第九章电化学
一、是非题：下列各题中的叙述是否正确？正确的在题后括号内选选选“√”，错误的选“×”：
1、设ZnCl2水溶液的质量摩尔浓度为b,离子平均活度因子为γ±，则其离子平均活度a±= γ±
b /b。
2、298K时，相同浓度（均为0.01mol·kg-1）的KCl，CaCl2和LaCl3三种电解质水溶液，离子平均活度系数最大的是LaCl3。
3、0.005 mol·kg-1的BaCl2水溶液，其离子强度I = 0.03 mol·kg-1。
4. AlCl3水溶液的质量摩尔浓度若为b，则其离子强度I等于6b。
5离子迁移数t+ + t－＜1.
6离子独立运动定律只适用于无限稀释的强电解质溶液。
7在一定的温度和较小的浓度情况下，增大弱电解溶液的浓度，则该弱电解质的电导率增加，摩尔电导率减小。
8对于电池Ag | AgNO3(b1) || AgNO3(b2) | Ag，b较小的一端为负极。
9用能斯特公式算得电池的电动势为负值，表示此电池反应的方向是朝正向进行。
10、电池Zn (s)| ZnCl2(b=0.002 mol·kg-1，γ±=1.0) | AgCl(s) | Ag(s)，其反应为：
2AgCl(s)+Zn(s)===2Ag(s)+ ZnCl2(b=0.002 mol·kg-1，γ±=1.0) 所以，其电动势的计算公式为：
E MF=E MF-ln a(ZnCl2) =E MF-ln(0.002×1.0) 。
11标准电极电势的数据就是每个电极双电层的电势差。
12、电池反应的电动势E MF与指定电池反应计量方程式的书写无关，而电池反应的热力学函
数变 r G m等则与指定电池反应计量方程式的书写有关。
13、电解池中阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。
14、用Λm对作图外推的方法，可以求得HAc的无限稀释摩尔电导率。
15.锌、银两金属片同时插入HCl水溶液中，所构成的电池是可逆电池。
一、是非题1、√ 2、× 3、√ 4、√ 5、√6、× 7、√8、(√)9.(×) 10.(×)11.(×) 12.(√) 13.(√)14× 15.×
二、选择题：选择正确答案的编号，填在各题之后的括号内：
1、电解质分为强电解质和弱电解质，在于：
(A) 电解质为离子晶体和非离子晶体；(B) 全解离和非全解离；(C) 溶剂为水和非水；
(D) 离子间作用强和弱。（E）以上答案均不正确
2、若下列电解质溶液的质量摩尔浓度都为0.01mol·dg-1，则离子平均活度因子最小的是：
（A）ZnSO4；（B）CaCl2；（C）KCl。（D）以上答案均不正确
3、0.001 mol·kg-1K3[Fe（CN）6]水溶液的离子强度为（单位：mol·kg-1）：
（A）6.0×10-3；（B）5.0×10-3；（C）4.5×10-3；（D）3.0×10-3。（E）以上答案均不正确
4、无限稀释的KCl溶液中，Cl－离子的迁移数为0.505，该溶液中K+离子的迁移数为：
(A) 0.505 ；(B) 0.495；(C) 67.5；(D) 64.3 。(E)以上答案均不正确
5、通常，应用摩尔电导率这一概念时，就MgCl2溶液而言，正确的表述是：
（1）Λm(MgCl2)=2Λm(MgCl2)；（B）2Λm(MgCl2)=Λm(MgCl2)；
（C）Λm(MgCl2)=Λm(1/2MgCl2)。（D）以上答案均不正确
6、科尔劳许离子独立运动定律适合于：
（A）任意浓度的强电解质溶液；（B）任意浓度的弱电解质溶液；
（C）无限稀释的强或弱电解质溶液。（D）以上答案均不正确
7、CaCl2的无限稀释摩尔电导率与其离子的无限稀释摩尔电导率的关系为：
（A）Λ(CaCl2)=Λ(Ca2+)+Λ(Cl－)；（B）Λ(CaCl2)=1/2Λ(Ca2+)+Λ(Cl－)；
（C）Λ(CaCl2)=Λ(Ca2+)+2Λ(Cl－)；（D）以上答案均不正确
8.原电池在定温定压可逆的条件下放电时，其在过程中与环境交换的热量为：
(A) r H m；(B)零；(C)T r S m；(D) r G m (E)以上答案均不正确
9.298K时，电池反应H2(g) +O2(g) ===H2O(l) 所对应的电池标准电动势E MF1，反应2 H2O(l)
=== 2 H2(g) + O2(g) 所对应的电池标准电动势E MF2，E MF2和E MF1的关系为：
(A)E MF2= -2E MF1；(B)E MF2=2 E MF1；(C)E MF2= -E MF1；(D)E MF2= E MF1
10.电池Hg(l) | Zn(a1) | ZnSO4(a2) | Zn(a3) | Hg(l)的电动势：
(A)仅与a1，a3有关，与a2无关；(B)仅与a1，a2有关，与a3无关；
(C)仅与a2，a3有关，与a1无关；(D)与a1，a2，a3均无关；
11在25℃时，电池Pb(Hg)(a1)|Pb(NO3)2(aq)|Pb(Hg) (a2)中a1> a2，则其电动势E：(A)>0；(B)<0；(C)=0；(D)无法确定。
12．蓄电池在充电和放电时的反应正好相反，则其充电时正极和负极、阴极和阳极的关系为：(A)正负极不变，阴阳极不变；(B)正负极不变，阴阳极正好相反；
(C)正负极改变，阴阳极不变；(D)正负极改变，阴阳极正好相反；
13、质量摩尔浓度为b，离子平均活度因子(系数)为的MgSO4溶液的活度a B为：
（A）2( b / b)2；（B）22( b / b)2；（C）43( b / b)3；（D）84( b /
b)4。（E）以上答案均不正确
14、在25℃时，0.002 mol·kg-1的CaCl2溶液的离子平均活度因子(系数)为()1与0.002 mol·kg-1
的CaSO4溶液的离子平均活度因子为()2的关系是：
（A）（）
()2；（B）()1 ()2；
（C）（）1（）2；（D）()1与(
（E）无法比较。
15已知25℃时，E?(Fe3+|Fe2+)=0.77V，E?(Sn4+|Sn2+)=0.15V。今有一电池，其电池反应为2Fe3+(α)+Sn2+(α)=Sn4++2Fe2+(α)，则该电池的标准电动势E?(298.15K)为（）。
(A) 1.39V (B) 0.62V (C) 0.92V (D) 1.07V
16. 在pΘ和298 K下，把Pb和Cu(Ac) 2溶液发生的反应安排为电池，当获得可逆电功
为91.84 kJ 时，电池同时吸热213.6 kJ，因此该过程有：（ A ）
(A) △rU>0, △rS>0 (B) △rU﹤0, △rS>0
(C) △rU>0, △rS﹤0 (D) △rU﹤0, △rS﹤0
17.用对消法测量可逆电池的电动势时，如发现检流计光标总是朝一侧移动，而调不到指零位置，与此现象无关的因素是：( D )
(A) 工作电源电压不足(B) 工作电源电极接反(C) 测量线路接触不良(D) 检流计灵敏度较低
18. 电导池两极面积都为2.5×10-4m2，两极距离为4×10-2m，测得电阻为20Ω。池中溶液的
电导率(S·m-1) 为( C )
A 12；
B 10；
C 8；
D 6
三、填空题在以下各小题中的处填上答案：
1、相同温度、相同浓度的NaCl，MgCl2，MgSO4的稀水溶液，其离子平均活度系数的大小是：γ±（NaCl）γ±（MgCl2）γ±（MgSO4）（选填＜，＝，＞）。
2、K2SO4水溶液质量摩尔浓度b=0.01mol·kg-1，γ±=0.71，则a±= 。
3、电解质的离子强度定义为I= ，1 mol·kg-1的CaCl2水溶液的I = mol·kg-1。
4、25℃时，AgCl饱和水溶液的电导率为3.41×10-4S·m-1，所用水的电导率为1.60×10-4S·m-1。则
AgCl 的电导率为 。
5、 电池Pt(s)|Cl 2（p 1）|HCl （0.1 mol·kg -1）| Cl 2（p 2）|Pt(s)的负极反应 ，正极
反应，电池反应，若p 1>p 2，则此电池电动势 0(选填>，< =)。
6.可逆必须具备的三个条件为： 。
7.发生反应：Zn + 2Fe 3+ == Zn 2+ + 2Fe 2+原电池图式为 。（选自南京化工大学2000年考试试
题）
8.若已知某电池反应电动势的温度系数
>0，则该电池可逆放电时的反应热Q r ； r S m 。（选择填入>0， <0，或=0）
9.定温定压下原电池可逆放电时电池反应的焓变m r H Q p 。（选填<，=，>） 10、等量的0.05 mol·kg -1的LaCl 3水溶液及0.05 mol·kg -1的NaCl 水溶液混合后，溶液的离子强度
I
11.已知某一化学反应为A ＋B ＝C 的ΔH 1、ΔG 1、K 1（平衡常数）、E 1（电池电动势），则反
应2A ＋2B ＝2C 的ΔH 2＝ ，ΔG 2＝ ，K 2＝ ，E 2＝ 。
12.原电池在恒温恒压可逆条件下放电时，=?可逆,P ,T r G _______________。
13.以补偿法用电位差计测定可逆电池的电动势时，电位差计上的接触按钮键（其作用是使
标准化或测量电路呈通路或断路）只能瞬间接通。若接通时间长将引起电极极化现象产生
_________ ，其后果是 测定电池体系离开平衡状态，测得的电动势值不正确。
14、在298K 时，电池Pt(s)|H 2（p ）|H 2SO 4（0.01 mol·kg -1）| O 2（p ）
|Pt(s)的电池电动势E=1.228V ，H 2O （l ）的标准摩尔生成焓△f H m=-285.83KJ/mol ，则电池的温度系数
为： —8.49*10-4 V*K -1。
15. 具有何种特性的电解质可用来作盐桥 正负离子迁移数相近 t + ≈t - ，常用作盐桥的电解质有 ___ KCl ，KNO 3___ 和 ___ NH 4
NO 3溶液_____ 等。 16. 内能是系统的 函数，按性质的分类，内能属于 性质。
17.标准状态下由元素的 完全反应生成1mol 纯物质的焓变叫做物质
的 。
18.电解池是把 能转变为 能的装置。
19、二级反应的反应物浓度与时间 关系，其半衰期与初始反应物的浓
度成 。
20、丹尼尔电池表示为 。
计算题
1.计算电解质混合溶液（0.025 mol·kg－1 NaCl与0.025 mol·kg－1 LaCl3）的离子强度
2、把0.1 mol·dm－3 KCl水溶液置于电导池中，在25℃测得其电阻为24.36Ω。已知该水溶液的电导率为1.164 S·m－1，而纯水的电导率为7.5×10－6S·m－1，若在上述电导池中改装入0.01 mol·dm－3的HAc，在25℃时测得电阻为1982Ω，试计算0.01 mol·dm－3 HAc的水溶液在25℃时的摩尔电导率Λ
m。
.[题解]
κ(KCl) =κ(溶液)－κ(H2O) = 1.164 S · m－1－7.5×10－6 S · m－1
=1.164 S · m－1
K(l/A) = κ(KCl) R (KCl)
K(l/A)= κ(HAc) R (HAc )
κ(HAc) =0.0143 S·m－1
Λm(HAc) ==1.43×10－3 S · m2 · mol－1
[导引] 电解质溶液的电导率应为溶质（电解质）和溶剂的电导率之和。由本题可以看出当电解质溶液的电导率远远大于纯水（溶剂）电导率时可忽略纯水（溶剂）的电导率，否则则不能忽略。
3. 已知25℃，PbSO4（s）的溶度积=1.60×10－8。Pb2+ 和SO42－无限稀释摩尔电导率分别为70×10－4S·m2·mol－1和79.8×10－4 S·m2·mol－1。配制此溶液所用水的电导率为1.60×10－4 S·m2。试计算25℃PbSO4饱和溶液的电导率。
.[题解] PbSO4水溶液无限稀释的摩尔电导率：
= (2×70+2×79.8)×10－4 S·m2·mol－1
= 299.6×10－4 S·m2·mol－1
由求得PbSO
4的溶解度：
c = c (Pb2+) =c (SO42－)= = 1.26×10－4 mol·dm－3
则 PbSO4的电导率：
=299.6×10－4×1.26×10－4×103 S·m－1
饱和溶液的电导率：
κ(溶液) =κ(PbSO4) +κ(H2O) = (37.9+1.6)×10－4 S·m－1=39.5×10－4 S·m－1
[导引] 本题是把离子独立运动定律、活度积、摩尔电导率等基本概念综合在一起的题目。首先搞清楚基本概念，然后理顺解题思路。
4.使用能斯特方程计算在Cu－Zn原电池中，当a(Zn2+)与a(Cu2+)的比值达到多大时，电池才停止工作？已知25℃时，ф (Zn2+| Zn)=0.7628V，ф (Cu2+| Cu)=0.3402 V。
.解：
原电池：Zn(s)|Zn2+（a1）||Cu2+（a2）|Cu(s)
电池反应：Zn(s) + Cu2+（a2）=== Zn2+（a1）+ Cu(s)
电动势：E MF=E MF－
当电池停止工作时，化学反应达到平衡，Δr G m=－zFE MF=0
所以E MF=0，此时，E MF=。
=37.29
所以，=1.994×1037
5.试将电极Cd2+|Cd和Fe2+|Fe组成电池。已知它们在25℃时的标准电极电势为：ф (Cd2+|Cd)= - 0.4026 V，ф (Fe2+|Fe)= -0.4402 V。
（1）在25℃时，当二电极均处于标准状态下，问何者为正极？何者为负极？并写出该原电池的符号，计算其电动势。
（2）在25℃时，当a(Cd2+) = 0.0001，a(Fe2+) = 0.1时，电池的正负极又如何？他们组成原电池
时，其电池符号和电动势又怎样？
.解：
（1）在标准状态下，E(Fe2+|Fe) < E(Cd2+|Cd，故Fe为负极，Cd为正极。
电池图式为：Fe(s) | Fe2+（a=1）|| Cd2+（a=1）| Cd(s)，电动势
E MF= E MF= E(Cd2+|Cd)- E(Fe2+|Fe)
= [-0.4026-（-0.4402）] V =0.0376 V
（2）E(Cd2+|Cd=[-0.4026 -] V= -0.5209 V
E(Fe2+|Fe)= [-0.4402 -] V = -0.4698 V
E(Fe2+|Fe) > E(Cd2+|Cd)，故Cd为负极，Fe为正极。
电池图式为：Cd(s) | Cd2+（a=0.0001）|| Fe2+（a=0.1）| Fe(s)
电动势：E MF=[-0.4698-（-0.5209）]V=0.0511V
6.镉－甘汞电池反应式为Cd(s)+ Hg2Cl2(s) === Cd2++2Cl－+2Hg(l)如果各物质均处在标准状态下，其原电池电动势与温度的关系式为:
E M
F / V = 0.67－1.02×10-4（T/K－298）－2.4×10-6(T/K－298)2
（1）写出原电池图式；
（2）计算上述电池反应在40℃时的 r G m ， r H m 和 r S m 各为多少？
解：
（1）Cd |Cd2+(a=1)|| Cl-1(a=1) |Hg2Cl2(s) |?/span>Hg(l)
（2）E (313.15K)=[0.67－1.02×10-4(313.15－298.15)－2.4×10-4(313.15－298.15)2]V
=0.6679V
Δr G m =(－2×96485×0.6679)J·mol-1=－128.885 kJ·mol-1
=[－1.02×10-4－2×2.4×10-6(313.15－298.15)]V·K-1
=－1.74×10-4 V·K-1
Δr S m =[2×96485(－1.74×10-4)] J·K-1·mol-1=－33.58 J·K-1·mol-1
Δr H m =Δr G m (313K)+TΔr S （313K）=[－128885+313(－33.58)]J·mol-1
=－139.4kJ·mol-1
7.在25℃及p 的条件下，将一可逆电池短路，使有1F（即96500 C·mol-1）的电量通过，电池此时放出的热量恰为该电池可逆操作时所吸收的热量的43倍。在此条件下，该电池电动势的温度系数为1.4×10-4 V·K-1。
（1）求该电池反应的 r S m， r H m， r G m和Q r；
（2）求该电池在25℃，P 条件下的电动势。
解：
（1）可逆电池短路，相当于化学反应直接进行
Q r≠Δr H
Δr S m=zF=（1×96485×1.4×10-4）J·K-1·mol-1=13.5 J·K-1·mol-1
Q r=TΔr S m= (298×13.5V)J·mol-1= 4.026 J·mol-1
Δr H m=－43Q r=－43×4026J·mol-1=－173.118 J·mol-1
Δr G m=Δr H m－TΔr S m=（－173118－4026）J·mol-1=－177.144kJ·mol-1
（2）E MF (25℃) =－=[－] V=1.836 V
8. 在25℃，p 条件下，以Pt作阴极，石墨为阳极,电解含有FeCl2(b=0.01 mol·kg－1)和CuCl2 (b=0.020 mol·kg－1)的水溶液。若电解过程不搅拌溶液，并假设超电势均可忽略不计，问：
(1)何种金属离子先析出？
(2)第二种离子析出时，外加电压至少为多少?
已知ф (Fe2+|Fe)=－0.440 V，ф (Cu2+|Cu)=0.337 V，ф (H+|O2|Pt)=1.229 V。
[题解] （1）E(Fe2+|Fe)= (－0.44 －)V =(－0.44 －0.0592)V= －0.4992 V
E(Cu2+|Cu)= (0.337－) V =(0.337－0.0503) V= 0.2867
由于E(Cu2+|Cu)> E(Fe2+|Fe)，所以Cu先析出。
（2）当在阴极上析出第二种离子Fe2+时，在阳极上将有O
2气析出，即
H 2O （l ）===O 2（p ）+H ++ e －
E (阳极) = E (H + | O 2 | Pt)－
=（1.229 － 0.05916pH ）V=（1.229－0.05916×7）V = 0.815 V
所以至少需加的外加电压E （外）：
Δφ(外)=E +－E －
= E (阳极)－ E (阴极) = E (H + | O 2 | Pt)－E (Fe 2+ | Fe) =[0.815－（－0.4992）]V=1.3142 V
[导引] 电解时，离子的析出顺序在不考虑超电势的情况下，主要决定于电极电势的大小，这是本章的重要基本概念，也是考研试题热点之一。
9. 在298.15 K 、p 压力时，以用电解沉积法分离混合溶液中的Cd 2+、Zn 2+，已知Cd 2+和Zn 2+的质量摩尔浓度均为0.1 mol·kg －
1(设活度因子均为1), H 2(g)在Cd(s)和Zn(s)上的超电势分别为0.48 V 和0.70 V , 设电解质溶液的pH 保持为7.0。试问：
（1）阴极上首先析出何种金属？
（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？
已知ф (Zn 2+|Zn) =—0.763 V ，E (Cd 2+|Cd) =—0.403 V 。
[解] (1)E (Cd 2+|Cd)=E y (Cd 2+|Cd) +ln a (Cd 2+)=－0.403 V +ln0.1 = —0.433 V
E (Zn 2+|Zn)= E y (Zn 2+|Zn)+ ln a (Zn 2+)=－0.763 V +
ln0.1 = —0.793V 电解质溶液为中性，故E (H +|H 2)=－0.02596Vln(1/10－7)=－0.414V
则其在Cd 电极上析出电压为E (在Cd 析出)＝（－0.414－0.48）V ＝－0.894V
在Zn 电极上析出电压为E (在Zn 析出)＝（－0.414－0.70）V ＝－1.414V
故阴极上首先析出Cd 。
（2）Zn(s)开始析出时：
E (Zn 2+|Zn) = E (Cd 2+|Cd) = E (Cd 2+|Cd) +
ln a (Cd 2+)—0.793 V = —0.403 V +ln a (Cd 2+) 得a (Cd 2+) = 6.5 × 10
－14 ； b (Cd 2+) = 6.5 × 10－14 mol·kg －1 [导引]
解题时要考虑到因是水溶液，有可能有H 2析出，但H 2在金属上均有较大的超电势，考虑超电势后，将H 2的析出电势与金属离子析出电势比较，可以看出H 2不会优先于金属离子析出。
10.利用德拜－休克尔极限公式，计算298 K 时，含有0.002 mol×kg －
1 NaCl 和0.001 mol · kg －1 La(NO 3)3的水溶液中Na +和La 3+的活度因子。
【题解】
＝1／2（0.002×12＋0.002×12＋3×0.001×12＋0.001×32）
＝0.008 mol·kg －1 由
则－ln g （Na +）=1.171mol
－1/2 ×kg 1/2×|1×1|
g （Na +）=0.90 －ln g （La 3+）=1.171mol
－1/2 ×kg 1/2×|3×3|
g （La 3+）=0.389 [导引] 本题是德拜－休克尔极限公式近似应用于计算g －及g ＋；并注意离子强度应为混全溶液的总离子强度。
11已知电极(1)Ag(s)、AgI(s)|I －；(2)I 2(s)|I －。25℃，101.325Kpa 下，)2()1(??＜，并且两者构
成原电池电动势的温度系数为：1.00×10-4V·K -1，请回答：
(1)写出电池符号、电极反应和电池反应；
(2)求25℃下该电池的标准电动势，假设该电池短路放电289500C 时，放热为190.26KJ ；
(3)若在上述温度和压力下电池实际工作电压是其电动势的80%，向通入1F 电量时电池放热多少？
解：
[解] (1)Ag ，AgI (s)|KI (ag)|I 2(s)，)s (AgI I 21Ag :I e I 2
1)()
s (AgI I e Ag )(22→+→++→+---
-电池反应
(2)P 0
O )T /G (Tq qE )T /E (ZFT ZFE H ??+-=??+-=?ρ
)(687.0289500/1026.19010289500298)/(340V T E Tq H E P =?+??=??+?-=∴-
(3)KJ 3.102981096500%)20687.0(96500)T /E (ZFT %)80E E (ZF Q 4iR -=??+??-=??+?--=-ρ
12.原电池pt|H 2(p )|HCl （m=0.1）|AgCl(s)|Ag 在25℃时E=0.3524V ，E θ=0.2223V ，求m=0.1mol·kg -1的HCl 平均活度a ±，平均离子活度系数为r ±及溶液PH 值。 解：电池反应
10.1)1.0795.0lg(lg lg 795.0/0795.009975.105916.02lg ln 2ln )1.0()()(212=?-=+±-=±-==±±==±-=?-=±∴±-=-=+==+±C CH a PH m a r a E E a a F RT E a F RT E E Ag m HCl s AgCl P H l HC γ
腐蚀电化学分析 杨聪仁教授编撰一、实验目的 以电化学分析法测量金属在不同环境下的腐蚀速率。 二、实验原理 2-1 腐蚀形态 腐蚀可被定义为材料受到外在环境的化学侵蚀而导致退化的象。大多数材料的腐蚀包含了由电化学引起的化学侵蚀。我们可根据被腐蚀金属的表面，简便地将腐蚀型态分类，如图一。有许多类型易被辨识，但各种腐蚀类型彼此间都有某种程度的关连。这些类型包括： 均匀或一般侵蚀腐蚀应力腐蚀 化学或两金属腐蚀冲蚀腐蚀 孔蚀腐蚀涡穴损伤 间隙腐蚀移擦腐蚀 粒间腐蚀选择性腐蚀 均匀或一般侵蚀腐蚀 均匀腐蚀是指当金属处于腐蚀环境时，金属整个表面会同时进行电化学反应。就重量而言，均匀腐蚀是金属所面临的最大腐蚀破坏，尤其是对钢铁来说。然而，它很容易藉由保护性镀层、抑制剂及阴极保护等方法来控制。 化学或两金属腐蚀 由于不同金属具有不同的电化学电位，因此当要将不同金属放在一起时，必须格外小心，以免产生腐蚀现象。两金属化学腐蚀的另一个重要考虑因素是阳极与阴极的比率，也就是面积效应(area effect)。阴极面积大而阳极面积小是一种不利的面积比率，因为当某特定量的电流经过金属对时，例如不同尺寸的铜极及铁极，小电极的电流密度会远大于大电极，因此小阳极将会加速腐蚀。所以大阴极面积对小阳极面积的情形应尽量避免。 孔蚀腐蚀 孔蚀是会在金属上产生空孔的局部腐蚀类型。此类型的腐蚀若造成贯穿金属的孔洞，则对工程结构会有相当的破坏效果。但若没有贯穿现象，则小蚀孔有时对工程设备而言是可接受的。孔蚀通常是很难检测的，这是因为小蚀孔常会被腐蚀生成物覆盖所致。另外蚀孔的数目及深度变化也很大，因此对孔蚀所造成的破坏不太容易做评估。也因为如此，由于孔蚀的局部本质，它常会导致突然不可预测的破坏。蚀孔会在腐蚀速率增加的局部区域发生。金属表面的夹杂物，其他结构不均匀物及成份不均匀处，都是蚀孔开始发生的地方。当离子和氧浓度差异形成浓淡电池时也可产生蚀孔。 间隙腐蚀是发生于间隙及有停滞溶液之遮蔽表面处的局部电化学腐蚀。若要产生间隙腐蚀，必须有一个间隙其宽度足够让液体进入，但却也可使液体停滞不流出。因此，间隙腐蚀通常发生于开口处有百万分之几公尺或更小宽度的间隙。 粒间腐蚀
电化学方法总结 Prepared on 22 November 2020
循环伏安法 1 定义：循环伏安法(Cyclic Voltammetry)以等腰三角形的脉冲电 压加在工作电极上，控制电极电势以不同的速率，随时间以三角 波形一次或多次反复扫描，使电极上能交替发生还原反应和氧化 反应，记录电流-电势曲线。 单圈扫描：电位在初始电位维持一段平衡（静置）时间后，开始匀 速变化（扫描速度为v=dE/dt），扫描到第1个换向电位后，某些仪 器可维持在第1个换向电位一段时间，然后电位反向扫描到第2个 换向电位，某些仪器也可维持在第2个换向电位一段时间，然后再 扫描到最终电位）。 多圈扫描：在初始电位起扫后，在第1、2个换向电位之间循环扫描 多圈，最后扫描到最终电位。 Initial potential Vertex 1 potential Vertex 2 potential Final potential Delay Potential Time 初始电位、换向电 位、扫描速度等是 非常重要的实验设
2 特点： Ⅰ：激励信号：施加的电压为三角波电压，双向扫描，分为氧化过程和还原过程，氧化态电势高，还原态电势低。 Ⅱ：参数设置：两个可调参数为电位范围和扫描速度。设置电位范围时需根据溶液的初始条件设置起始电位，起始电位不应破坏溶液的初始条件；若起始电位与溶液初始条件不一致，则在静置几秒内所发生的氧化还原反应未被记录。 Ⅲ：实验条件：进行循环伏安扫描时体系应处于静止状态，若搅拌则记录的图中不会出现峰，相反呈S型。 3 所得信息： Ⅰ：判断电极反应的可逆程度，依据为峰电流比及峰电势差，对于可逆体系：i pa/i pc1；E pa/E pc nF。 Ⅱ：判断电极表面的修饰情况，峰电流大说明电极传递电子能力较强。但这只能定性判断，实际循环伏安图中，存在充电电流的影响，因此CV峰电流测量不太容易精确。 Ⅲ：判断其控制步骤和反应机理，若i p∝v，则此过程为表面控制，发生在电极表面；若i p∝v1/2，则此过程为扩散控制，发生在溶液中。 循环伏安法可作用于可逆的电极过程，也可作用于不可逆或准可逆的电极过程以及各种伴随航行反应的过程，不同的电极过程分别阳极峰电势E pa和阴极峰电势E pc，并给出峰电位差△E p和峰电流之比。
电化学分析实验报告 院系：化学化工学院专业班级：学号：姓名： 同组者： 实验日期： 指导老师： 实验一：铁氰化钾在玻碳电极上的氧化还原 一、实验目的 1.掌握循环伏安扫描法。 2.学习测量峰电流和峰电位的方法。 二、实验原理 循环伏安法也是在电极上快速施加线性扫描电压，起始电压从ei开始，沿某一方向变化， 当达到某设定的终止电压em后，再反向回扫至某设定的起始电压，形成一个三角波，电压扫 描速率可以从每秒数毫伏到1v。 当溶液中存在氧化态物质ox时，它在电极上可逆地还原生成还原态物质，即 ox + ne → red;反向回扫时，在电极表面生成的还原态red则可逆地氧化成ox，即 red → ox + ne.由 此可得循环伏安法极化曲线。 在一定的溶液组成和实验条件下，峰电流与被测物质的浓度成正比。从循环伏安法图中 可以确定氧化峰峰电流ipa、还原峰峰电流ipc、氧化峰峰电位φ pa 和还原峰峰电位φpc。 对于可逆体系，氧化峰峰电流与还原峰峰电流比为:ipa/ipc =1 25℃时，氧化峰峰电位 与还原峰峰电位差为:△φ条件电位为:φ=（φpa+ φpc）/2 由这些数值可判断一个电极过程的可逆性。 =φ pa - φpc≈56/z (mv) 三、仪器与试剂 仪器:：电化学分析仪va2020, 玻碳电极、甘汞电极、铂电极。试剂：铁氰化钾标准溶 液，0.5mol/l氯化钾溶液，蒸馏水。 四、实验步骤 1、溶液的配制 移取铁氰化钾标准溶液（10mol/l）5ml于50ml的塑料杯中，加入0.5mol/l氯化钾溶液， 使溶液达到30ml 。 2、调试 （1）打开仪器、电脑，准备好玻璃电极、甘汞电极和铂电极并清洗干净。（2）双击桌 面上的valab图标。 3、选择实验方法：循环伏安法 设置参数：低电位:-100mv；高电位600mv；初始电位-100mv； 扫描速度：50mv/s；取样间隔：2mv；静止时间：1s；扫描次数：1；量程: 200μa。 4. 开始扫描：点击绿色的“三角形”。 5. 将上述体系改变扫描速度分别为10mv/s、50mv/s、100mv/s、160mv/s、200mv/s，其 他条件不变，作不同速度下的铁氰化钾溶液的循环伏安曲线，其峰值电流与扫描速度的平方 根成正比关系。 -3 五、实验数据及处理 1. 找到循环伏安曲线上对应的氧化与还原峰，然后手动做切线。
第11章电化学基础 11-1：(a) SiO2(s) + Al(s)—→Si(s) + Al2O3(s)； (b) I2(s) + H2S(aq)—→I-(aq) + S(s) + H3O+(aq)； (c) H2O2(aq) + I-(aq) + H3O+(aq)—→I2(s) + H2O(l)； (d) H2S(g) + O2(g)—→SO2(g) + H2O(g)； (e) NH3(g) + O2(g)—→NO2(g) + H2O(g)； (f) SO2(g) + H2S(g)—→S8(s) + H2O(g)； (g) HNO3(aq) + Cu(s)—→Cu(NO3)2(aq) + NO(g ) + H2O(l)； (h) Ca3(PO4)2(s) + C(s) + SiO2(s)—→CaSiO3(l) + P4(g) + CO(g)； (i) KClO3(s)—→KClO4(s) + KCl(s)（提示：歧化反应可方便地从反方向进行配平）答：（a）3SiO2(s) + 4Al(s) = 3Si(s) + 2Al2O3(s)； （b）I2(s) + H2S(aq) + 2H2O = 2I-(aq) + S(s) + 2H3O+(aq)； （c）H2O2(aq) + 2I-(aq) + 2H3O+(aq) = I2(s) + 4H2O(l)； （d）2H2S(g) + 3O2(g) = 2SO2(g) + 2H2O(g)； （e）4NH3(g) + 7O2(g) = 4NO2(g) + 6H2O(g)； （f）8SO2(g) + 16H2S(g) = 3S8(s) + 16H2O(g)； （g）8HNO3(aq) + 3Cu(s) = 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l)； （h）2Ca3(PO4)2(s) + 10C(s) + 6SiO2(s) = 6CaSiO3(l) + P4(g) + 10CO(g)； （i）4KClO3(s) = 3KClO4(s) + KCl(s) 11-2：用半反应法配平下列反应方程式。给出的方程式中未示出H+，OH-或H2O，你应该会用加进H2O 和它的两个组成离子的方法配平这些方程 (a) ClO- + I2—→Cl- + IO3-； (b)Mn(OH)2(s) + H2O2(aq)—→MnO2(s)； 答：（a）5ClO-(aq) + I2(s) + H2O(l) = 5Cl-(aq) + 2IO-3 (aq) + 2H+(aq)； （b）Mn(OH)2(s) + H2O2(aq) = MnO2(s) + 2H2O(l)； 11-3：用半反应法（离子-电子法）配平下列方程式： （1）K2Cr2O7＋H2S＋H2SO4→K2SO4＋Cr2(SO4)3＋S＋H2O （2）MnO42-＋H2O2→O2＋Mn2-(酸性溶液) （3）Zn＋NO3-＋OH-→NH3＋Zn(OH)4- （4）Cr(OH) 42-＋H2O2→CrO 42- （5）Hg＋NO3-＋H+→Hg22+＋NO
Experimental class on“Fuel Cell and Electrochemistry” Experiment setup Equipment: CHI760D electrochemical station Three electrode system. WE: CE: RE: Saturated Calomel Electrode Solution: 1.0 ×10-3mol/L K 3 [ Fe (CN)6] + 0.1M KCl Lab report 1) Plot curves of LSV curve, and describe why current changes with sweeping voltage? 0.6 0.4 0.2 0.0 -0.2 -0.4 0.000000 0.000002 0.000004 0.000006 0.000008 0.000010 Potential/V C u r r e n t /u A Reason: V oltage is a driving force to an electrode reactions, it is concerned with the equilibrium of electron transfer at electrode surface . As the altering of applied voltage, the Fermi-level is raised (or lowered), which changing the energy state of the electrons. Making the overall barrier height (ie activation energy) alter as a function of the applied voltage. (1). In this reaction, when voltage is 0.6V, there is no electron transfer, so the current is zero. With the voltage to the more reductive values, the current increases. (2). When the diffusion layer has grown sufficiently above the electrode so that the flux of reactant to the electrode is not fast enough to satisfy that required by Nernst Equation. The peak is obtaining. (3). When the reaction continued, it would get a situation that there will be a lower reactant concentration at the electrode than in bulk solution, that is, the supply of fresh reactant to the surface decreased, so current decreases.
第九章氧化还原反应电化学基础 本章学习要求： 1 掌握氧化还原反应方程式的配平及氧化数的概念。 2 了解原电池的构成、表示，电极电势的产生及一般理论计算，掌握能斯特 方程，了解电极电势的应用。 3 利用电极电势判断氧化还原反应的方向和极限。 4 初步掌握标准电极电势图及其应用。 讲授内容：氧化数、氧化还原电对、氧化还原方程式的配平，原电池、电极电势及其应用、电极电势的一般计算、能斯特方程、氧化还原反应的方向 和限度的判定、标准电极电势图及其应用。 本章重点：电极电势、氧化还原反应的方向和限度的判定、元素标准电极电势图及其应用。 本章难点：利用能斯特方程计算电极电势 课时安排：4学时 氧化还原反应的特征:反应前后某些元素的氧化态有变化，这种变化的实质就是 反应物之间电子转移的结果，所谓电子转移既指电子得失， 也指电子偏移。 9.1 氧化还原反应 9.1.1氧化和还原氧化剂和还原剂 还原：得电子从而使元素氧化态降低的过程。 氧化：失电子从而使元素氧化态升高的过程。 氧化剂：反应中得到电子的物质。 还原剂：失去电子的物质。 氧化还原反应：有电子得失或电子转移的反应。 在氧化还原反应中，还原剂被氧化，而氧化剂则被还原。 9.1.2 氧化还原反应方程式的配平 最常用的方法：氧化态法和离子电子法。 氧化态法配平氧化还原方程式的原则是：氧化剂中元素氧化态降低的总值等于还 原剂中元素氧化态升高的总值。 配平原则：①电荷守恒：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数。 ②质量守恒：反应前后各元素原子总数相等。 用此法配平氧化还原反应方程式的具体步骤是： A 先找出反应式中氧化数发生变化的元素。 B 标出反应式中氧化数发生变化的元素（氧化剂、还原剂）的氧化数。 C 标出反应式中氧化剂、还原剂氧化数变化值。 D 按最小公倍数即“氧化剂氧化数降低总和等于还原剂氧化数升高总和”原则。在氧化剂和还原剂分子式前面乘上恰当的系数。 E 配平方程式中两边的H和O的个数。 根据介质不同，在酸性介质中O多的一边加H+，少的一边加H2O，在碱性介质中，O多的一边加H2O，O少的一边加OH－。在中性介质中，一边加H2O另一边加H+或OH－。
有机电化学合成及其发展方向 摘要 介绍有机电化学合成的原理，研究内容。有机电化学合成与传统合成的优势，介绍中国有机电化学合成的发展以及有机电化学的新进展。有机电化学的高效、经济、无污染性。还有有机电化学合成的若干发展方向。 关键词 有机电化学发展方向绿色化学 Review on organic electrosynthesis and its Development trend Abstract In this paper，the principle and the research method of organic electro- ynthesis---one of the most efficient green technology was discussed. The principle of organic electrosynthesis, applications, and the advantages co- mparing to the tradition organic synthesis were expounded. Introduction to Chinese organic electrosynthesis development and advancement of organic electrochemistry. Organic electrosynthesis of high efficiency, no pollution. There are several development directions of organic electrosynthesis. Key words：organic electrosynthesis；developments of research；Green Chemistry; 引言部分 以电化学方法合成有机化合物称为有机电合成，它是把电子作为试剂，通过电子得失来实现有机化合物合成的一种新技术，这是一门涉及电化学、有机合成及化学工程等学科的交叉学科。由于电化学早已有之，合成技术、化学工程技术和化学材料不断更新，因而，有人称之为“古老的方法，崭新的技术”[1]。 有机电合成是有机合成的一个分支学科，有其独特的优点和优势。有机电合成与一般有机合成相比，有机电合成反应是通过反应物在电极上得失电子实现的，一般无需加入氧化还原试剂，可在常温常压下进行，通过调节电位、电流密度等来控制反应，便于自动控制。这样，简化了反应步骤，减少物耗和副反应的发生。可以说有机电合成完全符合“原子经济性”要求，而传统的合成催化剂和合成“媒介”是很难达到这种要求的。从本质来说，有机电合成很有可能会消除传统有机合成产生环境污染的根源。有机电化学合成也是一种绿色化学，中国走可持续发展战略，在化学合成中有机电合成将会占很大比例。将是未来的合成化学的
第九章电化学基础知识 习题答案 9-1 291K时将0.1 mol dm-3 NaC1溶液放入直径为2mm的迁移管中，管中两个Ag-AgC1电极的距离为20cm，电极间电势降为50V。如果电势梯度稳定不变。又知291K 时Na+和C1-的电迁移率分别为3.73×10-8和5.98×10-8 m2V-1s-1，问通电30分钟后：（1）各离子迁移的距离；（2）各离子通过迁移管某一截面的物质的量；（3）各离子的迁移数。 解：（1）离子迁移的距离L(Na+)= U(Na+) (dφ/d l)t =0.0168m , L(C1-)=0.0269m （2）n(Na+)=πr2c(Na+) L(Na+)=5.27×10-6mol , n(C1-)=8.45×10-6mol （3）t(Na+)= U(Na+)/[ U(Na+)+ U(C1-)]=0.384 , t (C1-)=0.616 9-2 用银作电极电解 AgNO3溶液,通电后有0.078克银在阴极沉积出来,经分析知阳极区含有 AgNO 3 0.236克,水23.14克,而未电解前的溶液为每克水含有0.00739 克AgNO 3 ,试求Ag＋离子的迁移数。 解：n(电解)= 0.078/108 mol , n(前)= 0.00739×23.14/170 mol, n(后)= 0.236/170 mol n(迁移) = n(前) - n(后) + n(电解) , t(Ag＋)= n(迁移)/ n(电解)= 0.47 9-3 某电导池先后充以0.001mol dm-3 的 HCl、0.001mol dm-3 的NaCl和 0.001mol dm-3 的NaNO 3三种溶液,分别测得电阻为468,1580和1650Ω.已知NaNO 3 的摩尔电导 率为121 S cm2mol-1 ,如不考虑摩尔电导率随浓度的变化, 试计算 (1) 0.001mol dm-3NaNO 3 溶液的电导率? (2) 电导池常数l/A (3)此电导池中充以0.001mol dm-3HNO 3溶液的电阻和HNO 3 的电导率? 解：(1) κ= c m Λ=1.21×10-4S cm-1 (2) l/A =κ/G =0.2cm-1 (3) ∞Λ m ( HNO3)=∞Λ m ( HCl)+∞Λ m ( NaNO3)-∞Λ m ( NaCl) , 电导池、浓度相同时有
腐蚀电化学分析 杨聪仁教授编撰 一、实验目的 以电化学分析法测量金属在不同环境下的腐蚀速率。 二、实验原理 2-1 腐蚀形态 腐蚀可被定义为材料受到外在环境的化学侵蚀而导致退化的象。大多数材料的腐蚀包含了由电化学引起的化学侵蚀。我们可根据被腐蚀金属的表面，简便地将腐蚀型态分类，如图一。有许多类型易被辨识，但各种腐蚀类型彼此间都有某种程度的关连。这些类型包括： 均匀或一般侵蚀腐蚀应力腐蚀 化学或两金属腐蚀冲蚀腐蚀 孔蚀腐蚀涡穴损伤 间隙腐蚀移擦腐蚀 粒间腐蚀选择性腐蚀 均匀或一般侵蚀腐蚀 均匀腐蚀是指当金属处于腐蚀环境时，金属整个表面会同时进行电化学反应。就重量而言，均匀腐蚀是金属所面临的最大腐蚀破坏，尤其是对钢铁来说。然而，它很容易藉由保护性镀层、抑制剂及阴极保护等方法来控制。 化学或两金属腐蚀 由于不同金属具有不同的电化学电位，因此当要将不同金属放在一起时，必须格外小心，以免产生腐蚀现象。两金属化学腐蚀的另一个重要考虑因素是阳极与阴极的比率，也就是面积效应(area effect)。阴极面积大而阳极面积小是一种不利的面积比率，因为当某特定量的电流经过金属对时，例如不同尺寸的铜极及铁极，小电极的电流密度会远大于大电极，因此小阳极将会加速腐蚀。所以大阴极面积对小阳极面积的情形应尽量避免。
孔蚀腐蚀 孔蚀是会在金属上产生空孔的局部腐蚀类型。此类型的腐蚀若造成贯穿金属的孔洞，则对工程结构会有相当的破坏效果。但若没有贯穿现象，则小蚀孔有时对工程设备而言是可接受的。孔蚀通常是很难检测的，这是因为小蚀孔常会被腐蚀生成物覆盖所致。另外蚀孔的数目及深度变化也很大，因此对孔蚀所造成的破坏不太容易做评估。也因为如此，由于孔蚀的局部本质，它常会导致突然不可预测的破坏。蚀孔会在腐蚀速率增加的局部区域发生。金属表面的夹杂物，其他结构不均匀物及成份不均匀处，都是蚀孔开始发生的地方。当离子和氧浓度差异形成浓淡电池时也可产生蚀孔。 间隙腐蚀是发生于间隙及有停滞溶液之遮蔽表面处的局部电化学腐蚀。若要产生间隙腐蚀，必须有一个间隙其宽度足够让液体进入，但却也可使液体停滞不流出。因此，间隙腐蚀通常发生于开口处有百万分之几公尺或更小宽度的间隙。 粒间腐蚀 粒间腐蚀是发生在合金晶界及晶界附近的局部腐蚀现象。在正常情况下，若金属均匀腐蚀时，晶界的反应只会稍快于基地的反应。但在某些情况下，晶界区域会变得很容易起反应而导致粒间腐蚀，如此会使合金的强度下，甚至导致晶界分裂。 应力腐蚀 金属的应力腐蚀破裂(SCC)是指由拉伸应力及腐蚀环境结合效应所导致的破裂。在SCC期间，金属表面通常只受到很轻微的侵蚀，但局部裂缝却很快沿着金属横断面传播。产生SCC所需的应力可以是残留应力或施加应力。裂缝会开始于金属表面上的蚀孔或其他不连续处。在裂缝开始成长时，其尖端会开始向前，此时作用在金属上的拉伸应力会在裂缝尖端处形成高应力，当裂缝尖端向前传播时，在裂缝尖端处也会产生电化学腐蚀而使阳极金属溶解。裂缝会沿着垂直于拉伸应力的方向成长，直到金属破坏为止。若应力或腐蚀其中任一停止，则裂缝将停止成长。 冲蚀腐蚀 冲蚀腐蚀可被定义为由于腐蚀性流体与金属表面相对运动而导致金属腐蚀速率加速的现象。当腐蚀性流体的相对运动速率相当快时，机械磨擦效应将会相当严重。冲蚀腐蚀的特征为金属表面具有与腐蚀性流体流动方向相同的凹槽、蚀孔与圆孔等。 涡穴损伤 此类型的冲蚀腐蚀是由接近金属表面之液体中的气泡及充气孔穴破灭所造成的。涡穴损伤通常发生在具有高速液体流动及压力改变的金属表面。 移擦腐蚀 移擦腐蚀发生在材料承受振动及滑动负荷的界面处，它会形成具有腐蚀生成物的凹槽或蚀孔。当金属发生移擦腐蚀时，磨擦表面间的金属碎片会被氧化且某些氧化膜会因磨擦动作而剥落，因此摩擦表面间会累积可当研磨剂用的氧化物颗粒。
第九章氧化还原反应和电化学基础 一、氧化还原反应方程式的配平 1、元素的氧化数（氧化值）(中学：化合价) ?定义：氧化数是某一个元素的荷电数，这种荷电数由假设把每个键中的电子数指定给电负性更大的原子而求得。 ?本质：a、离子化合物中，即正、负离子所带的电荷数； b、极性化合物中，即元素的一个原子提供参与共价键的电子数，其中电负性小，共用电子对离得较远的元素为正氧化数，电负性大、共用电子以离得较近的元素为负氧化数。『①单质的氧化数为0-1； ②在配合物中，当自由基或原子团作为配体时，其氧化数均看作 1； 2 ?定义：凡有电子得失或共用电子对偏移发生的反应。 氧化——失去电子或共用电子对偏离的变化，相应的物质称为“还原剂”; 还原——得到电子或共用电子对接近的变化，相应的物质称为“氧化剂”。 ?氧化剂 还原剂——氧化还原反应中，失去电子、氧化数升高的物质（发生氧化反应） 因此，凡元素氧化数发生变化的过程，就是氧化还原反应! 3、氧化还原反应方程式的配平方法与应用 （一）氧化数法：适用于任何氧化还原反应 ?依据：还原剂氧化数的升高总值 = 氧化剂氧化数降低总值 例1：KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 == ①根据反应事实，写出反应产物，注意介质酸碱性： KMnO4 + FeSO4 + H2SO4==MnSO4 +Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O ②调整计量系数，使氧化数升高值 = 降低值: +7 +2 +2 +3 KMnO4 + 5 FeSO4 + H2SO4==MnSO4 + 5/2 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O ③若出现分数，可调整为最小正整数： 2 KMnO4 +10 FeSO4 + H2SO4==2 MnSO4 + 5 Fe2(SO4) 3 + K2SO 4 + H2O 法2：配平各元素原子数（观察法）——先配平非H、O原子，后配平H、O原子。 ①配平K+、SO42-数目 SO42-：左11，应+7；右18 2 KMnO4 + 10 FeSO4 + 8 H2SO4 ==2 MnSO4 + 5 Fe2(SO4) 3 + K2SO 4 + H2O ②配平H+数目 H+：左2，应 8 H2O 2 KMnO4 +10 FeSO4 + 8 H2SO4==2 MnSO4 +5 Fe2(SO4) 3 + K2SO 4 + 8 H2O ③配平（或核对）O原子数目：已平衡。 小结：氧化数法配平氧化还原反应方程式的步骤
电位电压的测定实验报告范文三篇 篇一：电极电位的测量实验报告 一．实验目的 1. 理解电极电位的意义及主要影响因素 2. 熟悉甘汞参比电极的性能以及工作原理 3. 知道电化学工作站与计算机的搭配使用方法 二．实验原理 电极和溶液界面双电层的电位称为绝对电极电位，它直接反应了电极过程的热力学和动力学特征，但绝对电极电位是无法测量的。在实际研究中，测量电极电位组成的原电池的电动势，而测量电极电位所用的参考对象的电极称为参考电极，如标准氢电极、甘汞电极、银-氯化银电极等，该电池的电动势为：E＝φ待测－φ参比 上述电池电动势可以使用高阻抗的电压表或电位差计来计量 在该实验中，采用甘汞电极为研究电极，铁氰、化钾/亚铁氰、化钾为测量电极。在1mol的KCl支持电解质下，分别用10mM摩尔比1:1和1:2的铁氰、化钾/亚铁氰、化钾溶液在常温（27℃）以及45℃下测量，收集数据，可得到相同温度不同浓度的两条开路电位随时间变化曲线、相同浓度不同温度的两条开路电位随时间变化曲线。可以用电极电势的能斯特方程讨论温度
对于电极电势的影响 三．实验器材 电化学工作站；电解池；甘汞电极；玻碳电极；水浴锅 铁氰、化钾／亚铁氰、化钾溶液（摩尔比1:1和1:2）（支持电解质为1M KCl）； 砂纸；去离子水 四．实验步骤 1. 在玻碳电极上蘸一些去离子水，然后轻轻在细砂纸上打磨至光亮，最后再用去离子水冲洗。电化学工作站的电极也用砂纸轻轻打磨 2. 在电解池中加入铁氰、化钾／亚铁氰、化钾溶液至其1/2体积，将玻碳电极和甘汞电极插入电解池中并固定好，将两电极与电化学工作站连接好，绿色头的电极连接工作电极，白色头的电极连接参比电极。 3. 点开电化学工作站控制软件，点击 setup—技术（technique）—开路电压—时间，设置记录时间为5min，记录数据时间间隔为0.1s，开始进行数据记录，完成后以txt形式保存实验结果。 4. 将电解池放入45度水浴锅中，再重复一次步骤2和步骤3。 5. 将电解液换成铁氰、化钾／亚铁氰、化钾溶液（1:2）后重复一次步骤2至4 6. 实验结束后清洗电极和电解池，关好
第九章氧化还原反应与电化学基础 【竞赛要求】 氧化态。氧化还原的基本概念和反应的书写与配平。原电池。电极符号、电极反应、原电池符号、原电池反应。标准电极电势。用标准电极电势判断反应的方向及氧化剂与还原剂的强弱。电解池的电极符号与电极反应。电解与电镀。电化学腐蚀。常见化学电源。Nernst 方程及有关计算。原电池电动势的计算。pH 对原电池的电动势、电极电势、氧化还原反应方向的影响。沉淀剂、络合剂对氧化还原反应方向的影响。 【知识梳理】 一、氧化还原反应的基本概念 1、氧化数 在氧化还原反应中，由于发生了电子转移，导致某些元素带电状态发生变化。为了描述元素原子带电状态的不同，人们提出了氧化数的概念。 1970年，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC ）对氧化数的定义是：氧化数是某元素一个原子的荷电数，这个荷电数是假设把每个化学键的电子指定给电负性更大的原子而求得的。例如，在NaCl 中，钠的氧化数为 +1，氯的氧化数为–1。在SO 2中，硫的氧化数为+4，氧的氧化数为–2。由此可见，氧化数是元素在化合状态时人为规定的形式电荷数。确定氧化数的规则： （1）在单质中，元素的氧化数为零。 （2）在单原子离子中，元素的氧化数等于离子所带的电荷数。 （3）在大多数化合物中，氢的氧化数为 +1，只有在活泼金属的氢化物（如NaH,CaH 2）中，氢的氧化数为–1。
（4）通常，在化合物中氧的氧化数为–2；但在过氧化物（如H 2O 2、Na 2O 2、BaO 2）中氧的氧化数为–1；而在OF 2和O 2F 2中，氧的氧化数分别为 +2和+1。 （5）在所有氟化物中，氟的氧化数为–1。 （6）碱金属和碱土金属在化合物中的氧化数分别为 +1和 +2。 （7）在中性分子中，各元素氧化数的代数和为零。在多原子原子离子中各元素氧化数的代数和等于离子所带的电荷数。 根据上述原则，可以确定化合物中某元素的氧化数。 2、氧化还原电对 在氧化还原反应中，元素氧化数升高的物质是还原剂，元素氧化数降低的物质是氧化剂。氧化还原反应是由还原剂被氧化和氧化剂被还原两个半反应所组成的。例如： Zn(s + Cu2+ (aq Zn 2+(aq + Cu(s 是由半反应Zn(s Zn 2+ + 2e－和Cu 2+ + 2e－ Cu(s 所组成。 在半反应中，同一元素的两个不同氧化数的物种组成了电对，其中，氧化数较大的物种称为氧化型，氧化数较小的物种称为还原型。通常电对表示成：氧化型 / 还原型。例如：氧化还原反应是由两个电对构成的反应系统。可以表示为： 还原型（1）+氧化型（2）氧化型（1）+ 还原型（2）
AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF 中山大学岳晚课题组在有机电化学晶体管（OECT ）材料方面取得重要进展 有机生物电子学是利用共轭聚合物在生物系统中其独特的电荷和离子传输性能而发展起来的一种器件。在这众多的生物电子器件中，电化学晶体管可以构筑在适合的基底上，能够传输微弱的生物信号。这些优点以及低于1V 的工作电压特点，使得OECTs 在体内和体外能够放大微弱的生物信号。然而目前的OECTs 材料存在着一系列问题，从而限制了其广泛的应用，其中两个关键因素：一，操作稳定性；二，基底粘附性。 Figure 1. Chemical structure of Polymers 针对操作稳定性和基底粘附性，中山大学岳晚课题组根据不同的侧链设计了以上五种聚合物，并对这五种聚合物的掺杂过程、晶体结构、形貌特征以及OECT 性能进行了表征。
Figure 2. Output, transfer, and switching (drain current IDand applied gate voltage VG pulses) characteristics of the OECTs fabricated using (a, b, c) PIBET-AO, (d, e, f) PIBET-O, and (h, i, j) PIBET-BO as active materials. All transfer and switching characteristics have been acquired at constant drain voltage VD = – V. 其中PIBET-AO表现出很高的性能，最大跨导(g m)达到了14 mS，开始电压（Vth） V, 最大开关比达到了x 104。对PIBET-AO和PIBET-O进行了操作稳定性的研究，发现PIBET-O进行了40 min的运行，电流下降了90%，而PIBET-AO运行6 h，3628圈循环，电流基本保持不变，表现出超高的操作稳定性，并且对其机理进行了解释。 此外，对PIBET-AO和PIBET-O基底粘附性进行了研究，在模拟人体体液电解质中，进行了 h的超声，之后再将其进行器件表征，发现PIBET-AO的电流基本不变，而PIBET-O的电流变成了0。从而说明了PIBET-AO表现出了极高的基底粘附性，又将PIBET-AO涂在柔性衬底PET上，超声后对其紫外吸收做了表征，发现吸 AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF
实验一 线性极化法测定金属Fe 在稀H 2SO 4中的腐蚀速度 一、基本要求 1. 掌握动电位扫描法测定电极极化曲线的原理和实验技术。通过测定Fe 在 0.1M 硫酸溶液中的极化曲线，求算Fe 的自腐蚀电位，自腐蚀电流。 2. 讨论极化曲线在金属腐蚀与防护中的应用。 二、实验原理 当金属浸于腐蚀介质时，如果金属的平衡电极电位低于介质中去极化剂（如H +或氧分子）的平衡电极电位，则金属和介质构成一个腐蚀体系，称为共轭体系。此时，金属发生阳极溶解，去极化剂发生还原。以金属铁在盐酸体系中为例： 阳极反应： Fe-2e=Fe 2+ 阴极反应： H ++2e=H 2 阳极反应的电流密度以 i a 表示， 阴极反应的速度以 i k 表示， 当体系达到稳定时，即金属处于自腐蚀状态时，i a =i k =i corr （i corr 为腐蚀电流），体系不会有净的电流积累，体系处于一稳定电位c ?。根据法拉第定律，体系通过的电流和电极上发生反应的物质的量存在严格的一一对应关系，故可阴阳极反应的电流密度代表阴阳极反应的腐蚀速度。金属自腐蚀状态的腐蚀电流密度即代表了金属的腐蚀速度。因此求得金属腐蚀电流即代表了金属的腐蚀速度。 金属处于自腐蚀状态时，外测电流为零。 极化电位与极化电流或极化电流密度之间的关系曲线称为极化曲线。极化曲线在金属腐蚀研究中有重要的意义。测量腐蚀体系的阴阳极极化曲线可以揭示腐蚀的控制因素及缓蚀剂的作用机理。在腐蚀点位附近积弱极化区的举行集会测量可以可以快速求得腐蚀速度。还可以通过极化曲线的测量获得阴极保护和阳极保护的主要参数。 在活化极化控制下，金属腐蚀速度的一般方程式为： 其中 I 为外测电流密度，i a 为金属阳极溶解的速度，i k 为去极化剂还原的速度，βa 、βk 分别为金属阳极溶解的自然对数塔菲尔斜率和去极化剂还原的自然对数 )]ex p()[ex p( k c a c corr k a i i i I β? ?β??---=-=
2019年高三年级化学一轮复习同步训练 第九章第三节 金属的电化学腐蚀 1 / 9 2019年高三年级化学一轮复习同步训练 第九章第三节 金属的电化学腐蚀 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列说法正确的是 A. 金属发生吸氧腐蚀时，被腐蚀的速率和氧气浓度有关 B. 1molH 2燃烧放出的热量为H 2的燃烧热 C. 制乙烯时，用排水法或向上排空气法收集气体 D. a 一氨基丙酸与a 一氨基苯丙酸混合物脱水成肽，只生成2种二肽 2．为延长舰船服役寿命可采用的电化学防腐的方法有①舰体与直流电源相连②舰体上镶嵌某种金属块。下列有关说法正确的是( ) A. 方法①中舰体应连电源的正极 B. 方法②中镶嵌金属块可以是锌 C. 方法①为牺牲阳极的阴极保护法 D. 方法②为外加电流的阴极保护法 3．有关钢铁的腐蚀与防腐，不能用原电池原理解释的是 A. 析氢腐蚀 B. 吸氧腐蚀 C. 与锌片相连后不易腐蚀 D. 与电源负极相连后不易腐蚀 4．研究金属腐蚀及防护的装置如图所示。 下列有关说法不正确．．． 的是 A. 图1：a 点溶液变红 B. 图1：a 点的铁比b 点的铁腐蚀严重 C. 图2：若d 为锌，则铁不易被腐蚀 D. 图2：正极的电极反应式为O 2＋4e - ＋2H 2O ＝4OH - 5．化学科技工作者对含有碳杂质的金属铝的腐蚀与溶液酸碱性的关系进行了研究，在25℃时得出溶液pH 值对铝的腐蚀影响关系如图所示,下列说法正确的是（ ）
A. 金属铝在浓硫酸中的腐蚀速率大于盐酸中的腐蚀速率 B. 金属铝在中性环境中不易被腐蚀 C. 金属铝在pH=8.5的Na 2CO 3 溶液中会发生电化学腐蚀析出氧气 D. 不能用电解的方法在金属铝的表面生成致密的氧化物薄膜 6．某同学进行下列实验 取一块打磨过的生铁片，在其表面滴1滴含酚酞和K 3[Fe(CN)6]的食盐水 放置一段时间后，生铁片上出现如右图所示“斑痕”。其边缘处为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈 下列说法不合理的是 A. 生铁片发生吸氧腐蚀 B. 交界处：4Fe 2++O 2+10H 2O=4Fe(OH)3+8H + C. 边缘处：O 2+2H 2O+4e -=4OH - D. 生铁片发生吸氧腐蚀 7．近年来，我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，下列说法正确的是
竭诚为您提供优质文档/双击可除 电化学测量实验报告 篇一：电化学测量技术实验报告 实验报告 课程名称:实验地点:同实验者:电化学测试技术材料楼417 管先统sQ10067034010 朱佳佳sQ10067034007吴佳迪sQ10068052038杨小艳sQ10068052028 实验一铁氰化钾的循环伏安测试 一、实验目的 1.学习固体电极表面的处理方法； 2.掌握循环伏安仪的使用技术； 3.了解扫描速率和浓度对循环伏安图的影响。二、实验原理 铁氰化钾离子[Fe（cn）6]3-亚铁氰化钾离子[Fe（cn）6]4-氧化还原电对的标准电极电位为 [Fe（cn）6]3-+e-=[Fe（cn）6]4-φθ=0.36V电极电位
与电极表面活度的nernst方程式为φ=φ θ’ +RT/Fln(cox/cRed) 在一定扫描速率下，从起始电位（-0.2V）正向扫描到 转折电位（+0.8V）期间，溶液中[Fe（cn）6]4-被氧化生成[Fe（cn）6]3-，产生氧化电流；当负向扫描从转折电位（+0.6V）变到原起始电位（-0.2V）期间，在指示电极表面生成的[Fe （cn） 6 4-]3-被还原生成[Fe（cn）产生还原电流。为了使液相传质过程只受扩散控制，6]， 应在加入电解质和溶液处于静止下进行电解。在 0.1mnacl溶液中[Fe（cn）6]4-的电子转移速率大，为可逆 体系（1mnacl溶液中，25℃时，标准反应速率常数为5.2×10-2cm2s-1；）。三、仪器和试剂 电化学分析系统；铂盘电极；铂柱电极，饱和甘汞电极；电解池；容量瓶。0.50mol·L-1K3[Fe（cn）6]； 0.50mol·L-1K4[Fe（cn）6]；1mol·L-1nacl四、实验步骤 1.指示电极的预处理 铂电极用Al2o3粉末（粒径0.05μm）将电极表面抛光，然后用蒸馏水清洗。2.支持电解质的循环伏安图 在电解池中放入0.1mol·L-1nacl溶液，插入电极，以
第六章相平衡中、英文习题与参考答案 1、 在推导相律时，C 个组分是否在每一相中都必须存在？ 答：在推导相律时，随然假设C 个组分在每一相中都存在，但实际某一相中的组分数即使小于C ，限制条件同样随之减少，相律不受影响。 2、 指出下列各系统的独立组分数和自由度数： （1） （1） NH4Cl(s)部分分解为NH3(g)和HCl(g)，并达到分解平衡; （2） （2） CaCO3(s)达到分解平衡； （3） （3） C(s)和CO(g)、CO2(g)、O2(g)在700℃时达到平衡。 [(1)、2，2。(2)、2，1。(3)、2，1。] （4） 3、试用相相律分析，用碳还原金属氧化物MeO 的反应体系中能否用控制温度来控制Me 的蒸气压？ （5） 解：系统中反应： （6） C(s)+MeO(s)=CO(g)+Me(g) （7） 2CO(g)=CO2(g)+C(s) （8） 压力平衡： （9） ()()() g CO g CO g Me p p p 22+= （10） 系统中C=5-2-1=2 （11） P=3 F=C-P+2 =3-3-2=1 由于自由度为1，平衡时T 、p 及各物质浓度等条件中只有一个是独立变化的，所以指定温度时，压力随之而改变，可以用控制温度来控制Me 的蒸汽压。 4、如何用相律说明两组分气液平衡相图中恒沸点混合物是混合物而不是化合物。 答：二组分气液平衡相图系统恒沸混合物特点是，气相与其平衡的液相组成如何相同，R ‘=1。 由相律可知：
F=C+P+2 =(2-0-2)-2+2 =1 压力确定时，该平衡系统中温度、气、液相组成也恒定，若压力改变时，平衡系统中温度、气、液相组成也相应改变。所以恒沸点组成随压力改变而改变。因此，恒沸混合物是混合物而不是化合物。 5、在100 kPa 下，A 、B 二组分系统的沸点-组成图 如右图： (1) (1) 图中E 点对应的温度TE 称为什麽温度，此 点对应的气相和液相的组成有何关系？ (2) (2) 曲线1和曲线4各称为什麽线？ (3) (3) 总组成在0～xB,E 范围内，B 组分在气相中的含量与在平衡液相中的含量有和 何关系？ 答：(1)图中E 点对应的温度TE 称最低恒沸点，此 点对应的气相和液相的组成相等。 (1) (1) 曲线1和曲线4各称气相线和液相线。 (2) (2) 总组成在0～xB,E 范围内，B 组分在气相中的含量大于平衡液相中的含量。 6、 某A 、B 二组分系统在压力p 下的气-液平衡相图 如右图。讨论组成为a 、b 、c 、d 各点的物系加热 时状态的变化。 答：a 点处于A 、B 部分互溶的两液相层l1、l2，当加热到最低 共沸点时TE 时出现三相平衡即l1、l2和气相g ，继续加热 进入气液两相区，最后进入一相气相区。 b 点处于A 、B 部分互溶的两液相层l1、l2，当加热到最低 共沸点时TE 时出现三相平衡即l1、l2和气相g ，继续加热到T1进入液相区。 c 点同a 点相似。 T B x B A a b c d