第十章 电解与极化作用
【复习题】
【1】什么叫分解电压？它在数值上与理论分解电压（即原电池的可逆电动势）有何不同？实际操作时用的分解电压要克服哪几种阻力？
【答】 分解电压就是能使某电解质溶液连续不断地发生发生明显电解时所必须的最小外加电压。实际上，分解电压要大于原电池的可逆电动势E 可逆。E （实际分解）=E （理论分解）+η（阳）+η（阴）+IR 。所以在实际操作时不仅要克服理论分解电压，还要克服极化和电阻引起的电势降等阻力，其中主要是由于电极的极化作用所致。
【2】产生极化作用的原因主要有哪几种？原电池和电解池的极化现象有何不同？ 【答】极化作用的类型有很多，主要有浓差极化和化学极化等。
对于原电池，随着电流密度的增大，由于极化作用，负极的电极电势比可逆电势越来越大，正极的电极电势比可逆电势越来越小，两条曲线有相互靠近的趋势，原电池的电动势逐渐减小。
对于电解池，随着电流密度的增大，由于极化作用，阴极的电极电势比可逆电势越来越负，阳极的电极电势比可逆电势越来越正，两条曲线有相互远离的趋势，电解池的外加电压逐渐增大。
【3】什么叫超电势？它是怎么产生的？如何降低超电势的数值？
【答】 在有电流通过电极时，电极电势偏离于平衡值的现象称为电极的极化，为了明确地表示出电极极化的状况，常把某一电流密度下的电势ψ不可逆与ψ平之间的差值称为超电势，它的产生有浓差极化、化学极化和电阻极化（电解过程中在电极表面上生成一层氧化物的薄膜或其他物质）。
在外加电压不太大的情况下，将溶液剧烈搅动可以将低浓差极化，设法降低溶液内阻可以将低电阻极化，还可以加入去极化剂可以将低化学极化。
【4】析出电势与电极的平衡电势有何不同？由于超电势的存在，使电解池阴、阳极的析出电势如何变化？使原电池正、负极的电极电势如何变化？超电势的存在有何不利和有利之处？
【答】由于超电势的存在，在实际电解时要使正离子在阴极析出，外加于阴极的电势要比平衡电势更负一些；要使负离子在阳极析出，外加于阳极的电势必须比可逆电极的电势更正一些，即：
??η??η=+=-阳阳，析出阳，可逆阴
阴，析出阴，可逆
对于电解池，由于超电势的存在，阴极的析出电势会更负，阳极的析出电势会更正，外加电压要更大，所消耗的能量就越多。
对于原电池，由于超电势的存在，阴极的析出电势会更大，阳极的析出电势会更小，外加电压要更小，所提供的能量就越少。
由上分析知，不管是电解池还是原电池，由于超电势的存在，从能量的角度看都是不利的，但人们也利用极化，例如极谱分析就是利用滴汞电极上所形成的浓差极化来进行分析的一种方法。
【5】什么叫氢超电势？氢超电势与哪些因素有关？如何计算氢超电势？ 氢超电势的存在对电解过程有何利弊？
【答】早在1905年，Tafel 提出一个经验公式，表明氢超电势与电流密度的定量关系
ln a b j η=+
影响超电势的因素很多，如电极材料、电极表面状态、电流密度、温度、电解质的性质、浓度及溶液中的杂质等。
氢超电势的存在本来是不利的（因为电解时需要多消耗能量），但从另一个角度看，正因为超电势的存在，才使本来在氢之后的阳离子在阴极上还原反应，也能顺利地先在阴极上进行。
【6】在电解时，阴、阳离子分别在阳、阴极上放电，其放电先后次序有何规律？欲使不同的金属离子用电解方法分离，需控制什么条件？
【答】在阴极上，还原电势越大的，其氧化态越先还原而析出； 在阳极上，还原电势越小的，其还原态越先氧化而析出。
如果溶液中有各种不同的金属离子，它们分别有不同的析出电势，可以控制外加电压的大小使金属离子分步析出而得以分离。
【7】金属电化学腐蚀的机理是什么？为什么铁的耗氧腐蚀比析氢腐蚀要严重得多？为什么粗锌（杂质主要是Cu,Fe 等）比纯锌在稀H 2SO 4溶液中反应得更快？ 【答】（1）当两种金属或两种不同的金属制成的物体相接触，同时又与其他介质（如潮湿空气、其他潮湿气体、水货电解质溶液等）相接触时，就形成了一个原电池，进行原电池电化学作用。
（2）析氢腐蚀：酸性介质中在阴极上还原成氢气析出。电极反应为2H +
+2 e-→H 2； 析出电极电势为 2ln 2H H a RT
F a ?
?ηη+
=-=-
-析出平衡 耗氧腐蚀：如果既有酸性介质，又有氧气存在，在阴极上发生消耗氧的还原反应，电极反应
为O 2+4H +
+4e-H 2O 析出电极电势为
22ln 1.229ln 44O O H
H p p RT RT a a F p F p θθθ??η?ηη++=-=+?-=+?-析出平衡 由于在空气中2
21O p p θ≈，可算得25℃时酸性溶液中上述二电极反应的电极电势一般是耗氧
腐蚀的析出电极电势大于析氢腐蚀析出电极电势，说明有氧存在时，腐蚀更为严重。
（3）因为粗锌除了化学腐蚀外，还有电化学腐蚀。
【8】在铁锅里放一点水，哪一个部位最先出现铁锈？为什么？为什么海轮要比江轮采取更有效的防腐措施？
【答】 在水的边缘和空气接触的地方最先出现铁锈，因为在这些部位发生的吸氧腐蚀，在海水中存在大量NaCl 等电解质，海轮底部形成了大量的微小的原电池发生腐蚀，而江是淡水，因此海轮要比江轮采取更有效的防腐措施。
【9】比较镀锌铁与镀锡铁的防腐效果？一旦镀层有损坏，两种镀层对铁的防腐效果有何不同？
【答】两者都是金属保护，不同的是镀锌铁是阳极保护，而镀锡铁是阴极保护，一旦镀层损坏，前者牺牲阳极锌，保护铁，而后者铁成了阳极，使腐蚀更严重。
【10】金属防腐主要有哪些方法？这些防腐方法的原理有何不同？
【答】主要的方法有：非金属保护法、金属保护法、电化保护法、加缓冲腐蚀剂法等。 非金属保护法：是将耐腐蚀的物质如油漆、喷漆、搪瓷、陶瓷、玻璃沥青、高分子等涂在要保护的金属表面使其与腐蚀介质隔开。
金属保护法：是用耐腐蚀的金属或合金覆盖在被保护金属的表面，腐蚀外层金属。
电化保护法：应用牺牲阳极或增大阴极电势的原理来保护金属。
加缓冲腐蚀剂法：是减慢阳极腐蚀过程的速度活覆盖电极表面防止腐蚀。 【11】化学电源主要有哪几类？常用的蓄电池有哪几种？各有何优缺点？氢氧燃料电池有何优缺点？
【答】学电源按其使用特点分为：（1）燃料电池；（2）蓄电池；（3）一次电池。 蓄电池有以下几类：（1）酸式铅蓄电池；（2）碱式Fe-Ni 电池或Cd-Ni 蓄电池；（3）Ag-Zn 蓄电池。
铅蓄电池历史最早，较成熟价廉，但重量大，保养要求较严，易于损坏；Fe-Ni 蓄电池能经受剧烈震动，比较经得起放电保养维护要求不高，本身重量轻，低温性能好，但结构复杂，制造费用高。Ag-Zn 蓄电池单位质量、单位容积所蓄电能高，能大电流放电，能经受机械振动，但使用寿命还较短。
【12】试述电解方法在工业上有哪些应用，并举例说明之。 【答】 (1)金属离子的分离；（2）电解制备；（3）塑料电镀；（4）铝及其合金的电化学氧化和表面着色；（5）污水处理。 【习 题】
【1】要在一面积为100cm 2
的薄铁片两面都镀上厚度为0.05mm 的均匀镍层，计算所需要的时间。已知所用电流为 2.0A ，电流效率为96%， ρ
(Ni,s)=8.9g/cm 3
,M Ni =58.7g/mol 。 【解】 电极反应为： 22()Ni
e Ni s +
-+=
21000.058.920.15258.7
Ni Ni sh n mol M ρ???===
140.152296500 2.910Q nzF mol C mol C -==??=?g
而 496%20.96 2.910Q It t C ==?=? 41.510t s =?
【2】在298K 和标准压力下，试写出下列电解池在两电极上所发生的反应，并计算其理论分解电压：
（1）)(|)68.0,0.1(|)(1s Pt kg mol NaOH s Pt =?±-γ （2）)(|)860.0,05.0(|)(1s Pt kg mol HBr s Pt =?±-γ （3）
131
3()|(0.50,0.526)
||(0.01,0.902)()
Ag s AgNO mol kg AgNO mol kg Ag s γγ-±-±?=?=
【解】（1）在阴极发生的反应为 22()2()H
H a e H p θ+
+-+→
在阳极发生的反应为 221
2()2()()2
OH
OH a
e H O l O p θ-
---→+
2222
ln ln 22H O OH OH H H H RT RT E a a F F θθ
????--++
????=-=--+ ? ??
???
阳阴可逆，，
22
2
22ln ln 2W H O OH H H
OH H H O OH RT RT a a K F F
θθ
θ
???-+
-+-=--=-，，， 140.4ln10RT
F
-=-
1.228V =
（2）阴极反应 22()2()H H a e H p θ++-+→
阳极反应 22()2()Br Br a e Br l ----→
E ??=-阳阴分解
2
2
ln 2Br Br
Br RT a F θ?--
??=-- ???，22ln 2H H H RT a F θ
?++
??+ ???
，
(
)2
2
,ln Br Br H H
Br H RT a a F
θ
θ
??-+-
+=-，
2
2
ln Br Br RT m F m θ
θ?γ-
±??=- ??
?g ， ()2
8.3142981.065ln 0.8600.0596500
V ?=-
?
=1.227V
（3） 阴极反应 1()()Ag a e Ag s +-
+→
阳极反应 2()()Ag s e Ag a -+
-→
E ??=-阳阴分解
12ln Ag Ag RT a F θ?+-??=-- ???，11ln Ag Ag RT a F θ?+-??- ???
， 218.3142980.010.902ln ln 965000.500.526
a RT F a ??==? =-0.0866V
电池（3）的分解电压为负值，说明原来电池的表示法为非自发电解池，E 分解 应是正值，即0.0866V ，可见计算电池的分解电压，只要不考虑超电势，则分解电压（即
理论值）应在数值上与可逆电池的电动势相等。
【3】在298K 和标准压力下，用镀铂黑的铂电极电解0.1=+
H a 的水溶液，当所用电流
密度为23105--??=cm A j 时，计算使电解能顺利进行的最小分解电压。已知0,487.02
2
≈=H O V ηη，忽略电阻引起的电位降，H 2O(l)的标准摩尔Gibbs 生成自由能为
1129.237-?-=?mol kJ G m f θ
。
【解】 电解时阳极反应：224()42()()OH OH a e H O l O p θ
----→+ 阴极反应：24()42()H H a e H p θ
++
-
+→
总反应：2222()2()()H O l H p O p θθ
→+
122(,)474.258r m f m G G H O l kJ mol θθ-?=-?=?
1
1
474.258 1.229496500r m G kJ mol E V zF C mol θ
θ
--??===---?g E ?η?η=+--阳阳阴阴分解（）
E ??ηηηη=-++=++阳阳阳阴阴阴可逆
1.2290.4870.742V =-+=-
【4】在298K 时，使下述电解池发生电解作用：
)(|)0.1(),0.1(|)(1
412s Pt kg mol NiSO kg mol CdCl s Pt --??
问当外加电压逐渐增加时，两电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】在阴极上可能发生还原反应的阳离子有Cd 2+、Ni 2+ 、和 H +
，它们的电极反应和对应的电极电势为： 21()2()Cd
a e Cd s +
-+→ 22,,0.402Cd Cd Cd Cd
V θ
??++
==- 22()2()Ni a e Ni s +-
+→ 22,,0.250Ni Ni Ni Ni
V θ??++==- 322()2()H a e H p +-+→ 2
73,ln ln100.414H H RT RT
a V F F
?+-=
==- 在阴极上电极电势大的先发生反应，所以阴极上首先发生反应的是Ni 2+
还原成Ni （s ）.
在阳极上可能发生氧化反应的阴离子有24Cl OH SO ---
、和，它们的电极电势分别为
2
2
,,ln 1.358ln 2.0 1.340Cl Cl Cl Cl
Cl RT RT a V V F F θ
??-
-
-=-=-= 2
2
7,,ln 0.401ln100.815O OH O
OH
OH RT RT a V V F F
θ??-
-
--=-=-= 24SO -失去2个电子氧化成228S O -
的电极电势为2.05V 。
在阳极上电极电势小的先发生反应，所以在阳极上首先发生反应的是OH -
氧化成2O 气。
0.815(0.25) 1.065E V V V ??=-=--=阳阴分解
【5】298K 时，用Pb （s ）电极来电解24H SO 溶液，已知其浓度为0.10mol/kg ，
265.0=±γ，若在电解过程中，把Pb 阴极与另一甘汞电极相连组成原电池，测得其电动势
E=1.0685V 。试求H 2（g ）在Pb 阴极上的超电势（只考虑硫酸的一级电离）。已知所用甘汞电极的电极电势φ甘汞 =0.2806V 。
【解】 24H SO 通常是按照二级电离处理的，但由于二级电离常数比一级电离常数小得多，所以就按一级电离来处理。
2
H E ????η=-=-+2H 甘汞不可逆甘汞H ，（-）
2
,ln H
H H RT
E E a F
η???+
+=-+=-+
2
H 甘汞甘汞 (1.06850.2802)ln(0.100.265)RT
V F
=-+
? =0.6950V
【6】在锌电极上析出氢气的Tafel 公式为：
)]/(lg[116.072.0/2
-?+=cm A j V η
在298K 时，用Zn （s ）作阴极，惰性物质作阳极，电解浓度为0.10mol/kg 的硫酸锌溶液，设溶液的pH 为7.0。若要使H 2（g ）不和锌同时析出，应控制什么条件？ 【解】首先计算2Zn +
和H +在电极上的析出电势。
222,,ln 0.7628ln 0.122Zn
Zn
Zn Zn
Zn RT RT a V F F
θ??+
+
+=+=-+ =-0.7924V
22
7ln ln10(0.720.116lg )H H H H RT RT j a F F j
θ?η+
+-=
-=-+， 要使H+不发生还原反应，就要使2
H H ?+，略小于2,Zn Zn ?+，即
7ln10(0.720.116lg )RT j
F j
θ--+<-0.7924 j>1.14×10-3
A ·cm -2
也就是应该控制电流密度大于1.14×10-3A ·cm -2
，H 2才不会和锌同时析出。
【7】在298K 和标准压力下，当电流密度2
1.0-?=cm A j 时，H 2(g)和O 2(g)在Ag(s)电极上的超电势分别为0.87V 和0.98V 。今用Ag(s)电极电解浓度为0.01 mol/kg 的NaOH 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】在阴极上可能还原的阳离子有Na +和H +
，还原电位大的首先还原。
222,,ln 2.713ln 0.1 2.8312Na Na Na Na
Na RT RT a V V F F
θ??+
+
+
=+=-+=- 22
12ln ln100.87 1.58H H H H RT RT
a V F F
?η++-=-=-=-，
所以在阴极上首先析出氢气。
阳极上可能发生的反应是OH -离子氧化生成O 2气体或电极Ag 本身发生氧化生成Ag 2O.
22
2
,,ln 0.401ln 0.010.98 1.499O O OH O OH
OH RT RT
a V V V F F
θ
??η-
-
-=-+=-+= 222()22()Ag s OH e Ag O s H O --+-→+
2
2
2
,,ln 0.344ln 0.010.46222Ag O Ag Ag O Ag OH RT RT a V V F F
θ??-=-
=-=
所以阳极上首先发生的是Ag 电极本身氧化生成Ag 2O.
0.4622( 1.58) 2.042E V V V ??=-=--=阳阴分解
由于生成的Ag 2O 膜包在银电极外面，会阻止反应的进一步进行。
【8】 在298K 和标准压力下，若要在某一金属上镀Pb-Sn 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V Pb Pb
13.0)|(2-=+
θ
?，
V Sn Sn 14.0)|(2-=+θ?。
【解】要使Pb 2+
和Sn 2+
同时镀在某金属上，就必须使其析出电势相同，即
2221
,,ln 2Pb Pb Pb Pb
Pd RT a F θ??+
+
+
-=- 2221
,,ln 2Sn Sn Sn Sn Sn RT a F
θ??++
+
-=- 20.13ln 2Pd RT a F +-+20.14ln 2Sn RT
a F
+=-+
得
22 2.179Sn Pd a a ++
=
【9】在298K 和标准压力下，某混合溶液中，CuSO 4 浓度为0.50mol/kg ，H 2SO 4浓度为0.01 mol/kg ，用铂电极进行电解，首先Cu(s)沉积到Pt 电极上。若H 2(g)在Cu(s)上的超
电势为0.23V ，问当外加电压增加到有氢气在电极上析出时，溶液中所余Cu 2+
的浓度为多少？（设活度因子均为1，H 2SO 4作一级电离处理。）
【解】电解前期两电极上反应分别为：
阴极： 22()2()Cu Cu a e Cu s ++-
+→ 阳极：221
()22()()2
H H O l e H a O p θ+-
+
-→+
可见，随着O 2在阳极的析出，电解液的酸度发生变化，当有0.5mol/kg 的Cu 2+
被还原成Cu(s)时，相应地溶液中增加了1.0mol ·kg -1
的H +
，其中0.5mol 与24SO -形成4HSO -
，因此当溶液中Cu 2+
几乎全部还原时，[H +
]=0.5+0.01=0.51 mol ·kg -1
，这时H 2的析出电势是：
22,ln ln 0.510.230.247H H
H RT RT
a V F F
?η+=-=-=析出
当阴极上有氢气开始析出时， 222
,,,ln 2H Cu Cu Cu Cu RT
a F
θ
???++==+析出析出 即 20.2470.337ln 2Cu RT
V V a F
+-=+ 得 220
1.7210
Cu a +-=?
因为活度因子均为1，所以 220
1[] 1.7210
Cu mol kg +
--=??
【10】 在298K 和标准压力下，以Pt 为阴极，石墨为阳极，电解含CdCl 2（0.01 mol/kg ）和CuCl 2（0.02 mol/kg ）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，至少需要加多少电压？
（３）当第二种金属析出时，计算第一种金属在溶液中的浓度？
（４）事实上Ｏ2(g)在石墨上是由超电势的。若设超电势为0.85Ｖ，则阳极上首先应发生什么反应？
【解】 （1）在阴极析出的金属可能是：Cd （s ）和Cu （s ）
22()Cu e Cu s +-+→ 22,,ln 0.337ln 0.020.28722Cu Cu
Cu
Cu RT RT
a V F F θ
??+
+=+
=+=析出 22()Cd e Cd s +-+→ 22,,ln 0.40ln 0.010.45922Cd Cd
Cd
Cd RT RT a V F F
θ
??+
+=+=-+=-析出 由于在阴极，析出电势大的先析出，所以Cu 2+
先还原成Cu （s ）析出。
（2）在阳极上可能发生的反应为：
222()Cl e Cl p θ---→ 22,,ln 1.36ln 0.06 1.4323Cl Cl Cl Cl RT RT a V F F
θ
??--=-=-=析出 2224()4()
H H O e O p H a θ+-+-→+
222
7
,,ln 1.23ln100.816O H O O H RT RT a V F F
θ
??+
-=+
=+=析出 因为在阳极上电极电势小的先析出，所以O 2先析出，但当阴极上的0.02 mol/kg Cu 2+完全析出时，在阳极上就形成0.04 mol/kgH +
，所以这时
2, 1.23ln 0.04 1.147O
RT
V F
?=+=析出
可见当Cd （s ）析出时，所加的外压为：
1.147E V ??=-=-阳阴分解（-0.459V ）=1.606V
（3）当Cd （s ）析出时，,,Cd Cu ??=析出析出 即 20.4590.337ln 2Cu RT
a F
+-=+ 得 227
1.18510
Cu a +-=? 即 227
1[] 1.18510
Cu mol kg +
--=??
（4）如果O 2（过载石墨上有超电势时，）22
2
,0.8160.85 1.666O O O V ??η=+=+=析出
2
,O ?析出>2
,Cl ?析出 说明在阳极上首先应发生Cl -的氧化。
【11】在298K 和标准压力下，用铁Fe(s)为阴极，C （石墨）为阳极，电解6.0 mol/kg
的NaCl 水溶液。若H 2(g)在铁阴极上的超电势为0.20V ，O 2(g)在石墨阳极上的超电势为0.60V ，Cl 2(g)的超电势可以忽略不计。试说明两极上首先发生的反应及计算至少需加多少外加电压，电解才能进行。（设活度因子均为1）
【解】在阴极上可能发生的反应有：
22()2()H H a e H g ++-+→ 227,ln ln100.200.614H H H RT RT a V F F
?η+-=
-=-=-析出
()()Na Na a e Na g ++-+→ 22,,ln 2.71ln 6.0 2.6872Na Na Na Na RT RT
a V F F
θ
??++=+
=-+=-析出 因为在阴极析出电势大的先析出，所以H 2（g ）先析出. 在阳极上可能发生的反应为：
221
22()2
OH e O H O
---→+g
22
7
,,ln 0.40ln100.6 1.4138O O OH
OH RT RT a V F F
θ
??η-
--=-+=-+=析出 222()Cl e Cl p θ---→ 22,,ln 1.36ln 6.0 1.314Cl Cl Cl Cl RT RT a V F F
θ
??--=-=-=析出 因为在阳极析出电势小的先析出，所以Cl 2（g ）先析出。
1.314(0.614) 1.928E V V V ??=-=--=阳阴分解
【12】在298K 和标准压力下，电解一含Zn 2+
溶液，希望当Zn 2+
浓度降至
14101--??kg mol ，仍不会有H 2(g)析出，试问溶液的pH 应控制在多少为好？已知H 2(g)在
Zn(s)上的超电势为0.72V ，并设此值与浓度无关。
【解】Zn 2+
的浓度为1
4101--??kg mol 时析出电势为
224,,ln 0.76ln100.878222Zn Zn
Zn
Zn RT RT
a V F F
θ
??+
+-=+=-+=-析出 H 2(g)在Zn(s)上的析出电势为：
22,ln ln 0.72H H H H RT RT
a a F F
?η++=-=-析出
当,Zn ?析出≥2,H
?析出
时，H 2就不会析出
即 0.8782ln 0.72H RT
V a F
+-≥
- H a +≥0.00211 当活度因子为1时：1
[]0.00211H mol kg +
-≥?
即：pH ≥2.68
【13】在298K 和标准压力下，用电解沉积法分离Cd 2+、Zn 2+混合溶液。已知Cd 2+和Zn
2+
的浓度均为0.10mol/kg （设活度因子均为1），H 2(g)在Cd 2+和Zn 2+
超电势分别为0.48V 和0.70V ，设电解液的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？ （3）H 2(g)是否有可能析出而影响分离效果？
【解】（1）在阴极上可能析出的金属离子有：Cd 2+和Zn 2+
22()Zn e Zn s +-+→ 22,,ln 0.76ln 0.10.7922Zn Zn Zn
Zn RT RT
a V F F θ??+
+=+=-+=-析出 22()Cd e Cd s +-+→ 22,,ln 0.40ln 0.10.4322Cd Cd Cd
Cd RT RT a V F F
θ
??+
+=+=-+=-析出 因为在阴极析出电势大的先析出，所以Cd 先析出。
（2）当第二种金属析出时，
,Zn ?=析出,Cd ?析出
20.790.40ln[]2RT
V Cd F
+-=-+
得 2141[] 6.410Cd
mol kg +
--=??
（3）227,()ln ln1000.414H H
H RT RT
a V F F
?η+-=-=-=-析出
在惰性金属上 27,()ln100.480.89H
RT
V F ?-=-=-析出
在Cd(s)上 27,()ln100.70 1.11H RT
V F
?-=-=-析出在Zn(s)上
从上三个H 2的析出电势看，若是惰性电极，那么H 2最先析出；
若在Cd 电极或Zn 电极上时，由于超电势的存在，H 2不可能析出，因为它的析出电势比Cd 2+和Zn 2+
的析出电势都小。
【14】在298K 和标准压力下，电解含有22(0.05),(0.01),Ag Fe Ag a Fe a ++++==
2222(0.001),(0.1)Cd Ni H Cd a Ni a H ++++++
==和（a =0.001）
的混合溶液，并设H +
a 不随电解的进行而变化，又已知2()(),(),()H g Ag s Ni s Cd s 在Fe(s)和上的超电势分别为0.20V ，0.24V ，0.18V ，和0.302V 。当外加电压从零开始逐渐增加时，试用计算说明在阴极上析出
物质的顺序。
【解】 在阴极上析出阳离子的电极电势分别为：
,ln Ag Ag Ag
Ag RT
a F θ??+
+=+析出， 0.80ln 0.050.723RT
V V F =+=
22,ln Fe Fe Fe
Fe RT a F θ
??+
+=+析出， 0.44ln 0.010.4992RT
V V F =-+=-
22,,ln 2Cd Cd Cd
Cd RT a F θ
??+
+=+析出 0.40ln 0.0010.4892RT
V V F =-+=-
22,,ln 2Ni Ni Ni
Ni RT
a F θ??+
+=+析出 0.23ln 0.10.2602RT
V V F
=-+=-
22,()ln H H H RT
a F
?η+=-析出在惰性金属上
ln 0.00100.1775RT
V F
=-=-
2
,()0.17750.200.3775H V V V ?=--=-析出在Ag 上
2
,()0.17750.240.4175H V V V ?=--=-析出在Ni 上
2
,()0.17750.180.3575H V V V ?=--=-析出在Fe 上
2
,()0.17750.300.4775H V V V ?=--=-析出在Cd 上
由于在阴极上阳离子析出时，电极电势大的先析出，所以在阴极上阳离子的析出
顺序为：Ag,Ni,H 2,Cd,Fe.
【15】在298K 时，溶液中含有Ag +
和CN -
的原始浓度分别为1(0.10)Ag Ag m
mol kg +
+-=g ，
1(0.25)CN CN m mol kg ---=g 当形成配离子2[()]Ag CN -后，
其解离常数193.810a K θ
-=?。试计算在该溶液中Ag +
的剩余浓度和Ag （s ）的析出电势。（设活度因子均为1）
【解】设溶液中Ag+的活度为x
2
2()Ag CN Ag CN +--+→ 反应之前 0.1 0.25 0
反应之后 0 0.05 0.1 离解平衡时 x 0.05+2x 0.1-x
2
2
2
19
[()]
(0.052)3.810
0.1Ag CN a
Ag CN a a x x K a x
θ+-
--?+=?=
=
- 由于该方程式是一元三次方程，在式中x 很小，所以简化为
2
19
(0.05)3.8100.1
x -??=
171.5210x -=? 171[] 1.5210Ag mol kg +--=??
,ln Ag Ag Ag
Ag RT
a F θ??+
+=+析出， 170.80ln(1.5210)0.194RT
V V F
-=+?=-
【16】欲从镀银废液中回收金属银，废液中AgNO 3的浓度为1×10-6mol ·kg -1
,还含有少量的Cu 2+
.今以银为阴极、石墨为阳极用电解法回收银，要求银的回收率达99%试问阴极电
极电势应控制在什么范围之内？Cu 2+
离子的浓度应低于多少才不致使Cu （s ）和Ag （s ）同时析出？（设所有的活度因子均为1）
【解】 ()Ag e Ag s +-+→ ,,ln Ag Ag Ag
Ag RT
a F
θ??++=+析出 当Ag +的回收率为99%，则剩余Ag +的浓度为1×10-6mol ·kg -1×1%=1×10-8mol ·kg -1
所以8,0.80ln1100.327Ag RT
V F
?-=+?=析出
可见析出电势应该控制在低于0.327V 。
在该电势下，Cu 2+
离子的允许浓度： 22,0.327ln 2Cu Cu
Cu RT V a F
θ?++=+
20.428Cu a += 即 2[]Cu +应小于0.428 mol ·kg -1
【17】工业上目前电解食盐水制造NaOH 的反应为 ① 222NaCl H O
+电解
222()()NaOH H g Cl ++g
有人提出改进方案，改造电解池的结构，使电解食盐水的总反应为
② 221
2()2
NaCl H O O ++空气电解22()NaOH Cl +g
（1）从两电池总反应分别写出阴极和阳极反应。 （2）计算在298K 时，两种反应的理论分解电压各为多少？设活度均为1，溶液pH=14. （3）计算改进方案在理论上可节约多少电能（用百分数表示）？ 【解】 对于电池（1）
阴极反应为：2222()2H O e H g OH --+→+ 阳极反应为：222()2NaCl e Cl g Na -+-→+
总反应为：22222()2()NaCl H O Cl g NaOH H g +→++ 对于电池（2）
阴极反应为：221()222
O H O e OH --++→空气
阳极反应为：222()2NaCl e Cl g Na -+-→+
总反应为：2221
22()22
NaCl H O O Cl g NaOH ++→+（g ）
（2）从以上电极反应看，阳极反应是相同
2
1.36Cl Cl
V θ
??-
≈=阳， 14ln ln100.83H H RT RT
a V F F
??+
+-==
==-2
阴，1，H 1.36(0.83) 2.19E V V V ??=-=--=阳阴分解，1
2
2
2
2
12ln 2OH O O O a RT F a θ
???-==---
阴，2，OH ，OH
0.4010.392RT V V F =-
= 1.360.390.97E V V V ??=-=-=阳阴分解，2
（3）节约电能的百分数相当于降低电压的百分数
(2.19.97)100%56%2.19V
V
-?=
【18】某一溶液中含KCl,KBr 和KI 的浓度均为0.10 mol ·kg -1
.今将该溶液放入带有
Pt 电极的素烧瓷杯内，再将杯放在一带有Zn(s)电极和大量0.10 mol ·kg -1
的ZnCl 2溶液的
较大器皿中，若略去液接电势和极化影响，试求298K 时下列各情况所需施加的外加电压最少为若干？设活度因子均为1。
（1）析出99%的碘；
（2）析出Br 2，至Br -的浓度为1×10-4 mol ·kg -1
；
（3）析出Cl 2，至Cl -的浓度为1×10-4 mol ·kg -1
. 【解】由题知，在阴极可能发生的反应为：
22()Zn e Zn s +-+→ 22,,ln 0.76ln 0.10.7922Zn Zn Zn
Zn RT RT a V F F
θ
??+
+=+=-+=-析出 222()H e H g +-+→ 2
7,ln ln100.414H H RT RT
a V F F
?+-===-析出 由于杂阴极析出电势大的较先析出，可见在阴极应该是H +
较先还原成H 2。 在阳极可能发生的反应有：
222()I e I p θ---→ 22,,ln I I I I RT a F
θ
??--=-析出 222()Br e Br p θ---→ 22,,ln Br Br Br Br RT a F
θ
??--=-析出 222()Cl e Cl p θ---→ 22,,ln Cl Cl Cl Cl RT a F
θ
??--=-析出 （1）当析出99%的碘时，剩余[I -]的浓度为0.10×1%=0.001 mol ·kg -1
，
此时 2
,0.54ln 0.0010.717I RT
V F
?=-=析出 0.717(0.414) 1.131E V V V ??=-=--=阳阴分解
（2）析出Br 2，至Br -的浓度为1×10-4 mol ·kg -1
时，
2
4, 1.09ln110 1.326Br RT
V F
?-=-
?=析出 1.326(0.414) 1.740E V V V ??=-=--=阳阴分解
（3）析出Cl 2，至Cl -的浓度为1×10-4 mol ·kg -1
.
2
4, 1.360ln110 1.596Cl RT
V F
?-=-
?=析出 1.596(0.414) 2.010E V V V ??=-=--=阳阴分解
【19】氯碱工业用铁网为阴极，石墨为阳极，电解含NaCl 的质量分数为()NaCl ω=0.25的溶液来获得Cl 2（g ）和NaOH 溶液。NaCl 溶液不断地加到阳极区，然后经过隔膜进入阴极
区。若某电解槽内阻为8×10-4
Ω，外加电压为4.5V ，电流强度为2000A 。每小时从阴极区流出溶液为27.46kg 。其中()NaOH ω=0.10，()NaCl ω=0.13。已知下述电池的电动势为2.3V ：
22()|()|(0.10),(0.13)||(0.25)|()|()Pt s H p NaOH NaCl NaCl Cl P Pt s θθωωω===
试求
（1）该生产过程的电流效率；
（2）该生产过程的能量效率（即生产一定量产品时，理论上所需的电能与实际消耗的电能
之比）；
（3）该电解池中用于克服内阻及用于克服极化的电势降各为多少？ 【解】（1）每小时生产NaOH 物质的量为
1
11
274600.10()68.6540g h n NaOH mol h g mol ---??==??
11
11
68.659650018403600mol h C mol I C s s h
----???==??理论 =1840A
I =实际2000A
1840100%92%2000I A
I A
=
=?=理论实际电流效率 （2） 1840 2.3I E t A V t ==??理论可逆理论电能
2000 4.5I E t A V t ==??不可逆实际实际电能
1840 2.3100%47%2000 4.5A V t
A V t
??=
=?=??理论电能电能效率实际电能
（3）E E IR η=++不可逆可逆
克服内阻电势降 20000.0008 1.6IR A V =?Ω= 克服极化的电势降 E E IR η=--不可逆可逆
=（4.5-2.3-1.6）V=0.6V
【20】以Ni(s)为电极、KOH 水溶液为电解质的可逆氢、氧燃料电池，在298K 和标准压力下稳定地连续工作，试回答下述问题：
（1）写出该电池的表示式、电极反应和电池反应；
（2）求一个100W （1W=3.6kJ ·h -1
）的电池，没分钟需要供给298K ，100kPa 压力的H 2
（g ）的体积？已知该电池反应没消耗1molH 2(g)时的1237.1r m G kJ mol θ
-?=-?；
（3）该电池的电动势为多少？
【解】（1）22(),()|()|(),()Ni s H g KOH aq O g Ni s 负极反应：22()2()22()H g OH a e H O l --+-=
正极反应： 221
()()22()2
O g H O l e OH a --++=
电池反应：2221
()()()2
H g O g H O l +=
（2）100W=360kJ/h=6kJ/min
当可逆操作时，1max max ,237.1r m G W W kJ mol θ
-?=-=?
2
1
116min 0.0254min 236H kJ n mol kJ mol
---==g g g
221110.0254min 8.314298100000H H n RT mol J K mol K V p Pa
---??=
=
g g g =4316.2110min m --?g
（3）1
1
237100 1.228296500r m G J mol E V zF C mol θ
θ
---??===?g
【21】金属的电化学腐蚀是金属作原电池的阳极而被氧化，在不同的pH 条件下，原电池中的还原作用可能有下列几种：
酸性条件：
32222222()()()442()
H O e H O l H p O p H e H O l θθ
+-+
-
+=+++=
碱性条件：22()2()44O p H O l e OH θ--++=
所谓金属腐蚀是指金属表面附近能形成离子的活度至少为10-6
。现有如下6种金属：Au,Ag,Cu,Fe,Pb 和Al ，试问哪些金属在下列pH 条件下会被腐蚀：
（1）强酸性溶液pH=1;(2)强碱性溶液pH=14； （3）微酸性溶液pH=6；（4）微碱性溶液pH=8。
所需要的电极电势值自己查阅，设所有的活度因子均为1。 【解】在阴极发生还原作用的电极电势分别为
a 322222()()H O e H O l H p θ+-+=+ ln 0.059a H ER
a pH F
?+=
=- b 22()442()O p H e H O l θ+-++= 1.230.059b V pH ?=- c 22()2()44O p H O l e OH θ--++= 1.2270.059c V pH ?=-
在阳极金属发生氧化反应，与发生还原反应的电极组成原电池，若电池的E 大于零，
则金属有可能被腐蚀。那么各金属的的浓度为10-6
时的电极电势为：
33,,ln 3Au Au
Au
Au RT a F θ
??+
+=+析出61.50ln10 1.3823RT V V F -=+= ,ln Ag Ag Ag Ag
RT a F θ??++
=+析出，6
0.80ln100.4453RT V V F -=+= 22,ln Cu Cu Cu Cu
RT a F θ
??++=+析出，60.337ln100.15962RT V V F
-=+= 22,ln Fe Fe
Fe
Fe RT a F θ
??+
+=+析出，60.44ln100.61742RT
V V F -=-+=- 22,,ln 2Pd Pd Pd Pd
RT a F θ??++=+析出6
0.126ln100.3032RT V V F -=-+=- 33,,ln 3Al Al Al Al
RT a F θ??++
=+析出6
1.66ln10 1.7783RT V V F
-=-+=- （1）当pH=1时， ln 0.05910.059a H ER
a F
?+=
=-?=- 为析氢腐蚀 1.230.0591 1.171b V V ?=-?= 为吸氧腐蚀
可见阴极电极电势小于a ?的有：Fe 、Pb 和Al ，即发生析氢腐蚀
小于b ?的有： Ag,Cu,Fe,Pb 和Al 即发生吸氧腐蚀
（2）当pH=14时， 1.2270.059140.401c V V ?=-?=
同理电极电势小于该电势的金属Cu,Fe,Pb 和Al 均可被腐蚀。 （3）当pH=6时，ln 0.05960.354a H ER
a V F
?+=
=-?=- 为析氢腐蚀 1.230.05960.876b V V ?=-?= 为吸氧腐蚀
同理电极电势小于a ?的有：Fe 和Al ，即发生析氢腐蚀
小于b ?的有： Ag,Cu,Fe,Pb 和Al 即发生吸氧腐蚀
（4）当pH=8时， 1.2270.05980.755c V V ?=-?=
同理电极电势小于该电势的Ag,Cu,Fe,Pb 和Al 均可被腐蚀。
【22】在298K 和标准压力时，将反应221()()()2
CO p O p CO p θθθ+=安排成燃料电池，
计算该电池的热效率（/r m r m G H θθ??）。已知该反应的1
257.11r m G kJ mol θ-?=-?，
1283.0r m H kJ mol θ-?=-?
若将反应放出的热量利用Carnot 机做功，设高温热源为1000K ，低温热源为300K ，计算所做的功，并计算该功占燃料电池所做功的分数。
【解】1
1
257.11/0.9085283.0r m r m kJ mol G H kJ mol θ
θ
---???==-?
根据 212T T W T Q
η-==
1
10003001000283.0K K W
K kJ mol
--=g 1198.1W kJ mol -=?
1
1
198.1100%77.05%257.11f W kJ mol W kJ mol
--?=?=?
第10章电解与极化作用练习题 二、单选题： 1．298K，p下，试图电解HCl溶液(a = 1)制备H2和Cl2，若以Pt作电极，当电极上有气泡产生时，外加电压与电极电位关系： (A)V(外) = φ(Cl-/Cl2) -φ(H+/H2) ；(B)V(外)>φ(Cl-/Cl2)-φ(H+/H2) ； (C) V(外)≥φ(Cl2,析) -φ(H2,析) ；(D)V(外)≥φ(Cl-/Cl2) -φ(H+/H2) 。2．25℃时，用Pt作电极电解a(H+) = 1的H2SO4溶液，当i = 52 ×10-4A·cm-2时，2Hη= 0，2Oη= 0.487V. 已知φ(O2/H2O) = 1.229V，那么分解电压是： (A) 0.742 V ；(B) 1.315 V ； (C) 1.216 V ；(D) 1.716 V 。 3．下列两图的四条极化曲线中分别代表原电池的阴 极极化曲线和电解池的阳极极化曲线的是： (A) 1、4；(B) 1、3； (C) 2、3；(D) 2、4。 8．在极化曲线的测定中，参比电极的作用是： (A) 与待测电极构成闭合回路，使电流通过电解池； (B) 作为理想的极化电极； (C) 具有较小的交换电流密度和良好的电势稳定性； (D) 近似为理想不极化电极，与被测电极构成可逆原电池 . 10．分别用(1)铂黑电极，(2)光亮铂电极，(3)铁电极，(4)汞电极，电解硫酸
溶液，若电极极片的大小和外加电压相同，则反应速度次序是： (A) (4) > (3) > (2) > (1) ；(B) (2) > (1) > (3) > (4) ； (C) (1) > (2) > (3) > (4) ；(D) (4) > (2) > (3) > (1) 。12．当原电池放电，在外电路中有电流通过时，其电极电势的变化规律是： (A) 负极电势高于正极电势；(B) 阳极电势高于阴极电势；(C) 正极可逆电势比不可逆电势更正；(D) 阴极不可逆电势比可逆电势更正。 13．电极电势φ的改变可以改变电极反应的速度，其直接的原因是改变了： (A) 反应的活化能；(B) 电极过程的超电势； (C) 电极与溶液界面双电层的厚度；(D) 溶液的电阻。 15．阴极电流密度与浓差超电势η的关系是： 16．对于活化过电势，下列叙述不正确的是： (A) 活化过电势的产生是当有电流通过时，由电化学反应进行的迟缓性所引起的； (B) 活化过电势随温度的升高而增大； (C) 活化过电势随电流密度的增大而增大； (D) 电解时阴极析出金属时(Fe、CO、Ni除外)活化过电势很小，若电极上有气体析出时则活化过电势很大。 18．氢在金属Pb上析出反应的机理是： (A) 复合脱附机理；(B) 电化脱附机理；
第十章电解与极化作用 1. 在298 K时,用Pb(s)电极来电解H2SO4溶液(0.1 mol/kg,γ±=0.265),若在电解过程中,把Pb阴极与另一摩尔甘汞电极相连组成原电池,测得其电动势 E=1.0685 V.试求H2(g)在Pb电极上的超电势(只考虑H2SO4的一级电离). 已知 (甘汞)=0.2802 V. 2. 在锌电极上析出氢气的塔菲尔公式为η=0.72+0.116lgj 在298K时,用 Zn(s)作阴极,惰性物质作阳极,电解浓度为0.1 mol/kg的ZnSO4溶液,设溶液pH 为7.0,若要使H2(g)不和锌同时析出应控制在什么条件? 3. 在298 K时,当电流密度为0.1 A·cm-2时, H2(g)和O2(g)在Ag(s)电极上的超电势分别为0.87和0.98 V.今用Ag(s)电极插入0.01 mol/kg的NaOH溶液中进行电解,问在该条件下在两个银电极上首先发生什么反应?此时外加电压为多少?(设活度系数为1) 4. 在298K,标准压力101.325 kPa 时,某混合溶液中,CuSO4浓度为0.50 mol/kg, H2SO4浓度为0.01 mol/kg,用铂电极进行电解,首先Cu(s)沉积到Pt电极上.若 H2(g)在Cu(s)上的超电势为0.23V,问当外加电压增加到有H2(g)在电极上析出时,溶液中所余Cu2+的浓度为多少?(设活度系数均为1, H2SO4作一级电离处理) 5. 在298K,标准压力101.325 kPa 时,以Pt为阴极,C(石墨)为阳极,电解含CdCl2(0.01 mol/kg)和CuCl2(0.02 mol/kg)的水溶液.若电解过程中超电势可忽略不计,试问: (活度系数均为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) 第三种金属析出时,第一种金属离子在溶液中的浓度为若干? (4) 事实上在O2(g)在石墨上是有超电势的.设超电势为0.6 V,则阳极上首先发生什么反应? 6. 在298K, 101.325 kPa压力时,用Fe(s)为阴极, C(石墨)为阳极,电解6.0 mol/kg的NaCl水溶液,若H2(g)在铁阴极上的超电势为0.20 V, O2(g)在石墨阳极上的超电势为0.60 V,Cl2(g)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须加多少外加电压,电解才能进行?(设活度系数均为1) 7. 在298K, 101.325 kPa压力时,电解一含 Zn2+溶液,希望当Zn2+浓度降至 1× mol/kg时,仍不会有H2(g)析出,试问溶液的pH值应控制在多少为好?已知H2(g)在Zn(s)上的超电势为0.72 V,并设此值与浓度无关.
第十章 电解与极化作用 【复习题】 【1】什么叫分解电压？它在数值上与理论分解电压（即原电池的可逆电动势）有何不同？实际操作时用的分解电压要克服哪几种阻力？ 【答】 分解电压就是能使某电解质溶液连续不断地发生发生明显电解时所必须的最小外加电压。实际上，分解电压要大于原电池的可逆电动势E 可逆。E （实际分解）=E （理论分解）+η（阳）+η（阴）+IR 。所以在实际操作时不仅要克服理论分解电压，还要克服极化和电阻引起的电势降等阻力，其中主要是由于电极的极化作用所致。 【2】产生极化作用的原因主要有哪几种？原电池和电解池的极化现象有何不同？ 【答】极化作用的类型有很多，主要有浓差极化和化学极化等。 对于原电池，随着电流密度的增大，由于极化作用，负极的电极电势比可逆电势越来越大，正极的电极电势比可逆电势越来越小，两条曲线有相互靠近的趋势，原电池的电动势逐渐减小。 对于电解池，随着电流密度的增大，由于极化作用，阴极的电极电势比可逆电势越来越负，阳极的电极电势比可逆电势越来越正，两条曲线有相互远离的趋势，电解池的外加电压逐渐增大。 【3】什么叫超电势？它是怎么产生的？如何降低超电势的数值？ 【答】 在有电流通过电极时，电极电势偏离于平衡值的现象称为电极的极化，为了明确地表示出电极极化的状况，常把某一电流密度下的电势ψ不可逆与ψ平之间的差值称为超电势，它的产生有浓差极化、化学极化和电阻极化（电解过程中在电极表面上生成一层氧化物的薄膜或其他物质）。 在外加电压不太大的情况下，将溶液剧烈搅动可以将低浓差极化，设法降低溶液内阻可以将低电阻极化，还可以加入去极化剂可以将低化学极化。 【4】析出电势与电极的平衡电势有何不同？由于超电势的存在，使电解池阴、阳极的析出电势如何变化？使原电池正、负极的电极电势如何变化？超电势的存在有何不利和有利之处？ 【答】由于超电势的存在，在实际电解时要使正离子在阴极析出，外加于阴极的电势要比平衡电势更负一些；要使负离子在阳极析出，外加于阳极的电势必须比可逆电极的电势更正一些，即： ??η??η=+=-阳阳，析出阳，可逆阴 阴，析出阴，可逆 对于电解池，由于超电势的存在，阴极的析出电势会更负，阳极的析出电势会更正，外加电压要更大，所消耗的能量就越多。 对于原电池，由于超电势的存在，阴极的析出电势会更大，阳极的析出电势会更小，外加电压要更小，所提供的能量就越少。 由上分析知，不管是电解池还是原电池，由于超电势的存在，从能量的角度看都是不利的，但人们也利用极化，例如极谱分析就是利用滴汞电极上所形成的浓差极化来进行分析的一种方法。 【5】什么叫氢超电势？氢超电势与哪些因素有关？如何计算氢超电势？ 氢超电势的存在对电解过程有何利弊？ 【答】早在1905年，Tafel 提出一个经验公式，表明氢超电势与电流密度的定量关系
第十章 电解与极化作用练习题 一、判断题： 1．用Pt 电极电解CuCl 2水溶液，阳极上放出Cl 2 。 2．电化学中用电流密度i 来表示电极反应速率。 3．分解电压就是能够使电解质在两极上持续不断进行分解所需要的最小外加电压。 4．凡是可以阻止局部电池放电，降低腐蚀电流的因素都能使腐蚀加剧。 5．测量阳极过电位用恒电流法。 6．恒电流法采用三电极体系。 7．交换电流密度越大的电极，可逆性越好。 8．用Pt 电极电解CuSO 4水溶液时，溶液的pH 值升高。 9．极化和过电位是同一个概念。 10．双电层方程式不适用有特性吸附的体系。 11．实际电解时，在阴极上首先发生还原作用的是按能斯特方程计算的还原电势最大者。 二、单选题： 1．298K ，p HCl 溶液(a = 1)制备H 2和Cl 2，若以Pt 作电极，当电极上 有气泡产生时，外加电压与电极电位关系： (A) V (外) = φ(Cl -/Cl 2) -φ(H +/H 2) ； (B) V (外) > φ(Cl -/Cl 2) -φ(H +/H 2) ； (C) V (外)≥φ(Cl 2,析) -φ(H 2,析) ； (D) V (外)≥φ(Cl -/Cl 2) -φ(H +/H 2) 。 2．25℃时，用Pt 作电极电解a (H +) = 1的H 2SO 4溶液，当i = 52 × 10-4A·cm -2时，2H η= 0， 2O η= 0.487V. 已知 φ (O 2/H 2O) = 1.229V ，那么分解电压是： (A) 0.742 V ； (B) 1.315 V ； (C) 1.216 V ； (D) 1.716 V 。 3．下列两图的四条极化曲线中分别代表原电池的阴 极极化曲线和电解池的阳极极化曲线的是： (A) 1、4； (B) 1、3； (C) 2、3； (D) 2、4。 4．已知反应H 2(g) + ?O 2(g)H 2O(l) 的m r G ?= -237.19 kJ·mol -1，则在25℃时极稀 硫酸的分解电压(V)为： (A) 2.458 ； (B) 1.229 ； (C) > 2.458 ； (D) > 1.229 。 5．电池在下列三种情况下放电，电压分别为：(a)电流i →0，(V 0)；(b)一定大小电流，(V i )； (c)短路i →∞，(V ∞)。这三种电压的关系： (A) V 0 < V i < V ∞ ； (B) V 0 > V i > V ∞ ； (C) V 0 = V i < V ∞ ； (D) V 0 = V i > V ∞ 。 6．电极极化时，随着电流密度由小到大增加，说法(1)：正极电位越来越大，负极的 电位越来越小；说法(2)：阳极电位越来越正，阴极电位越来越负。分析以上两种 说法时，以下解释中不正确的是： (A) 无论对原电池或电解池，说法(2)都正确； (B) 对电解池，说法(1)与(2)都正确； (C) 对原电池，说法(1)与(2)都正确； (D) 对原电池，说法(2)正确。 7．随着电流密度由小到大增加，电解池的实际分解电压V (分) 与原电池的端 电压V (端) 将： (A) V (分) 递增，V (端) 递减 ； (B) V (分) 递减，V (端) 递增 ； (C) V (分)、V (端) 递增 ； (D) V (分)、V (端) 递减 。
10物理化学试卷 班级姓名分数 一、选择题( 共6题11分) 1. 1 分(4855) 4855 当发生极化现象时，两电极的电极电势将发生如下变化：( ) (A) φ平，阳＞φ阳；φ平，阴＞φ阴 (B) φ平，阳＜φ阳；φ平，阴＞φ阴 (C) φ平，阳＜φ阳；?平，阴＜φ阴 (D) φ平，阳＞φ阳；φ平，阴＜φ阴 2. 2 分(4861) 4861 极谱分析仪所用的测量阴极属于下列哪一种？( ) (A) 浓差极化电极 (B) 电化学极化电极 (C) 难极化电极 (D) 理想可逆电极 3. 2 分(4921) 4921 电解金属盐的水溶液时, 在阴极上：( ) (A) 还原电势愈正的粒子愈容易析出 (B) 还原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈容易析出 (C) 还原电势愈负的粒子愈容易析出 (D) 还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出 4. 2 分(4946) 4946 电解时, 在阳极上首先发生氧化作用而放电的是：( ) (A) 标准还原电势最大者 (B) 标准还原电势最小者 (C) 考虑极化后，实际上的不可逆还原电势最大者 (D) 考虑极化后，实际上的不可逆还原电势最小者 5. 2 分(5102) 5102 一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞，今用一金属片焊接在洞外面以堵漏，为了延长铁 箱的寿命，选用哪种金属片为好？( ) (A) 铜片
(B) 铁片 (C) 镀锡铁片 (D) 锌片 6. 2 分(5165) 5165 电池在恒温、恒压及可逆情况下放电, 则其与环境的热交换为( ) (A) ?r H (B) T?r S (C) 一定为零 (D) 与?r H与T?r S均无关 二、填空题( 共2题7分) 7. 2 分(4815) 4815 电解HNO3, H2SO4, NaOH, NH3·H2O, 其理论分解电压均为1.23 V。其原因是_________________________________________________________。 8. 5 分(4851) 4851 电化学中电极反应的速度以______ 表示，极化是_________________________ 的现象，极化主要有_________, _________。超电势是。 三、计算题( 共3题30分) 9. 10 分(4885) 4885 用Pt做电极电解SnCl2水溶液, 在阴极上因H2有超电势故只析出Sn(s), 在阳极 上析出O2, 已知α Sn2+=0.10, α H+ =0.010, 氧在阳极上析出的超电势为0.500 V, 已知：φ? (Sn2+/Sn) =-0.140 V, φ? (O2/H2O) =1.23 V。 (1) 写出电极反应, 计算实际分解电压 (2) 若氢在阴极上析出时的超电势为0.500 V, 试问要使α Sn2+ 降至何值时, 才开始析出氢气? *. 10 分(4917) 4917 在298 K，p?压力下, 以惰性电极电解含有H2SO4(0.05 mol kg-1) 和CuSO4 (0.05 mol kg-1)的水溶液，若电解过程不断搅拌，并且超电势可以忽略不计，离子活 度可近似用浓度代替，已知φ? (Cu2+/Cu)= 0.337 V，φ? (H+,H2O/O2)= 1.229 V . (1) 计算使铜析出时所需最小外加电压 (2) 当电解进行到Cu2+浓度降为原来浓度的1% 时，外加电压是多少？ 11. 10 分(4957)
第十章-电解与极化作用
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第十章 电解与极化作用 1、要在一面积为3100cm 的薄铁片两面都镀上厚度为0.05mm 的均匀镍层，计算所需 的时间。已知所用电流为2.0A ，电流效率为96%，3 (,)8.9Ni s g cm ρ-=?， 158.7Ni M g mol -=?。 解：Q nZF = 29650096%Ni V I t M ρ??=?? V SL = 8.91000.005 296500 29650058.77620.4() 2.12()96%96% S L t s h I I ρ????????====?? 2、在298K 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： 11 1P ()|(1.0.,0.68)|()2()|(0.05.,0.860)() t s NaOH mol kg Pt s Pt s HBr mol kg Pt s γγ-±-±==（）（） （3）1133()|(0.50.,0.526)||(0.01.,0.902|()Ag s AgNO mol kg AgNO mol kg Ag s γγ--±±== 解：（1）阴极反应：22()2()H H a e H p θ++-+→ 阳极反应：221 2()()()22 OH OH a O p H O l e θ---→ ++ E E ??==-阳阴可逆分解 =22 2O /OH RT 1ln (0ln )OH H RT a zF zF a θ?- -+- -- 12 2RT 10.401V ln ln OH H RT a zF zF a -+ =- + 2142RT 18.31429810.401V ln 0.401ln ()296500(10) W zF K -?=+ =+? 0.4010.828 1.23V =+= （2）阴极反应21 H ()()2 H a e H p θ++-+→
第十章 电解与极化作用 教学目的与要求: 使学生了解和掌握在非可逆的条件下的一些电化学的基本概念, 电解池的电流和电势之间的关系, 电极电势和电池的电动势, 非可逆条件下的电极反应，电极电位和电池的电动势,以及金属的电化学腐蚀与金属的腐蚀的防护等内容。 在理论上，当一个电池和一个电源反向对接时，只要外加电压V 比对电池的可逆电动势大一个无穷小，原电池就变成电解池。但在实际的电解工作中，外加的电压要比电池的可逆电动势大得多，这一方面是由于电极的极化，另一方面是由于电解池的内阻对电压的消耗。 研究不可逆的电极过程对电化学工业具有重要的应用意义，本章讨论电解在工业中的应用以及金属的腐蚀与防护，以及化学电源等。 重点与难点: 电解池的电流和电势之间的关系, 电极电势和电池的电动势, 非可逆条件下的电极反应,以及金属的电化学腐蚀与金属的腐蚀的防护。 §10.１分解电压 以Pt 电极电解HCl 溶液的装置（如右图所示）来说明，在电解时的电极反应是 阴 极: ()Θp g H e H ,222→++ 阳极: ()Θp g Cl e Cl ,222→-- 在电解时外加电压Ｅ和电流之间的关系（右图所示）,电解时需要明确的几个
问题： １．在电解时，在阳极上会产生氯气，在阴极会产生氢气，电解池实际上构成了一个电池。 ２．当外加电压很小时，通过的电流很小。在阴阳两极不会产生2H 和2Cl 气泡，产生的2H 和2Cl 以扩散的形式进入溶液。 ３．当外加电压增大到一定数值的时候，产生的2H 和2Cl 的压力和大气压力 相等，此时2H 和2Cl 会在电极上产生气泡，并且不断逸出，通过的电流也相应增 大。 ４．继续增大电压，电流也相应增大。 ５．在E I -曲线上的直线部分外推到0→I 时的电压值称为该电解质溶液的分解电压分解，这个数值具有实际的应用价值，但不具有理论的意义，和对应的电池的可逆电动势也无什么严格的联系。但对电解过程来说，分解可以看作欲使某一溶液顺利电解所需要的施加的电压。 §10. 2 极化作用 当电解池通过一定的电流时，所加的外加电压要大于由电解池构成的电池的可逆电动势，这是由于：１．在电解池中内阻的存在引起的电压降IR ，２．不可逆的情况下，电池的电动势IR E 偏离该电池的可逆电动势R E （R IR E E >）。 在电化学中，把电池的电动势或电极电势偏离可逆值的现象称为极化，而把在某一电流密度下电极电势与该电极的可逆电势之差的绝对值称为超电势η。 在电解的过程中，对电解池所加的外加电压外E 可以表示为： IR E E E IR R ++=?外 阴阳ηη?+=IR E 式中R E 为相应的原电池的可逆电势，或理论分解电压，IR 是由于电路中电阻的存在引起的电压降，IR E ?是由于电极极化引起的电动势对可逆电动势的偏离。 浓差极化 在电解过程中，由于电极附近溶液的浓度和溶液本体的浓度的不同而使电极电势偏离可逆值的现象称为浓差极化。 以两个Ag 电极插入3AgNO 溶液中进行电解说明之 １． 在阴极 Ａｇ＋＋ｅ→Ａｇ ()()本体 C F RT S Ag Ag S Ag Ag 1 ln ,,-=++Θ?? 当以一定的电流通过时 ()()()阴极区C F RT I S Ag Ag S Ag Ag 1ln ,,-=+ +Θ?? 因为 本体阴极区C C <， 所以有 ()()()S Ag Ag S Ag Ag I ,,++
第八章电解与极化作用 主要内容 8.1 分解电压 8.2 极化作用 8.3 电解时电极上的反应 8.4 金属离子的电解分离 *8.5 金属的电化学腐蚀与防腐 143
144 §8．1 分解电压 下图是电解水的分解电压测定原理图及电流-电压曲线图 从图中可看出: 1、外加电压很小时，几乎无电流通过，无H 2气和氧气放出。 2、随着E 的增大，电极表面产生少量氢气和氧气。 3、继续增加电压，I 有所增加，当外压增至2-3段，氢气和氧气源源不断逸出。 原因：电极表面产生的氢气和氧气构成原电池，产生与外电源方向相反的电动势。当氢气和氧气压力等于大气压力呈气泡逸出时，反电动势达极大值。E b 再增加电压，I 将迅速增加。 ● 分解电压：使电解池不断工作所必需外加的最小电压，称为分解电压。数 值上为直线外延至I = 0处所得E b,max 值。 ● 理论分解电压 E （理论分解）= E （可逆） ● 实际分解电压 要使电解池顺利地进行连续反应，除了克服作为原电池时的可逆电动势外，还要克服由于极化在阴、阳极上产生的超电势η阴和η阳，以及克服电池电阻所产生的电位降IR 。这三者的加和就称为实际分解电压 ，数值会随着通入电流强度的增加而增加。 E （实际分解）> E （可逆） ()()()()(()) E E E IR E ηη=+?+?=+分解可逆不阳可逆不可逆 阴
145 §8.2 极化作用 8.2.1 浓差极化 1、极化（polarization ）现象 当电极上无电流通过时，电极处于平衡状态，这时的电极电势分别称为阳极平衡电势ΦR （阳）和阴极平衡电势φR （阴）。 在有电流通过时，随着电极上电流密度的增加，电极实际分解电势值对平衡值的偏离也愈来愈大，这种对平衡电势的偏离现象称为电极的极化。极化的结果： ΦI ≠ΦR 2、极化原因 （以银电极为例 Ag|Ag +发生浓差极化说明） ● 作阴极时 e ： Ag + '+Ag m <+ Ag m Ag '+Ag m + Ag m )/ln()/(0'0m m F RT Ag I ++=φφ 阴，阴，阴阴阴，，ηφφφφηφφ-=-=?R I I R R I , ● 作阳极时： e Ag + '+Ag m >+ Ag m Ag '+Ag m +Ag m )/ln()/(0'0m m F RT Ag I ++=φφ 阴，阴，阴阴阴，，ηφφφφηφφ+=-=?R I R I R I , 3、浓差极化 在电解过程中，电极附近某离子浓度由于电极反应而发生变化，本体溶液中离子扩散的速度又赶不上弥补这个变化，就导致电极附近溶液的浓度与本体溶液间有一个浓度梯度，这种由于浓度差别引起的电极电势的改变称为浓差极化。用搅拌和升温的方法可以减少浓差极化作阴极时 8.2.2 电化学极化
题目部分，(卷面共有16题,56.0分,各大题标有题量和总分) 一、选择(5小题,共9.0分) 1．(1分)用铜电极电解CuCl2的水溶液，在阳极上会发生：( ) A、析出氧气 B、析出氯气 C、析出铜 D、铜电极溶解 2．(2分)25℃时, H2在锌上的超电势为0.7 V，φ? (Zn2+/Zn) = -0.763 V，电解一含有Zn2+(a=0.01) 的溶液，为了不使H2析出，溶液的pH值至少应控制在( ) A、pH > 2.06 B、pH > 2.72 C、pH > 7.10 D、pH > 8.02 3．(2分)电解金属盐的水溶液时, 在阴极上：( ) A、还原电势愈正的粒子愈容易析出 B、还原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈容易析出 C、还原电势愈负的粒子愈容易析出 D、还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出 4．(2分)电解时, 在阳极上首先发生氧化作用而放电的是：( ) A、标准还原电势最大者 B、标准还原电势最小者 C、考虑极化后，实际上的不可逆还原电势最大者 D、考虑极化后，实际上的不可逆还原电势最小者 5．(2分)下列示意图描述了原电池和电解池中电极的极化规律, 其中表示原电池阳极的是： ( ) A、曲线1 B、曲线2 C、曲线3 D、曲线4 二、填空(5小题,共10.0分) 1．(2分)电解氢氧化钾溶液，制备氢气和氧气的阳极反应是_________________________ ；阴极反应是_________________________ 。 2．(2分)电解HNO3, H2SO4, NaOH, NH3·H2O, 其理论分解电压均为1.23 V。其原因是 _________________________________________________________。 3．(2分)从理论上分析电解时的分解电压, E分解=__________________________, 而且随电流强度I的增加而_____________。 4．(2分)电解过程中，极化作用使消耗的电能________；在金属的电化学腐蚀过程中，极
电解与极化作用 一、简答题 1.什么叫极化作用？什么叫超电势？极化作用主要有几种？阴、阳极上由于超电势的存在其不可逆电极电势的变化有何规律？ 2.在电解过程中，阴、阳离子分别在阴、阳极析出的先后次序有何规律？ 3.电化腐蚀主要有哪些类型？在盛水的铁锅中，为什么在水周围比在水下的部分先生锈？ 4.以Pt 为电极电解Na 2SO 4水溶液，在两级的溶液中各加数滴石蕊试液，在电解的过程中两极区溶液的颜色有何变化？ 5.当电流通过下列电解池时，判断有哪些物质生成或消失，并写出反应式。 （1）碳为阳极，铁为阴极，溶液为氯化钠； （2）银为阳极，镀有氯化银的银为阴极，溶液为氯化钠； （3）两铂电极之间盛以硫酸钾溶液。 6.电解ZnCl 2水溶液，两极均用铂电极，电解反应如何？若均改用锌电极，结果又如何？两者的分解电压有何差异？ 二、计算题 1.用金作阳极，镍作阴极，电解 1.0 mol·dm -3H 2SO 4溶液，求：分解电压为多少伏？(O 2在Ni 上的超电势η(H 2)=0.4V ，O 2在金上的超电势η(O 2)=0.53V ，在298K 时φ? [O 2/H 2O ，H +]=1.229V)。 [答案：V (分解)=φ(阳)-φ(阴)=1.899 V ] 2.用Pt 电极电解CuCl 2溶液，通过的电流为20A ，经过20min 后，问： (1).在阴极上能析出多少质量的Cu ？ (2).在阳极上能析出多少体积的298K ，100kPa 下的Cl 2(g)？ [答案：(1)m=0.2009kg ；(2).V(Cl 2)=0.0031m 3] 3.298K 时电解含两种金属离子的盐溶液)1,01.0(12=?=±-γkg mol b FeCl 和 )1,02.0(12=?=±-γkg mol b CuCl 。若电解过程中不断搅拌溶液，超电势忽略不计。试问：①何种金属首先析出？ ②当第二种金属析出时，第一种金属离子在溶液中的浓度为多少？ [答案：① Cu 先析出；②2910214.42-?=+Cu a ]
第十章 电解与极化作用 1、要在一面积为3100cm 的薄铁片两面都镀上厚度为0.05mm 的均匀镍层，计算所需 的时间。已知所用电流为2.0A ，电流效率为96%，3 (,)8.9Ni s g cm ρ-=?， 158.7Ni M g mol -=?。 解：Q nZF = 29650096%Ni V I t M ρ??=?? V SL = 8.91000.005 296500 29650058.77620.4() 2.12()96%96% S L t s h I I ρ????????====?? 2、在298K 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： 11 1P ()|(1.0.,0.68)|()2()|(0.05.,0.860)() t s NaOH mol kg Pt s Pt s HBr mol kg Pt s γγ-±-±==（）（） （3）1133()|(0.50.,0.526)||(0.01.,0.902|()Ag s AgNO mol kg AgNO mol kg Ag s γγ--±±== 解：（1）阴极反应：22()2()H H a e H p θ++-+→ 阳极反应：221 2()()()22 OH OH a O p H O l e θ---→ ++ E E ??==-阳阴可逆分解 =22 2O /OH RT 1ln (0ln )OH H RT a zF zF a θ?- -+- -- 12 2RT 10.401V ln ln OH H RT a zF zF a -+ =- + 2142RT 18.31429810.401V ln 0.401ln ()296500(10) W zF K -?=+ =+? 0.4010.828 1.23V =+= （2）阴极反应21 H ()()2 H a e H p θ++-+→
第十章电解与极化作用——练习题 一、判断题： 1．用Pt电极电解CuCl2水溶液，阳极上放出Cl2 。 2．电化学中用电流密度i来表示电极反应速率。 3．分解电压就是能够使电解质在两极上持续不断进行分解所需要的最小外加电压。 4．凡是可以阻止局部电池放电，降低腐蚀电流的因素都能使腐蚀加剧。5．测量阳极过电位用恒电流法。 6．恒电流法采用三电极体系。 7．交换电流密度越大的电极，可逆性越好。 8．用Pt电极电解CuSO4水溶液时，溶液的pH值升高。 9．极化和过电位是同一个概念。 10．双电层方程式不适用有特性吸附的体系。 11．实际电解时，在阴极上首先发生还原作用的是按能斯特方程计算的还原电势最大者。 二、单选题： 1．298K，p下，试图电解HCl溶液(a = 1)制备H2和Cl2，若以Pt作电极，当电极上 有气泡产生时，外加电压与电极电位关系：
(A) V(外) = φ(Cl-/Cl2) -φ(H+/H2) ；(B) V(外) > φ(Cl-/Cl2) -φ(H+/H2) ； (C) V(外)≥φ(Cl2,析) -φ(H2,析) ；(D) V(外)≥φ(Cl-/Cl2) -φ(H+/H2) 。 2．25℃时，用Pt作电极电解a(H+) = 1的H2SO4溶液，当i = 52 ×10-4A·cm-2时，= 0， = 0.487V. 已知φ(O 2/H2O) = 1.229V，那么分解电压是： (A) 0.742 V ；(B) 1.315 V ； (C) 1.216 V ；(D) 1.716 V 。 3．下列两图的四条极化曲线中分别代表原电池的阴 极极化曲线和电解池的阳极极化曲线的是： (A) 1、4； (B) 1、3； (C) 2、3； (D) 2、4。 4．已知反应H2(g) + ?O2(g)H2O(l) 的= -237.19 kJ·mol-1，则在25℃时极稀 硫酸的分解电压(V)为： (A) 2.458 ；(B) 1.229 ；(C) > 2.458 ；(D) > 1.229 。
第十章 电解与极化作用练习题 一、判断题： 1．用Pt 电极电解CuCl 2水溶液，阳极上放出Cl 2 。2．电化学中用电流密度i 来表示电极反应速率。 3．分解电压就是能够使电解质在两极上持续不断进行分解所需要的最小外加电压。4．凡是可以阻止局部电池放电，降低腐蚀电流的因素都能使腐蚀加剧。5．测量阳极过电位用恒电流法。6．恒电流法采用三电极体系。 7．交换电流密度越大的电极，可逆性越好。 8．用Pt 电极电解CuSO 4水溶液时，溶液的pH 值升高。9．极化和过电位是同一个概念。 10．双电层方程式不适用有特性吸附的体系。 11．实际电解时，在阴极上首先发生还原作用的是按能斯特方程计算的还原电势最大者。二、单选题： 1．298K ，p HCl 溶液(a = 1)制备H 2和Cl 2，若以Pt 作电极，当电极上有气泡产生时，外加电压与电极电位关系：(A) V(外) = φ(Cl - /Cl 2) -φ(H + /H 2) ； (B) V(外) > φ(Cl - /Cl 2) -φ(H + /H 2) ； (C) V(外)≥φ(Cl 2,析) -φ(H 2,析) ；(D) V(外)≥φ(Cl -/Cl 2) -φ(H + /H 2) 。2．25℃时，用Pt 作电极电解a(H + ) = 1的H 2SO 4溶液，当i = 52 × 10-4 A ·cm -2 时，2 H = 0， 2 O = 0.487V. 已知φ(O 2/H 2O) = 1.229V ，那么分解电压是： (A) 0.742 V ；(B) 1.315 V ；(C) 1.216 V ； (D) 1.716 V 。 3．下列两图的四条极化曲线中分别代表原电池的阴极极化曲线和电解池的阳极极化曲线的是：(A) 1、4；(B) 1、3；(C) 2、3；(D) 2、4。 4．已知反应H 2(g) + ?O 2(g)H 2O(l) 的 m r G = -237.19 kJ ·mol -1 ，则在25℃时极稀 硫酸的分解电压(V)为：(A) 2.458 ； (B) 1.229 ；(C) > 2.458 ；(D) > 1.229 。 5．电池在下列三种情况下放电，电压分别为：(a)电流i →0，(V 0)；(b)一定大小电流，(V i )； (c)短路i →∞，(V ∞)。这三种电压的关系： (A) V 0 < V i < V ∞；(B) V 0 > V i > V ∞；(C) V 0 = V i < V ∞； (D) V 0 = V i > V ∞。 6．电极极化时，随着电流密度由小到大增加，说法(1)：正极电位越来越大，负极的电位越来越小；说法(2)：阳极电位越来越正，阴极电位越来越负。分析以上两种说法时，以下解释中不正确的是：(A) 无论对原电池或电解池，说法(2)都正确；(B) 对电解池，说法(1)与(2)都正确；(C) 对原电池，说法(1)与(2)都正确；(D) 对原电池，说法(2)正确。7．随着电流密度由小到大增加，电解池的实际分解电压V(分) 与原电池的端 电压V(端) 将：(A) V(分) 递增，V(端) 递减；(B) V(分) 递减，V(端) 递增；(C) V(分)、V(端) 递增； (D) V(分)、V(端) 递减。
WORD格式 精品文档 第 10 章电解与极化作用练习题 二、单选题： 1．298K， p HCl 溶液 (a=1) 制备 H2和 Cl2 ，若以 Pt 作电极，当电极上有气泡产生时，外加电压与电极电位关系： (A)V( 外 )= φ (Cl - /Cl2)-φ (H+/H2)；(B)V(外)>φ (Cl-/Cl2)-φ(H+/H2) ； (C)V( 外 ) ≥φ (Cl2, 析 )- φ (H2, 析) ；(D)V( 外 ) ≥φ (Cl - /Cl2)-φ(H+/H2)。 2．25℃时，用 Pt 作电极电解a(H +)=1 的 H2SO4溶液，当 i=52 ×10-4 A· cm-2 φ 2 2 H2O2 时，=0，=0.487V.已知(O/HO)=1.229V ，那么分解电压是： (A) 0.742V；(B)1.315V； (C)1.216V；(D)1.716V。 3．下列两图的四条极化曲线中分别代表原电池的阴 极极化曲线和电解池的阳极极化曲线的是： (A)1 、 4；(B)1 、 3； (C)2 、 3；(D)2 、 4。
8．在极化曲线的测定中，参比电极的作用是： (A)与待测电极构成闭合回路，使电流通过电解池； (B)作为理想的极化电极； (C)具有较小的交换电流密度和良好的电势稳定性； (D)近似为理想不极化电极，与被测电极构成可逆原电池. 10．分别用 (1) 铂黑电极， (2) 光亮铂电极， (3) 铁电极， (4) 汞电极，电解硫酸溶精品文档 专业资料整理
WORD格式 精品文档 液，若电极极片的大小和外加电压相同，则反应速度次序是： (A)(4)>(3)>(2)>(1)；(B)(2)>(1)>(3)>(4)； (C)(1)>(2)>(3)>(4)；(D)(4)>(2)>(3)>(1)。 12．当原电池放电，在外电路中有电流通过时，其电极电势的变化规律是： (A) 负极电势高于正极电势；(B) 阳极电势高于阴极电势； (C) 正极可逆电势比不可逆电势更正；(D) 阴极不可逆电势比可逆电势更 正。 13．电极电势φ 的改变可以改变电极反应的速度，其直接的原因是改变了： (A) 反应的活化能；(B) 电极过程的超电势； (C)电极与溶液界面双电层的厚度； (D) 溶液的电阻。 15．阴极电流密度与浓差超电势η 的关系是： 16．对于活化过电势，下列叙述不正确的是： (A)活化过电势的产生是当有电流通过时，由电化学反应进行的迟缓性所引 起的；
第九章电解与极化作用练习题 一. 是非题(2×10=20分) 1. 电解，电镀，化学电源和电化腐蚀等都是热力学不可逆过程。（） 2. 测分解电压时，要使用伏特计，目的在于测电解池两极的端电压—槽电压。（） 3. 用Pt电极电解NaOH稀水溶液时，产物构成的电池是Pt ︳H2(P1)︳NaOH(m)︳O2(P2)︳Pt 4. 浓差极化是由于电池或电解池中阴极与阳极电解质溶液浓度不同所引起的。（） 5. 超电势的大小是电极极化程度的量度。（） 6. 凡能通过氧化—还原反应生产的产物都可用电化学方法生产。（） 7. 金属氧化与介质还原在不同地点进行，金属都不会被腐蚀。（） 8. 无论金属多么活泼，只要有去极剂存在，金属都不会被腐蚀。（） 9. 金属的电势越负，越易被腐蚀。（） 10. 外加电流阳极保护或外加电流阴极保护，目的（作用）都是降低腐蚀电流。（）
.二填空题（2×10=20） 1. 对电池，正极极化时φIR（不可逆）_______φR(可逆) 2. 以Pt电极电解不挥发性酸的水溶液时，实际分解电压一般都为_______ V（取两位有效数字） 3. 以Ag电极电解AgNO3溶液时，阴极浓差超电势η阴= RT/F ln(c/c1), c为本体溶液Ag+浓度，c1为电极附近Ag+浓度，则两个浓度的关系是c ______c1 4.阴极极化时φIR（不可逆）______φR（可逆） 5.一极化曲线的图如下 此曲线应是极极化曲线（填阴或阳）。 6. 电解池正极上发生反应（填还原或氧化）。 7. 电解槽阴极的析出电势与其可逆电势的关系是φ析，阴φR，阴。
8. 电解处于平衡态时，氧化电流密度与还原电流密度之差i______0. 9. 一般情况下，金属离子在金属固体上析出的超电势η 0。 10.一电解池中，Ag的可逆电势为0.681V，Cu的可逆电势为0.327V，首先在阴极上析出的是（填Ag或Cu）。 三．单选题（2×10=20分） 1．测定分解电压的装置中要使用伏特计，其作用是 （A）测量电路中某一段的电压降（B）测量工作电池的端电压 （C）测量槽电压（D）测量理论分解电压 2．惰性金属为电极电解H2SO4，下述反应中正确的是 (A)正极 (B)负极 (C)正极 (D)负极 3．对电化学极化的下列说法中不正确的是 (A)电化学极化起因于电荷在相界面上转移的迟缓性 (B)电化学极化是因电极反应需要活化能所致 (C)在极化电流很大时，活化过电势增长加快 (D)电化学极化在电极过程中的任一电极上都存在 4．有关浓差极化的下列说法中不正确的是 (A)浓差极化是产生浓差极化的根本原因 (B)浓差超电势决定于本体溶液中离子浓度与电极附近同种离子浓度之比 值 (C)浓差超电势可通过搅拌完全消除 (D)阴极和阳极浓差超电势不会相等 5．在相同条件下，氢析出时超电势最小的是 (A)镀铂黑的铂电极