应用电化学答案汇总
2023年高考化学试题分项版解析专题17《电化学原理综合应用》含解析
专题 17 电化学原理综合应用1. 【2023 天津卷】CO 是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。
答复以下问题:2〔3〕O 关心的Al ~CO 电池工作原理如图 4 所示。
该电池电容量大,能有效利用 CO ,电池反响产物 Al (C O )22 2 2 2 4 3是重要的化工原料。
电池的负极反响式:。
反响过程中O 的作用是。
2该电池的总反响式:。
【答案】Al –3e –=Al 3+〔或 2Al –6e –=2Al 3+〕 催化剂 2Al+6CO =Al (C O )【解析】222 4 32. 【2023 江苏卷】NO 〔主要指NO 和 NO 〕是大气主要污染物之一。
有效去除大气中的NO 是环境保护的重x2 x要课题。
(2) 用稀硝酸吸取 NO ,得到 HNO 和 HNO 的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。
写出电解时阳x32极的电极反响式: 。
【解析】精准分析:〔2〕依据电解原理,阳极发生失电子的氧化反响,阳极反响为HNO 失去电子生成HNO ,1molHNO232电池的正极反响式:6O +6e −26O − 26CO +6O− 223C O 2− 2 4【答案】〔2〕HNO −2e −+H O 2 23H ++NO −3反响失去 2mol 电子,结合原子守恒和溶液呈酸性,电解时阳极电极反响式为HNO -2e-+H O=NO -+3H+。
2 2 33.【2023 课标 1 卷】焦亚硫酸钠〔Na S O 〕在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
答复以下问题:2 2 5(3)制备Na S O 也可承受三室膜电解技术,装置如以下图,其中SO 碱吸取液中含有NaHSO 和 Na SO 。
阳2 2 5 23 2 3极的电极反响式为。
电解后,室的NaHSO浓度增加。
将该室溶液进展结晶脱水,3可得到Na S O 。
2 2 5【答案】〔3〕2H O-4e-=4H++O ↑ a2 2【解析】4.【2023 课标 1 卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿〔ZnS,含有 SiO 和少2量 FeS、CdS、PbS 杂质〕为原料制备金属锌的流程如以下图:(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反响式为;沉积锌后的电解液可返回工序连续使用。
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。
电化考试题及答案
电化考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共10题)1. 电化学反应中,电子的流动方向是:A. 从负极流向正极B. 从正极流向负极C. 从溶液流向电极D. 从电极流向溶液答案:A2. 电解水时,阳极产生的气体是:A. 氢气B. 氧气C. 氮气D. 二氧化碳答案:B3. 法拉第电解定律中,电极上沉积的物质量与哪些因素有关?A. 电流强度和通电时间B. 电极材料C. 溶液浓度D. 所有以上因素答案:A4. 电镀过程中,被镀金属作为:A. 阳极B. 阴极C. 电解质D. 电源5. 在电化学电池中,哪种类型的反应是自发进行的?A. 氧化反应B. 还原反应C. 氧化还原反应D. 非氧化还原反应答案:C6. 电化学腐蚀中,金属的腐蚀速率与哪些因素有关?A. 金属的纯度B. 环境的湿度C. 金属的电位D. 所有以上因素答案:D7. 电化学传感器的工作原理基于:A. 电导变化B. 电势变化C. 电流变化D. 电阻变化答案:B8. 电化学抛光中,金属表面光亮的原因是:A. 金属被氧化B. 金属被还原C. 金属被溶解D. 金属被沉积答案:C9. 电化学合成中,电子作为:B. 还原剂C. 催化剂D. 反应物答案:B10. 电化学电池的总反应可以表示为:A. 氧化反应 + 还原反应B. 氧化反应 - 还原反应C. 氧化反应× 还原反应D. 氧化反应÷ 还原反应答案:A二、填空题(每题2分,共5题)1. 在电化学中,电池的电动势(E)等于各半电池的_______之和。
答案:电势差2. 电化学腐蚀的两种主要类型是_______腐蚀和_______腐蚀。
答案:吸氧、析氢3. 电化学分析法中,电位法测量的是溶液中特定离子的_______。
答案:电化学势4. 电镀时,电流效率是指沉积在阴极上的金属量与_______通过的电量之比。
答案:法拉第5. 电化学合成中,通过控制电流可以精确控制产物的_______。
答案:产量三、简答题(每题10分,共2题)1. 简述电化学电池的工作原理。
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。
应用电化学试题及答案
应用电化学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 电化学电池中,正极发生的反应是()。
A. 氧化反应B. 还原反应C. 电解反应D. 电离反应答案:B2. 在电化学腐蚀中,金属的腐蚀速率与电解质溶液的pH值关系是()。
A. pH值越低,腐蚀速率越快B. pH值越高,腐蚀速率越快C. pH值对腐蚀速率无影响D. pH值对腐蚀速率影响不大答案:A3. 电化学传感器中,电位型传感器的工作原理是基于()。
A. 电导变化B. 电位变化C. 电流变化D. 电阻变化答案:B4. 电化学阻抗谱(EIS)技术中,阻抗谱图的横坐标表示的是()。
A. 频率B. 电位C. 电流D. 时间答案:A5. 电化学合成中,电解池中阳极发生的反应是()。
A. 氧化反应B. 还原反应C. 电解反应D. 电离反应答案:A6. 电化学腐蚀中,金属的腐蚀速率与温度的关系是()。
A. 温度升高,腐蚀速率加快B. 温度升高,腐蚀速率减慢C. 温度对腐蚀速率无影响D. 温度对腐蚀速率影响不大答案:A7. 电化学传感器中,电流型传感器的工作原理是基于()。
A. 电导变化B. 电位变化C. 电流变化D. 电阻变化答案:C8. 电化学阻抗谱(EIS)技术中,阻抗谱图的纵坐标表示的是()。
A. 频率B. 电位C. 电流D. 阻抗模答案:D9. 电化学合成中,电解池中阴极发生的反应是()。
A. 氧化反应B. 还原反应C. 电解反应D. 电离反应答案:B10. 电化学腐蚀中,金属的腐蚀速率与电解质溶液的浓度关系是()。
A. 浓度越高,腐蚀速率越快B. 浓度越低,腐蚀速率越快C. 浓度对腐蚀速率无影响D. 浓度对腐蚀速率影响不大答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 电化学电池中,正极发生的反应是________,负极发生的反应是________。
答案:还原反应;氧化反应2. 电化学腐蚀中,金属的腐蚀速率与电解质溶液的________值关系密切。
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dσ/dΦ=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=-(dσ/dΦ)μ1 ,μ2 ,...μi;及Cd=dq/dΦ得Cd=-d2σ/dΦ22.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(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》复习思考题参考答案
《应用电化学》复习思考题参考答案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tern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),它是在距离为某1处。
溶剂化离子只能接近到距电极为某2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:某O某+neRed如:酸性介质中HCHO的还原反应:OHH2CHCHO+H2OC步骤OHHCHO+2H++2e→CH3OHE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某+Ze→Red某如: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:某+neRedE步骤Red+某O某+YC步骤如:Fe3+/Fe2+电对催化H2O2的还原反应:1/2H2O2+e→OH-Fe3++e→Fe2+Fe2++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。
必刷题 电化学及其应用(解析版)
必刷题电化学及其应用建议完成时间:60分钟选择题:精选20题实际完成时间:分钟非选择题:精选0题1(2024·江西·统考模拟预测)水系Zn-CO2电池在碳循环方面具有广阔的应用前景。
该电池的示意图如下,其中双极膜在工作时催化H2O解离为H+和OH-,并在直流电场的作用下分别向两极迁移。
下列说法正确的是()A.放电时,Zn电极为负极,发生还原反应B.充电时,OH-从Zn电极通过双极膜到达催化电极发生反应C.放电时,催化电极上的反应为CO2+2H++2e-=CO+H2OD.充电时,Zn电极上的反应为Zn2++2e-=Zn【答案】C【详解】由图知,该电池在放电时,Zn作负极失去电子,发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)2-4,催化电极作为正极得电子,发生还原反应,电极反应式为CO2+2H++2e-=CO+H2O,充电时,Zn作为阴极,双极膜在工作时催化H2O解离为H+和OH-,氢离子移向阴极,电极反应式为Zn(OH)2-4+4H++2e-=Zn+4H2O,催化电极为阳极,双极膜在工作时催化H2O解离为H+和OH-,氢氧根移向阴极,电极反应式为CO+2OH--2e-=CO2+H2O,据此回答。
A.由分析知,放电时,Zn电极为负极,发生氧化反应,A错误;B.由分析知,充电时,OH-从双极膜向催化电移动,并极发生反应,B错误;C.由分析知,放电时,催化电极上的反应为CO2+2H++2e-=CO+H2O ,C正确;D.充电时,Zn电极上的反应为Zn(OH)2-4+4H++2e-=Zn+4H2O,D错误;故选C。
2(2024·安徽·统考模拟预测)我国学者研制了一种锌基电极,与涂覆氢氧化镍的镍基电极组成可充电电池,其示意图如下。
放电时,Zn转化为2ZnCO3⋅3Zn(OH)2。
下列说法错误的是()A.放电时,正极反应为:Ni(OH)2+2e-=Ni+2OH-B.放电时,若外电路有0.2mol电子转移,则有0.1molZn2+向正极迁移C.充电时,a为外接电源负极D.充电时,阴极反应为:2ZnCO3⋅3Zn(OH)2+10e-=5Zn+2CO2-3+6OH-【答案】B【详解】放电时,锌基电极为负极,Zn转化为2ZnCO3⋅3Zn(OH)2,电极反应式为:5Zn+2CO2-3+6OH--10e-=2ZnCO3⋅3Zn(OH)2,镍基电极为正极,电极反应式为:Ni(OH)2+2e-=Ni+2OH-,充电时,a接电源负极,锌基电极为阴极,电极反应式为:2ZnCO3⋅3Zn(OH)2+10e-=5Zn+2CO2-3+6OH-,b接电源正极,镍基电极为阳极,电极反应式为:Ni+2OH--2e-=Ni(OH)2。
应用电化学部分习题答案
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。
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。
专题10 电化学及其应用-2024年高考化学真题题源解密(全国)(解析版)
专题十 电化学及其应用目录:2023年真题展现考向一 原电池的工作原理及应用 考向二 电解池的工作原理及应用 考向三 化学电源装置分析真题考查解读 近年真题对比考向一 原电池的工作原理及应用 考向二 电解池的工作原理及应用 考向三 化学电源装置分析 考向四 金属的腐蚀与防护命题规律解密 名校模拟探源 易错易混速记考向一 原电池的工作原理及应用1.(2023·广东卷)负载有Pt 和Ag 的活性炭,可选择性去除-C1实现废酸的纯化,其工作原理如图。
下列说法正确的是A .Ag 作原电池正极B .电子由Ag 经活性炭流向PtC .Pt 表面发生的电极反应:--22O +2H O+4e 4OH =D .每消耗标准状况下11.2L 的2O ,最多去除-1 mol Cl 【答案】B【分析】2O 在Pt 得电子发生还原反应,Pt 为正极,Cl -在Ag 极失去电子发生氧化反应,Ag 为负极。
【详解】A .由分析可知,Cl -在Ag 极失去电子发生氧化反应,Ag 为负极,A 错误; B .电子由负极Ag 经活性炭流向正极Pt ,B 正确;C .溶液为酸性,故Pt 表面发生的电极反应为+-22O +4H +4e H O =2,C 错误;D .每消耗标准状况下11.2L 的2O ,转移电子2mol ,而-2mol Cl 失去2mol 电子,故最多去除-2mol Cl ,D 错误。
故选B 。
考向二 电解池的工作原理及应用2.(2023·全国甲卷)用可再生能源电还原2CO 时,采用高浓度的K +抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率,装置如下图所示。
下列说法正确的是A .析氢反应发生在IrO Ti x -电极上B .Cl -从Cu 电极迁移到IrO Ti x -电极C .阴极发生的反应有:22422CO 12H 12e C H 4H O +-++=+D .每转移1mol 电子,阳极生成11.2L 气体(标准状况) 【答案】C【分析】由图可知,该装置为电解池,与直流电源正极相连的IrO x -Ti 电极为电解池的阳极,水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为2H 2O -4e —=O 2↑+4H +,铜电极为阴极,酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等,电极反应式为2CO 2+12H ++12e −=C 2H 4+4H 2O 、2CO 2+12H ++12e −=C 2H 5OH+3H 2O ,电解池工作时,氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。
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。
应用电化学基础答案谢德明
应用电化学基础答案谢德明1、在溶剂沉淀法中,主要是在溶液中加入另一种溶剂一改变混合溶剂的什么实现的()[单选题] *ApH值B溶解度C极性(正确答案)D体积2、属于倍半萜的化合物是()[单选题] *A龙脑B莪术醇C薄荷醇D青蒿素(正确答案)3、南五味子保肝的主要效药效成分是()[单选题] *A蒽醌B香豆素C黄酮D木脂素(正确答案)4、下列含有蒽醌类成分的中药是()*A丹参B决明子(正确答案)C芦荟(正确答案)D紫草5、E易酶解苷类成分关于亲水性有机溶剂,说法正确的有()*A极性大(正确答案)B极性小C水不相溶D与水部分相溶6、以橙皮苷为指标成分进行定性鉴别的中药是()[单选题] *A葛根B黄芩C槐花D陈皮(正确答案)7、适用于队热及化学不稳定的成分、低极性成分的提取()[单选题] * A渗漉法B超声提取法C回流提取法D超临界流体提取法(正确答案)8、具有酚羟基或羧基的游离蒽醌类成分有一定酸性,可用的提取方法是()[单选题]* A酸溶碱沉法B碱溶酸沉法(正确答案)C水提醇沉法D醇提水沉法9、以葛根素为指标成分进行定性鉴别的中药是()[单选题] *A葛根(正确答案)B黄芩C槐花D陈皮10、大黄素型蒽醌母核上的羟基分布情况是()[单选题] *A一个苯环的β位B苯环的β位C在两个苯环的α或β位(正确答案)D一个苯环的α或β位11、挥发油可析出结晶的温度是()[单选题] *A0~-20℃(正确答案)B0~10℃C0~20℃D0~15℃12、分馏法分离挥发油的主要依据是()[单选题] *A密度的差异B沸点的差异(正确答案)C溶解性的差异D旋光性的差异13、游离生物碱和生物碱盐都易溶解的溶剂是()[单选题] * A三氯甲烷B正丁醇C乙醇(正确答案)D水14、下列应用最广的经典提取方法是()[单选题] *A水蒸气蒸馏法B溶剂提取法(正确答案)C超临界流体萃取法D超声提取法15、溶剂极性由小到大的是()[单选题] *A石油醚、乙醚、乙酸乙酯(正确答案)B石油醚、丙酮、乙酸乙酯C石油醚、乙酸乙酯、三氯甲烷D三氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚16、薄层吸附色谱中的Rf的大小说明了吸附程度的大小,吸附力越大,则Rf()[单选题] *A越大B越小(正确答案)C越接近1D越接近017、下列基团在极性吸附色谱中的被吸附作用最强的是()[单选题] *A羧基(正确答案)B羟基C氨基D醛基18、凡具有()的木脂素,与三氯化铁反应,呈阳性()[单选题] *A酚羟基(正确答案)B羧酸C醇羟基D氨基19、从香豆素类的结构看,香豆素是一种()[单选题] *A内酯(正确答案)B羧酸C酰胺D糖20、E连续回流提取法(正确答案)用乙醇作溶剂提取时,下列说法正确的是()* A对植物细胞壁穿透力强(正确答案)B溶解范围广,提取较全面(正确答案)C提取液中蛋白质、多糖等水溶性杂质少(正确答案)D有防腐作用,提取液不易发霉变质(正确答案)21、巴豆的致泻成分是()[单选题] *A丁二酸B巴豆油酸(正确答案)C绿原酸D抗内毒素22、萃取法是利用混合物中各成分在两相溶剂中的分配.系数不同而到达分离的方法,所谓两相溶剂是指()[单选题] *A两种相互接触而又不相溶的溶剂(正确答案)B两种不相互接触而又互相溶的溶剂C两种不相互接触而又不相容的溶剂D两种互相接触而又互相溶的溶剂23、属于挥发油特殊提取方法的是()[单选题] *A酸提碱沉B水蒸气蒸馏(正确答案)C煎煮法D浸渍法24、挥发油的溶解性难溶于()[单选题] *A水(正确答案)B乙醇C石油醚D乙醚25、香豆素及其苷发生异羟肟酸铁反应的条件为()[单选题] * A在酸性条件下B在碱性条件下C先碱后酸(正确答案)D在中性条件下26、厚朴酚的结构类型为()[单选题] *A简单木脂素B单环氧木脂素C木脂内酯D新木脂素(正确答案)27、倍半萜和二萜在化学结构上的明显区别是()[单选题] * A氮原子数不同B碳原子数不同(正确答案)C碳环数不同D硫原子数不同28、下列方法哪一个不是按照色谱法的分离原理不同进行分类的是()[单选题] * A离子交换色谱B薄层吸附色谱(正确答案)C凝胶色谱D分配色谱29、中药紫草中的主要有效成分属于()[单选题] *A苯醌类B萘醌类(正确答案)C蒽醌类D菲醌类30、在高效液相色谱法中,常用的柱内填料是()[单选题] *A氧化铝B活性炭C十八烷基硅烷键和硅胶(正确答案)D羧甲基纤维素。
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:
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
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_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
应用电化学_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.数据仓库的数据具有4个基本特征,以下错误的是()答案:不随时间变化的2.一个3层的神经网络中,各层分别是()答案:.输入层、隐含层、输出层3.目前使用两种模型进行了挖掘,提升图如图所示,为了更好的模型的准确度,你应该选择()模型(用颜色代表)答案:红4.有关朴素贝叶斯算法的叙述正确的是()答案:朴素贝叶斯算法是一种基于概率的分类算法5.若P(H)=0.5 , P(X)=0.8, P(X|H)=0.7, 则P(H|X)=( )答案:0.43756.联机分析处理包括以下哪些基本分析功能?答案:切块旋转7.以下各项均是针对数据仓库的不同说法,你认为正确的有()答案:数据仓库是一切商业智能系统的基础数据仓库支持决策而非事务处理数据仓库的主要目标就是帮助分析,做长期性的战略制定8.以下哪些学科和数据挖掘有密切联系答案:统计学人工智能9.在SQLServer的分析服务中,哪些算法可以实现分类?答案:贝叶斯决策树神经网络逻辑回归10.在聚类分析当中,簇内的相似性越大,簇间的差别越大,聚类的效果就越差答案:错误11.具有较高的支持度的项集具有较高的置信度。
答案:错误12.离群点可以是合法的数据对象或者值。
答案:正确13.数据挖掘的主要任务是从数据中发现潜在的规则,从而能更好的完成描述数据、预测数据等任务。
答案:正确14.K-平均值算法不能保证得到最佳稳定性。
答案:正确15.从以下挖掘模型查看器中可以发现,婚姻状况(Marital Status)是决定目标属性分类的一个重要属性答案:错误16.下表是超市有关牛奶面包的事务条目数据,使用Apriori算法,写出购买(面包,牛奶)的支持度(精确到1位小数)买面包不买面包合计买牛奶2000 500 2500 不买牛奶1000 1500 2500 合计3000 2000 5000答案:0.417.以下模型中预测有房的人(值为1)有多少?预测 1 (实际)0 (ʵ实际)1 11545 17890 957 4193答案:1333418.从以下模型中得到模型的准确度是多少?(保留2位小数)预测 1 (实际)0 (ʵ实际)1 11545 17890 957 4193答案:0.85。
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
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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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。
显然这种模型是过于简单了,只有在电解液很浓及q值较大时才能这样近似处理(2)Gouy-Chapman“分散双电层”模型(1913)这一模型考虑了界面溶液一侧荷电粒子热运动的影响,认为溶液中的剩余电荷不可能紧密地排列在界面上而应按照势能场中粒子的分布规律统计分布在邻近界面的液层中,形成电荷“分散层”;并假设离子电荷为没有几何尺寸的理想点电荷,可以(但不一定)无限靠近电极表面。
该模型比“平板电容器”模型有了发展,能较满意地解释稀溶液中Φ0附近出现的电容极小值。
主要问题来自于离子电荷并非理想点电荷。
(3)Stern双电层模型(1924年)这是在上述“分散双电层”模型的基础上发展起来的,同时又吸取了初期“紧密双电层”模型的合理部分。
根据这一模型,双电层可以同时具有紧密性和分散性。
(4)其它模型(1950年之后)在以上模型的基础上,不少学者提出了多种更为精细的模型,但仍然难以完满解释已有的全部实验事实。
五,电极过程的主要特征(1)一般电极过程的基本步骤串联进行,当整个电极过程达到稳态时,各个基本步骤的净反应速度相等。
(2)整个电极过程的速度受速度最慢(活化能最大)的基本步骤控制,该步骤称为“控制步骤”。
(3)“分区进行”——即氧化、还原反应可以分别在阳极和阴极进行,反应中涉及的电子通过电极或外电路传递。
(4)“电极/溶液”界面附近的条件(电场、传质)对电极过程的影响。
在“电极/溶液”界面上我们有可能在一定范围内随意的控制反应表面的“催化活性”与反应条件。
所以说电极过程是一种很特殊的异相催化反应过程。
六,电催化与常规化学催化反应的区别反应时,在反应界面上电子的传递过程存在本质差别。
常规化学催化:(1)反应物和催化剂之间的电子传递是在限定区域内进行的,既不能从外电路中输入电子,也不从反应体系中导出电子。
(2)电子的转移无法从外部加以控制。
电催化:(3)利用外部回路控制过电势,使反应速度容易控制。
(4)改变电极电势,可以控制氧化或还原反应的方向。
(5)输入的电流可以用来作为反应速度的依据。
(6)反应前后的自由能变化幅度大。
七,影响电催化剂的因素1.电催化剂的性能具备的特点:(1)催化剂有一定的电子导电性。
(2)高的催化活性。
(3)催化剂的电化学稳定性2.电催化剂的结构和组成3.电催化剂的氧化-还原电势4.电催化剂的载体对电催化活性的影响5.电催化剂的表面微观结构和状态、溶液中的化学环境八,图示说明氧气与电极表面的作用方式的还原机理1,氧分子在电极相表面吸附的方式:侧基式(Griffiths)端基式(Pauling) 桥式2,侧基式吸附(4电子反应模式)3.桥式吸附(4电子反应模式)4.端基式吸附(两电子反应模式)九.说明甲醇在Pt电极上的氧化机理甲醇在铂电极上发生吸附,然后脱氢同时发生解离吸附反应,生成一系列表面吸附物种(CH X OH)ad(X=0~3)Pt+CH3OH→Pt-(CH3OH)ad⑴Pt+Pt-(CH3OH)ad→Pt-(CH2OH)ad +Pt-H ad⑵Pt+Pt-(CH2OH)ad→Pt-(CHOH)ad+Pt-H ad⑶Pt+Pt-(CHOH)ad→Pt-(COH)ad+Pt-H ad⑷Pt+Pt-(COH)ad→Pt-(CO)ad+Pt-H ad⑸Pt-H ad→Pt + H+ + e (6)10.燃料电池的工作原理和特点(1)工作原理燃料电池将燃料氧化反应所释放的化学能直接转化为电能与一般电池不同的是, 在燃料电池中燃料及氧化剂(空气与氧气)可以连续不断地供给电池, 反应产物可以连续不断地从电池排出, 同时连续不断地输出电能和热能。
(2)燃料电池的特点A 能量转化效率高在燃料电池中,燃料不是被燃烧变为热能,而是直接发电, 不受卡诺热机效率的限制理论上能量转化效率在90%以上, 实际效率可望在80%以上B 比能量和比功率高封闭体系蓄电池与外界没有物质的交换, 比能量不会随时间变化,但是燃料电池由于不断补充燃料,随着时间延长,其输出能量也越多C 污染小D 可靠性高电池组合是模块结构, 维修方便;处于额定功率以上过载运行时,它也能承受而效率变化不大;当负载有变化时,它的响应速度也快E 适用能力强可以使用多种初级燃料,包括火力发电厂不宜使用的低质燃料设备占地面积小,建设工期短十一,简述锂离子电池的优点(1)高能量密度(2)高工作电压(3)无记忆效应(4)无污染十二,简单金属离子的还原步骤包括:(1)水化金属离子向由本体溶液向电极表面的液相传递(2)电极表面溶液中金属离子水化系数降低、水化层发生重排,使离子进一步靠近电极表面(3)部分失水的金属离子直接吸附于电极表面的活化部位,并借助于电极实现电荷转移,形成吸附于电极表面的水化原子,过程表示为:(4)吸附于电极表面的水化原子失去剩余水化层,进入金属原子晶格。
十三,如何实现金属离子共沉淀依据金属共沉积的基本条件,只要选择适当的金属离子浓度、电极材料(决定着超电势的大小)和标准电极电势就可以使两种金属离子同时析出。
(1)当两种离子的 相差较小时,可采用调节离子浓度的方法实现共沉积。
(2)与两种离子的 相差不大(< 0.2V ),且两者极化曲线(E -i 或η-i 曲线)斜率又不同的情况下,则调节电流密度使其增大到某一数值,此时,两种离子的析出电势相同.也可以实现共沉积。
(3)采用配合剂采用配合剂是使电位差相差大的金属离子实现共沉积的最有效方法,金属配位离子能降低金属离子的有效浓度,使电位较正金属的平衡电位负移的绝对值大于电位较负的金属。
(4)采用适当的添加剂添加剂在镀液中的含量比较少,一般不影响金属的平衡电位,有些添加剂能显著地增大或降低阴极极化,从而明显地改变金属的析出电位。
十四,整平剂的作用机理?✦ 在整个基底表面上,金属电沉积过程是受电化学活化控制(即电子传递步骤是速度控制步骤)的✦ 整平剂能在基底电极表面发生吸附,并对电沉积过程起阻化作用OH n m M O nH O mH M 22222)(-⋅→-⋅++吸附离子)()()(222O H n m M e O H n m M -⋅→+-⋅++吸附原子)()()(22O H n m M e O H n m M -⋅→+-⋅+晶格M O H n m ad O H n m M →---⋅22)()()(✦在整平过程中,吸附在表面上的整平剂分子是不断消耗的,即整平剂在表面覆盖度不是出于平衡状态,整平剂在基底上的吸附过程受其本身从本体溶液向电极表面的扩散步骤控制✦整平剂一般是吸附能力很强的物质。
十五,简述复合电镀的特点及常用固体的分类特点:(1)复合电镀:是指在电镀或化学镀的镀液中加入一种或多种非溶性的固体微粒,使其与主体金属(或合金)共沉积在基体上的镀覆工艺。
(2)当固体微粒在进入金属镀层可以显著增加镀层的耐磨性,并赋予镀层一些特殊的性质作为复合电镀的固体微粒主要有三类•第一类是提高镀层耐磨性的高硬度、高熔点、耐腐蚀的微粒。
如:α,γ-Al2O3,SiO2,SiC,TiO2,Cr2O3,ZrO2,TiC,WC,金刚石等。
•第二类是提供自润滑特性的固体润滑剂微粒,如:MoS2,聚四氟乙烯,氟化石墨,BN,石墨等。
第三类是提供具有电接触功能的微粒,如:WC,SiC,BN,MoS2,La2O3等十六,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。
十七,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。
十八, 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。