第十章电解与极化作用练习题
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+)。
物理化学——第10章-电解质极化复习题
计算题
2. 在298 K 、p压力时，采用石墨电极用电解沉积法分离 Cd2+、Zn2+混合溶液，已知Cd2+和Zn2+的质量摩尔浓度均为
0.1 mol· kg1 (设活度因子均为1), H2(g)在C, Cd(s)和Zn(s)上的
超电势分别为0.8, 0.48和0.70 V, 设电解质的pH保持为7.0。试
2 2
选择题
7. 可充电电池在充电和放电时的电极反应刚好相 反，则充电和放电时电极之间的关系为： （B） (A)正极、负极相同，阴极和阳极也相同； (B)正极、负极相同，阴极和阳极相反； (C)正极、负极相反，阴极和阳极相同； (D)正极、负极相反，阴极和阳极也相反。
计算题
1. 在298K、p 压力时，用Fe(s) 为阴极，C(石墨) 为阳极， 电解6.0 mol· kg1的NaCl水溶液。若H2(g) 在阴极上的超电势
概念简答
2、以金属铂为电极电解硫酸钠水溶液，在两极附 近各滴入几滴石蕊溶液，则电解中有何现象？ 答：阳极上放出氧气，氢离子增加，溶液显红色。 阴极上放出氢气，氢氧根离子增加，溶液显蓝色。
概念简答
3、将一根均匀的铁棒，部分插入水中，部分露在 空气中，一段时间以后，那一部分腐蚀最严重？ 答：靠近水面的部分腐蚀最严重。露在空气中的 部分，缺少电解质溶液，不容易发生电腐蚀。水 下的部分由于水中氢离子浓度低，析氢腐蚀不会 严重。靠近水面的部分既有电解质溶液，又有氧 气，容易发生耗氧腐蚀，所以腐蚀最严重。
第十章
电解和极化复习题
概念简答
1、为了防止铁生锈，分别镀上一层锌和锡，防腐 效果是否相同？ 答：镀层未破之前防腐效果是一样的。镀层破裂 之后，由于铁比锡活泼，电化学腐蚀时铁为阳极， 所以镀锡铁（马口铁）容易腐蚀。而锌比铁活泼， 电化学腐蚀时锌为阳极发生腐蚀，铁被保护起来， 所以镀锌铁（白铁）不容易腐蚀。
(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。
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——————————。
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）。
10电解与极化习题
Zn
Zn
z+
z+
|Zn
H |H
2
|Zn
RT 1 RT 1 Znz+ |Zn ln 0.763 ln 5 0.911 2F aZnz+ 2F 10
+
H
|H2
RT 1 RT 1 ln H 2 ln 0.75 F aH+ F aH+
a(H+)<0.0019
电极极化时，随着电流密度增加， C 说法(1)：正极电位越来越大，负极的电位越来越小； 说法(2)：阳极电位越来越正，阴极电位越来越负。
分析以上两种说法时，以下解释中不正确的是：
(A) 无论对原电池或电解池，说法(2)都正确；
(B) 对电解池，说法(1)与(2)都正确；
(C) 对原电池，说法(1)与(2)都正确； (D) 对原电池，说法(2)正确。
(C) 可逆，阳＜ 阳 ； 可逆，阴＜ 阴
(D) 可逆，阳＞ 阳 ； 可逆，阴＜ 阴
增加 ； 电解过程中，极化作用使消耗的电能 ________ 在金属的电化学腐蚀过程中，极 减慢 化作用使腐蚀速度 _____Fe)= -0.440 V, (Cu 2+ /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 ______。 Cu RT 1 Fe2+ |Fe Fe2+ |Fe ln 0.499V 2F aFe2+
Cu
2+
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。
电解与极化
一、选择题1.当发生极化现象时，两电极的电极电势将发生如下变化：BA．, B. ,C.,D.,2.极谱分析仪所用的测量阴极属于下列哪一种电极：AA．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3. 电解混合电解液时，有一种电解质可以首先析出，它的分解电压等于下列差值中的哪一个？（式中分别代表电解质电极反应的平衡电极电势和析出电势。
） CA. B.C. D.4. 298K、0.1mol·dm-3的HCl溶液中氢电极的热力学电势为-0.06V，电解此溶液时，氢在铜电极上的析出电势： CA．大于-0.06V B．等于-0.06V C．小于-0.06V D．不能判定5.电解金属盐的水溶液时，在阴极上： BA．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6.电解时，在阳极上首先发生氧化作用而放电的是： DA．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7.极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是： CA．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8.极谱分析的基本原理是根据滴汞电极的 BA．电阻B．浓差极化的形成 C．汞齐的形成 D．活化超电势9.已知：＝1.36V，＝0V＝0.401V，＝0.8V 以石墨为阳极，电解0.01mol·kg-1NaCl溶液，在阳极上首先析出： AA．Cl2 B．Cl2与O2混合气体 C．O2 D．无气体析出10.用铜电极电解CuCl2的水溶液，在阳极上会发生：： DA．析出氧气 B．析出氯气 C．析出铜 D．铜电极溶解11.用铜电极电解0.1mol·kg-1的CuCl2水溶液，阳极上的反应为 BA.2Cl-→Cl2+2e-B.Cu→Cu2++2e-C.Cu→Cu++e-D.2OH-→H2O+(1/2)O2+2e-12.25℃时，＝0.763V，H2在锌上的超电势为0.7V，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 AA．pH>2.06 B．pH>2.72 C．pH>7.10 D．pH>8.0213.通电于含有相同浓度的Fe2+、Ca2+、Zn2+、Cu2+的电解质溶液，已知＝-0.440V ＝-2.866V＝-0.7628V ＝0.337V不考虑超电势，在电极上金属析出的次序是：AA．Cu→Fe→Zn→Ca B．Ca→Zn→Fe→Cu C．Ca→Fe→Zn→Cu D．Ca→Cu→Zn→Fe 14.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D A．(Na+|Na)<(H+|H2) B．h(Na)<h(H2) C．j(Na+|Na)<j(H+|H2)D．H2在汞上析出有很大的超电势，以至于j(Na+|Na)大于j(H+|H2)15.一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？ DA．铜片 B．铁片 C．镀锡铁片 D．锌片16.在还原性酸性溶液中，Zn的腐蚀速度较Fe为小，其原因是DA．j平(Zn2+|Zn)<j平(Fe2+|Fe) B．j析(Zn2+|Zn)<j析(Fe2+|Fe)C．j平(H+|H2|Zn)<j平(H+|H2|Fe) D．j析(H+|H2|Zn)<j析(H+|H2|Fe)17.下列对铁表面防腐方法中属于“电化保护”的是：CA．表面喷漆 B．电镀C．Fe表面上镶嵌Zn块 D．加缓蚀剂18.当电池的电压小于它的开路电动势时，则表示电池在：AA.放电B.充电C.没有工作D.交替的充放电19.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：BA.1 4B.1 3C.2 3D.2 420. 随着电流密度由小到大增加，电解池的实际分解电压V (分) 与原电池的端电压V (端) 将：AA.V (分) 递增，V (端) 递减B. V (分) 递减，V (端) 递增C. V (分)递增，V (端) 递增D. V (分)递减，V (端) 递减21.在极化曲线的测定中，参比电极的作用是：DA.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. 似为理想不极化电极，与被测电极构成可逆原电池22. Tafel公式η = a + b lg i 中，i的物理意义是：DA. 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23.在还原性酸性溶液中, Zn的腐蚀速度较Fe为小, 其原因是：DA. φ(Zn 2+ /Zn)(平)< φ(Fe 2+ /Fe)(平)B. φ (Zn 2+/Zn) < φ(Fe 2+ /Fe)C. φ (H + /H 2 )(平,Zn) < φ(H + /H 2 )(平, Fe)D. φ (H + /H 2 )(Zn)< φ (H + /H 2 )(Fe)24. Tafel公式η =a+blgj 的适用范围是：DA. 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25. 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：CA. (4) > (3) > (2) > (1)B. (2) > (1) > (3) > (4)C. (1) > (2) > (3) > (4)D. (4) > (2) > (3) > (1)26. 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：CA. 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27. 阴极电流密度与浓差超电势η 的关系是：D.28. 对于活化过电势，下列叙述不正确的是：DA. 活化过电势的产生是当有电流通过时，由电化学反应进行的迟缓性所起的B. 活化过电势随温度的升高而增大C. 活化过电势随电流密度的增大而增大D. 电解时阴极析出金属时 (Fe 、CO 、Ni 除外)活化过电势很小，若电极上有气体析出时则活化过电势很大29. 298K ，p 下，试图电解HCl 溶液(a = 1)制备H 2和Cl 2，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：CA. V (外) = φ (Cl -/Cl 2) -φ (H +/H 2)B. V (外) > φ (Cl -/Cl 2) -φ (H +/H 2)C. V (外)≥φ(Cl 2,析) -φ(H 2,析)D. V (外)≥φ(Cl -/Cl 2) -φ(H +/H 2)30.用Pt 作电极电解一些可溶性碱溶液时，阴极和阳极均分别析出H 2和O 2，这主要决定于: D（A ）电解液本性 （B ）电解温度和压力（C ）电解液浓度 （D ）理论分解电压和超电势二、填空题1.对原电池，在电流密度-电势图上，正极极化曲线向 倾斜。
第十章 电解与极化现象自测题
第十章 电解与极化作用自测题I ，选择题1. 当发生极化作用时，两电极的电极电势的变化为(a )。
(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2，用铜电极电解2CuCl 的水溶液，不考虑超电势，在阳极上将会发生的反 应为(已知2+Cu |Cu0337V ϕ=.，22O |H O 123V ϕ=.，-Cl |Cl 21360V ϕ=.) （d ）。
(a)析出氧气 (b) 析出氯气(c)析出铜 (d)铜电极氧化 3.已知2+Fe |Fe0440V ϕ=-.，2+Cd |Cd0402V ϕ=-.，将Fe(s)和Cd(s)的粉末投入含Fe 2+(0.10mol ⋅kg -1)和含Cd 2+(0.10 mol·kg -1)的溶液中，Fe(s)和Cd(s)将 （b ） (a) 都溶解 (b) Fe(s)不溶，Cd(s)溶解 (c)都不溶解 (d)Fe(s)溶解，Cd(s)不溶4 . 298K 时，在0.1 0 mol ⋅kg -1的 HCl 溶液中，氢电极的可逆电势约为-0.06 V ，当用Cu 电极点解此溶液，氢在Cu 电极上的析出电势应（c ）。
(a) 大于 -0.06 V (b) 等于-0.06 V (b) 小于 -0.06 V (d) 无法判定 5．极谱分析仪所用的测量阴极为(b )。
(a)电化学极化电极 (b)浓差极化电极 (c)理想可逆电极 (d)难极化电极6，以石墨为阴极。
电解0.10 mol ⋅kg -1 NaCl 溶液，已知-Cl |Cl 2136V ϕ=.，2Cl 0η=，O |+2H +H O21229V ϕ=.，2O 08V η=.，则在阳极上首先析出的是 （a ）。
(a) Cl 2(g) (b) O 2 (g)(c) Cl 2和O 2混合气 (d) 无气体析出7. 298 K 时，以1 A 电流电解CuSO 4溶液，析出0.1 mol Cu(s) 所需时间约 为(b )。
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。
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+)。
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。
电解和极化作用_习题
电解方法可用于溶液中离子的分离，当离子的析出电势 相差0.2V左右时，可以基本上将它们分离。在阴极上主要 是阳离子发生还原，离子实际析出电势(包括超电势)最大 者首先在阴极反应，在阳极上主要是阴离子发生氧化，离 子实际析出电势(包括超电势)最小者首先在阳极发生反应。 电解方法在金属精炼、电镀修饰、电化学分析、电有 机合成等方面也有很广泛的实际应用。另外，金属的防腐、 化学电源等也是电化学中很有实际意义的研究课题。
氢气在阴极上的超电势可以用Tafel公式计算，这样 根据计算结果选择合适的pH范围以防止在电镀时有氢 气析出而使镀层疏松。但在氮碱.1业上，利用氧气在 石墨.上有很大的超电势，就用石墨作阳极，使氧气不 能产生，而在石墨电极上放出超电势很小的氯气作为 化工原料。
对于原电池，由于超电势的存在，使电池的电动势变 小，降低了对外做功的能力。但也可以利用这种极化 以降低金属电化腐蚀的速度。
电解和极化作用
基本公式和内容提要
电解是把电能转化为化学能的过程。在电解过程中， 对电解池所加的实际分解电压总是要大于把电解池作 为原电池时所具有的可逆电动势，这增加的电压一部 分用来克服电路中的电阻，另一部分用来克服由于通 电所引起的各种极化，电流密度越大，这种极化也就 越大。极化主要有浓差极化和电化学极化等。
电极电势偏离可逆电极电势数值的现象称为极化，偏离的数值称为 超电势。在阴极上由于超电势的存在，使实际析出电势小于可逆电 极电势，在阳极上由于超电势的存在，使实际析出电势大于可逆电 极电势，这种偏离பைடு நூலகம்随着电流密度的增加而变大。对于电解池，由 于超电势的存在，使实际分解电压变大，增加了电能的消耗。但也 可以利用氢气析出时有较大的超电势，使比氢活泼的金属如Zn，Sn, s等先在阴极析忠，使电镀能顺利进行，还可以利用极化现象进行 极谱分析。
10章 电解与极化作用带习题分解
1.可逆电池与可逆电极 2.电池与化学反应的互译 3.可逆电池电动势的计算 4.电动势法的应用
➢可逆电池与可逆电解池完成互逆 1.物质和能量 2.电极正好相反：可逆电池的阴极（阳极）是 可逆电解池的阳极（阴极）
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第10章 电解与极化作用
2
主要内容
§10.1 分解电压 §10.2 极化作用 §10.3 电解时电极上的竞争反应 §10.4 金属的电化学腐蚀、防腐与金属的钝化 §10.5 化学电源 *§10.6 电有机合成简介
2 1
E分解 电压E
测定分解电压时的电流-电压曲线
7
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阴、阳极 上产生的超电势 (阴) 和(阳) ，以及克服电池电阻所产 生的电位降IR 。这三者的加和就称为实际分解电压。
E(分解) E(可逆) E(不可逆) IR
（中性水溶液中 aH+ 107 ）。
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。
Mz+ |M
Mz+ |M
RT zF
ln
1 aMz+
H+ |H
RT F
1 ln
aH+
H2
26
例题：
在298K、 pθ压力时，以Pt为阴极，C（石墨）为阳
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➢ 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。
（1）浓差极化：在电解过程中，电极附近某离子浓度由 于电极反应而发生变化，本体溶液中离子扩散的速度又 赶不上弥补这个变化，就导致电极附近溶液的浓度与本 体溶液间有一个浓度梯度，这种浓度差别引起的电极电 势的改变称为浓差极化。
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"。
曲__(°一乔b 乔)=°* 401V —器 In 込］-+ 宰 In 击% 】\ + zF 叭K』_°M 2x96500 n (10'1<)?=0. 401 + 0.828=L 22V.⑵阴极反应 H +伽亠)+寸一 *H 心•》阳扱反应 Hr" (dfr - )― yHr(l) +hE BJ 童=忙加》=密—彌 a (爲訂丁 一竽In %)一切「叫一礬山法>= L227V,(3) 阴扱反应?\g" (<2i ) + e _― Ag(s)阳极反应 Ag(s)― Ag r (a 2) + e _厂 厂 RT t &314X29S , 0.01X0. M2E 可建=区井.=孑 In &“的-96収 In Ot5X0；526= _0. 0866 V3.柱298K 和标准压力下.用釵钳黑的钳齟极电解砂=】《的木溶液•当所用电流密度为j = 5 < lO-3A-cm-2时*计算使电解能噸利进行的瑪小分解电压•已知7\ =O ・487V®； ~0,忽略电阴引起的电 位降JI.CX1)的标征準尔Gibbs 生成自由龍为^(^--237,129^1 * mol^1解：E 啊=E 可.+ /K+dE'fnj®=£?町豪+賽+聊H’+^Q—HK)AGL _237.129kJ •卿1" zF ~ 2X9«500Eg = 1. 22開+0* 4874 0 1.7156V凰小分解电压7156 V,亀在298K 时，使下述电解池发牛电解作用：PtfsJlCdCbCLO mol ・ kg UNiSOAl.O md • kg l )|n (s>问当外加电權谨渐增加时•两电极上首先分别发生什么反应v 这时外加电压至少为若干？《设活度凶 子均为1 •趙电弊可忽略J= 1.065V8.314X298 in (0. 860X0* 05 )2 Ei* = =I. 2286V解:在阳极上川陡发生反应的阴离子是Cl QH 和SQ .R 丁fCF =再屮口—”吞 In ma~ =L 35gV-8'；；；；］驱 In 2= 1,34 VRT 、 e “1" 8.314X298ZF If =0伽V -転丽厂 -0. 8148 V茫蛍号.=碍直~1磁一 —2. 050V. 所以阳极发生OH 被顿化反应. 在阴极上.阳离子有Cd*轶哪十龔/*仙=一0“ 402V段—1耳=声";些=一0・25V肖广旳=卿卞叫丰孚^ In J«H * =氏；卷愆闕In 10一：= — 0. 4HV 阴极发生N 严披还原成Ni 的反城.£知=佃一例=0,3148—（一6 25） = 1, 0648V,& £98K 时•用Ph(R 电扱来电解H 2SC\溶液’巴知其浓度为0. 10 mol *吨jy 上=0.265,若在电解 过程中，把Pb 阴级与另 甘汞电捱相连组成原电池，测得其电,动特E=l.O685V.试求H/g)住Pb 阴圾上 的超电势(只考虑H’SQ 的一级电离［.已知所用甘汞电极的电极电势w «=0.2806V._RT 、, + 亠 x 8.311X29S 一孫怙°" 了)一亦礦丽——0. 093V组战:原电池甘汞电极为正极 E=溯章一pc Q卿#1“ ~*E=0* 2802— 1+ 0685 — ^0. 7883V聊=代隸一他灵=一6 O93V-(-O. 7883V)=0. 6953 V.・在锌电极匕析出氯气的Ta 阳公式为^/V=0. 724-0» 116 IfiO/C A • cm 2)］在298K 时•用Zn<3)作阴级•惰性物质作阳扱.电解浓度为0. lnwl ♦ kg '的ZnSCL 溶液.设港臧pH 为&①若要便H 2(g)不和悴同时折出，应控制什么条件? 懈;在阴极上发生还原反应H 的电极电孙阿》曲=肉* I 屮~~p In \ —皿=—0* 7924V还瓯电扱越正、越先析出.使Hi 不析出•有［H 2的值小于跑卄|厶即 一。
10-物化-下-第十章-电解与极化作用
根据Tafel 公式，η～lnj 为直线，j (<1) →0，η→―∞， 与事实不符。当j→0，η→0，φ不可逆→ φ可逆。 即电流密度很小时，氢超电势不符合Tafel 公式，而遵守 η=ωj 即η与j成正比。 电解时H 在阴极放电机理： 电解时 +在阴极放电机理：(p.125) 对氢超电势研究较多的原因： 对氢超电势研究较多的原因： (p.126)
a
M
,2
a a
M
Z+
,1 ,2
= 10
7
M
Z+
若以溶液中的残余量小于 10-7mol/l 作为判断是否分离彻底 的标准，只须计算出当溶液中某种金属离子的浓度从1～10-7 mol/l 变化时电极电势的差值，即可将浓度差值转化到电势的 差值来进行判断。 当 浓度为c1时，φ1＝φө+(0.059/z)lgc1 ； 当 浓度为c2时，φ2＝φө+(0.059/z)lgc2 ； 若 c1＝10-7mol/l ，c2＝1mol/l ， ∆φ＝φ2－φ1＝(0.059/z)lg(c2/c1)＝ (0.059×7)/z 则：当 z＝1 时， ∆φ＝0.41 伏 当 ＝ ＝ 当 z＝2 时， ∆φ＝0.21 伏 ＝ ＝ 当 z＝3 时， ∆φ＝0.14 伏 ＝ ＝ 利用上述原理，也可使两种离子同时在阴极上析出而形成 合金，即调整两种离子的浓度，使其具有相等的析出电势。
练习题: 练习题 1. 298K和pө下，用Zn电极电解含Zn2+的水溶液。若要使 Zn2+的浓度降到10－7mol/kg时才允许H2(g)析出，问应如何控制 溶液的pH值？设H2 (g)在Zn (s)上的超电势为0.7V并假定此值与 溶液浓度无关；已知：φө(Zn2+/Zn)＝－0.763V，假定各离子活 度系数均为1。 解: Zn2+的浓度为10－7mol/kg时 φ(Zn2+/Zn)＝φө(Zn2+/Zn) ＋(RT/2F)lna(Zn2+) ＝－0.736＋(RT/2F)ln10－7＝－0.97V φ(Zn2+/Zn) =φ(H+/H2)析 =φ(H+/H2)平＝φө (H+/H2)＋(RT/2F)lna(H+ )2－η －0.97 =－0.05916pH－0.7 pH = 4.56
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第十章 电解与极化作用练习题一、判断题：1．用Pt 电极电解CuCl 2水溶液，阳极上放出Cl 2 。
2．电化学中用电流密度i 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，降低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CuSO 4水溶液时，溶液的pH 值升高。
9．极化和过电位是同一个概念。
10．双电层方程式不适用有特性吸附的体系。
11．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 ，p HCl 溶液(a = 1)制备H 2和Cl 2，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 -/Cl 2) -φ(H +/H 2) ； (B) V (外) > φ(Cl -/Cl 2) -φ(H +/H 2) ；(C) V (外)≥φ(Cl 2,析) -φ(H 2,析) ； (D) V (外)≥φ(Cl -/Cl 2) -φ(H +/H 2) 。
2．25℃时，用Pt 作电极电解a (H +) = 1的H 2SO 4溶液，当i = 52 × 10-4A·cm -2时，2H η= 0，2O η= 0.487V. 已知 φ(O 2/H 2O) = 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。
4．已知反应H 2(g) + ½O 2(g)H 2O(l) 的m r G ∆= -237.19 kJ·mol -1，则在25℃时极稀硫酸的分解电压(V)为：(A) 2.458 ； (B) 1.229 ； (C) > 2.458 ； (D) > 1.229 。
5．电池在下列三种情况下放电，电压分别为：(a)电流i →0，(V 0)；(b)一定大小电流，(V i )； (c)短路i →∞，(V ∞)。
这三种电压的关系：(A) V 0 < V i < V ∞ ； (B) V 0 > V i > V ∞ ；(C) V 0 = V i < V ∞ ； (D) V 0 = V i > V ∞ 。
6．电极极化时，随着电流密度由小到大增加，说法(1)：正极电位越来越大，负极的 电位越来越小；说法(2)：阳极电位越来越正，阴极电位越来越负。
分析以上两种 说法时，以下解释中不正确的是：(A) 无论对原电池或电解池，说法(2)都正确； (B) 对电解池，说法(1)与(2)都正确；(C) 对原电池，说法(1)与(2)都正确； (D) 对原电池，说法(2)正确。
7．随着电流密度由小到大增加，电解池的实际分解电压V (分) 与原电池的端电压V (端) 将：(A) V (分) 递增，V (端) 递减 ； (B) V (分) 递减，V (端) 递增 ；(C) V (分)、V (端) 递增 ； (D) V (分)、V (端) 递减 。
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.9．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。
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) 。
11．在电解硝酸银溶液的电解池中，随着通过的电流加大，那么：(A) 阴极的电势向负方向变化；(B) 阴极附近银离子浓度增加；(C) 电解池电阻减小；(D) 两极之间的电势差减少。
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。
13．电极电势φ的改变可以改变电极反应的速度，其直接的原因是改变了：(A) 反应的活化能；(B) 电极过程的超电势；(C) 电极与溶液界面双电层的厚度；(D) 溶液的电阻。
14．氢超电势(η)与电流密度(j)之间的塔菲尔经验式η = a + b ln j只适用于：(A) 氢气析出的电极极化过程；(B) 有气体析出的电极过程；(C) 电化学步骤是电极反应的控制步骤的过程；(D) 浓差步骤是电极反应的控制步骤的过程。
15．阴极电流密度与浓差超电势η的关系是：16．对于活化过电势，下列叙述不正确的是：(A) 活化过电势的产生是当有电流通过时，由电化学反应进行的迟缓性所引起的；(B) 活化过电势随温度的升高而增大；(C) 活化过电势随电流密度的增大而增大；(D) 电解时阴极析出金属时(Fe、CO、Ni除外)活化过电势很小，若电极上有气体析出时则活化过电势很大。
17．对于塔菲尔公式η = a + b lg i，下列叙述不正确的是：(A) 适用于氢、氧等气体在金属电极(阴极和阳极)上的析出；(B) a为单位电流密度的过电势，与电极材料有很大关系；(C) 对大多数金属来说，b = 0.10～0.14 V ；(D) 气体析出的过电势与温度无关。
18．氢在金属Pb上析出反应的机理是：(A) 复合脱附机理；(B) 电化脱附机理；(C) 迟缓放电机理；(D) 以上三种机理都可能。
19．已知：氢在某金属M上的交换电流密度i0 = 10-2A·cm-2，其过电位为0.004V，那么该过电位主要是：(A) 电阻过电位；(B) 浓差过电位；(C) 电化学过电位；(D) 活化过电位。
20．极谱分析的基本原理是利用在滴汞电极上：(A) 电阻小，电流密度大；(B) 形成浓差极化；(C) 氢超电势大；(D) 易生成汞齐。
21．用Pt电极电解CdSO4溶液时，决定在阴极上是否发生浓差极化的是：(A) 在电极上的反应速率(如果不存在浓差极化现象) ；(B) Cd2+ 从溶液本体迁移到电极附近的速率；(C) 氧气从SO42- 溶液本体到电极附近的速率；(D) OH- 从电极附近扩散到本体溶液中的速率.22．分别测量两节用过一些时候的干电池的电压，其起始电压都在1.1伏以上。
将此两节电池放入一支完好的手电筒内，灯泡却不发亮，究其最可能的原因是：(A) 电池电压降低；(B) 电筒电阻太大；(C) 电池内阻太大；(D) 电池内发生了严重的电化学反应。
23．对于浓差过电势，下列叙述不正确的是：(A) 浓差过电势的产生在于电极反应速率大于离子迁移速率；(B) 可用升温或搅拌的方法减小或消除浓差过电势；(C) 浓差过电势的大小与电流密度无关；(D) 浓差过电势的大小是电极极化程度的量度。
24．为了防止金属的腐蚀，在溶液中加入阳极缓蚀剂，其作用是：(A) 降低阳极极化程度；(B) 增加阳极极化程度；(C) 降低阴极极化程度；(D) 增加阴极极化程度。
25．碳钢（为阳极）在碳铵溶液中的腐蚀属于：[已知：φ(OH－,H2) = -0.828 V，φ(OH,O2) = 0.401 V](A) 析氢腐蚀；(B) 化学腐蚀；(C) 吸氧腐蚀；(D) 浓差腐蚀。
26．室温下，用铂作两极，电解1M NaOH溶液，阴极上发生的电极反应为：(A) Na+ + e Na ；(B) H2O + ½O2 + 2e ─→2OH-；(C) 2H+ + 2e H2；(D) 2OH-H2O + ½O2 + 2e 。
27．已知：φ(O2/OH-) = 0.401 V，φ(Cl2/Cl-) = 1.358 V，φ(Pb2+/Pb) = -0.126 V，φ(PbCl 2/Pb,Cl-) = -0.262 V。
当用两个Pb电极电解0.1 mol·dm-3 NaCl水溶液时，若不考虑超电势的影响，则阳极反应为：(A) Pb Pb2+ + 2e ；(B) Pb + 2Cl -PbCl2 + 2e ；(C) 2Cl-Cl2(g) + 2e ；(D) 4OH -O2 + 2H2O(l) + 4e 。
28．Na + 、H + 的还原电势分别为 -2.71V 和-0.83V，但用Hg作阴极电解NaCl溶液时，阴极产物是Na－Hg齐，这个现象的解释是：(A) Na 和Hg 形成液体合金 ； (B) 还原电势预示Na 更易析出 ；(C) 氢在汞电极上的超电势可能超过1.5V ； (D) 上述原因都不是 。
29．已知氢在铜上的析出超电势为0.23V ，φ(Cu 2+,Cu) = 0.34V ，电解0.1mol·dm -3的CuSO 4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) +0.23V ； (D) -0.27V 。
30．已知φ(Ag + ,Ag) = 0.799V ，φ(Pb 2+,Pb) = -0.126V ，在298K 、pAg + 、Pb 2+ 活度各为1的溶液，当Pb 2+ 离子开始析出时，Ag + 的浓度是：(A) 10-7 mol·dm -3 ； (B) 1mol·dm -3 ；(C) 10-16 mol·dm -3 ； (D) 无法计算 。
31．已知25℃ 时φ(Zn 2+/Zn) = -0.763V ，H 2在Zn 和光亮Pt 上的超电压分别约为0.7V和0.3V ，若分别以Zn 和光亮Pt 为阴极电解1mol·kg -1 ZnSO 4溶液(设为中性)，在阴极上首先析出的物质将分别为：(A) 均为H 2 ； (B) 均为Zn ； (C) Zn 和H 2 ； (D) H 2和Zn 。