《电化学原理》期末复习试题及答案.ppt

氢离子还原的平衡电位为：氢能析出的实际电位为：为不让氢析出则其电位为锌离子还原的平衡电位为：锌在阴极沉积的过电位此时最高槽压为：4．实验测得铁在溶液A和溶液B中的两条阳极极化曲线，其实验数据如表4.2所示。请根据实验数据绘出极化曲线，并判断铁在哪种溶液中更容易腐蚀溶解？为什么？假定阳极反应只有Fe→Fe2++2e一种。ja/(A/cm2)(在溶液A中)/V(在溶液B中)/V00.10.2－0.400－0.380－0.365－0.460－0.450－0.4400.40.81.0－0.330－0.270－0.240－0.420－0.380－0.360φj在A液中极化度比B液中大，在B液中更易溶解5．20℃时，电极反应O+2e→R的速度为96.5mA/cm2，其速度控制步骤为扩散步骤。若扩散步骤的活化能增加了4kJ/mol，试问该电极反应速度（以电流密度表示）是多少？与原来的速度相差多少？解：设活化能增加前的电极反应速度为j1，改变后为j2比原来降低81%6．25℃时，电极反应Cu2++2e→Cu的速度为193A/m2，已知扩散步骤反应速度为1.0×10-3mol/m2s，电子转移步骤的反应速度为0.25mol/m2s，试问；（1）该电极过程的控制步骤是什么？（2）如何根据计算结果说明非控制步骤处于非平衡态？解：已知电极反应速度为193A/m2。可判断速度控制步骤是扩散步骤（2）电子转移步骤的实际反应速度8．已知电池(－)Zn|ZnCl2(1mol/kg)||HCl(a=1)|H2(101325Pa),Pt(+)当按上式正、负极的方向，即在外线路中从正极到负极通过10－4A/cm2的电流时，电池两端的电压为1.24V。如果溶液欧姆降为0.1V，1mol/LZnCl2水溶液中的平均活度系数=0.33,试问（1）该电池在通过上述外电流时，是自发电池（原电池）还是电解池？（2）锌电极上发生的是阴极极化还是阳极极化？（3）若已知j=10－4A/cm2时，氢电极上的过电位为0.164V，试求锌电极在该电流密度下的过电位值。电极反应电池反应V=1.24VE,所以是电解池（2）锌电极上发生的是阴极极化2．已知下列电极上的阴极过程都是扩散控制的。你能比较一下它们的极限扩散电流密度是否相同吗？为什么？（1）0.1mol/LZnCl2+3mol/LNaOH；（2）0.05mol/LZnCl2;（3）0.1mol/LZnCl2。3．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。已知与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为6×10－5cm2/s,浓度为0.1mol/L，扩散层有效厚度为5×10－2cm。4．当镉在过电位等于0.5V条件下从镉溶液中析出时，发现：（1）若向静止溶液中加入大量氯化钾（局外电解质），则阴极电流密度将减小；（2）采用旋转圆盘电极作为阴极时，阴极电流密度与转速的关系如图5.1所示。试判断该电极过程在静止溶液中的速度控制步骤是什么？为什么？当旋转圆盘电极转速很大时，速度控制步骤会不会发生变化？5．在无添加剂的锌酸盐溶液中镀锌，其阴极反应为Zn(OH)42－+2e→Zn+4OH－，并受扩散步骤控制。18℃时测得某电流密度下的过电位为0.056V。若忽略阴极上析出氢气的反应，并已知Zn(OH)42－离子的扩散系数为0.5×10－5cm2/s，浓度为2mol/L，在电极表面液层(x=0处)的浓度梯度为8×10－2mol/cm4，试求：（1）阴极电位为0.056V时的阴极电流密度；（2）Zn(OH)42－离子在电极表面液层中的浓度。5、若25℃时，阴极反应Ag++e→Ag受扩散步骤控制，测得浓差极化过电位η浓差=φ–φ平=-59mV。已知C0Ag+=1mol/L，（dcAg+/dx）=7×10-2mol/cm4，DAg+=6×10-5cm2/s试求：（1）稳态扩散电流密度；（2）Ag+离子的表面浓度csAg+。（3）扩散层有效厚度δ有效；6．已知25℃时，在静止溶液中阴极反应Cu2++2e→Cu受扩散步骤控制。Cu2+离子在该溶液中的扩散系数为1×10－5cm2/s，扩散层有效厚度为1.1×10－2cm,Cu2+离子的浓度为0.5mol/L。试求阴极电流密度为0.044A/cm2时的浓差极化值。9．已知25℃时，阴极反应O+2e→R受扩散步骤控制，O和R均可溶，c0O=0.1mol/L,c0R=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.