电解与极化作用.doc

电解与极化作用 1．电流密度=0.01A·cm-2时，H2在Zn电极上的超电势η(H2)=0.76 V，若电解液中Zn2+的活度为0.01，要使Zn2+在阴极上析出，而不使氢析出，求溶液的pH值应控制在什么范围(298K时(+ | Zn) = -0.763V)。 ．实验测得酸性溶液（pH=1.0）中氢在铁上析出的极化曲线符合Tafel公式，得到a=0.7V, b=128mV，(电流密度的单位是A·cm-2)。试求外电流为1.0×10-4mA·m-2时氢在铁上析出的阴极超电势)，实际析出电势)，及交换电流密度(j0)。 ．溶液中Ni2+，Cu2+的活度均为1.00mol kg -1，298.15K电解时 （1）在阴极上何种离子先析出来？ （2）第二种离子析出时，先析出离子的浓度为多少？，。 6．Pt电极电解H2SO4(0.1 mol·-1，γ±=0.265)反应温度为298K，压力是101325Pa。若电解过程中，将Pb电极与另一甘汞电极相联，测得E=1.0685V，求H2在Pb电极上的超电势。已知(甘汞)=0.2801V。 ．298K，101325Pa时，以Pt为阴极，石墨为阳极，电解含有FeCl2(0.01mol·-1)和CuCl2(0.02 mol·-1)的水溶液，若电解过程中不断搅拌，并设超电势均可忽略不计，活度系数为1。问（1）何种金属先析出？（2）第二种金属析出时，至少需加多少电压？（3）第二种金属离子析出时，第一种金属离子在溶液中的浓度为若干？(Fe2+|Fe)= -0.44021V； (O2|H+,H2O)=1.229V； (Cu2+|Cu)=0.337V；(Cl2|Cl－)=1.360V．某溶液在298K下，经分析知aH+)=1，aZn2+)=1，如以锌做阴极进行电解，要使Zn2+全部析出（只允许Zn2+在溶液中的浓度约为10-7mol·-1），需控制溶液的pH值为若干？已知H+在Zn电极上的ηH+)=0.7V，Zn2+在锌电极上的ηZn2+)=0。 ．在Zn2+和Cd2+浓度各为1mol·-1，pH=3的溶液中进行电解，问哪种离子先析出？当第二种离子析出时，溶液中第一种离子的浓度为若干？在氢析出前，第二种离子的浓度为若干？假定氢在第二种金属上的超电势为0.72V。．25℃时，用铂电极电解1mol·-1H2SO4水溶液，当电流密度为50A?m-2时，ηH2) = η(O2) = 0.487V，求此H2SO4水溶液的分解电压。Pt(s)|CdCl2(1mol·dm-3)+NiSO4(1mol·dm-3)|Pt(s) （1）当外加电压逐渐增大时，两极上首先发生什么反应？此时外加电压至少为多少?(假设不考虑超电势，且各电解质溶液的=1)。已知如下数据： ，，－， （2）若H2在Pt上的超电势是-0.07V，O2在Pt上的超电势是0.85V，则电解产物是什么?开始电解时分解电压是多少? 电解与极化 1．解：当φ(Zn) φ(H2)时氢才能析出 -0.763-0.05912-0.05913pH-0.76 pH1.05 2．解： 3．解：（1）阳极: O2+2H2O+4e- →4OH- 阴极: 2H2O+2e- →2OH- +H2 （2） 4．解：．解：（1），。所以Cu先析出。 （2） 6．解：a(H+)=0.1×0.265=0.0265 7．解：(1) ，故铜先析出(2) ，所以阳极析出氧。 阳极反应：H2O→O2+2H++2e故铜全析出后H+ 增加0.04 mol·kg-1 (3) Fe析出时 8．Zn2+的浓度降低为10-7mol·kg-1， 要使Zn2+析出，而H+不析出，则，所以 9．， ，所以Cd先析出。 (2)当第二种离子析出时， (3) 当氢 10．：Pt|H2()|H2SO4(1mol·-1)|O2()|Pt 电极反应： 负极：H2 ()2H+(aq) +2e－ O2()+2H+(aq)+2e－H2O 电池反应：H2 ()+1/2O2()=H2O(l) 11．解：阴极： 所以阴极反应为；Ni2++2e-→Ni 阳极： 所以阳极Ni →Ni2++2e- 12．解：(1)阴极： 所以阴极Ni先析出。 阳极： 所以阳极O2先析出 至少加电压1.065V。 (2) 阴极 所以阴极Ni先析出。 阳极 所以阳极Cl2先析出，分解电压为1.60V。