应用电化学实验相关思考题的参考答案

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物理化学核心教程(第二版)思考题习题答案—第8章 电化学

物理化学核心教程(第二版)思考题习题答案—第8章 电化学

第八章电化学一.基本要求1.理解电化学中的一些基本概念,如原电池和电解池的异同点,电极的阴、阳、正、负的定义,离子导体的特点和Faraday 定律等。

2.掌握电导率、摩尔电导率的定义、计算、与浓度的关系及其主要应用等。

了解强电解质稀溶液中,离子平均活度因子、离子平均活度和平均质量摩尔浓度的定义,掌握离子强度的概念和离子平均活度因子的理论计算。

3.了解可逆电极的类型和正确书写电池的书面表达式,会熟练地写出电极反应、电池反应,会计算电极电势和电池的电动势。

4.掌握电动势测定的一些重要应用,如:计算热力学函数的变化值,计算电池反应的标准平衡常数,求难溶盐的活度积和水解离平衡常数,求电解质的离子平均活度因子和测定溶液的pH等。

5.了解电解过程中的极化作用和电极上发生反应的先后次序,具备一些金属腐蚀和防腐的基本知识,了解化学电源的基本类型和发展趋势。

二.把握学习要点的建议在学习电化学时,既要用到热力学原理,又要用到动力学原理,这里偏重热力学原理在电化学中的应用,而动力学原理的应用讲得较少,仅在电极的极化和超电势方面用到一点。

电解质溶液与非电解质溶液不同,电解质溶液中有离子存在,而正、负离子总是同时存在,使溶液保持电中性,所以要引入离子的平均活度、平均活度因子和平均质量摩尔浓度等概念。

影响离子平均活度因子的因素有浓度和离子电荷等因素,而且离子电荷的影响更大,所以要引进离子强度的概念和Debye-Hückel极限定律。

电解质离子在传递性质中最基本的是离子的电迁移率,它决定了离子的迁移数和离子的摩尔电导率等。

在理解电解质离子的迁移速率、电迁移率、迁移数、电导率、摩尔电导率等概念的基础上,需要了解电导测定的应用,要充分掌握电化学实用性的一面。

电化学在先行课中有的部分已学过,但要在电池的书面表示法、电极反应和电池反应的写法、电极电势的符号和电动势的计算方面进行规范,要全面采用国标所规定的符号,以便统一。

会熟练地书写电极反应和电池反应是学好电化学的基础,以后在用Nernst方程计算电极电势和电池的电动势时才不会出错,才有可能利用正确的电动势的数值来计算其他物理量的变化值,如:计算热力学函数的变化值,电池反应的标准平衡常数,难溶盐的活度积,水的解离平衡常数和电解质的离子平均活度因子等。

电化学原理及应用智慧树知到课后章节答案2023年下北方民族大学

电化学原理及应用智慧树知到课后章节答案2023年下北方民族大学

电化学原理及应用智慧树知到课后章节答案2023年下北方民族大学北方民族大学第一章测试1.电解池的正极对应于()A:阴极 B:不确定 C:阳极答案:阳极2.影响离子运动速度的主要因素不包括:()A:离子的本性 B:温度 C:溶剂黏度 D:溶液pH答案:溶液pH3.第一个化学电源是1799年由物理学家()。

A:法拉第 B:伽伐尼 C:伏打答案:伏打4.电池放电时正极对应于()。

A: 不确定 B:阳极 C:阴极答案:阳极5.目前电化学的测量方法有()。

A:示差法 B: 稳态法 C:暂态法 D:补偿法答案: 稳态法;暂态法6.()属于电化学研究范畴。

A:腐蚀 B:电解池 C:电池 D:磨损答案:腐蚀;电解池 ;电池7.石墨中能够导电的载流子是()。

A:电子B: 等离子体 C:其余选项都不对D:离子答案:电子8.对电化学学科做出重大贡献的人物有()A:塔菲尔 B:牛顿 C:法拉第 D: 能斯特答案:塔菲尔;法拉第; 能斯特9.现代电化学研究的主体对象是()。

A:电极过程动力学 B: 电化学热力学 C:电解质溶液理论 D:其余选项都不对答案:电极过程动力学10.第一类导体的载流子是()A:空穴 B:正离子 C:电子 D:负离子答案:空穴;电子第二章测试1.相间电位产生主要的原因是()A:偶极子双电层 B:吸附双电层 C:离子双电层 D:表面电位答案:离子双电层2.最精确和合理的测量电池电动势的方法是 ( )A:电容法 B:补偿法 C:示差法 D:伏安法答案:补偿法3.伽伐尼电位差又称为()A:化学位差 B:电化学位差 C:内电位差 D:外电位差答案:内电位差4.()是可测可控的。

A:绝对电位 B:外电位 C:内电位 D:相对电位答案:外电位;相对电位5.所有的电极都能建立平衡电势。

A:对 B:错答案:错6.298 K时,电池反应H2(g)+1/2 O2 = H2O(g)的标准电池电动势为E1,那么电池反应2H2(g)+O2 = 2H2O(g) 所对应的电动势为E2()A: E1=1/2E2 B: E1=E2 C:无法确定 D: E1=2E2答案: E1=E27.盐桥能()消除液接电位。

应用电化学答案

应用电化学答案

一,简比较电子导体和离子导体的异同点(1)电子导体(第一类导体):荷电粒子是电子或电子空穴,它既包括普通的金属导体也包括半导体。

离子导体(第二类导体):荷电粒子是离子,例如,电解质溶液或熔融盐。

(2)电子导体的特点:A.自由电子或电子空穴作定向移动而导电 B.导电过程中导体本身不发生变化 C.温度升高,电阻也升高 D.导电总量全部由电子承担(3)离子导体的特点:A.正、负离子作反向移动而导电 B.导电过程中有化学反应发生 C.温度升高,电阻下 D.导电总量分别由正、负离子分担二,简述电极极化的原因(1)在有限的电流通过时,电极系统的电极电势偏离其平衡电极电势的现象,称为电极的极化现象。

(2)A,浓差极化在有限电流通过电极时,因离子传质过程的迟缓性而导致电极表面附近离子浓度与本体溶液中不同,从而使电极电位偏离其平衡电极电位的现象,叫作浓差极化。

B,活化极化(电化学极化)在有限电流通过电极时,由于电化学反应进行的返缓造成电极上带电程度与可逆状态下不同,从而导致的电极电位偏离其平衡电极电位的现象,叫做‘活化极化”.三,试说明参比电极因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。

四,试描述双电层理论的概述(1)Helmholtz“平板电容器”模型(1853年)按照这种模型,认为“电极/溶液”界面两侧的剩余电荷都紧密地排列在界面的两侧,形成类似于荷电平板电容器的界面双电层结构。

按照这种模型,界面微分电容值只依赖于界面层厚度(d),而与q和Φ值均无关系。

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。

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。

电化学原理及应用习题答案

电化学原理及应用习题答案
作业:
R - ne →O
* R
cR (0, t ) = c (1 − ( ) )
1/ 2
t
τ
τ 1/ 2
* cR nfA(πDR )1/ 2 = 2i
DR 1/ 2 t 1/ 2 * 1 t 1/ 2 * co (0, t ) = ( ) ( ) cR = ( ) cR τ ξ τ Do
ξ = ( Do / DR )1/ 2
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/s
独立组分中由式1212cnfad12120onfad2ico02i可得1212nfad2ic0pb2pbo2273259121mmmas12mm1212cd2nfad2ic0cdo21364212069mmmas12mm因?pb2pb?cd2cd所以判定pb2发生还原对于混合溶液708s属于单一pb2pb反应170s属于pb2pb和cd2cd反应共同参与2前者表现极限电流pb2
nF|Φ|
ΔGa
ΔGa,o
Φ<0
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

电化学原理及其应含答案

电化学原理及其应含答案

专题三电化学原理及其应用【考纲要求】1、了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应方程式和电池反应方程式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,金属腐蚀的危害,防止金属腐蚀的措施。

【高考考点】选择题原电池和电解池工作原理、电极产物判断、电极反应方程式书写及计算【知识要点】考点1、原电池和电解池工作原理考点2、原电池和电解池电极反应式的书写原电池:①一般电池:先负后正[负极:M-ne-(+反应离子)=M n+(M n+对应沉淀);正极:总反应-正极反应]②燃料电池:看酸碱性,先正后负。

正极:(酸性)O2+4e-+4H+=2H2O (碱性)O2+4e-+2H2O=4OH-;负极:总-负极(注意:把O2消去)电解池:阳极:一看电极,二看放电。

[注意:4OH—-4e-=2H2O+O2]阴极:找离子,排顺序。

M n++ne-=M 2H++2e-=H2↑考点3、原电池和电解池电极及电解质溶液PH值的变化和简单计算PH值的变化:①电极附近看电极反应方程式(PH升高,有OH-生成或H+被消耗);②电解池看总反应方程式。

计算:电子守恒法,分电极,分步骤计算。

考点4、原电池和电解池原理的应用(应用:新型电池的应用、金属的防护、精炼铜、电镀、电解NaCl、MgCl2等)【习题精讲】( )1、某小组为研究电化学原理,设计如右图装置。

下列叙述不正确...的是A. a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出B. a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu2++2e-= CuC. 无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D. a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu2+向铜电极移动( )2、据报道,摩托罗拉公司开发的一种以甲醇为原料,以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池,充一次电可持续使用一个月。

关于该电池的叙述正确的是A. 放电时,正极反应为式:O2+4e-+4H+==2H2OB. 放电时,负极反应为式:CH3OH-6e-+8OH-==CO32-+6H2OC. 充电时,原电池的负极与电源的正极相连接D. 充电时,阴极反应式为:4OH--4e-==2H2O+O2↑( )3、镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。

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

电化学方法原理和应用习题答案

电化学方法原理和应用习题答案

电化学方法原理和应用习题答案1. 电化学方法的原理电化学方法是一种利用电化学过程来研究物质性质和进行分析的方法。

它基于物质与电流之间的相互作用,通过测量电流、电势和电荷量等参数来获得与物质性质相关的信息。

电化学方法的原理基于两个基本的电化学过程:电解和电化学反应。

电解是指通过外加电势将电解质溶液中的离子转化为氧化还原反应中的氧化剂和还原剂。

电化学反应是指在电极表面发生的氧化还原反应,通过测量电极电势的变化来了解物质的电化学性质。

2. 电化学方法的应用2.1 电化学分析:电化学分析是利用电化学方法来定量或定性地分析化合物和物质的方法。

常见的电化学分析方法包括电位滴定法、极谱法、电位滴定法等。

这些方法可以广泛应用于环境监测、水质分析、生化分析等领域。

2.2 电化学腐蚀研究:电化学腐蚀研究是通过电化学方法来研究和评估材料在特定环境条件下的腐蚀性能。

它可以帮助我们了解材料在不同环境中的腐蚀行为,并采取措施来延缓或防止材料的腐蚀。

2.3 电化学储能:电化学储能是指利用电化学反应来存储和释放能量的技术。

常见的电化学储能装置包括电池和超级电容器。

电化学储能技术在电动汽车、可再生能源储存、能量回收等领域有着广泛的应用。

2.4 电化学合成:电化学合成是通过电流驱动反应来合成化合物的方法。

它可以用于有机合成、金属粉末的制备等。

电化学合成具有高选择性、高效率等优点,是一种绿色、可持续发展的合成方法。

3. 习题答案3.1 问题1:电解质溶液中是如何进行电解的?电解质溶液中的电解过程可以分为两个步骤:阳极反应和阴极反应。

在阳极处,氧化反应会发生,而在阴极处会进行还原反应。

阳极和阴极之间通过电解质溶液中的离子传递电荷。

3.2 问题2:电极电势的测量原理是什么?电极电势可以通过将电极与参比电极相连,通过测量电势差来确定。

参比电极是一个具有已知电势的电极,它提供了一个稳定的电势参考。

电极与参比电极之间的电势差可以通过测量电流或电势差来确定。

第七章 电化学思考题答案

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 。

应用电化学简单题附答案

应用电化学简单题附答案

1.何谓电毛细曲线?何谓零电荷电势?由lippman 公式可进一步得到界面双电层的微分电容Cd ,请给出Cd 的数学表达式。

答:①将理想极化电极极化至不同电势(Φ),同时测出相应的界面张力(σ值),表征Φ-6关系的曲线为“电毛细曲线”。

②“零电荷电势”是指σ-Φ曲线上最高点处d σ/d Φ=0即q=0(表面不带有剩余电荷)相应的电极电势,用Φ0表示。

③由lippman 公式:q=-(d σ/d Φ)μ1 ,μ2 ,...μi ;及Cd=dq/d Φ得Cd=-d 2σ/d Φ22.何谓电化学极化?产生极化的主要原因是什么?试分析极化在电解工业(如氯碱工业)﹑电镀行业和电池工业的利弊。

答:①电化学极化是指外电场作用下,由于电化学作用相对于电子运动的迟缓性改变了原有的电偶层而引起电极电位变化。

(即电极有净电流通过时,阴、阳电流密度不同,使平衡状态受到了破坏,而发生了电极电位的“电化学极化”)。

②原因:电化学反应迟缓、浓差极化。

③从能量角度来看,极化对电解是不利的;超电势越大,外加电压越大,耗能大。

极化在电镀工业中是不利的,氢在阴极上析出是不可避免的副反应,耗能大,但同时使阴极上无法析出的金属有了析出的可能。

极化使电池放电时电动势减少,所做电功也减小,对电池工业不利3.参比电极需选用理想极化电极还是不极化电极?目前参比电极有那些类型?选择参比电极需考虑什么?答:① 参比电极选用理想不极化电极。

②类型:标准氢电极,饱和甘汞电极,Ag/Agcl 电极,Hg/HgO/OH -电极。

③考虑的因素:电极反应可逆,稳定性好,重现性好,温度系数小以及固相溶解度小,与研究体系不反应4.零电荷的电势可用哪些方法测定?零电荷电势说明什么现象?能利用零电荷电势计算绝对电极电位吗?答:①电毛细法和微分电容法。

②零电荷电势表明了“电极/溶液”界面不会出现由于表面剩余电荷而引起的离子双电层现象;③不能将此电势看成相间电势的绝对零点,该电势也是在一定参比电极下测得的,所以不能用于计算绝对电极电位。

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

湘潭大学应用电化学习题解答-1

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:
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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

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。

《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。

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

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。

电化学原理及其应用(习题及答案)

电化学原理及其应用(习题及答案)

电化学原理及其应用(习题及答案)一、电化学原理概述电化学是研究化学反应与电现象之间关系的科学。

电化学反应涉及电子的转移,是化学能与电能之间的转化过程。

电化学原理广泛应用于电镀、电池、电解、电合成等领域。

1. 电化学反应的基本概念电化学反应包括氧化还原反应和电解质溶液中的离子反应。

氧化反应是指物质失去电子的过程,还原反应是指物质获得电子的过程。

电解质溶液中的离子反应是指阳离子和阴离子在电极上发生反应。

2. 电极与电解质电极是电化学反应中传递电子的导体,分为阳极和阴极。

阳极是电子流出的地方,阴极是电子流入的地方。

电解质是能在水溶液中导电的物质,包括酸、碱、盐等。

3. 电动势与电极电位电动势是指电池两极间的电位差。

电极电位是指电极在电解质溶液中的电位。

根据电极电位可以判断氧化还原反应的方向。

二、电化学应用1. 电池电池是利用电化学反应将化学能转化为电能的装置。

电池分为一次性电池和可充电电池。

一次性电池包括碱性电池、锌碳电池等;可充电电池包括铅酸电池、镍氢电池、锂电池等。

以下为几个习题及答案:习题1:碱性电池的正极材料是什么?答案:碱性电池的正极材料是二氧化锰(MnO2)。

习题2:铅酸电池的负极材料是什么?答案:铅酸电池的负极材料是海绵铅(Pb)。

2. 电解电解是利用电化学反应将电能转化为化学能的过程。

电解广泛应用于电镀、电解铝、电解水制氢等领域。

习题3:电解水制氢时,阳极产生的气体是什么?答案:电解水制氢时,阳极产生的气体是氧气(O2)。

习题4:电解铝时,阴极产生的物质是什么?答案:电解铝时,阴极产生的物质是铝(Al)。

3. 电镀电镀是利用电解原理在金属或非金属表面沉积一层金属或合金的过程。

电镀广泛应用于防护、装饰、修复等领域。

习题5:电镀过程中,阳极材料是什么?答案:电镀过程中,阳极材料是待镀金属。

习题6:电镀过程中,阴极材料是什么?答案:电镀过程中,阴极材料是待镀物体。

4. 电合成电合成是利用电解原理将两个或多个反应物在电极上发生化学反应,生成目标产物。

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。

应用电化学复习思考题.doc

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?。

应用电化学答案

应用电化学答案

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。

第章--应用电化学--习题及答案(精品).doc

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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 molT,求在25C时电解纯水的理论分解电压。

解:H2O=H2 +1/202,电子转移数为2,则有△ G = - 〃 F E mf= -237.191kJ mol-1^), -237191=-2X 96485 XE mf, E mf= 1.229V10-2 298. 15K 时测得电池:Pt(s) H2( p。

)| HC10) | Hg2Cl2(s) | Hg(l)的电动势与HC1溶液的质量摩尔浓度的关系如下bx 103/(mol kg-1) 75. 08 37. 69 18. 87 5. 04 晶/ V 0. 4119 0. 4452 0. 4787 0.5437求(1) £°甘乘(2) b= 0. 07508 mol kg^ 时HC1 溶液的/±。

解:负极反应:H2-2e -2H+正极反应:Hg2Cl2 +2e-2Hg +2CF电池反应:H2+ Hg2Cl2 -2H++2Hg +2CF所以有:E mf= E H-RT/2Fln [ a^H sW = E«_RT/2Fln (a^HC i^a(HCl)=a (H+) a(Cl )=( /士b/b'")2Emf=E°%-(2R〃F)ln(b/"°)对于稀溶液,ln/±=-A,(I/b— 1一1价电解质I=b(1)E m汁QRT/F) ln(Z?/Z?e)=E e tti + QRT/F) A' (Z?/Z?6)0'5 ,以E m^(2RT/F)ln(b/b Q)对(b/b"作图,直线的截距砂廿汞=0.2685 V(2) E mf=£e w - QRT/F) ln(b/b°) - (2RT/F) In/士, y± =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 r= pH, +F(E-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)。

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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。

(用1中的原电池做电池,正极接铜棒做电镀的阳极,负极接铁钉做电镀的阴极;此电镀属于Cu2+的阴极还原。


5、铝合金的阳极氧化
(1)原理:
铝及其合金在大气中其表面会自然形成一层厚度为40 ~ 50 A薄的氧化膜。

后者虽然能使金属稍微有些钝化,但由于它太薄,孔隙率大,机械强度低,不能有效地防
止金属腐蚀。

用电化学方法即阳极氧化处理后,可以在其表面上获得厚达几十到几百微米的氧化膜。

后者的耐蚀能力很好。

硫酸阳极氧化法(本次实验中使用的就是硫酸阳极氧化法:有机玻璃槽中使用的是20%的硫酸)所得的氧化膜厚度在5 - 20微米之间,硬度较高,孔隙率大,吸附性强,容易染色和封闭(本次实验中阴极为铅板;阳极为铝板,同时接上2块铝板;另备一块铝板不进行阳极氧化处理)。

而且具有操作简便、稳定、成本低等特点,故应用最为广泛。

当把零件挂在阳极上,阴极用铅棒,通入电流后,发生如下反应:
阴极上 2H++ 2e → H2↑
阳极上 Al-3e → Al3+
6OH-→ 3H2O+3O2-
2Al3+ + 3O2-→ Al2O3 + 399 (卡)
硫酸还可以与Al、Al2O3发生反应
2Al + 2H2SO4→ Al2(SO4)3 + 3H2↑
Al2O3 + H2SO4→ AL2(SO4)3 + 3H2O
铝阳极氧化膜的生长是在“生长”和“溶解”这对矛盾中发生和发展的。

(2)问题解答:
本次实验中使用的氧化层检验液为酸性重铬酸钾(盐酸+ 重铬酸钾,指导书中有误,请把重铅酸钾改为重铬酸钾)。

将配好的检测液滴在三个铝板上(包括未氧化的、未封孔的、已封孔,即指导书中所说的a 、b、c三个铝板),检验液的颜色由于6价铬被还原成3价铬,而由橙色变为绿色。

绿色出现的时间越迟,氧化膜的质量越好,记录变色时间(没有进行阳极氧化的铝板变绿时间约为40秒,变绿速度最快;封孔处理的变绿速度最慢;未封孔的在两者之间)。

为了得到良好的氧化层,应该控制好工艺条件特别是硫酸浓度和温度、电流密度。

这是老师传上去的答案。

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