电化学原理思考题答案解析

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。11．什么叫ψ1电位？能否说ψ1电位的大小只取决于电解质总浓度而与电解质本性无关？ψ1电位的符号是否总是与双电层总电位的符号一致？为什么？

答：距离电极表面d处的电位叫ψ1电位。不能，因为不同的紧密层d的大小不同，而紧密层的厚度显然与电解质本性有关，所以不能说ψ1电位的大小只取决于电解质总浓度而与电解质本性无关。当发生超载吸附时ψ1电位的符号与双电层总电位的符号不一致。12．试述双电层方程式的推导思路。推导的结果说明了什么问题？

13．如何通过微分电容曲线和电毛细曲线的分析来判断不同电位下的双电层结构？答：14．比较用微分电容法和电毛细曲线法求解电极表面剩余电荷密度的优缺点。15．什么是特性吸附？哪些类型的物质具有特性吸附的能力？答：溶液中的各种粒子还可能因非静电作用力而发生吸附称为特性吸附。大部分无机阴离子，部分无机阳离子以及表面活性有机分子可发生特性吸附。

16．用什么方法可以判断有无特性吸附及估计吸附量的大小？为什么？17．试根据微分电容曲线和电毛细曲线的变化，说明有机分子的特性吸附有哪些特点？undefined

答：1、吸附发生在零电荷电位附近的一定电位范围内，而且表面活性有机分子的浓度越高，发生吸附的电位范围越宽，界面张力下降的越多。2、零电荷电位正移负移视情况而定3、界面张力下降，且浓度上升，下降的程度越大4、浓度上升，微分电容下降，两侧出现电容峰值。

18．有机表面活性物质在电极上的特性吸附为什么有一定的吸附电位范围？无机离子发生特性吸附时，有没有一定的吸附电位范围？答：这种变化是由于表面活性有机分子的介电常数通常比水小，而分子体积比水大得多而引起的。无机离子吸附主要发生在比零电荷电位更正的范围内，即发生在带异号电荷的电极表面。19．利用电毛细曲线和微分电容曲线研究氢和氧的吸附时有什么困难？为什么？20．试小结一下微分电容曲线上出现峰值的原因可能有哪些。21．什么是零电荷电位？为什么说它不是电极绝对电位的零点？

答：零电荷电位指的是电极表面剩余电荷密度为0时的电位,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。22．据你所知，可以用哪些方法确定某一个电极体系的零电荷电位？第四章

1、什么是电极的极化现象？电极极化的原因是什么？试用产生极化的原因解释阴极极化和阳极极化的区别

答：有电流通过时电极电位偏离平衡电位的现象叫。。。原因：电子运动速率大于电极反应单位时间内阴极还原反应来不及消耗流入的电子，造成电子在阴极积累，阴极电极电位比平衡电位更负，而当氧化反应来不及补充流出的电子，造成正电荷的积累，阳极的电极电位比平衡电位更正2、极化有哪些类型？为什么可以分成不同的类型

答：极化分为浓差极化和电极极化，按照控制步骤的不同来分类，浓差极化：液相传质步骤成为控制步骤时引起的电极极化叫浓差极化。电极极化：电化学反应步骤成为控制步骤时引起的电极极化叫电极极化。

3、比较电解池和原电池的极化图，解释两者不同的原因。答：（看图）原电池阴极为正极，阳极为负极，电解池刚好与之相反。8、有人说。。。。。。。。答：不对，平衡电位是指可逆电极的电位，必须先判断电极体系是否为可逆电极，若为非可逆电极，还需要根据稳定电位判断析出倾向。9、假设。。。。

答：不对，电极过程中各单元的速度快慢时相对的，若通过搅拌使液相传质步骤速率大大增加，控制步骤会相应的改变，极化的类型可能改变，但仍会发生极化。10、有人说。。。。答：极化度。极化度表示电极极化的趋势，反映了电极过程进行的难易程度，极化度越大，电极极化的倾向越大，电极过程越不易进行。

11、名词解释平衡电位：可逆电极的电极电位标准电位：标准状态下的平衡

电位稳定电位：电荷交换速度平衡而物质交换速度不平衡时界面的电极电位极化电位：有电流通过时离平衡电位的的电极电位过电位：在一定电流密度下，电极电位偏离平衡电位的差值

极化值：有电流通过时电极电位与静止电位的差值