?零电荷电势有什么作用?可以用来测定零电荷电势的主要实验方法有哪些?电极表面不带电,相应的电极电势称为“零电荷电势”。

在计算电池的电动势时不能用合理电势处理电极过程动力学问题。

应用电化学答案

应用电化学答案

1,电化学实际应用的范围及分类有哪些?答:(1)电合成无机物和有机物,例如氯气、氢氧化钠、高锰酸钾、己二腈、四烷基铅;(2)金属的提取与精炼,例如熔盐电解制取铝、湿法电冶锌、电解精练铜;(3)电池,例如锌锰电池、铅酸电池、镍硌电池、锂电池、燃料电池、太阳能电池;(4)金属腐蚀和防护的研究,采取有效的保护措施,例如电化学保护、缓蚀剂保护;(5)表面精饰,包括电镀、阳极氧化、电泳涂漆等;(6)电解加工,包括电成型(电铸)、电切削、电抛磨;(7)电化学分离技术,例如电渗析、电凝聚、电浮离等应用于工业生产或废水处理;(8)电分析方法在工农业、环境保护、医药卫生等方面的应用。

3,试说明参比电极应具有的性能和用途。

答:参比电极是理想不极化电极,它应具备下列性能:应是可逆电极,其电极电势符合Nernst方程;参比电极反应应有较大的交换电流密度,流过微小的电流时电极电势能迅速恢复原状;应具有良好的电势稳定性和重现性等。

参比电极是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极,参比电极上基本没有电流通过,用于测定研究电极(相对于参比电极)的电极电势。

实际上,参比电极起着既提供热力学参比,又将工作电极作为研究体系隔离的双重作用。

4 , 试说明工作电极应具有的性能和用途。

答:工作电极(working electrode,简称WE):又称研究电极,是指所研究的反应在该电极上发生。

一般来讲,对工作电极的基本要求是:所研究的电化学反应不会因电极自身所发生的反比而受到影响,并且能够在较大的电位区域中进行测定;电极必须不与溶剂或电解液组分发生反应;电极面积不宜太大,电极表面最好应是均一、平滑的,且能够通过简单的方法进行表面净化等等。

工作电极可以是固体,也可以是液体,各式各样的能导电的固体材料均能用作电极。

通常根据研究的性质来预先确定电极材料,但最普通的“惰性”固体电极材料是玻碳(GC)、铂、金、银、铅和导电玻璃等。

采用固体电极时,为了保证实验的重现性,必须注意建立合适的电极预处理步骤,以保证氧化还原、表面形貌和不存在吸附杂质的可重现状态。

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《应用电化学》思考题第一章电化学理论基础1.什么是电化学体系?基本单元有那些?(1)由两类不同导体组成,且在电荷转移时不可避免地伴随有物质变化的体系,通常有原电池、电解池、腐蚀电池三大类型。

(2)1.电极 2.电解质溶液 3.隔膜2.试举例说明隔膜的作用。

隔膜是将电解槽分隔为阳极区和阴极区,以保证阴极、阳极上发生氧化-还原反应的反应物和产物不互相接触和干扰。

例如采用玻璃滤板隔膜、盐桥和离子交换膜,起传导电流作用的离子可以透过隔膜。

3.试描述现代双电层理论的概要.电极\溶液界面的双电层的溶液一侧被认为是由若干“层”组成的。

最靠近电极的一层为内层,它包含有溶剂分子和所谓的特性吸附的物质(离子或分子),这种内层也称为紧密层、helmholtz层或stern层,如图1.5所示。

实际上,大多数溶剂分子(如水)都是强极性分子,能在电极表面定向吸附形成一层偶极层。

特性吸附离子的电中心位置叫内holmholtz层(IHP),它是在距离为x1处。

溶剂化离子只能接近到距电极为x2的距离处,这些最近的溶剂化离子中心的位置称外helmholtz层(OHP)。

非特性吸附离子由于电场的作用会分布于称为分散层(扩散层)的三维区间内并延伸到本体溶液。

在OHP层与溶液本体之间是分散层。

4.什么是电极的法拉第过程和非法拉第过程。

电极上发生的反应过程有两种类型,法拉第过程和非法拉第过程。

前者是电荷经过电极/溶液界面进行传递而引起的某种物质发生氧化或还原反应时的法拉第过程,其规律符合法拉第定律,所引起的电流称法拉第电流。

后者是在一定条件下,当在一定电势范围内施加电位时,电极/溶液界面并不发生电荷传递反应,仅仅是电极/溶液界面的结构发生变化,这种过程称非法拉第过程。

5.试述电极反应的种类和机理。

电极反应种类:(1)简单电子迁移反应;(2)金属沉积反应;(3)表面膜的转移反应;(4)伴随着化学反应的电子迁移反应;(5)多孔气体扩散电极中的气体还原或氧化反应;(6)气体析出反应;(7)腐蚀反应电极反应的机理:(1)CE机理:指在发生电子迁移反应之前发生了化学反应,其通式为:X O X+ne RedH2HCHO + H2O C步骤HCHO + 2H+ + 2e →CH3OH E步骤(2) EC机理:指在电极/溶液界面发生电子迁移反应后又发生了化学反应,其通式为:O X+Ze→Red X如:对氨基苯酚在Pt电极上的氧化反应(3)催化机理a、“外壳层”催化:EC机理中的一种,指在电极和溶液之间的电子传递反应,通过电极表面物种氧化—还原的媒介作用,使反应在比裸电极低的超电势下发生,其通式可表示如下:X + ne Red E步骤X + Y C步骤如:Fe3+/Fe2+电对催化H2O2的还原反应:1/2H2O2+e→OH-3+2+Fe+ 1/2H2O2→Fe3++ OH-b、“内壳层”催化:也称为化学氧化—还原催化,即当反应物的总电化学反应中包括旧键的断裂和新键的形成时,发生在电子转移步骤的前、后或其中而产生了某种化学加成物或某些其它的电活性中间体,总的活化能会被某些“化学的”氧化—还原催化剂所降低。

如:酸性介质中甲醇在铂电极上的电催化氧化反应Pt + CH3OH →Pt -(CH3OH)ad4Pt + Pt- (CH3OH)ad →4Pt - Had + Pt-(CO)ad2Pt + H2O →Pt -Had + Pt- OHadPt- (CO)ad + Pt -OHad →2Pt + CO2 + H+ + e(4)ECE机理:指氧化还原物种先在电极上发生电子迁移反应,接着又发生化学反应,在此两反应后又发生了电子迁移反应,生成产物。

如对亚硝基苯酚的还原反应:第三章化学电源1.什么是化学电源?试述其结构和类型(1)化学电源:又称电池,是将氧化-还原反应的化学能直接转变为电能的装置.(2)化学电源的结构:电极材料(正、负极)、隔膜、电解液、外壳等化学电源的类型:①一次电池(原电池)②二次电池(蓄电池或可充电电池)③贮备电池④燃料电池2.试述有关化学电源主要性能的概念,如电动势、开路电压、工作电压、截止电压电池容量、连续放电、间歇放电、电池的寿命、自放电、过充电等.。

电动势E:又称理论电压,是指没有电流流过外电路时电池正负两极之间的电极电势差。

开路电压OCV:是在无负荷情况下的电池电压,一般OCV≤E,只有可逆电池的OCV=E。

工作电压V:是指电池有电流流过时的端电压。

额定电压:指电池工作时公认的标准电压。

中点电压:指电池放电期间的平均电压。

23截止电压:指电池放电终止时的电压值。

电池容量C :指在一定放电条件下,电池放电到终止电压时所能放出的电量,单位为库仑(C )或安时(A·h ) C=mzF/M由图可知,间歇放电时电池的容量要较连续放电时的大。

电池的寿命包含三种涵义:使用寿命是指在一定条件下,电池工作到不能使用的工作时间。

循环寿命是指在二次电池报废之前,在一定条件放电条件下,电池经历充放电循环的次数,对于一次电池、燃烧电池则不存在循环寿命。

贮存寿命是指电池性能或电池容量降低到额定指标以下时的贮存时间。

自放电是指由于电池种一些自发过程的进行而引起的电池容量的损失。

充电时间太长,电池可能被过充电。

3. 什么是一次电池?一次的原因是什么?有何优点?(1)一次电池(原电池)为电池放电后不能用充电的方法使它复原的一类电池。

(2)原因是由于电池反应或电极反应的不可逆性或条件限制使电池反应很难可逆地进行所决定的。

(3)主要优点是:方便、简单、容易使用,维修工作量极少。

其他优点有:贮存寿命长,适当的比能量和比功率,可靠,成本低。

4. 写出氯化铵型锌锰一次电池表达式及电极反应和成流反应氯化铵型锌锰电池:电池表达式 :(-) Zn │NH 4Cl+ZnCl 2│MnO 2 , C (+)负极反应:Zn -2e →Zn 2+正极反应:2MnO 2+2H 2O+2e →2MnOOH+2OH –电池反应:Zn+2MnO 2+2NH 4Cl →2MnOOH+Zn(NH 3)2Cl 25. 写出碱性锌锰一次电池表达式及电极电池反应,并说明其主要结构和特征。

电池表达式为 :(一)Zn │浓KOH │MnO 2 ,C (+)负极反应: Zn+2OH - —2e →Zn(OH)2Zn(OH)2+2OH -→[Zn(OH)4]2-正极反应: MnO 2+H 2O+e →MnOOH+OH -MnOOH+H 2O+e →Mn(OH)2+OH –电池反应:Zn+MnO 2+2H 2O+2OH -→Mn(OH)2+Zn(OH)42-电池采用浓KOH 作电解液(PH ≈5),采用Zn 和石墨分别作为负极和正极的集电器。

该电池的特点是自放电小、内阻小、放电电压比盐类电解液的要高且稳定,同时由于电解MnO 2(EMD)的使用,电池具有较高的容量。

6. 试述锂一次电池的通性,写出Li/SO 2电池的电极和电池反应电压时间(1)性质:(A).理论容量:较高,约为锌的4.7倍(B).电压输出功率:锂的电负性最低,电极电势负值最高,因此锂的电压高达4v以上,输出能量超出200w·h·kg-1(2)Li/SO2电池:电池表达式为:(-) Li│LiBr,乙腈│SO2,C (+)电极:正极为多孔的C和SO2,SO2以液态形式加到电解质溶液内,Li为负极电池反应:2Li+2SO2→Li2S2O47.试述二次电池的一般性质(一)评价二次电池性能的主要指标除电流、电压、电池容量、比性能、比功率等以外,还有容量效率,伏特效率、能量效率和充放电行为等。

1.容量效率:蓄电池放电输出的电量和充电至原始状态时所需电量的比。

2.伏特效率:蓄电池放电和充电过程的工作电压之比。

3.能量效率:指容量效率和伏特效率的乘积,它是评价电池能量瞬时和极化行为的综合指标。

4.充放电行为:是评价二次电池优劣的重要指标(二)电池放电的方式1.恒电流放电:在放电过程中改变负载电阻,维持电流不变。

2.恒电阻放电:放电过程中负载电阻阻值不变。

(三)电池充电的方式1.恒电流充电2.变电流充电:在充电开始阶段以较大电流充电,后阶段用较小电流充电。

3.定电位充电:在充电过程中,调节充电电流,维持充电电压恒定在某一值的充电方式。

8. 试述铅酸蓄电池的表达式、电极反应、电池结构、影响循环寿命的原因、密封机理和工艺。

(1)池表达式为:(一) Pb│H2SO4│PbO2 (+)(2)电极反应:负极反应:Pb+HSO4-←→PbSO4+H+ +2e正极反应:PbO2+HSO4 -+3H+ +2e ←→P bSO4+2H2O电池反应:Pb+PbO2+2H2SO4←→2PbSO4+2H2O(3)结构组成:海绵状铅为负极(集电器),PbO2作正极,采用涂膏式极板栅结构。

(4)影响电池的寿命和容量减小原因(a)极板栅腐蚀:Pb电极在与PbO2和酸接触的地方腐蚀以及Pb板栅的暴露部分充电时可能发生的阳极氧化而导致的腐蚀。

(b)正极活性物质的脱落。

(c)负极自放电(d)极板栅硫酸化:表现为电极上生成紧密的白色硫酸盐外皮,此时电池不能再充电。

4(5)密封机理和工艺凝胶电解质技术在铅酸蓄电池上的应用实现了电池的密封铅酸电池在充电后期,电极上发生的电化学反应为:正极:PbSO4 +2H2O -2e PbO2+HSO4-+3H+H2O -2e H++1/2O2负极:PbSO4 +H++2e Pb +HSO4-2H++2e H2可以看出,电池在充电时产生氢气和氧气是不可避免的,而两种气体的再化合只有在催化剂在时才能进行,氧气复合原理对铅酸电池的封密起起重要的指导作用,玻璃纤维隔板的使用为氧气复合原理的实际使用提供了可能性,实现了“密封”的突破。

(加课本P108密封机理和工艺)9.试述燃料电池的特点。

简述直接甲醇质子交换膜的燃料电池原理――特点:(1) 可连续供给能量(2) (2)能量转换率高:理论效率η=ΔG/ΔH=1-(TΔS)/ΔHη实际=-nFV/ΔH=nF(E-η+-η--IR)/ΔH(3) 低的环境污染和噪音污染,安全可靠性高(4)操作简单、灵活性大,建设周期短等。

――直接甲醇PEMFC(DMPEMFC),即甲醇在阳极上直接氧化。

DMPEMFC以质子交换膜或酸性电解液为电解质时反应如下:负极反应:CH3OH+H2O→CO2+6H + +6e正极反应:6H + +3/2O2 +6e→3H2O电池反应:CH3OH+3/2O2=CO2+2H2O第四章金属的表面装饰1.简述电镀过程中表面活性物质的作用⒈影响沉积过程的速度以及沉积层的结构,甚至改变金属电沉积反应的机理⒉对镀层起整平作用⑴整平剂:能够使微观不平整的镀件表面获得平整表面的添加剂称为平整剂。

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