应用电化学练习题资料

应用电化学练习题

1、 试推导下列电极反应的类型及电极反应的过程。 （1）++

→+24Ce e 2Ce ，(2)-→++OH 4e 4O H 2O 22

(3)

Ni e 2Ni 2→++ (4)()()-+→++OH s MnOOH O H e s MnO 22

(5)2Zn(OH)e 2OH

2Zn →-+-

; ()()[]-

-

→+242

OH Zn OH 2OH Zn

2、 试说明参比电极应具有的性能和用途。

3、 试描述双电层理论的概要。

4、 根据电极反应Red ne O x ↔+，已知：1

*O *

R

L mmol 1x

-⋅==c c ，17s cm 10--⋅=θk ，3.0=α，n=1；（1）计算交换电流密度A I j /00=以μA 2cm -⋅表示）

；（2）试画出阳极电流和阴极电流在600μA 2

-⋅cm 范围内的Tafel 曲线（η-I

lg ）

。T ＝298K ，忽略物质传递的影响。 5、 试推导高正超电势时η～I 关系式，并同Tafel 方程比较。 6、 根据文献提供的数据，()()()()1

46

1

36

L mmol 20CN Fe ,L mmol 20CN Fe Pt -+-+

⋅⋅，

()1

L m m o l 1.0N a C l =⋅在25℃时的A I j

/00

=＝2.0mA.cm -2,这个体系的电子传递系数为0.50，计算：

（1）θ

k 的

值；（2）溶液中两种络合物浓度都为1mol.L -1时的交换电流密度0j ；

（3）电极面积为0.1cm 2，溶液中两种络合物浓度为10－

4mol.L

－1

时的电荷传递电阻。

7、 根据文献J.Am.Chem.Soc.，77，6488（1955）报道，研究电极反应：

()Hg Cd e 2Hg Cd 2→+++，当c Cd(Hg)=0.40mol.L -1时，得到如下实验数据：

试计算α和θ

k 的值。

8、 对于一个旋转圆盘电极，应用稳态物质传递控制电极反应的处理，物质传递系数m 0=0.62

6

1

2

13

20-ν

ωD ,式中

0D 为扩散系数（cm.s -1）

，ω为圆盘的角速度(s -1)( ω=2πf ，f 为旋转频率r.s -1)，ν是动力黏度，水溶液中ν为0.010（cm 2.s -1）。使用0.30cm 2的圆盘电极，在1mol.L -1Fe 3+还原为Fe 2+。已知Fe 3+的0D 为5.2×10－

6 cm.s -1，计算

圆盘电极转速为10 r.s -1时的还原极限电流。

9、 现用70A.m -2电流密度电解出铜，假定溶液中Cu 2+的活度为1，实验测得其Tafel 曲线低利率为（0.06V ）－

1，交换

电流密度

0j 为1 A.m -2，试问电解析出铜时阴极电位应为多少？

10、写出下列电池的电极反应，成流反应以及电解和集电器名称；

（1） 碱性锌－锰原电池 （2）锂－二氧化锰原电池 （3）锌－氧化汞电池 （4）碱性镍－镉电池（5）氢镍蓄电池（6）氢－氧燃料电池 11、下表为某电池在不同放电电流下的放电数据记录（电池质量50g ）

(1) 绘出两放电电流下电池的放电曲线，（E /V-Q /mA.h.g ）。

(2) 解释为什么相同初终放电电压而不同放电电流下电池容量不尽一样？

12、下表为碱性锌－锰电池的开路电压（OCV ）和放置时间的关系，放置10个月后电池容量下降了10%，（1）试计算

平均自放电速率，并绘出OCV －放置时间曲线；（2）试说明引发电池自放电的主要原因。

13、对于嵌入反应：

83x 83O V Li O V xLi =+[ 电解液为1 mol.L -1LiClO 4+PC:DME(1:1)]

(1) 试将该反应设计成二次电池并写出相应的电极反应。 (2) 试根据嵌入的锂离子的量x ，计算电池的理论容量。 (3) 试简述研究该二次电池性能的一般方法。

14、对于燃料电池：（－）（Pt ），()()+⋅-,Pt O SO H L

mol 1OH CH 2421

3

（1） 试写出电极反应和电池反应，并计算标准电池电动势。 （2） 试根据热力学知识推导其电池能量效率（H G id ∆∆=/η）≥100%是可能的。

（3） 试叙述改进该燃料电池性能的方法。

15、试依据热力学数据计算碱性锌－空气电池的理论容量、电池的电动势。 16、试叙述燃料电池的类型及特点。

17、请写出铅酸蓄电池的电极反应和成流反应，并叙述影响其寿命和容量减小的原因及铅酸蓄电池的改进方法。 18、试叙述如何实现镍－镉电池的密封。 19、试叙述影响电镀层质量的因素。 20、试叙述电镀过程中添加剂的作用原理。 21、试叙述电镀生产的主要工艺对镀层质量的影响。

22、写出酸性光亮镀铜、镀亮镍和镀铬的电极反应，并简要说明镀液中成分的作用。 23、试说明阳极和阴极电泳涂装的主要原理和电泳涂装的优点。

24、298K 时，欲回收电镀液中的银，废液中AgNO 3浓度为10－

6mol.L -1，还含有少量的Cu 2+存在，若以石墨为阴极，银

用阴极电解法回收，要求回收99%的银，计算中令活度系数r 1=1。试计算：（1）Cu 2+的浓度应低于多少？（2）阴极电位应控制在什么范围内？（3）什么情况下Cu 与Ag 同时析出？

25、以惰性电极电解SnCl 2的水溶液进行阴极镀Sn ，阳极上产生O 2，已知：+

2Sn α＝0.10，+

H α

＝0.010，阳极上2

O

η＝0.5V ，已知：Sn

Sn

2+ϕ

＝－0.140V ,

V 23.12

O/O

H θ

,H

2=+

ϕ，(1)试写出电极反应。并计算实际分解电压，（2）若