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应用电化学练2 应用电化学练2 应用电化学练习（二） 1. 用旋转圆盘电极电解0.1 mol·L -1CuSO 4（有大量Na 2SO 4）溶液，圆盘电极面积为55cm 2，转速为2转·秒-1，Cu 2+的扩散系数为1.1×10-5 cm2·s -1，溶液粘度为1.2×10-2 g·cm -1·s -1，密度为1.1g ·cm -3，求通过电极的极限电流。 2. 某一浓度为0.1 mol·L -1的有机物在25℃的静止电解液中电解氧化，如果它的扩散步骤是速度控制步骤，试求其极限电流密度。假设与每一有机物结合的电子数为4，有机物的扩散系数为3×10-5cm 2·s -1，扩散层厚度为0.05cm 。 3. 电极反应Cu 2+ + 2e = Cu 的传递系数为0.5，交换电流密度为2×10-5A ·m -2，计算298K 时的Tafel 常数，并估算从Cu 2+活度为1的电解液在298K 和电流密度为5×10-3A ·m -2沉积铜时所需的过电位。 4. 298 K 时用镍阴极电解氢氧化钠溶液，在过电位为0.148 V 、0.394 V 下相应的电流密度分别为0.0001 A·cm -2、0.01 A·cm -2，计算在上述介质中析氢反应的传递系数和交换电流密度。已知析氢反应的电子转移数n=1mol ·mol -1(反应) 5. 何谓非稳态扩散？其初始条件和一个边界条件是什么？另一边界条件由极化条件决定。 6. 溶液中有哪几种传质方式，产生这些传质过程的原因是什么？ 7. 稳态扩散和非稳态扩散的特点是什么，可以用什么定律来表示？ 8. 说明标准电极反应速度常数k S 和交换电流密度i 0的物理意义，并比较两者的区别。 9. 为什么有机物在电极上的可逆吸附总是发生在一定的电位区间内？ 10. 如何根据交换电流密度J 0、稳态极限扩散电流密度J D 和电流密度J 的相对大小，来分析导致出现过电位的原因？ 11. 如何在Tafel 区求交换电流密度J 0？如何在线性极化区求交换电流密度J 0？（稳态法） 12. 酸性介质中某金属电极析氢反应的电化学脱附机理如下： (1) H 3O + + e = H吸附 ＋ H 2O (快步骤) (2) H 3O + + H吸附 + e = H2＋H 2O (慢步骤) 在析氢的Tafel 关系式η＝ a + b lg i，式中η为过电位，i 为电流密度,a 和b 分别为Tafel 常数，试证b = 2.3RT/(1+α)F ，式中α为传递系数，R 为气体常数，T 为开而文温度（K ），F 为法拉第常数；并且在25℃时b 值为39 mV。 13. 在25℃下将铁放入Fe 2+活度为1的溶液（pH=3）中，已知Fe 2+还原为Fe 的交换电流密度为2×10-5A ·m -2，氢在该溶液中析出的交换电流密度为1.6×10-3A ·m -2；Fe 氧化过程和氢离子还原过程的b 值（Tafel 常数之一，η＝ a + b lg i）分别为0.06和0.12V ，试求腐蚀电位和腐蚀电流密度。（已知E 0(Fe2+/Fe)=-0.440V）。 14. 根据Cottrel 方程计算电位阶跃后1、10和100 s （秒）时还原反应的电流。假设C O =1 nmol/L，D O =10-9 m2/s，电极面积10-6 m2. 15. 在含有10-3 mol/L二价离子的溶液中进行旋转圆盘电极（面积0.5 cm 2）, 发现电极转速为100 r/min时的I －E 关系为： E /mV -100 -120 -150 -500 -550 -600 I /mA 0.046 0.062 0.101 0.965 0.965 0.965 求电极转速为200 r/min时的极限扩散电流和传质系数（传质系数即扩散系数与扩散层厚度之比）。