应用电化学思考题

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应用电化学思考题

《应用电化学》思考题第三章化学电源1.什么是化学电源？试述其结构和类型。

（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。

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（CC=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。

时间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。

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：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。

5.写出验证锌锰一次电池表达式与电极电池反应，并说明其主要结构和特征。

电池表达式为：(一)Zn│浓KOH│MnO2 ，C（+）负极反应： Zn+2OH - —2e→Zn(OH)2Zn(OH)2+2OH-→[Zn(OH)4]2-正极反应： MnO2+H2O+e→MnOOH+OH -MnOOH+H2O+e→Mn(OH)2+OH –电池反应：Zn+MnO2+2H2O+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。

电化学原理思考题答案

电化学原理思考题答案第三章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。

答：静电作用和热运动。

静电作用使符号相反的剩余电荷相互靠近，贴于电极表面排列，热运动使荷电粒子外散，在这两种作用下界面层由紧密层和分散层组成。

11．什么叫ψ1电位？能否说ψ1电位的大小只取决于电解质总浓度而与电解质本性无关？ψ1电位的符号是否总是与双电层总电位的符号一致？为什么？答：距离电极表面d处的电位叫ψ1电位。

应用电化学实验相关思考题的参考答案

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。

电分析化学思考题1

1.1什么是“微扰理论”？答：对一个测试对象施加一个微小的扰动，使其状态发生某种特定的变化，从这种变化来测定该测试对象的化学状态参数（组成、形态、结构等信息）。

1.2组成分析仪器的典型结构？答：1.3电分析化学的研究方向有哪些？电分析化学的任务和内容？答：研究方向：电解、库仑分析，电位分析，电导分析，极谱、伏安分析，交叉学科。

主要任务：(1)鉴别待测物质的化学成分“是什么”？(2)研究化学反应的机理“是什么”？(3)鉴别待测物质的化学成分“有多少”？1.4推动分析化学发展的“四要素”？为何“分析对象”处于中心位置？答：“四要素”：分析对象、理论基础、实验方法、仪器技术。

“分析对象”处于中心位置的原因是任何具体的分析手段都是为了对象服务的，没有对象就谈不到方法。

1.5分析仪器的发展趋势是什么？答：仪器大众化和日用品化，沿着miniaturization →microminiaturization →lab-on-a-chip （μTAS）方向发展。

2.1 极谱法和伏安法的特征是什么？答：极谱法和伏安法是根据待测组分在电极上发生氧化还原反应形成电位-电流曲线进行测量的一类分析方法。

采用表面做周期性连续更新的滴汞电极做工作电极的成为极谱法。

使用面积固定的悬汞、石墨、铂等电极作为工作电极的成为伏安法。

2.2 如何消除充电电流的干扰？答：2.3 为什么直流极谱波是呈锯齿形的，而线形伏安波呈光滑的曲线？答：主要的原因是线性扫描伏安法采用汞膜电极，而普通极谱波采用滴汞电极的缘故。

当使用滴汞电极测定离子浓度时，随着汞滴的生长，汞滴面积不断增大，离子在汞滴表面的反应就越来越快，电流增大，汞滴生长完全，电流达到最大值。

随着汞滴的脱落，电流迅速降低，在极谱上形成一个锯齿，即一滴汞滴对应着一个锯齿。

接着新汞滴的生长开始，又一个新的锯齿形成，如此循环，最终就得到带锯齿状的极谱波。

而在线性扫描伏安法中，由于汞膜电极的汞滴面积保持一定，溶液中电流随着电压的增大不断增大，直至在电解电位附近达到极大值，电极表面附近的离子浓度迅速降低，而溶液中其余的离子来不及及时的扩散到电极表面，电流变小。

电化学原理部分思考题

第二章1 电化学体系中包括哪些相间电位？有何不同2 分析电化学反应和非电化学反应的氧化还原的区别3 比较原电池，电解池和腐蚀电池之间的不同1 电化学体系中包括哪些相间电位？有何不同2分析电化学反应和非电化学反应的氧化还原的区别答:电化学反应:不接触、不同地点、定向运动、电极电势、电能、可控制;非电化学的氧化还原反应:碰撞接触、同一地点、混乱运动、内能及活化能的比值、热效应。

3 比较原电池，电解池和腐蚀电池之间的不同2020-3-16作业题-第三章1 什么是电毛细现象，解释抛物线形状的电毛细曲线为什么具有极大值？2 为什么双电层的电容会随电极电位变化？3 理想极化电极和不极化电极的区别是什么？1 什么是电毛细现象，解释抛物线形状的电毛细曲线为什么具有极大值？答:对电极体系来说，界面张力不仅与界面层的物质组成有关，而且与电极电位有关。

这种界面张力随电极电位变化的现象叫做电毛细现象。

由李普曼公式⑴如果电极表面剩余电荷等于零，即无离子双电层存在时，则有q=0。

这种情况对应于电毛细曲线的最高点。

⑵当电极表面存在正的剩余电荷时，q>0，σϕ∂∂p 。

这对应于电毛细曲线的左半部分(上升分支)。

在这种情况下，电极电位变正，界面张力减小。

（3）当电极表面存在负的剩余电荷时，q<0，σϕ∂∂f 。

相对于电毛细曲线的右半部分(下降分支)。

此时，随电极电位变负，界面张力也不断减小。

2. 为什么双电层的电容会随电极电位变化？答:双电层结构的分散性随溶液浓度的增加和电极电位的绝对值而减小。

双电层结构分散性的减小意味着它的有效厚度减小，因而界面电容值增大。

3. 理想极化电极和不极化电极的区别是什么？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。

应用电化学习题及答案

应用电化学，杨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。

电化学思考和课后答案第一章

思考题2、什么是电化学体系？你能举出两、三个实例加以说明吗？答：电化学体系是由两类不同导体组成的，是一种在电荷转移时不可避免地伴随有物质变化的体系。

实例：1）镀锌的电解池，其外电路是由第一类导体组成的，而电解质是由第二类导体组成，在正极上发生氧化反应（Zn 和OH -失去电子的反应），在负极上发生还原反应（Zn 2+和H +得到电子的反应）。

2）丹尼尔电池，其外部电路是由第一类导体组成，而溶液是由第二类导体组成，其阳极上发生还原反应，阴极发生氧化反应。

3.有人说：“像阳离子就是正离子,阴离子就是负离子一样阳极就是正极阴极就是负极”。

这种说法对吗？为什么？答：这种说法是明显错误的。

无论在原电池还是电解池中，都有如下定义：正极：电势较高的电极；负极：电势较低的电极；阳极：发生氧化反应的电极；阴极：发生还原反应的电极。

阴离子总是移向阳极阳离子总是移向阴极。

原电池中,正极=阴极,负极=阳极; 电解池中,正极=阳极,负极=阴极11.电解质溶液的标准态是如何选定的？它和纯液体的标准状态有何不同？答：理想溶液中组分i 的化学势等温式为真实溶液中，由于存在各种离子间的相互作用，使真实溶液的性质与理想溶液有一定的偏差，不能直接应用上式。

为了保持化学势公式有统一的简单形式，引入一个新的参数α活度，来代替上式中的浓度。

真实溶液化学势等温式可写为活度与浓度的比值能反映粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差，称为活度系数。

通常用符号f 表示。

即，同时，规定活度等于1 的状态为标准状态。

对于固态物质、液态物质和溶剂这一标准状态为它们的纯物质状态。

即规定纯物质的活度等于1。

对于溶液中的溶质，则选用具有单位浓度而又不存在离子间相互作用的假想状态作为该溶质的标准状态。

也就是这种假想状态同时具有无限稀释溶液的性质（活度系数等于1）和活度为1的两个特性。

ln i i i RT x μμΘ=+ln i i i μμαΘ=+i i if x α=习题1.测得25℃时，0.001mol/L氯化钾溶液中KCl的当量电导为141.3Scm2/eq，若作为溶剂的水的电导率为1.0×10-6S/cm，试计算该溶液的电导率。

电化学原理思考题答案解析

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。

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。

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。

静电作用使符号相反的剩余电荷相互靠近，贴于电极表面排列，热运动使荷电粒子外散，在这两种作用下界面层由紧密层和分散层组成。

电化学原理(第三版)思考题&公式

第五章思考题1.在电极界面附近的液层中，是否总是存在着三种传质方式？为什么？每一种传质方式的传质速度如何表示？答：电极界面附近的液层通常是指扩散层，可以同时存在着三种传质方式（电迁移、对流和扩散），但当溶液中含有大量局外电解质时，反应离子的迁移数很小，电迁移传质作用可以忽略不计，而且根据流体力学，电极界面附近液层的对流速度非常小，因此电极界面附近液层主要传质方式是扩散。

三种传质方式的传质速度可用各自的电流密度J来表示。

2.在什么条件下才能实现稳态扩散过程？实际稳态扩散过程的规律与理想稳态扩散过程有什么区别？答：当电极反应所消耗的反应粒子数和扩散补充来的反应粒子数相等，就可以达到一种动态平衡状态，即扩散速度与电极反应速度相平衡。

这时反应粒子在扩散层中各点的浓度分布不再随时间变化而变化，而仅仅是距离的函数；扩散层的厚度不再变化；离子的浓度梯度是一个常数，这就是稳态扩散过程。

理想条件下，人为地把扩散区和对流区分开了，因此理想稳态扩散过程中，扩散层有确定的厚度；而实际情况下，扩散区与对流区是相互重叠、没有明显界限的，只能根据一定的理论来近似求得扩散层的厚度。

二者在扩散层内都是以扩散作用为主。

因此二者具有相似的扩散动力学规律，但推导实际情况下的稳态扩散动力学公式需要借用理想稳态扩散的动力学公式。

3.旋转圆盘电极和旋转圆环圆盘电极有什么优点？它们在电化学测量中有什么重要用途？答：旋转圆盘电极和旋转圆环圆盘电极上各点的扩散层厚度是均匀的，因此电极表面各处的电流密度分布均匀。

这克服了平面电极表面受对流作用影响不均匀的缺点。

它们可以测量并分析极化曲线，研究反应中间产物的组成及其电极过程动力学规律。

4.试比较扩散层、分散层和边界层的区别。

扩散层中有没有剩余电荷？答：根据扩散传质理论，紧靠电极表面附近，有一薄层，此层内存在反应粒子的浓度梯度，这层叫做扩散层；电极表面的荷电粒子由于热运动而倾向于均匀分布，从而使剩余电荷不可能完全紧贴着电极表面分布，而具有一定的分散性，形成所谓分散层；靠近电极表面附近的液流层叫做边界层，越接近电极表面，其液流流速越小。

第七章电化学思考题答案

第七章电化学思考题1.原电池在恒温恒压时可逆放电，ΔH与Q r的大小关系为ΔH Q r 。

A.＞B.＜C.=D.无法判断2.下列原电池中，其电池电动势与氯离子的活度无关的是A. Hg ∣ Hg2Cl2(s)∣KCl(a)∣Cl2(p)|PtB. Zn∣ZnCl2(a)∣Cl2(p)|PtC. Zn∣ZnCl2(a1)‖KCl(a2)∣Hg2Cl2(s) |HgD Hg∣Hg2Cl2(s)∣KCl∣∣AgNO3∣AgE Pt∣H2∣HCl∣Cl2∣PtF Ag∣AgCl(s)∣KCl∣Cl2∣Pt3.实验测得浓度为0.200mol·dm-3的HAc溶液的电导率为0.07138S·m-1，该溶液的摩尔电导率Λm(HAc)为A.0.3569S·m2·mol-1B. 0.0003569S·m2·mol-1C. 0. 356.9S·m2·mol-1D. 0.01428S·m2·mol-14.当电流通过一含有金属离子的电解质溶液时，在阴极上析出的金属量正比于下列因素中的____A 阴极表面积B 通过的电量C 电解质的浓度D 电流密度5.电池反应2H2（g）+O2(g)→2H2O(l) E1H2（g）+1/2O2(g)→H2O(L) E2则有：____A E1=1/2E2B E1=E2C E1=2E2D 不能确定6.电池Cu∣Cu2+∣∣Cu+,Cu2+∣Pt和电池Cu∣Cu+∣∣Cu+,Cu2+∣Pt的电池反应均可写成：Cu+Cu2+→2Cu+，此两电池的____A △r G0m和E0均相等B △r G0m相同，E0不同C△r G0m不同，E0相同 D △r G0m和E0均不同7.一蓄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8.在还原性酸性溶液中，锌的腐蚀速度较铁的小，其原因是A E(Zn2+/Zn 平)＜E(Fe2+/Fe 平)B E(Zn2+/Zn)＜E(Fe2+/Fe)C E(H+/H2平,Zn)＜E(H+/H2平,Fe)D E(H+/H2 , Zn)＜E(H+/H2,Fe)9. 0.1mol/kg 的CaCl 2水溶液，若γ± =0.219，则平均离子活度a ± = 0.03476 ; 0.01mol/kg 的K 3[Fe(CN)6]水溶液的离子强度I = 0.06mol/kg 。

应用电化学答案

应用电化学答案【篇一：应用电化学书后习题答案杨辉_卢文庆编】>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)ce4??2e?ce2?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ce4?借助于电极得到电子，生成还原态的物种ce2?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) o2?2h2o?4e?4oh?解：多孔气体扩散电极中的气体还原反应。

气相中的气体o2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) ni2??2e?ni2?解：金属沉积反应。

溶液中的金属离子ni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) mno2(s)?e?h2o?mnooh(s)?oh?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。

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。

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。

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

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。

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。

《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。

电化学分析法思考题与练习题

电化学分析法思考题与练习题1．化学电池由哪几部分组成？如何表达电池的图示式？电池的图示式有那些规定？2．电池的阳极和阴极，正极和负极是怎样定义的？阳极就是正极，阴极就是负极的说法对吗？为什么？3．电池中"盐桥"的作用是什么？盐桥中的电解质溶液应有什么要求？4．电极电位及电池电动势的表示式如何表示？应注意什么问题？何谓式量电位？如何表示？5．电极有几种类型？各种类型电极的电极电位如何表示？6．何谓指示电极、工作电极、参比电极和辅助电极？7．何谓电极的极化？产生电极极化的原因有哪些？极化过电位如何表示？8．写出下列电池的半电池反应和电池反应，计算电动势。

这些电池是原电池还是电解池？极性为何？（设T为25℃,活度系数均为1）(1)Pt│Cr3+（1.0×10－4mol·L－1），Cr2+（0.10mol·L－1）‖Pb2+(8.0× 10－2mol·L－1)│Pb已知：答案:E=0.429V，是原电池(2)已知：答案:E=0.007V，是原电池(3)Pt，H2(20265Pa)│HCl（0.100mol·L－1）‖HClO4(0.100mol·L－1)│Cl2(50663Pa)，Pt已知：答案:E=1.448V，是原电池(4)Bi│BiO+（8.0×10－2mol·L－1），H+（1.00×10－2mol·L－1）‖I－(0.100mol·L－1)，AgI(饱和)│Ag已知：答案:E=－0.261V，是电解池9．已知下列半电池反应及其标准电极电位：Sb+3N++3e ＝SbH3计算下列半电池反应Sb+3H2O+3e ＝SbH3+3OH－1在25℃时的值答案:－1.34V10．电池：Hg│Hg2Cl2，Cl－（饱和）‖Mn+│M 在25℃时的电动势为0.100V；当Mn+的浓度稀释为原来的1/50时，电池的电动势为0.050V。

应用电化学复习思考题

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。

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。

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。

应用电化学复习思考题.doc

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？。

物理化学电化学思考题

电化学思考题（请判别对错,并简单说明原因）1.通常把溶解在水或其它溶剂中具有电离性质的物质称为电解质(-)2.离子导体的电阻随温度的升高而增大(-)3.凡是离子都带有电荷,因此它在溶液中的移动现象称为离子的电迁移现象.(-)4.在电迁移过程中,溶液中正、负离子传递的电量恰等于流过电极的电量.(-)5.离子淌度或离子电迁移率即为离子的运动速率(-)6.使用法拉第定律需注意温度和压力的条件(-)7.若在通电的电解质溶液中正、负离子的移动速率不同,电荷不同,则他们分担导电任务的百分数也不相同(+)8.因为溶液是电中性的,溶液中正负离子所带的电量相等,所以正负离子的迁移数也相等.(-)9.离子的迁移数与离子迁移的速率成正比,当温度、浓度及某正离子的运动速率为一定时,其迁移数也一定.(-)10.离子的迁移数是指该离子分担导电任务的分数,同一种离子在不同电解质中的迁移数总是相同(-)11.溶液中所有正负离子的迁移数之和必定是1.(+)12.在温度、电位梯度相同的情况下，无限稀释的氯化钾、氯化氢、氯化钠三种溶液中，氯离子的运动速率相同，但氯离子的迁移数不同(+)13.对只含有单一电解质所电离的正负离子溶液,离子的淌度越大,其迁移数也越大;但在混合电解质溶液中,离子淌度大的其迁移数不一定也大.(+)14.一定温度下的稀溶液，电解质摩尔电导率随溶液浓度减少而减少。

(-)15.对于强电解质水溶液，其电导率随浓度的增加而增加。

(-)16.在水溶液中，带有相同电荷数的离子，其离子半径越大，则其迁移率和离子的摩尔电导率越小。

(-)17.离子的摩尔电导率与其价数有关,价数越高,离子的摩尔电导率越小,反之亦然.(-)18.离子独立运动定律是指溶液中每一种离子是独立移动的,不受其他离子的影响.(-)19.浓度极稀的强电解质溶液的摩尔电导率与其浓度的平方根成直线关系。

(+)20.在恒温、恒压、可逆的放电过程中，电池所吸收的热量等于T△S。

应用电化学思考题