第十章 电解与极化作用精要.doc

第十章 电解与极化作用 1、要在一面积为的薄铁片两面都镀上厚度为的均匀镍层，计算所需的时间。已知所用电流为，电流效率为，，。 解： 2、在和标准压力下，试写出下列电解池在两极上所发生的反应，并计算其理论分解电压： （3） 解：（1）阴极反应： 阳极反应： = （2）阴极反应 阳极反应 = = （3）阴极反应 阳极反应 3、在和标准压力下，用镀铂黑的铂电极解的水溶液，当所用电流密度为时，计算使电解能顺利进行的最小分解电压。已知，，忽略电阻引起的电位降，的标准摩尔生成自由能为。 解： 4、在时，使下列电解池发生电解作用： 问当外加电压逐渐增加时，两极上首先分别发生什么反应？这时外加电压至少为若干？（设活度因子均为1，超电势可忽略。） .解：在阳极上可能发生反应的阴离子是、和 所以阳极发生被氧化反应 在阴极上，阳离子有 阴极发生Ni2+被还原成Ni的反应。 5、时，用电极来电解溶液，已知其浓度为，，若在电解过程中，把阴极与另一甘汞电极相连组成原电池，测得其电动势。试求在阴极上的超电势（只考虑的一级电离）。已知所用甘汞电极电势。 解：电解时 组成原电池甘汞电极为正极 6、在锌电极上析出氢气的公式为 在时，用 作阴极，惰性物质作阳极，电解浓度为的溶液，设溶液为7.0，若要使不和锌同时析出，应控制什么条件？ 解：在阴极上发生还原反应 H的电极电势 还原电极越正，越先析出. 使不析出，有 所以欲使不和锌同时析出应控制电流密度在以上。 7、在和标准压力下，当电流密度时，和在电极上的超电势分别为和。今用电极电解浓度为的溶液，问这时在两个银电极上首先发生什么反应？此时外加电压为多少？（设活度因子为1）。 解：阳极发生氧化反应，可能的反应是 或 分别计算两者电极电势 电极电势低的先发生氧化反应，阳极发生氧化成的反应。 同理，阴极可能发生的反应是： 或 故阴极发生还原反应。 外加电压为： 8、在和标准压力下，若要在某一金属上镀合金，试计算镀液中两种离子的活度比至少应为多少？忽略超电势的影响，已知，。 解：镀合金应使两才电极电势相等。 ，如不计超电势的影响 9、在和标准压力时，某混合溶液中，浓度为，浓度为，用铂电极进行电解，首先沉积到电极上。若在上的超电势为，问当外加电压增加到有在电极上析出时，溶液中所余的浓度为多少？（设活度因子均为1，作一级电离处理）。 解：电解时，阴极发生的反应有 先计算。阳极发生的反应有： 每有被还原，就应有被氧化，生成，若一级电离，则的活度为： 10、在和标准压力下，以为阴极，为阳极，电解含和的水溶液。若电解过程中超电势可忽略不计，试问：（设活度因子均为1） （1）何种金属先在阴极析出？ （2）第二种金属析出时，至少须加多少电压？ （3）当第二种金属析出是，计算第一种金属离子在溶液中的浓度。 （4）事实上在石墨上是有超电势的，若设超电势为，则阳极上首先应发生什么反应？ 解：（1）阴极上发生的反应可能有 电极电势分别为: （2）阳极可能发生的反应有: 电极电势低者首先析出，同时被还原，产生，当基本析完时， ∴ 先生成. （3）的浓度为: 求得: (4)若存在超电势则 ∴首先在阳极发生的反应是被氧化成。 11、在和标准压力下，用铁为阴极，为阳极，电解的水溶液若在铁阴极上的超电势为，在石墨阳极上的超电势为，的超电势可忽略不计。试说明两极上首先发生的反应及计算至少外加电压，电解才能进行。（设活度因子均为1） 解：电解时，阴极可能性的反应为： ① ② 计算得发生的反应是② 阳极发生的反应可能有： 故阳极发生氧化反应。 12、在和标准压力下，电解一含溶液，希望当浓度降至，仍不会有析出，试问溶液的应控制在多少为好？已知在上的超电势为，并设此值与浓度无关。 解：在上的超电势与浓度无关 阴极发生被还原反应时 （活度系数均为1） 在浓度为时， 若电解时，阳极不发生消耗的反应，不析出。则 即 控制溶液时，浓度为不会有析出。 13、在和标准压力下，用电解沉积法分离，混合溶液。已知和的浓度均为（设活度系数均为1），在和超电势分别为和，设电解液的保持为。试问： （1）阴极上首先析出何种从属？ （2）第二种金属析出时第一种析出的离子的残留浓度为多少？