湘潭大学应用电化学习题解答精要.ppt

应用电化学习题解答 5 已知反应电极O+4e=R在静止溶液中恒电流极化时，阴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： 当t=1×10-3s时，转换上面公式得 6 某有机物在25℃下静止的溶液中电解氧化，若扩散步骤是速度控制步骤，试计算该电极过程的极限扩散电流密度。已知每一个有机物分子结合的电子数是4，有机物在溶液中的扩散系数是6×10-5cm2/s，浓度为0.1mol/L。扩散层有效厚度为5×10-2cm。 解： 7 已知25℃时，阴极反应O+2e=R受扩散步骤控制，O和R均为可溶，co0=0.1mol/L，cR0=0。扩散层厚度为0.01cm，O的扩散系数为1.5×10-4cm2/s，求（1）测得jc=0.08A/cm2时阴极电位 =-0.12V，该阴极过程中的半波电位是多少？（2）jc=0.2A/cm2时，阴极电位是多少？ 解：（1） （2） 4 镀镍时，通过2.5A电流1h，电极增重2.55g，计算电流效率。 解： 5 在含有NiSO4的溶液中进行电镀，被镀物件总表面积为100cm2通过电流为3A，试问，镀上0.3mm的镀层需要多少时间？已知电流效率为90%，Ni的密度为8.9g/cm3. 解： 1 重量为123g的碱性锌锰电池在2.25 负载下连续放电，知道电池的终止电压为0.9V，持续放电时间为735min，放电量为6.21Ah，试求该电池放电时的平均比能量和比功率。已知人体重55kg的平均输出功率为100W，体重为450kg的马输出功率为1马力，试把他们与上述电池的比功率做比较。 解： 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 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： 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 + OH- 负极 Cd +2OH- 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 * * s mol/L 第三章（3） 液相传质步骤动力学 A/cm2 3.电极反应O十e→R在20℃时的交换电流密度是1×10-9A/cm2。当阴极过电位为0.556 V时，阴极电流密度为1 A/cm2时。假设阴极过程为电子转移步骤控制，试求: (1)传递系数α。 (2)阴极过电位增大一倍时，阴极反应速度改变多少? 解：阴极过电位为0.556 V，属于高极化区，塔菲尔方程: 已知i0= 1×10-9A/cm2; ηc= 0.556 V; ic= 1 A/cm2；n=1 解得α= 0.94 第三章（4） 电子转移步骤动力学 (2) (1) (2) (2)-(1)得： i1= 1 A/cm2; η1= 0.556 V; η2= 2×0.556 V α= 0.94； R=8.314； T=293K 解方程得 i2=9.8×108 A/cm2 比功率：电池＞人＞马 第六章 化学电源 M=91.7 M=112.41 *