电解与极化作用-学生答案

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+)。

10章-电解与极化作用

13. 2 分(4934)4934已知φ (Fe2+/Fe)= -0.440 V, φ (Cu2+/Cu) = 0.337 V，在25℃, p 时,以Pt 为阴极，石墨为阳极，电解含有FeCl2(0.01 mol·kg-1)和CuCl2(0.02 mol·kg-1)的水溶液，若电解过程不断搅拌溶液，且超电势可忽略不计，则最先析出的金属是______。

15. 2 分(4890)4890采用三电极装置研究超电势时, 一般采用鲁金毛细管, 其作用为________________,采用搅拌其作用为_______________________________。

17. 2 分(4920)4920在锌电极上，H2的超电势为0.75 V，电解一含Zn2+的浓度为1×10-5 mol·kg-1的溶液，为了不使H2(g) 析出，问溶液的pH 值应控制在__________ 。

已知25℃时，φ (Zn2+/Zn)= -0.763 V 。

18. 2 分(4884)4884从能量的利用上看，超电势的存在有其不利的方面。

但在工业及分析等方面，超电势的现象也被广泛的应用, 试举出二个利用超电势的例子_________________________,_______________________________________。

2. 5 分(4908)4908某含有Ag+，Ni2+ ，Cd2+ （活度均为1）离子的pH = 2 的溶液，电解时, H2与各金属在阴极析出的先后顺序为________、________、_________、__________。

(已知φ (Ag+/Ag)= 0.799 V，φ (Ni2+/Ni)= -0.23 V，φ (Cd2+/Cd)= -0.402 V 。

H2在Ag 上超电势η=0.20 V，在Ni 上, η=0.24 V，在Cd 上, η=0.30 V)20. 5 分(4951)4951当锌、铜分别从摩尔浓度的水溶液中沉积时，最小析出电势是多少? 当浓度都是0.01 mol·dm-3时, 相应析出电势是什么? 设活度系数均为1 。

(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。

电解与极化作用单选题

(D) 452 g
试题
29
如阳极析出 22.4 升标准状况下的 O （电流效率 100% ）通过电解池
的电量一定是：
(A) 1F
(B) 2F
(C) 3F
(D) 4F
试题
30
用 Cu 电极电解 CuSO 溶液时,溶液的 pH 值将
(A) 增大
(B) 减小
(C) 不变
(D) 阴极区减小,阳极区增大
试题
31
(D) 与以上三种因素均无关
试题
12
１摩尔电子(e)所带电量和下列哪一个值相同：
(A) １安培秒
(B) １库仑
(C) １法拉弟
(D) １单位电荷
试题
13
当直流电流通过一含有某金属离子的电解质溶液时，在阴极上析出的
该金属的质量正比于：
(A) 阴极的表面积
(B) 电解质溶液的浓度
(C) 通电的时间
(D) 通过的电量
当一定的直流电流通过一含有金属离子的电解质溶液时，在阴极上析出
的金属的量正比于：
(A) 阴极的表面积
(B) 通过的电量
(C) 电解质溶液浓度
(D) 法拉第常数
试题
7
用铂作电极电解 pH=1 的硫酸镍水溶液，阳极上析出的物质是:
(A) N
(B) H
(C) NiO
(D) O
试题
8
法拉第电解定律的内容是说明：
48
将铅蓄电池在 10.0A 电流下充电 1.5 小时，则 PbSO 分解的量为:
( r(PbSO )= 303 ）
(A) 0.1696 kg (B) 0.0848 kg (C) 0.3392 kg (D) 0.3564 kg

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——————————。

09-电解与极化作用答案

九、电解与极化作用答案九、电解与极化作用答案一、选择题( 共26 题)1. 1 分(4802) (A)2. 2 分(4803) (C)3. 1 分(4855) (B)4. 2 分(4857) (C)5. 2 分(4861) (A)6. 2 分(4863) (B)7. 2 分(4869) (C) 8. 1 分(4870) (D) 9. 1 分(4871) (B) 10. 2 分(4889) (B) 11. 2 分(4910) (A) 12. 2 分(4946) (D) 13. 2 分(4921) (B) 14. 2 分(4924) (B) 15. 1 分(4931) (D) 16. 2 分(4932) (B) 17. 2 分(4940) (A) 18. 2 分(4946) (D) 19. 2 分(4947) (A) 20. 2 分(4948) (D)21. 2 分(5102) (D) 22. 2 分(5105) (D) 23. 1 分(5106) (C)24. 2 分(5154) (B) 25. 2 分(5165) (B) 26. 2 分(5166) (C)二、填空题( 共27题)1. 2 分(4801)[答] Pb│H2SO4(m) ；PbO2│H2SO4(m) ；Pb│H2SO4(m) ；PbO2│H2SO4(m)2. 2 分(4807)[答] j = nFr3. 2 分(4815)[答] 电解质虽然不同, 但电极上发生的反应一致, 都是电解水。

4. 2 分(4816)[答] E分解=E可逆+η阴+η阳+IR；增加5. 5 分(4851)[答] 电流密度；电极电位偏离平衡电位或静止电位；浓差极化，电化学极化，有电流通过时，电极电位对平衡电位的偏离。

6. 2 分(4858)[答] 正，负，负，正7. 2 分(4859)[答] 增加；减少8. 5 分(4860)[答] (1) 1.9 V ；0.5 V (3分)(2) 高(2分) 9. 2 分(4866)[答] 低超压；高超压(各1分) 10. 2 分(4867)[答] 电子的电流密度是j e/e, 因每个电子携带电量大小为e, 则：（1）4.94×1015 cm-2·s-1 (1分)(2) 1.56×1016 cm-2·s-1 (0.5分)(3) 3.12×107 cm-2·s-1(0.5分) 11. 5 分(4868)[答] j = j e{exp(-αη F/RT)-exp([1-α ]η F/RT)}.(1)0.31mA·cm-2(2分)(2) 5.41mA·cm-2(2分)(3) 1.39×1042mA·cm-2(1分)- 902 -九、电解与极化作用答案- 903 -12. 2 分 (4884)[答] 极谱分析的滴汞电极, 铅蓄电池的充电, 氯碱工业, 电镀杂质的分离等. 13. 2 分 (4888)[答] 提供电流, 使研究电极极化; 测量研究电极的超电势值。

电解与极化作用习题及答案

电解与极化作用习题及答案电解与极化作用习题及答案电解和极化是化学中重要的概念，它们在电化学、电解池和电池等领域中起着关键作用。

本文将介绍一些与电解和极化相关的习题，并提供相应的答案，帮助读者巩固和加深对这些概念的理解。

习题一：什么是电解？请简要解释电解的过程。

答案：电解是指在电解质溶液或熔融状态下，通过外加电压使溶液中的离子发生氧化还原反应的过程。

电解过程中，正极（阳极）发生氧化反应，负极（阴极）发生还原反应。

电解是一种将电能转化为化学能的过程。

习题二：什么是极化？请简要解释极化现象的产生原因。

答案：极化是指在电解质溶液或电解池中，极板表面产生的电荷分布不均匀的现象。

极化现象的产生原因主要有两个：电解质溶液中的离子在电场作用下会向电极移动，导致电极表面聚集正负离子；同时，电极表面的化学反应会导致电极上生成一层物质，阻碍离子在电极表面的移动，从而引起极化。

习题三：电解铜(II)硫酸溶液时，正极和负极上分别发生什么反应？写出反应方程式。

答案：正极上发生的反应是Cu2+离子还原为Cu金属，反应方程式为：Cu2+ + 2e- -> Cu负极上发生的反应是水分子还原为氢气和氢氧根离子，反应方程式为：2H2O + 2e- -> H2 + 2OH-习题四：在电解银氨溶液时，正极和负极上分别发生什么反应？写出反应方程式。

答案：正极上发生的反应是Ag+离子还原为Ag金属，反应方程式为：Ag+ + e- -> Ag负极上发生的反应是水分子还原为氢气和氢氧根离子，反应方程式为：2H2O + 2e- -> H2 + 2OH-习题五：电解池中，正极和负极上的电子流动方向分别是什么？为什么？答案：在电解池中，正极上的电子流动方向是从电解质溶液向电极流动，负极上的电子流动方向是从电极向电解质溶液流动。

这是因为正极是氧化反应发生的地方，需要电子供给；负极是还原反应发生的地方，需要电子接受。

习题六：电解质溶液中的离子浓度对电解过程有何影响？请简要解释。

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。

电解与极化作用习题

一.选择题：1. 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2.用铜电极电解1mol·dm-3氯化铜的水溶液，在阳极上发生的变化是：( )(A) 析出氧气(B) 析出氯气(C) 析出铜(D) 铜电极溶解3.电解硫酸铜溶液时，在阴极发生的反应属于: ( )(A) 分解反应(B) 还原反应(C) 氧化反应(D) 离子交换反应4. 电极极化曲线是指：( )(A) 通过电解槽的电流强度与电解槽两端电势差的关系曲线；(B) 在电解池（或原电池）工作时的电流密度与超电势的关系曲线；(C) 是电解池（或原电池）工作时的电流密度与电极电势的关系曲线；(D) 是在某一电流密度下电解池的分解电压与电极电势的关系曲线。

5. 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6. 一储水铁箱上被腐蚀了一个洞，今用一金属片焊接在洞外以堵漏，为了延长铁箱的使用寿命，选用哪种金属为好？( )（A）铜片；（B）锌片；（C）镀锡铁片；（D）铁片7. 已知氢在铜上的析出超电势为0.23V，φCu2+︱Cu = 0.34V，电解0.1mol·dm-3的CuSO4溶液，电极电势只有控制在大于下列哪个电势下，氢就不会析出：( )(A) +0.13V ；(B) -0.23V ；(C) -0.27V ；(D) +0.23V二.填空题：1．由于极化，原电池的正极电势将比平衡电势⎽⎽⎽⎽⎽⎽，负极电势将比平衡电势⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽；而电解池的阳极电势将比平衡电势⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽，阴极电势将比平衡电势⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

(选填高或低)2．用导线把原电池的两极连接上，立刻产生电流，电子的流动是从⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽极（即⎽⎽⎽⎽极）经由导线而进入⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽极（即⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽极）。

第十章电解与极化作用练习题及答案

第十章电解与极化作用一练习题一、判断题:1 •用Pt电极电解CuCl2水溶液,阳极上放出Cl2。

2 .电化学中用电流密度/来表示电极反应速率。

3. 分解电压就是能够使电解质在两极上持续不断进行分解所需要的最小外加电压。

4 .凡是可以阻止局部电池放电,卩剝氐腐蚀电流的因素都能使腐蚀加剧。

5・测量阳极过电位用恒电流法。

6・恒电流法采用三电极体系。

7・交换电流密度越大的电极，可逆性越好。

8 •用Pt电极电解CuSO4水溶液时,溶液的pH值升高。

9・极化过电位是同一个概念。

10・双电层方程式不适用有持性吸附的体系。

・实际电解时，在阴极上首先发生还原作用的是按能斯特方程计算的还原电势最大者。

二单选题：1.298K,/?下，试图电解HCI溶液（日=1）制备H2和Cl2,若以Pt作电极, 当电极上有气泡产生时，夕卜加电压与电极电位关系:(A) K 外)二(P (CI-/CI2) ~(p (H+/H2) ； (B) K 外)>(P (CI-/CI2)-cp (H+/H2);(C) K 外)n 仅CI2祈)-讽H2,析)；2・25°C 时用Pt 作电极电解a(H+)二1的H 2SO 4溶液，当/= 52X 10-4A cm-2 时，從=0,仇二0.487V.已知(p (O2/H2O) = 1.229V ,那么分解电压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。

5・电池在下列三种情况下放电，电压分别为：⑻电流尸0 , (16) ; (b)—定大小电流，(舛；4 ・已知反应 H 2(g) + '/202(g) H 2O(I)的亠％二-237.19 kJ-mok 1,则在25工时极稀硫酸的分解电压(V)为：(A) 2.458 ;(B) 1.229 ; (C) > 2.458 ; (D) > 1.229。

物理化学课后答案第9章电解与极化作用

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2019/9/23
金属的电化学腐蚀和防腐
电化学腐蚀的例子：
铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？
带有铁铆钉的铜板若暴露在空气中，表面被潮湿空气或雨水浸润，空气中的CO2 , SO2和海边空气中的NaCl溶解其中，形成电解质溶液，这样组成了原电池，铜作阴极，铁作阳极，所以铁很快腐蚀形成铁锈。
电势相减，就得到了实际分解电压。因为电解池中阳极是正极，电极电势较高，所以
用阳极析出电势减去阴极析出电势。
E(分解) E(阳极,析出) E(阴极,析出)
电解水溶液时，因 H2 或 O2的析出，会改变 H+或
OH 的浓度，计算电极电势时应把这个因素考虑进去。
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电源
V
阳极 Pt
G
阴极
分解电压的测定
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2019/9/23
分解电压的测定
外加电压很小时，几乎
无电流通过，阴、阳极上无电
H2气和氧气放出。
流 I
随着E的增大，电极表面
3
产生少量氢气和氧气，但压
力低于大气压，无法逸出。所产生的氢气和氧气构成了原电池，外加电压必须克服这反电动势，继续增加电压， I 有少许增加，如图中1-2段。
早在1905年，Tafel 发现，对于一些常见的电极反应，超电势与电流密度之间在一定范围内存在如下的定量关系：
a b ln j
这就称为Tafel 公式。式中 j 是电流密度, a 是单位
电流密度时的超电势值，与电极材料、表面状态、溶液组成和温度等因素有关，b 是超电势值的决定因素。在常温下一般等于 0.050 V。

物理化学课后答案第9章电解与极化作用.ppt

2019/3/22
金属的电化学腐蚀和防腐
电化学腐蚀的例子：
铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？带有铁铆钉的铜板若暴露在空气中，表面被潮湿空气或雨水浸润，空气中的CO2,SO2 和海边空气中的NaCl溶解其中，形成电解质溶液，这样组成了原电池，铜作阴极，铁作阳极，所以铁很快腐蚀形成铁锈。
2 + 2 +
这时组成原电池的电动势为 0.204V ，是自发电池。
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腐蚀时阴极上的反应
（2）耗氧腐蚀如果既有酸性介质，又有氧气存在，在阴极上发生消耗氧的还原反应：
+ O( g ) + 4 H 4 e 2 HO 2 2
R T 1 E ( O|HO E l n 2 2 ,H) 4 4 F a a + O 2 H
R T E ( A | A ) E ( A | A ) l n a () 阳 z A z F
z z
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9.3 电解时电极上的反应
分解电压
确定了阳极、阴极析出的物质后，将两者的析出电势相减，就得到了实际分解电压。
因为电解池中阳极是正极，电极电势较高，所以用阳极析出电势减去阴极析出电势。
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极化的类型
根据极化产生的不同原因，通常把极化大致分为两类：浓差极化和电化学极化。（2）电化学极化电极反应总是分若干步进行，若其中一步反应
速率较慢，需要较高的活化能，为了使电极反应顺
利进行所额外施加的电压称为电化学超电势（亦称
为活化超电势），这种极化现象称为电化学极化。
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氢气在几种电极上的超电势
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整理第十章电解与极化作用练习试题包括答案.docx

WORD格式精品文档第 10 章电解与极化作用练习题二、单选题：1．298K， p 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 ×10-4 A· cm-2φ 2 2H2O2时，=0，=0.487V.已知(O/HO)=1.229V ，那么分解电压是：(A) 0.742V；(B)1.315V；(C)1.216V；(D)1.716V。

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，电解硫酸溶精品文档专业资料整理WORD格式精品文档液，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。

第十章电解与极化作用

电解与极化作用一、简答题1.什么叫极化作用？什么叫超电势？极化作用主要有几种？阴、阳极上由于超电势的存在其不可逆电极电势的变化有何规律？2.在电解过程中，阴、阳离子分别在阴、阳极析出的先后次序有何规律？3.电化腐蚀主要有哪些类型？在盛水的铁锅中，为什么在水周围比在水下的部分先生锈？4.以Pt 为电极电解Na 2SO 4水溶液，在两级的溶液中各加数滴石蕊试液，在电解的过程中两极区溶液的颜色有何变化？5.当电流通过下列电解池时，判断有哪些物质生成或消失，并写出反应式。

（1）碳为阳极，铁为阴极，溶液为氯化钠；（2）银为阳极，镀有氯化银的银为阴极，溶液为氯化钠；（3）两铂电极之间盛以硫酸钾溶液。

6.电解ZnCl 2水溶液，两极均用铂电极，电解反应如何？若均改用锌电极，结果又如何？两者的分解电压有何差异？二、计算题1.用金作阳极，镍作阴极，电解 1.0 mol·dm -3H 2SO 4溶液，求：分解电压为多少伏？(O 2在Ni 上的超电势η(H 2)=0.4V ，O 2在金上的超电势η(O 2)=0.53V ，在298K 时φø [O 2/H 2O ，H +]=1.229V)。

[答案：V (分解)=φ(阳)-φ(阴)=1.899 V ]2.用Pt 电极电解CuCl 2溶液，通过的电流为20A ，经过20min 后，问：(1).在阴极上能析出多少质量的Cu ？(2).在阳极上能析出多少体积的298K ，100kPa 下的Cl 2(g)？[答案：(1)m=0.2009kg ；(2).V(Cl 2)=0.0031m 3]3.298K 时电解含两种金属离子的盐溶液)1,01.0(12=⋅=±-γkg mol b FeCl 和)1,02.0(12=⋅=±-γkg mol b CuCl 。

若电解过程中不断搅拌溶液，超电势忽略不计。

试问：①何种金属首先析出？②当第二种金属析出时，第一种金属离子在溶液中的浓度为多少？[答案：① Cu 先析出；②2910214.42-⨯=+Cu a ]4. 在411CuSO kg mol -⋅及42102.0SO H kg mol -⋅的混合液中，使铜镀到Pt 电极上。

第十章电解与极化作用

第十章电解与极化作用【复习题】【1】什么叫分解电压？它在数值上与理论分解电压（即原电池的可逆电动势）有何不同？实际操作时用的分解电压要克服哪几种阻力？【答】分解电压就是能使某电解质溶液连续不断地发生发生明显电解时所必须的最小外加电压。

实际上，分解电压要大于原电池的可逆电动势E 可逆。

E （实际分解） =E （理论分解） +η（阳） +η（阴） +IR 。

所以在实际操作时不仅要克服理论分解电压，还要克服极化和电阻引起的电势降等阻力，其中主要是由于电极的极化作用所致。

【 2】产生极化作用的原因主要有哪几种？原电池和电解池的极化现象有何不同？答】极化作用的类型有很多，主要有浓差极化和化学极化等。

由于极化作用，负极的电极电势比可逆电势越来越两条曲线有相互靠近的趋势，原电池的电动势逐由于极化作用，阴极的电极电势比可逆电势越来越两条曲线有相互远离的趋势，电解池的外加电压逐渐增大。

3】什么叫超电势？它是怎么产生的？如何降低超电势的数值？【答】在有电流通过电极时，电极电势偏离于平衡值的现象称为电极的极化，为了明确地表示出电极极化的状况，常把某一电流密度下的电势ψ不可逆与ψ 平之间的差值称为超电势，它的产生有浓差极化、化学极化和电阻极化（电解过程中在电极表面上生成一层氧化物的薄膜或其他物质）。

在外加电压不太大的情况下，将溶液剧烈搅动可以将低浓差极化，设法降低溶液内阻可以将低电阻极化，还可以加入去极化剂可以将低化学极化。

【 4】析出电势与电极的平衡电势有何不同？由于超电势的存在，使电解池阴、阳极的析出电势如何变化？使原电池正、负极的电极电势如何变化？超电势的存在有何不利和有利之处？【答】由于超电势的存在，在实际电解时要使正离子在阴极析出，外加于阴极的电势要比平衡电势更负一些；要使负离子在阳极析出，外加于阳极的电势必须比可逆电极的电势更正一些，即：阳，析出阳，可逆阳阴，析出阴，可逆阴对于电解池，由于超电势的存在，阴极的析出电势会更负，阳极的析出电势会更正，外加电压要更大，所消耗的能量就越多。

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

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 -1ZnSO4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+)。

南京大学《物理化学》考试第九章电解与极化作用

第九章电解与极化作用物化试卷(一)1. 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. 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) 消除迁移电流(D) 上述几种都是5. 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6. 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7. 用铜电极电解 CuCl2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8. 25℃时, H2在锌上的超电势为 0.7 V，φ(Zn2+/Zn) = -0.763 V，电解一含有 Zn2+(a=0.01) 的溶液，为了不使 H2析出，溶液的 pH值至少应控制在(A) pH > 2.06 (B) pH > 2.72(C) pH > 7.10 (D) pH > 8.029. 通电于含有相同浓度的Fe2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+的电解质溶液, 已知φ(Fe2+/ Fe) = -0.440 V ，φ (Ca2+/ Ca) = -2.866 V,φ (Zn2+/ Zn) = -0.7628 V ，φ (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 → Fe10. 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11. 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)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：（Mr(PbSO4)= 303）(A) 0.1696 kg (B) 0.0848 kg(C) 0.3392 kg (D) 0.3564 kg13. 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14. 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，电解此溶液时，氢在铜电极上的析出电势φ(H2) 为：(A) 大于 -0.06 V (B) 等于 -0.06 V(C) 小于 -0.06 V (D) 不能判定15. j 代表电池的电流密度，j0代表电极的交换电流密度，以下关系式中哪个反映了常用参比电极的工作特性？(A) │j│>> j0 (B) │j│<< j0(C) │j│= j0≠0 (D) │j│= j0= 016. 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 ≈ 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, 也可以是其他(D) 可以是阴极超电势, 也可以是阳极超电势17. 298K，101.325 kPa 下，以 1 A 的电流电解 CuSO4溶液，析出 0.1 mol 铜，需时间大约是：(A) 20.2 h (B) 5.4 h(C) 2.7 h (D) 1.5 h18. 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19. 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) φ (Na+/Na) < φ (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)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。

第九章电解与极化作用.

ηH2=0.52V
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求先析出何物？(答案：Zn)
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2019/3/11
例题：
例2：(1) Ag+(0.01mol•l-1 ) ，Cu2+(1mol•l-1)谁先析出？
(2)当Ag+(10-7mol•l-1 )时，Cu2+能否析出？金属析出时不考虑超电势；金属越不活泼越易析出。解：(1) φAg+/Ag，析出= φAg+/Ag，平衡 =0.799+0.05915lg0.01=0.681V
RT 1 E (H |H) ln H 2 F aH+
+
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2019/3/11
电解时电极上的反应
阳极上的反应电解时阳极上发生氧化反应。发生氧化的物质通常有：（1）阴离子，如 Cl ,OH 等，（2）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。极化电极电势越负的首先在阳极氧化。
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2019/3/11
3、极化的类型
（2）电化学极化
以Zn电极作阴极为例：
当电流流过电极时，发生电极反应：Zn2++2e→Zn
当电流密度i无限小时，从外电路流入的电子与电极反应消耗的电子相平衡，此时的电极电位维持其平衡电位；
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2019/3/11
极化曲线（polarization curve）
(2)原电池中两电极的极化曲线原电池中，负极是阳极，

电解与极化作用-学生答案

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

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