應(yīng)用電化學(xué)練習(xí)題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上應(yīng)用電化學(xué)練習(xí)題1、 試推導(dǎo)下列電極反應(yīng)的類型及電極反應(yīng)的過程。（1），(2)(3) (4)(5); 2、 試說明參比電極應(yīng)具有的性能和用途。3、 試描述雙電層理論的概要。4、 根據(jù)電極反應(yīng)，已知：，n=1；（1）計(jì)算交換電流密度以A表示）；（2）試畫出陽極電流和陰極電流在600A范圍內(nèi)的Tafel曲線（）。T298K，忽略物質(zhì)傳遞的影響。5、 試推導(dǎo)高正超電勢時(shí)I關(guān)系式，并同Tafel方程比較。6、 根據(jù)文獻(xiàn)提供的數(shù)據(jù)， 在25時(shí)的2.0mA.cm-2,這個(gè)體系的電子傳遞系數(shù)為0.50，計(jì)算：（1）的值；（2）溶液中兩種絡(luò)合物濃度都為1mol.L-1時(shí)的交換電流密度

2、；（3）電極面積為0.1cm2，溶液中兩種絡(luò)合物濃度為104mol.L1時(shí)的電荷傳遞電阻。7、 根據(jù)文獻(xiàn)J.Am.Chem.Soc.，77，6488（1955）報(bào)道，研究電極反應(yīng)：，當(dāng)cCd(Hg)=0.40mol.L-1時(shí)，得到如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：Cd2+/mmol.L-11.00.500.250.10J0/mA.cm-230.017.310.14.94試計(jì)算和的值。8、 對(duì)于一個(gè)旋轉(zhuǎn)圓盤電極，應(yīng)用穩(wěn)態(tài)物質(zhì)傳遞控制電極反應(yīng)的處理，物質(zhì)傳遞系數(shù)m0=0.62 ,式中為擴(kuò)散系數(shù)（cm.s-1），為圓盤的角速度(s-1)( =2f，f為旋轉(zhuǎn)頻率r.s-1)，是動(dòng)力黏度，水溶液中為0.010（cm2.s-

3、1）。使用0.30cm2的圓盤電極，在1mol.L-1Fe3+還原為Fe2+。已知Fe3+的為5.2×106 cm.s-1，計(jì)算圓盤電極轉(zhuǎn)速為10 r.s-1時(shí)的還原極限電流。9、 現(xiàn)用70A.m-2電流密度電解出銅，假定溶液中Cu2+的活度為1，實(shí)驗(yàn)測得其Tafel曲線低利率為（0.06V）1，交換電流密度為1 A.m-2，試問電解析出銅時(shí)陰極電位應(yīng)為多少？10、 寫出下列電池的電極反應(yīng)，成流反應(yīng)以及電解和集電器名稱；（1） 堿性鋅錳原電池（2）鋰二氧化錳原電池（3）鋅氧化汞電池（4）堿性鎳鎘電池（5）氫鎳蓄電池（6）氫氧燃料電池11、 下表為某電池在不同放電電流下的放電數(shù)據(jù)記錄（

4、電池質(zhì)量50g） i=15mAE/V3.243.113.103.083.063.002.852.752.60t/min060120240330600660700740i=40mAE/V 3.243.123.083.002.802.722.50t/min04590180240270310(1) 繪出兩放電電流下電池的放電曲線，（E/V-Q/mA.h.g-1）。(2) 解釋為什么相同初終放電電壓而不同放電電流下電池容量不盡一樣？12、 下表為堿性鋅錳電池的開路電壓（OCV）和放置時(shí)間的關(guān)系，放置10個(gè)月后電池容量下降了10%，（1）試計(jì)算平均自放電速率，并繪出OCV放置時(shí)間曲線；（2）試說明引發(fā)電

5、池自放電的主要原因。OCV/V1.521.441.421.401.381.361.36t/d0306012018024030013、 對(duì)于嵌入反應(yīng)： 電解液為1 mol.L-1LiClO4+PC:DME(1:1)(1) 試將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成二次電池并寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)。(2) 試根據(jù)嵌入的鋰離子的量x，計(jì)算電池的理論容量。(3) 試簡述研究該二次電池性能的一般方法。14、對(duì)于燃料電池：（）（Pt），（1） 試寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)，并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢。（2） 試根據(jù)熱力學(xué)知識(shí)推導(dǎo)其電池能量效率（）100%是可能的。（3） 試敘述改進(jìn)該燃料電池性能的方法。15、試依據(jù)熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算堿性鋅空氣電池的

6、理論容量、電池的電動(dòng)勢。16、試敘述燃料電池的類型及特點(diǎn)。17、請(qǐng)寫出鉛酸蓄電池的電極反應(yīng)和成流反應(yīng)，并敘述影響其壽命和容量減小的原因及鉛酸蓄電池的改進(jìn)方法。18、試敘述如何實(shí)現(xiàn)鎳鎘電池的密封。19、試敘述影響電鍍層質(zhì)量的因素。20、試敘述電鍍過程中添加劑的作用原理。21、試敘述電鍍生產(chǎn)的主要工藝對(duì)鍍層質(zhì)量的影響。22、寫出酸性光亮鍍銅、鍍亮鎳和鍍鉻的電極反應(yīng)，并簡要說明鍍液中成分的作用。23、試說明陽極和陰極電泳涂裝的主要原理和電泳涂裝的優(yōu)點(diǎn)。24、298K時(shí)，欲回收電鍍液中的銀，廢液中AgNO3濃度為106mol.L-1，還含有少量的Cu2+存在，若以石墨為陰極，銀用陰極電解法回收，要求回

7、收99%的銀，計(jì)算中令活度系數(shù)r1=1。試計(jì)算：（1）Cu2+的濃度應(yīng)低于多少？（2）陰極電位應(yīng)控制在什么范圍內(nèi)？（3）什么情況下Cu與Ag同時(shí)析出？25、以惰性電極電解SnCl2的水溶液進(jìn)行陰極鍍Sn，陽極上產(chǎn)生O2，已知：0.10，0.010，陽極上0.5V，已知：0.140V, ，(1)試寫出電極反應(yīng)。并計(jì)算實(shí)際分解電壓，（2）若=0.40V，試問要使降低到何值才開始析出氫？26在鋁的陽極氧化中分別要得到厚層和薄層氧化物膜對(duì)應(yīng)的電解質(zhì)條件、溫度條件和電流密度條件各是什么？并說明原因。27試寫出下列無機(jī)電合成的電極反應(yīng)和總反應(yīng)。（1） 水銀式電解槽制備和 （2）氯酸鉀的電合成（3）二氧化錳

8、的電合成 （4）堿性介質(zhì)中電解水（5）高氯酸鈉的的電合成 （6）由的錳礦電解合成28某工廠擬采用過硫酸法，設(shè)計(jì)生產(chǎn)10000噸30%的車間，試計(jì)算其電能消耗和設(shè)備等參數(shù)。設(shè)水解效率為80%，電流效率為85%。29試比較氯堿工業(yè)中三種不同電解槽的優(yōu)缺點(diǎn)。30某氯堿廠用水銀槽電解食鹽水，通過電解槽的電流為100kA。問理論上每天生產(chǎn)多少，和？設(shè)陽極電流效率為97%，問實(shí)際上每天生產(chǎn)多少？（以每天24h計(jì)）31氯堿工業(yè)中在陰極的改進(jìn)方面，人們?cè)囉醚趸€原反應(yīng)代替的析出反應(yīng)，即用陰極反應(yīng)： ，代替析氫反應(yīng)。（1） 試寫出改進(jìn)前的電極反應(yīng)和總反應(yīng)，（2）陰極反應(yīng)改進(jìn)后，理論分解電壓降低多（3）理論上，每

9、生產(chǎn)1噸NaOH將節(jié)約多少電能？32有機(jī)化合物的電解合成方法有何優(yōu)缺點(diǎn)？目前比較肯定的或帶有方向性的課題有哪些？33早期的關(guān)于電解法生產(chǎn)己二腈的工業(yè)設(shè)計(jì)，主要理論依據(jù)是什么？20世紀(jì)70年代后出現(xiàn)的關(guān)于電解合成己二腈的幾種改進(jìn)方法的特點(diǎn)是什么？34何謂有機(jī)物的間接電合成法？試各舉一實(shí)例分別說明間接電氧化和間接電還原合成有機(jī)物。35何謂相轉(zhuǎn)移電解法，試舉例說明之。36試舉例說明成對(duì)電解合成法，此法有什么優(yōu)點(diǎn)？37生產(chǎn)四烷基鉛的電解槽的結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？38何謂有機(jī)化合物的電化學(xué)氟化？電氟化過程的基本特征有哪些？39糖精電化學(xué)合成法較之傳統(tǒng)的化學(xué)合成有何優(yōu)點(diǎn)？40寫出電解法生產(chǎn)己二腈的合成反應(yīng)，試計(jì)算

10、生產(chǎn)每噸己二腈的理論能量消耗，若電解槽電壓為11.65V，電流效率為80%，計(jì)算實(shí)際能耗和能量效率。近年來，經(jīng)過改進(jìn)，槽電壓已降到3.84V，相應(yīng)的數(shù)值又如何？41假設(shè)槽電壓為5V，電流效率為80%，計(jì)算從乙二酸生產(chǎn)乙醛酸的比能耗。（比能耗指生產(chǎn)1kg產(chǎn)品所需要的能量）。42某有機(jī)物在陰極上電化學(xué)還原時(shí)，每個(gè)分子消耗2個(gè)電子。電流效率為95%，槽電壓為12 V。在50min內(nèi)電流密度隨時(shí)間的變化可用下式表示；，計(jì)算單位面積陰極可得的產(chǎn)物量（單位；）和這段時(shí)間內(nèi)所需的平均電能（單位：）。43簡化的圖以可溶性離子濃度總和小于10-6作為金屬腐蝕與否的界限，合理嗎？什么叫腐蝕區(qū)，鈍化區(qū)和穩(wěn)定區(qū)？44

11、比高，為什么Cu在潮濕空氣中也腐蝕？比低得多，但為什么Ti又是良好的耐腐蝕金屬？比低，但用Zn桶盛水不腐蝕，為什么？45局部腐蝕只是局部問題，為什么說比均勻腐蝕更為嚴(yán)重？試舉例說明孔蝕，晶間腐蝕，應(yīng)力腐蝕破裂和沖蝕。46什么叫局部電池和局部電流，它們與局部腐蝕關(guān)系如何？試列表對(duì)均勻腐蝕和局部腐蝕的特點(diǎn)加以說明。47畫出一種典型的金屬鈍化I曲線，并說明各段的意義。如何能說明金屬鈍化的原因是金屬表面形成致密氧化物被膜的結(jié)果。48試根據(jù)金屬腐蝕的電化學(xué)機(jī)理，說明可能的防腐方法。說明陰極保護(hù)和陽極保護(hù)的異同。49什么叫緩蝕劑？其防蝕機(jī)理如何？試說明之。50鎳在水溶液中的熱力學(xué)穩(wěn)定性可以根據(jù)熱力學(xué)數(shù)據(jù)及

12、由此計(jì)算而建立的電勢pH圖進(jìn)行判斷。試描繪下列給定條件下Ni的電勢pH圖的概念。從酸到弱堿性溶液中，將Ni，Ni2，Ni(OH)2作為鎳的穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)時(shí)可以看成：（a）Ni和Ni2的平衡，（b）Ni和Ni(OH)2的平衡，（c）Ni2和Ni(OH)2的平衡。Ni2，Ni(OH)2及H2O的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的化學(xué)勢分別為，用表示某種化學(xué)物質(zhì)x活度。（1）寫出（a），（b），（c）的反應(yīng)式及（a）、（b）平衡電勢的表達(dá)式。（2）Ni2的活度105時(shí)，表示在電勢pH圖中的（a）和（b）平衡電勢的直線在pH7.0相交，試求Ni(OH) 2的溶度積Ksp的表達(dá)式及其值。水的電離常數(shù)Kw=10-14。（3）描述1

13、05時(shí)，電勢pH圖的概況，表示出各種化學(xué)物質(zhì)的穩(wěn)定區(qū)域。51英國在羅馬人征服期的遺址發(fā)現(xiàn)大量的鐵釘（有1噸以上）。像山一樣的鐵的四周幾乎都腐蝕了，但放在中心部的鐵釘沒有腐蝕。敘述不腐蝕與腐蝕的原因。還有在日本琦玉、千葉發(fā)現(xiàn)的古噴時(shí)代的帶有金象眼的鐵劍幾乎都腐蝕了，說明它與鐵釘?shù)那闆r有何不同？1怎樣用電毛細(xì)曲線和微分電容曲線求電極表面的剩余電荷密度和零電荷電勢？哪種方適得到的結(jié)果更精確些?2在電極溶液界面上若有特性吸附現(xiàn)象時(shí)，電毛細(xì)曲線和微分電容曲線將發(fā)生怎樣的變化？3電極過程可看作一個(gè)連續(xù)反應(yīng)，它包括哪幾個(gè)步驟?什么叫控制步驟?4原電池與電解池中的極化現(xiàn)象有何異同？5舉例說明什么是陰極極化曲線

14、？什么是陽極極化曲線? 極化曲線有哪些表示方法？6什么叫極化度(極化率)？它的大小說明什么性質(zhì)？7測量極化曲線時(shí)有恒電流法和恒電位法，在什么情況下用哪一種方法?8穩(wěn)態(tài)法和暫態(tài)法有何區(qū)別？9何為三電極體系? 在什么情況下用兩電極體系進(jìn)行測量?10在25時(shí)從SnSO4溶液中沉積金屬Sn，測得的超電勢與電流密度值如下， h/(V) I(A·m2) 一0002 020×10-6 一0004 037 ×10-6 0006 057 ×10-6 一0008 079 ×10-6一0010 103 ×10-6繪制極化曲線，并求出0.60×10

15、-6處的極化度11什么是交換電流密度？交換電流密度的大小說明了電極的什么性質(zhì)?12電極反應(yīng)的正向電流密度，反向電流密度與外電路的電流密度有何關(guān)系？13塔菲爾公式的內(nèi)容是什么？式中a、b常數(shù)的物理意義是什么?14電解H2SO4水溶液時(shí)H2在Ni陰極上的超電勢為0.35V，當(dāng)電流密度增加原來數(shù)值的8倍，陰極的超電勢是多少?假設(shè)Tafel公式中的b為0.12V。1525稀H2SO4溶液中，超電勢隨汞電極上電流密度的變化如下： h/(V) I(A·m2)060 2.9×10-11065 6.3×10-11073 28×10-11079 100×10-1

16、1084 250×10-11089 630×10-11093 1650×10-11096 3300×10-11求H2在汞陰極上的i0和a和b值。16描述電極反應(yīng)的基本動(dòng)力學(xué)參數(shù)有哪些？其值大小說明什么?17什么是“y1效應(yīng)”?為什么測平衡電極電勢時(shí)不必考慮電極表面的狀態(tài)，而測超電勢時(shí)必須注意電極表面的狀態(tài)？18比較電化學(xué)極化與濃差極化各種影響因素。并指出兩種極化在電極過程中所起的作用。19液相傳質(zhì)有哪幾種方式？金屬陽極溶下的金屬離子以哪種方式進(jìn)行傳質(zhì)離開電極?20擴(kuò)散層和分散層是否是一個(gè)概念？擴(kuò)散層與邊界層有何不同？什么是擴(kuò)散層有效厚度？21穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散與非

17、穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散有何區(qū)別?22旋轉(zhuǎn)圓盤電極的用途有哪些？有何優(yōu)點(diǎn)？23旋轉(zhuǎn)電極以3000轉(zhuǎn)分的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，測量到的極限電流為100mA，電極直徑f=1.0mm，反應(yīng)粒子的擴(kuò)散系數(shù)為5 ×10-6cm2·s-1，n=1，反應(yīng)粒子的動(dòng)力粘度系數(shù)g=10×10-2 cm2·s-1，求反應(yīng)粒子的濃度為多少?24S2O82-離子在汞陰極上放電，為什么加入支持電解質(zhì)，極限電流不是降低而是增加？25當(dāng)電解0.02M銀的絡(luò)氰化物溶液時(shí)，Ag的析出電流效率達(dá)100%已知15時(shí)銀氰絡(luò)離子的擴(kuò)散系數(shù)為1.3×10-5 cm2·s-1，計(jì)算以下每種情況的擴(kuò)散層的近似厚

18、度。(1)溶液未加攪攪拌，溫度為15，電流密度不超過5A·m-2。(2)以速度為500轉(zhuǎn)/分而轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌的溶液中電流密度為20 A·m-2。(3)在溫度70時(shí)未加攪拌的溶液中電流密度為22 A·m-2。 (近似認(rèn)為70與15的擴(kuò)散系數(shù)相等)26渡鋅槽中ZnO的含量為15 g·L-1，在自然對(duì)流的條件下，擴(kuò)散層厚度d=0.01cm，Zn2+離子的擴(kuò)散系數(shù)D=l.5×10-5cm·s-1，電流效率為80，已知鋅的密度為7.14g·cm-3，如果外加電流密度是極限電流密度的10，求電鍍半小時(shí)后鋅鍍層的厚度?27什么叫極譜?極譜法進(jìn)行

19、定量和定性分析的依據(jù)是什么?28極譜極大產(chǎn)生的原因是什么？如何消除極大？為什么？29氫還原過程中提出“遲緩放電理論”和“復(fù)合理論”各有什么依據(jù)？應(yīng)如何評(píng)論它們？30為什么氫電極、氧電極都是還原過程比氧化過程研究得充分？用什么手段可證明氧化還原過程的中間產(chǎn)物是H2O2？31為什么氫電極在一定的溫度、壓力和濃度時(shí)平衡電勢只有一個(gè)值，而氫的超電勢在不同的金屬上差別卻值大?32鎳作陽極、鉛作陰極在0.1M的NaOH溶液中通過顯著電流，試估計(jì)陽極電勢與陰極電勢值?？烧J(rèn)為超電勢與電解液的本性無關(guān)。33鈍化的成膜理論與吸附理論各有哪些實(shí)驗(yàn)事實(shí)為依據(jù)?34穩(wěn)定電勢與平衡電勢有何不同?測平衡電勢應(yīng)保證哪些條件?

20、35利用銅水體系EpH圖解釋：為什么在電解精煉銅時(shí)電解液應(yīng)加入H2SO4?為何在電解過程小不斷補(bǔ)加H2SO4?36為什么電勢pH圖中總出現(xiàn)一些斜率不同的直線？電勢-pH圖是電化學(xué)平衡圖，對(duì)研究腐蝕有何用處？37金屬自溶解過程受哪些因素的影響？38Ni陽極溶解反應(yīng)25時(shí)Tafel公從中b=0.052V，i0=2×10-5A·m-2，求Ni2+離子活度為l的溶液中電極電勢為0.02V時(shí)陽極溶解的速度為多少?39化學(xué)腐蝕的機(jī)理是什么？40在含氧的中性介質(zhì)中，金屬發(fā)生腐蝕的共軛反應(yīng)是什么反應(yīng)？同一金屬在含氧量不同的介質(zhì)中發(fā)生腐蝕的原因是什么？為何不是濃差造成的電勢不同而引起的腐蝕?

21、41什么川伊文思（Evans）圖？有何用處？42不銹鋼不生銹的原因是什么？在什么條件下才保證不銹鋼真的不生銹?43什么叫陰極保護(hù)法和陽極保護(hù)法？44緩蝕劑為何能起緩蝕作用？除使用緩蝕劑外還有哪些防腐措施？45金屬的陰極過程有哪些特點(diǎn)?46金屬絡(luò)離子是如何放電的?47如何理解金屬電結(jié)晶過程中的“吸附原子”？48金屬電結(jié)晶過程中晶核形成的條件是什么?如何才能得到致密的鍍層?49欲回收廢液中的銀，廢液中AgNO3的濃度為10-6M，還含有少量的Cu2+離子，若以石墨為陽極，銀為陰極用電解法回收銀，要求回收99%的銀，Cu2+離子的濃度低于多少？陰極電勢應(yīng)控制在什么范圍之內(nèi)？在什么情況下Cu與Ag同時(shí)

22、析出？50電解10M CuSO4溶液，用金屬Pt作陽極，陰極是面積為55cm2的銅盤，電流強(qiáng)度保持恒定0.40A，如果電解槽中有一升溶液，計(jì)算銅析出將維持多少時(shí)間？析銅的槽電壓為多少?51什么是電鍍液的分散能力(均鍍能力)？什么是深鍍能力(復(fù)蓋能力)？52決定鍍液分散能力好壞的因素是哪些？53為什么說氯堿工業(yè)是重要的電解工業(yè)?54氯堿工業(yè)中有哪些主要產(chǎn)品與副產(chǎn)品？工業(yè)上采用什么辦法盡量減少副產(chǎn)品的產(chǎn)生？55隔膜電解槽與水銀電解槽有什么優(yōu)缺點(diǎn)?56氯堿工業(yè)中所有的金屬陽極由哪些成分構(gòu)成？為什么它比石墨陽極好?57隔膜槽中的隔膜有哪幾種類型？哪種隔膜好?為什么?58某氯堿廠用水銀槽電解食鹽水，通過

23、電解槽的電流密度為10kAm2，電極面積均為10m2。問理論上電解槽每天生產(chǎn)多少C12，H2，NaOH？設(shè)陽極的電流效率為97，問實(shí)際上每天生產(chǎn)多少C12?59用金屬陽極代替石墨陽極后，隔膜槽槽電壓為3.5V，水銀槽電壓為4.3V，問同樣生產(chǎn)一噸氯氣，水銀槽比隔多耗多少電能?60氯堿生產(chǎn)中電能的消耗費(fèi)占總生產(chǎn)費(fèi)的30%，應(yīng)采用哪些措施來降能耗？目前采取了哪些重大革新措施？今后還有哪些工作可做？61化學(xué)電源的工作電勢為何一定小于它的電動(dòng)勢？在什么情況下化學(xué)電源的開路電壓等于它的電動(dòng)勢？62什么是一次電池？什么是二次電池？燃料電池和它們有什么不同?63什么叫電池容量？化學(xué)電源兩極上的活性物質(zhì)能全都用來供電嗎？為什么？64什么叫電池的理論能量密度和實(shí)際能量密度？什么叫電池的功率密度？這些概念對(duì)研究化學(xué)電源有何方便之處？65用銀鋅蓄電池的理論開路電壓為1.85V，計(jì)算它的理論能量密度？為