第七章电化学练习题
一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画×
1、设ZnCl 2水溶液的质量摩尔浓度为b ，离子平均活度因子为
±
γ，则离子平均活度θγαb b B ±=34。（ ） 2、298K 时，相同浓度（均为0.01mol.kg -1）的KCl 、CaCl 2和
LaCl 3三种电解质水溶液，离子平均活度因子最大的是LaCl 3。
（ ）
3、0.05mol.kg -1 BaCl 2水溶液，其离子强度I=0.03mol.kg -1。（ ）
4、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。（ ）
5、对于一切强电解质溶液—I Z AZ -+-=±γln 均适用。（ ）
6、电解质溶液与非电解质溶液的重要区别是电解质溶液含有
由电解质离解成的正负离子。（ ）
7、电解质溶液可以不偏离理想稀溶液的强电解质溶液。（ ）
8、离子迁移数 t ++t -<1。（ ）
9、离子独立移动定律只适用于无限稀的强电解质溶液。（ ）
10、无限稀薄时，KCl 、HCl 和NaCl 三种溶液在相同温度、相
同浓度、相同单位电场强度下，三种溶液中的Cl －迁移数
相同。（ ）
11、在一定的温度和较小的浓度情况下，增大弱电解质溶液的
浓度，则该弱电解质的电导率增加，摩尔电导率减少。（ ）
12、用Λm 对C 作图外推的方法，可以求得HAC 的无限稀释
之摩尔电导。（ ）
13、恒电位法采用三电极体系。（ ）
14、对于电池()()
()()
s Ag b AgNO b NO Ag s Ag 2313，b 较小的一端为
负极。（ ）
15、一个化学反应进行时，10220--=?mol KJ G m r ..，如将该化学反应安排在电池中进行，则需要环境对系统做功。（ ）
16、原电池在恒温、恒压可逆的条件下放电时，0=?G 。（ ）
17、有能斯特公式算得电池的E 为负值，表示此电池反应的方
向是朝正向进行的。（ ）
18、电池()()()()s Ag s AgCl kg mol Cl Zn s Zn 01002012.,..,=±-γ其反应为
()()()()010*******.,..,=+→+±-γkg mol ZnCl s Ag s Zn s AgCl ，
所以其电动势的计算公式为 ()010020222..ln ln ?-=-=F
RT E F RT E E ZnCl θθα。（ ） 19、标准电极电势的数据就是每个电极双电层的电势差。（ ）
20、电池反应的E 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m r G ?等则与指定电池反应计量方
程式的书写有关。（ ）
21、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。（ ）
22、电解池中阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。（ ）
23、H 2-O 2燃烧电池在酸性介质和碱性介质中，电极反应是一
样的。（ ）
24、测量阳极过电位用恒电流法。（ ）
25、()()()012=??
????=+s Pt p H H E θθα，是确定标准电极电势的国际惯例的规定值。（ ）
26、原电池E 的定义为：没有电流通过的条件下，原电池两极
的金属引线为同一种金属时，电池两端的电势差。（ ）
27、金属导体的电阻随温度升高而增大，电解质溶液的电阻随
温度升高而减少。（ ）
28、用盐桥只能减少或消除一部分液体接界电势，而不能全部
消除液体接界电势。（ ）
29、电化学中用电流密度i 来表示电极反应速率。（ ）
30、25℃时，摩尔甘汞电极Hg | Hg 2Cl 2(s) | KCl(1 mol·dm -1) 的
电极电势为0.2800 V ，此数值就是甘汞电极的标准电极电
势。（ ）
31、电解质溶液的电导率就是两极板为单位面积相距单位距离
时所具有的电导。（ ）
32、用Pt 电极电解CuCl 2水溶液，阳极上放出Cl 2 。（ ）
33电极Pt | H 2(p =100kPa) |OH -(a =1) 是标准氢电极，其
E(H2+2 OH-→2H2O+2e-)=0。（）
34、对于电池Zn|ZnSO4(aq)||AgNO3(aq)|Ag，其中的盐桥可以用饱和KCl溶液。（）
35、由公式Λm=κ/C可知，对强电解质，若浓度增大一倍，离
子数目增大一倍，其电导率也增大一倍,故Λm不随浓度变化。（）
36、只要在电池放电时的反应与充电时的反应互为可逆，则该电池就是可逆电池。（）
37、在有液体接界电势的浓差电池中，当电池放电时，在液体
接界处，离子总是从高浓度向低浓度扩散。（）
38、无限稀释时，电解质的摩尔电导率可由作图外推法得到。（）
39、溶液是电中性的，正、负离子所带电量相等，所以正、负离子的迁移数也相等。（）
40、离子迁移数与离子速率成正比，某正离子的运动速率一定时，其迁移数也一定。（）
二、选择题
1、电解质分为强电解质和弱电解质，在于（）。
（1）电解质为离子晶体和非离子晶体（2）全解离和非全解离
（3）溶剂为水和非水 （4）离子
间作用强和弱
2、影响离子极限摩尔电导率的是：①浓度、②溶剂、③温度、④电极间距、⑤离子电荷。（ ）
(1) ①（2） ； (2) ②③； (3) ③④； (4)
②③⑤ 。
3、质量摩尔浓度为b ，离子平均活度因子为±γ的MgSO 4溶液
的活度B α为（ ）。
（1）22??? ??±θγ
b b （2）222??? ??±θγb b （3）334??? ??±θγb b （4）448??? ??±θγb b
4、在25℃时，0.002mol.kg -1 CaCl 2溶液的1,±γ与0.002mol.kg -1
CaSO 4溶液的2,±γ的关系为（ ）。
（1）21,,±±>γγ （2）21,,±±<γγ （3）21,,±±=γγ
（4）无法比较
5、在有关影响电解质离子电迁移率大小的因素的论述中，错
误的讲法是：（ ）。
（1）认为与电解质的本性有关； （2）
认为与浓度有关；
（3）认为与电场强度（电势梯度）有关； （4）
认为与温度有关。
6、若电解质的离子平均活度因子±γ<1,主要原因是（）。
（1）正负离子间的作用力大（2）溶质和溶剂间的作用力大
（3）离子的溶剂化作用力大（4）溶剂分子间的作用力
7、当电流通过化学电源或电解电池时，电极将因偏离平衡而发生极化，如图所示。请指出图中四条曲线，哪一条表示化学电源的阳极（），哪一条表示电解池的阴极（）。
8、下列电解质离子平均活度因子最大的是（）。
（1）0.01mol.kg-1的KCl （2）0.01mol.kg-1 CaCl2
（3）0.01mol.kg-1 LaCl3（4）
0.001mol.kg-1 KCl
9、电解质B在溶液中的离子平均活度因子为
γ，对±γ大小的
±
下列判断哪个正确（）。
（1）±γ≤1 （2）±γ≥1
（3）①和②都有可能（4）±γ恒≥1
10、电解质溶液的离子强度与其浓度的关系为（）。
（1）浓度增大，离子强度增大（2）浓度增大，离子强度变弱
（3）浓度不影响离子强度（4）随浓度变化，离子强度变化无规律
11、关于离子平均活度因子
γ与电解质溶液的质量摩尔浓度b
±
间的关系，下列说法正确的是（）。
（1）b增大，
γ增大
±
（2）b增大，
γ减小
±
（3）先b增大，
γ增大，后b增大，±γ减小
±
（4）先b增大，
γ减小，后b增大，±γ增大
±
12、在稀溶液范围内，离子平均活度因子
γ与电解质溶液的离
±
子强度I的关系，正确的是（）。
（1）I增大，
γ增大（2）I增大，±γ减小
±
（3）I不影响
γ的数值（4）随I的变化±γ的变
±
化无规律
13、无限稀释的KCl溶液中，Cl－的迁移数为0.505,该溶液中K+的迁移数为（）。
（1）0.505 （2）0.495 （3）67.5 （4）64.3 14、通常应用Λm这一概念时，就MgCl2溶液而言，正确的表
述是（ ）。
（1）Λm （MgCl 2）=2Λm （1/2MgCl 2）
（2）2Λm （MgCl 2）=Λm （1/2MgCl 2）
（3）Λm （MgCl 2）=Λm （1/2MgCl 2）
15、离子电迁移率为一定条件下的离子运动速率，即：（ ）。
（1）在温度为298K 时的离子运动速率；
（2）在浓度为1mol ·dm －3时的离子运动速率；
（3）在单位电势梯度时的离子运动速率；
（4）在浓度为无限稀释时的离子运动速率。
16、在25℃时，无限稀薄的水溶液中，离子摩尔电导率最大的
是（ ）。
（1）La 3+ （2）Mg 2+ （3）NH +4 （4）H +
17、CaCl 2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（ ）
（1）()()()-∞+∞∞∧+∧=∧Cl Ca CaCl m
m m 22 （2）()()()-∞+∞∞∧+∧=∧Cl Ca CaCl m m m 222
1 （3）()()()-∞+∞∞∧+∧=∧Cl Ca CaCl m m m 222
18、关于电导率，下列说法正确的是（ ）
（1）电解质溶液的电导率是两极板为单位面积，其距离
为单位长度时，溶液的电导。
（2）电解质溶液的电导率是单位浓度的电解质的电导。
（3）电解质溶液的电导率相当于Λm 的倒数。
19、电解质溶液的电导率随浓度变化的规律为（ ）
（1）随浓度增大而单调增大 （2）随浓度增
大而单调减小
（3）随浓度增大而先增大后减小 （4）随浓度增大
而先减小后增大
20、原电池在恒温、恒压可逆条件下放电时，其在过程中与环
境交换的热量为（ ）
（1） m r H ? （2） 零 （3）
m r S T ? （4）m r G ?
21、298K 时，电池反应 ()()()l O H g O g H 22221→+所对应的θ1
E 反应()()()g O g H l O H 22222+→所对应的θ2E ，则θ1E 与θ2
E 的关系为（ ）
（1）θθ12
2E E -= （2） θθ122E E = （3） θθ12E E -= （4）θθ12E E =
22、在定温、定压的电池反应中，当反应达到平衡时电池的E
等于 （ ）
（1） 0 （2） θE
（3） 不一定 （4）随温度、压力的数值而变
化
23、已知25℃时，E (Fe 3+| Fe 2+) = 0.77 V ，E (Sn 4+| Sn 2+)
=0.15 V 。今有一电池，其电池反应为2 Fe 3++ Sn 2+=== Sn 4++2
Fe 2+，则该电池的标准电动势E (298 K) 为：（ 2 ）。
（1）1.39 V ； （2）0.62 V ； （3）0.92 V ；
（4）1.07 V 。
24、电池()()()()()l Hg Zn Zn Zn l Hg 3221ααα+的E （ ）
（1）仅与31αα,,有关,与2α无关 （2）仅与21αα,,
有关,与3α无关
（3） 仅与32αα,,有关,与1α无关 （4）与31αα, 2
α均无关
25、在下列电池中,其E 与-Cl α无关的是（ ）。
（1）()()()Pt g Cl q ZnCl s Zn 22α
（2）
()()()()()s Ag s AgCl q KCl q ZnCl s Zn αα2 （3） ()()()Pt g Cl q HCl g H Pt 22α
（4）()()()()Pt g Cl q KCl s AgCl s Ag 2α
26、通过E 的测定,可以求难溶盐的活度积,今欲求AgCl 的活度
积,则应设计的原电池为（ ）。
（1）()()()()Pt p Cl q HCl s AgCl s Ag θα2
（2） ()()()()s Ag s AgCl q HCl p Cl Pt αθ2
（3）()()()()()s Ag s AgCl q HCl aq AgNO s Ag α3
（4）()()()()()
s Ag aq AgNO q HCl s AgCl s Ag 3α 27、在25℃时，=→+=→+=→++-+-+-+θθθ322
222212285402798021E Hg e Hg V
E Hg e Hg V E Hg e Hg 的.. （ ）。 （1） 0.91V （2） 0.056V （3） -0.056V
（4）0.91V
28、25℃时，电池Pt|H 2(10 kPa)|HCl(b )| H 2(100 kPa)|Pt 的电动
势E 为：（ ）。
（1）2×0.059 V ； （2）-0.059 V ； （3）0.0295
V ； （4）-0.0295。
29、在论述电解质稀溶液的γ±数值大小时，下述讲法中错误的
是：（ ）。
（1）γ±的大小与温度有关；
（2）γ±的大小与溶剂性质有关；
（3）γ±的大小与离子的价数无关；
（4）γ±的大小与浓度有关。
30、蓄电池在充、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（ ）。
（1）正负极不变，阴阳极不变； （2）正负极不变，
阴阳极正好相反；
(3)正负极改变，阴阳极不变；(4)正负极改变，阴阳极正好相反。
31、在浓度不大的范围内，摩尔电导率随浓度变化的规律为：（）。
（1）与浓度成反比关系，随浓度增大而变小；
（2）与浓度无关，不受浓度的影响；
（3）与浓度的c成线性关系而增大；
（4）与浓度的c成线性关系而减小。
32、在论述离子的无限稀释的摩尔电导率的影响因素时，错误的讲法是：（）。
（1）认为与溶剂性质有关；（2）认为与温度有关；
（3）认为与共存的离子性质有关；（4）认为与离子本性有关。
33、在串联的几个电解池中，各阳极或阴极上数值不等的物理量是：( )。
(1)通过的电子数目；(2)通过的电量；
(3)通过的电流；(4)析出或溶解的物质的量。
34、用补偿法测定可逆电池的电动势时，主要为了：（）
（1）消除电极上的副反应；（2）减少标准电池的损耗；
（3）在可逆情况下测定电池电动势；（4）简便易行。
35、质量摩尔浓度为b的Na3PO4溶液，平均活度因子(系数)为γ±，则电解质的活度为：（）。
（1）a B= 4(b / b)4 (γ±)4 （2）a B= 4(b / b)1 (γ±)4
（3）a B= 27(b/ b)4 (γ±)4 （4）a B= 27(b / b)1 (γ±)4 36、求得某电池的电动势为负值，则表示此电池得电池反应是（）
（1）正向进行；（2）逆向进行；（3）不可能发生。
37、电量计有银电量计和铜电量计，而没有其它什么电量计，如锌电量计、铁电量计等等，主要原因是：( )。
(1) 银电量计和铜电量计易制备；(2) 使用的温度和浓度范围比较大；
(3) 伴随银或铜析出的副反应少；(4) 金属银和铜比较难于氧化。
38、准确测量通过电解池的电量用银电量计或铜电量计，而不
用电流表原因是：( )。
(1)电量计便宜；(2)电量计使用方便；
(3)电解电流难于恒定；(4)物质质量的测准比较容易。
39、在极化曲线的测定中，参比电极的作用是：（）
(1) 与待测电极构成闭合回路，使电流通过电解池；
(2) 作为理想的极化电极；
(3) 具有较小的交换电流密度和良好的电势稳定性；
(4) 近似为理想不极化电极，与被测电极构成可逆原电池.
40、已知铜的相对原子质量为63.54，用0.5F电量可从CuSO4溶液中沉淀出多少克铜？( )
(1) 16 g；(2) 32 g；(3) 64 g；
(4) 127 g。
三、填空题
1、测量电导用的电解池，其比值 称为电导池常数。
2、在阴极，不同阳离子析出的顺序是电极电势?????的首先析
出，几种阳离子同时析出的条件是????????????；在阳极，不同金属溶解的顺序是电极电势???????的最先溶解。3、电解质溶液的导电机理，概括地说是，??????????????。
4、在25℃的无限稀水溶液中，摩尔电导率最大的一价负离子是?????????
5、离子氛的电性与中心离子的电性??????????，电量与中心离子的电量??????????。
6、电解CuSO4水溶液，使阴极析出1molCu，则通过电解池的电量应为。
7、原电池Ag | AgCl(s) | Cl-|| Ag+ | Ag应该用
做盐桥。
8、可逆电池必须具备的三个条件为,
。
9、由于极化，原电池的正极电势将比平衡电势??????，负极
电势将比平衡电势????????；而电解池的阳极电势比平衡电势??????，阴极电势比平衡电势????????。(选高或低) 10、等体积的0.05mol.kg-1 LaCl3水溶液及0.05mol.kg-1 NaCl
水溶液混合后，溶液的离子强度I= 。
11、电池充电时，充电电压比平衡电动势高、低还是相等
_________
12、25℃时，1mol.kg -1 BaCl 2水溶液的3990.=±γ，则=±α 。
13、在稀溶液范围内， 由于质点间的作用力性质不同，同浓
度的非电解质溶液的活度 电解质溶液中溶质的活度
（选大于、小于、等于）
14、25℃时，AgCl 饱和水溶液的电导率为3.41×10-4Sm -1，所
用水的电导率为1.60×10-4Sm -1，则AgCl 的电导率为 Sm -1。
15、某电池反应在25℃下，0>θE ，电动势温度系数0p E T ???< ????，则
升高温度时，电池反应的θk 将 。
16、电池()()()242Pb s H SO b PbO s 作为原电池时，负极是 极，
正极是 极，作为电解池时，阳极是 极，
阴极是 极。
17、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 。
18、若已知某电池反应电动势的温度系数0p E T ???> ????，则该电池可
逆放电时的反应热r Q 0， r m S ? 0。（选填 >、<、
=）。
19、已知298K 时，1,0.34Tl
e Tl E V θ+-+→=-,323,0.72Tl e Tl E V θ+-+→=-则298K 时332,Tl e Tl E θ+-++→=, V 。
20、 设阳极和阴极的超电势均为 0.7 V ，还原电位均为 1.20 V ，则阳极电位等
于__________ ，阴极电位等于__________ 。
四、写出下列电池中各电极上的反应和电池反应。
（1） Pt ，H 2(g ,p 1)∣HCl(a)∣Cl 2(g ,p 2)Pt
（2） Pt,H 2, (g ,p 1)∣H +(a 1)║Ag +(a 2)∣Ag(s)
（3） Ag(s)+AgI(s)∣I -(a 1)║Cl -(a 2)∣AgCl(s)+Ag(s)
（4） Pb(s)+PbSO 4(s)∣SO 42-(a 1)║Cu 2+(a 2)∣Cu(s)
（5） Pt,H 2 H 2(g ,p 1)∣NaOH(a)∣HgO(s)+Hg(l)
（6） Pt,H 2 H 2(g ,p 1)∣H +(aq)∣Sb 2O 3(s)+Sb(s)
（7） Pt ∣Fe 3+(a 1),Fe 2+(a 2)║Ag +(a 3)∣Ag(s)
（8） Na(Hg)(a 3)∣Na +(a 1)║OH -(a 2)∣HgO(s)+Hg(l)
五、试将下述化学反应设计成电池。
（1） AgCl(s)═Ag +(a 1)+Cl -(a 2)
（2） AgCl(s)+I -(a 1)═AgI(s)+Cl -(a 2)
（3） H 2(g ,p 1)+HgO(s)═Hg(l)+H 2O(l)
（4） Fe 2+(a 1)+Ag +(a 2)═Fe 3+(a 3)+Ag(s)
（5） H 2(g ,p 1)＋1/2O 2 (g ,p 2)═H 2O(l)
（6） Cl 2(g ,p 1)+2I -(a 1)═I 2(s)+2Cl -(a 2)
六、计算题
1、已知293K 时某电池标准电池电动势为1.0186V ，
()P E T ??= ? 3.2×10 -3 V / K ，计算298K 时电池反应的Δr G m 、Δr H m 、Δr S m ，Q r 。
2、25℃时在一电导池中盛以c 为0.01mol·dm –3KCl 溶液，测得
其电阻为150.00Ω。若在同一电导池中盛以c 为
0.01mol·dm –3的HCl 溶液，测得其电阻为51.40Ω。已知25℃时0.01mol·dm –3 的KCl 溶液的电导率为0.140877Sm –1 。试求：
（1）电导池系数K cell ；（2）0.01mol·dm –3 HCl 溶液的电导率和摩尔电导率。
3、设下列电池产生1F 的电量，写出电极反应和电池反应以及
计算其电动势E 。已知2/ 1.360Cl Cl E V θ
-=。
Pt | H 2(p ) | H Cl (0.1 mol·kg -1) | Cl 2( p ) | Pt
4、电池Zn | ZnSO 4(b =0.01 mol·kg -1，γ±=0.38） | PbSO 4(s)| Pb 在25℃时，E =0.5477V 。
（1）已知E (Zn 2+|Zn) = -0.763V ，求E (SO 42-|PbSO 4|Pb)；
（2）当ZnSO4的浓度为0.05 mol·kg-1时，E = 0.523 V，
求该浓度下ZnSO4的平均离子活度因子(系数)γ±为多
少？
5、在0.01 mol·kg－1 SnCl2溶液中，已知SnCl2的γ±=0.40，试问SnCl2的b±和a±各为多少？
6、试计算下列反应在25℃时的a(Fe3+)。
2Fe3+[a(Fe2+)]+Sn2+(a=1) ===2 Fe2+(a=1)+Sn4+(a=1) （已知在25℃时，E(Sn4+，Sn2+ | Pt) =0.150 V，E(Fe3+，Fe2+ | Pt) = 0.771 V。）
7、应用德拜-休克尔极限定律，计算25℃时，0.01 mol·kg－1
的K3Fe(CN)6水溶液的离子平均活度因子
8、电池Zn|ZnCl2(b=0.555 mol·kg-1) |AgCl(s)|Ag，测得25℃时电动势
E=1.015V。已知：E(Zn2+|Zn) = -0.763V，E(Cl-|AgCl|Ag) = 0.2223 V。
（1）写出电池反应（得失电子数为2）；
（2）求上述反应的标准平衡常数K；
（3）求溶液ZnCl2的平均离子活度因子(系数)γ±
9、某电导池中充入0.02 mol·dm-3的KCl溶液，在25℃时电阻为250 Ω，如改充入6×10-5 mol·dm-3 NH3·H2O溶液，其电阻为105 Ω。已知0.02 mol·dm-3KCl溶液的电导率为0.227 S·m-1，
而NH4+及OH-的摩尔电导率分别为73.4×10-4S·m2·mol-1，198.3 ×10-4 S·m2·mol-1。试计算6×10-5 mol·dm-3 NH3·H2O溶液的解离度。
10、已知25℃，PbSO4（s）的溶度积Ksp =1.60×10-8。1/2Pb2+
和1/2SO42－无限稀释摩尔电导率分别为70×10-4S?m2 ?mol-1和79.8×10-4S ? m2 ?mol-1。配制此溶液所用水的电导率为1.60×10-4S ? m-1。试计算25℃PbSO4饱和溶液的电导率。
第七章电化学练习题答案
一、判断题答案：
1√ 2× 3√ 4×5× 6√ 7× 8× 9× 10×
11√ 12× 13√ 14√ 15× 16× 17× 18× 19× 20√
21× 22√ 23× 24× 25√ 26√ 27× 28√ 29√ 30√
31√ 32√33× 34× 35× 36× 37× 38× 39× 40×
二、选择题答案
1（2）2（4）3（1）4（1）5（3）6（1）7（1）（3）8 (4) 9(3) 10（1）
11(4) 12（2）13（2）14（1）15 (3) 16(4) 17(3) 18（1）19(3) 20(3)
第七章 电化学 第七章 电化学 7.1 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20A ，经过15min 后，问：⑴在阴极上能析出多少质量的Cu ？⑵在阳极上能析出多少体积的27℃、100kPa 下的Cl 2(g) ? 解：⑴ 阴极反应：Cu 2++2e -=Cu 阳极反应：2Cl -=Cl 2+2e - 电解反应：Cu 2++2Cl -= Cu + Cl 2 溶液中通过的电量为： Q=I·t = 20A×15×60s=18000C 由法拉第定律和反应进度知： (Cu)(Cu)/(Cu)(Cu)(Cu) Q n m M zF ξνν?===(Cu)(Cu)1800064g/mol (Cu) 5.969g 296485.309C/mol Q M C m zF ν???∴===? ⑵ 22(Cl )(Cl ) n ξν?= 222(Cl )(Cl )0(Cl )0.0933mol n n νξ?=-=?=
2 30.09338.314300.15dm 100 nRT V p ??∴== = 2.328dm 3 7.3用银电极电解AgNO 3水溶液。通电一段时间后，阴极上有0.078g 的Ag(s)析出，阳极区溶液质量23.376g ，其中含AgNO 3 0.236g 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g 的AgNO 3。求t(Ag +)和t(NO 3-)。 解：方法一： t +=阳离子迁出阳极区的物质的量发生电极反应的物质的量 电解后阳极区溶液质量23.376g ，其中含AgNO 3 0.236g ，设电解前后水量不变，则电解前阳极区 AgNO 3的量为：=0.1710g 37.39(23.3760.236)(AgNO )1000 m g ?-=电解过程阳极反应为：Ag = Ag ++e -产生的Ag +溶入阳极区。因此迁出阳极区的Ag +的物质的量为：n n n n =-迁出电电应 +解前解后反
第七章电化学练习题 一、是非题，下列各题的叙述是否正确，对的画√错的画× 1、设ZnCl 2水溶液的质量摩尔浓度为b ，离子平均活度因子为 ± γ，则离子平均活度θγαb b B ±=34。（ ） 2、298K 时，相同浓度（均为）的KCl 、CaCl 2和LaCl 3三种电解质水溶液，离子平均活度因子最大的是LaCl 3。（ ） 3、 BaCl 2水溶液，其离子强度I=。（ ） 4、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。（ ） 5、对于一切强电解质溶液—I Z AZ -+-=±γln 均适用。（ ） 6、电解质溶液与非电解质溶液的重要区别是电解质溶液含有由电解质离解成的正负离子。（ ） 7、电解质溶液可以不偏离理想稀溶液的强电解质溶液。（ ） 8、离子迁移数 t ++t -<1。（ ） 9、离子独立移动定律只适用于无限稀的强电解质溶液。（ ） 10、无限稀薄时，KCl 、HCl 和NaCl 三种溶液在相同温度、相 同浓度、相同单位电场强度下，三种溶液中的Cl －迁移数 相同。（ ） 11、在一定的温度和较小的浓度情况下，增大弱电解质溶液的 浓度，则该弱电解质的电导率增加，摩尔电导率减少。（ ）
12、用Λm 对C 作图外推的方法，可以求得HAC 的无限稀释之摩尔电导。（ ） 13、恒电位法采用三电极体系。（ ） 14、对于电池()() ()() s Ag b AgNO b NO Ag s Ag 2313，b 较小的一端 为负极。（ ） 15、一个化学反应进行时，10220--=?mol KJ G m r ..，如将该化学反应安排在电池中进行，则需要环境对系统做功。（ ） 16、原电池在恒温、恒压可逆的条件下放电时，0=?G 。（ ） 17、有能斯特公式算得电池的E 为负值，表示此电池反应的方向是朝正向进行的。（ ） 18、电池()()()() s Ag s AgCl kg mol Cl Zn s Zn 01002012.,..,=±-γ其反应为 ()()()()010*******.,..,=+→+±-γkg mol ZnCl s Ag s Zn s AgCl ， 所以其电动势的计算公式为 ()010020222..ln ln ?-=-=F RT E F RT E E ZnCl θθα。（ ） 19、标准电极电势的数据就是每个电极双电层的电势差。（ ） 20、电池反应的E 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m r G ?等则与指定电池反应计量方 程式的书写有关。（ ） 21、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。（ ） 22、电解池中阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。（ ）
电化学分析习题 一、选择题 1.不属于电化学分析法的是C A．电位分析法 B. 极谱分析法 C. 电子能谱法 D. 库仑滴定 2. Ag-AgCl参比电极的电极电位取决于电极部溶液中的 B A．Ag+活度 B. Cl-活度 C. AgCl活度 D.Ag+和Cl-活度之和 3.正确的饱和甘汞电极半电池组成为B A. Hg/Hg2Cl2(1mol/L)/KCl(饱和) B．Hg/Hg2Cl2(固)/KCl(饱和) C．Hg/Hg2Cl2(固)/KCl(1mol/L) D．Hg/HgCl2(固)/KCl(饱和) 4．pH玻璃电极的膜电位产生是由于测定时，溶液中的 D A．H+离子穿过了玻璃膜 B.电子穿过了玻璃膜 C．Na+与水化玻璃膜上的Na +交换作用 D.H+与水化玻璃膜上的H+交换作用 5.玻璃电极使用前，需要C A．在酸性溶液中浸泡1h B.在碱性溶液中浸泡1h C.在水溶液中浸泡24h D.测量的pH不同，浸泡溶液不同 6.氟离子选择电极对氟离子具有较高的选择性是由于 B A．只有F-能透过晶体膜 B.F-能与晶体膜进行离子交换 C．由于F-体积比较小 D.只有F-能被吸附在晶体膜上 7. 在电位法中离子选择性电极的电位应与待测离子的浓度D A. 成正比 B. 的对数成正比 C. 符合扩散电流公式的关系 D. 符合能斯特方程式 8. 当金属插入其金属盐溶液时，金属表面和溶液界面会形成双电层，所以产生了电位差。此电位差为B Ａ．液接电位Ｂ．电极电位Ｃ．电动势Ｄ．膜电位 9. 用ｐＨ玻璃电极测定ｐＨ为１３的试液，ｐＨ的测定值与实际值的关系为 B Ａ．测定值大于实际值Ｂ．测定值小于实际值Ｃ．二者相等Ｄ．不确定 10.直接电位中，加入TISAB的目的是为了 C A．提高溶液酸度 B．恒定指示电极电位 C．固定溶液中离子强度和消除共存离子干扰 D．与待测离子形成配合物 11.测量pH时，需要用标准pH溶液定位，这是为了 D A．避免产生酸差 B.避免产生碱差 C．消除温度的影响 D.消除不对称电位和液接电位的影响 12.玻璃电极不包括 C A．Ag-AgCl参比电极Ｂ．一定浓度的ＨＣｌ溶液 Ｃ．饱和ＫＣｌ溶液Ｄ．玻璃膜 13.电位测定水中F-含量时，加入ＴＩＳＡＢ溶液，其中ＮａＣｌ的作用是 B
思考题 1. 研究氢电极过程和氧电极过程有什么实际意义？ 答：在电化学研究和电化学测试中，标准氢电极的电极电位是公认的电极电位基准；氯碱工业，燃料电池，电镀，电解，金属腐蚀等过程都与氢电极和氧电极的反应过程有密切关系，有些会带来危害，有些会带来好处。因此，为了合理地应用氢电极和氧电极过程为人类服务，有必要对氢电极过程和氧电极过程进入深入的研究。 2. 为什么氢电极和氧电极的反应历程在不同条件下会有较大差别？ 答：氢电极和氧电极的反应历程非常复杂，在电极过程中，存在各种中间步骤和中间产物，一旦反应条件发生改变，反应就会发生变化，控制步骤也可能发生变化，产物也因此不同。 所以氢电极和氧电极的反应历程在不同条件下，会有较大差别。 3. 析氢过程的反应机理有哪几种理论？试推导出它们的动力学公 式，并说明它们各自适用范围。 答：迟缓放电机理、迟缓复合机理、电化学脱附机理 迟缓放电机理动力学公式推导： 迟缓放电机理认为电化学步骤是整个电极过程的控制步骤，于是可以认为电化学极化方程式适用于氢离子的放电还原过程。当0c j j ?时，可直接得到 0ln ln H c RT RT j j aF aF h =-+
或 02.32.3l g l g H c RT RT j j aF aF h =-+ 一般情况下a =0.5，将a 的树脂代入上式，则有 02.32 2.32lg lg H c RT RT j j F F h 创=-+ 若令 02.32lg 2.32RT j a F RT b F ′-=′= 则原式变为 lg H c a b j h =+ 迟缓复合机理： 假定复合脱附步骤是控制步骤，吸附氢的表面覆盖度按照下式比较缓慢地随过电位而变化： 0=exp MA MA H F RT b q q h 骣÷?÷?÷ ?桫 则有 2.3lg 2H c RT C j F h b =+ 同理，假定氢原子的表面覆盖度很大，以至于可以认为 1MA q ?，若将其代入电化学脱附的反应速度式，经过取对数整理得：（电化学脱附机理） 2.3lg H c RT C j aF h =+ 迟缓放电机理是在汞电极上进行的，所得结论对汞电极上的 析氢反应完全适用。对于吸附氢原子表面覆盖度小的高过电位金属也适用。迟缓复合机理和电化学脱附机理只适用于对氢原子有较强吸附能力的低过电位金属和中过电位金属。
电化学练习 １.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为Fe+Ni2Ｏ3＋３H2O===Fe(OＨ)2+2Ｎi（OH)２ 下列有关该电池的说法不正确的是( ）。 A.电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2Ｏ3,负极为Fｅ B．电池放电时，负极反应为Fe+2OＨ－－2e－===Fe(OH）2 C．电池充电过程中，阴极附近溶液的ｐH降低 D.电池充电时，阳极反应为2Ni（OH)2+2OH-－２e-===Ｎi2O3＋3H２O 2．镀锌铁在发生析氢腐蚀时,若有０.2 ｍｏｌ电子发生转移，下列说法正确的是( ） ①有5.６g金属被腐蚀②有６.5 g金属被腐蚀③在标准状况下有２.2４ L气体放出④在标准状况下有1.12 L气体放出 A.①② B.①④ C．②③D．③④3．某固体酸燃料电池以CsHSO４固体为电解质传递H+，其基本结构如图，电池总反应可表示为:2H2+Ｏ2＝=＝2Ｈ2O，下列有关说法正确的是( ） A.电子通过外电路从ｂ极流向a极 B．b极上的电极反应式为：O２＋２H2O+4e－===4OH- C．每转移0.1 moｌ电子,消耗１．1２ L的H2 D．Ｈ＋由a极通过固体酸电解质传递到b极 4.如图是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的构造示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子（H+）和电子，电子经过电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，该电池总反应式为:２CH3ＯH＋3O2===2CO２+4Ｈ2Ｏ。下列有关该电池的说法错误的是（) A．右边的电极为电池的负极,b处通入的是空气 B.左边的电极为电池的负极，a处通入的是甲醇C．电池负极的反应式为:2CＨ3OH＋２Ｈ2O－12ｅ-==＝2CO2↑＋12H+ D．电池正极的反应式为:３O2+12H＋＋12e－===6H2Ｏ 5．铅蓄电池的工作原理为:Pb+ＰbＯ2＋2Ｈ2SO4=＝＝2PbSO4+２H2O，研读下图,下列判断不．正确的是（ ) Ａ.K闭合时,ｄ电极反应式:PｂSＯ4＋2H2O－2e-===PｂＯ２+4H＋＋ B.当电路中转移0.2 moｌ电子时,Ⅰ中消耗的H２ＳO4为0.2 mol Ｃ.Ｋ闭合时，Ⅱ中SＯ４2-向c电极迁移 D．Ｋ闭合一段时间后,Ⅱ可单独作为原电池,ｄ电极为正极 6．获得“8６3”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功，电解液为ＡlI3溶液,已知电池总反应为:２Al＋３I２===2AlI3。下列说法不．正确的是( ） A．该电池负极的电极反应为:Al-3e-＝==Ａｌ3＋ B.电池工作时,溶液中铝离子向正极移动 Ｃ．消耗相同质量金属时，用锂作负极时，产生电子的物质的量比铝多 D.该电池可能是一种可充电的二次电池 7最近,科学家研制出一种纸质电池,这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体,在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为:Zn+2MｎO２＋Ｈ2O＝=＝ZｎＯ＋2MnOＯＨ。下列说法不．正确的是( ） A．该电池Zｎ为负极,MnＯ２为正极 B.该电池的正极反应为：ＭnＯ2＋ｅ－+Ｈ2Ｏ==＝MnOＯＨ+OH-Ｃ．导电时外电路电子由Zn流向MnＯ２，内电路电子由MnO2流向Zn D．电池工作时水分子和ＯＨ-都能通过薄层纸片 ８．防止或减少钢铁的腐蚀有多种方法:如制成耐腐蚀合金、表面“烤蓝”、电镀另一种金属以及电化学保护等方法。(1)钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀,请写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应:正极：____________＿___；负极:＿____________＿__。 (２)在海洋工程上,通常用铝合金(Ａl－Zn-Cd)保护海底钢铁设施，其原理如图所示：其中负极发生的
第七章 电化学习题及解答 1. 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu ; (2) 在27℃，100 kPa 下，阳极析出多少Cl 2？ 解：电极反应为 阴极：Cu 2+ + 2e - = Cu 阳极: 2Cl - - 2e - = Cl 2 电极反应的反应进度为ξ = Q /(ZF) =It / (ZF) 因此： m Cu = M Cu ξ = M Cu It /( ZF ) = 63.546×20×15×60/(2×96485.309)=5.928g V Cl 2 = ξ RT / p =2.328 dm 3 2. 用银电极电解AgNO 3溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出1.15g 的Ag ，并知阴极区溶液中Ag +的总量减少了0.605g 。求AgNO 3溶液中的t (Ag +)和t (NO 3-)。 解： 解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阴极区溶液中Ag +的总量的改变D m Ag 等于阴极析出银的量m Ag 与从阳极迁移来的银的量m’Ag 之差： D m Ag = m Ag - m’Ag m’Ag = m Ag - D m Ag t (Ag +) = Q +/Q = m’Ag / m Ag = (m Ag - D m Ag )/ m Ag = (1.15-0.605)/1.15 = 0.474 t (NO 3-) = 1- t (Ag +) = 1- 0.474 = 0.526 3. 已知25 ℃时0.02 mol/L KCl 溶液的电导率为0.2768 S/m 。一电导池中充以此溶液，在25 ℃时测得其电阻为453Ω。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555g/L 的CaCl 2溶液，测得电阻为1050Ω。计算（1）电导池系数；（2）CaCl 2溶液的电导率；（3）CaCl 2溶液的摩尔电导率。 解：（1）电导池系数K Cell 为 K Cell = k R = 0.2768×453 =125.4 m -1 （2）CaCl 2溶液的电导率 k = K Cell /R = 125.4/1050 = 0.1194 S/m （3）CaCl 2溶液的摩尔电导率 Λm = k/C = 110.983×0.1194/(0.555×1000)= 0.02388 S·m 2 ·mol - 4. 25 ℃时将电导率为0.141 S/m 的KCl 溶液装入一电导池中，测得其电阻为525Ω。在同一电导池中装入0.1mol/L 的NH 4OH 溶液，测得电阻为2030Ω。利用表7.1.4中的数据计算NH 4OH 的解离度α及解离常数K 。 解：查表知NH 4OH 无限稀释摩尔电导率为 ∞Λm (NH 4OH)=∞Λm (NH 4+)+∞ Λm (OH -) =73.4×10-4+198.0×10-4 =271.4 ×10-4S·m 2 ·mol - 因此， α = ∞ΛΛm m O H)(NH O H)(NH 44= O H) (NH O H)l)/cR(NH k(KCl)R(KC 4m 4Λ∞
应用电化学，辉卢文庆 全书思考题和习题 第一章习题解答： 1试推导下列各电极反应的类型及电极反应的过程。 (1)++ →+242Ce e Ce 解：属于简单离子电迁移反应，指电极/溶液界面的溶液一侧的氧化态物种4Ce + 借助于电极得到电子，生成还原态的物种2Ce + 而溶解于溶液中，而电极在经历氧化-还原后其物理化学性质和表面状态等并未发生变化， (2) -→++OH e O H O 44222 解：多孔气体扩散电极中的气体还原反应。气相中的气体2O 溶解于溶液后，再扩散到电极表面，然后借助于气体扩散电极得到电子，气体扩散电极的使用提高了电极过程的电流效率。 (3) Ni e Ni →++22 解：金属沉积反应。溶液中的金属离子2Ni + 从电极上得到电子还原为金属Ni ，附着于电极表面，此时电极表面状态与沉积 前相比发生了变化。 (4) -+→++OH s MnOOH O H e s MnO )()(22 解：表面膜的转移反应。覆盖于电极表面的物种(电极一侧)经过氧化-还原形成另一种附着于电极表面的物种，它们可能是氧化物、氢氧化物、硫酸盐等。 (5)2)(22OH Zn e OH Zn →-+-；--→+242])([2)(OH Zn OH OH Zn 解：腐蚀反应：亦即金属的溶解反应，电极的重量不断减轻。即金属锌在碱性介质中发生溶解形成二羟基合二价锌络合物，所形成的二羟基合二价锌络合物又和羟基进一步形成四羟基合二价锌络合物。 2．试说明参比电极应具有的性能和用途。 参比电极(reference electrode ，简称RE)：是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极，参比电极上基本没有电流通过，用于测定研究电极(相对于参比电极)的电极电势。 既然参比电极是理想不极化电极，它应具备下列性能：应是可逆电极，其电极电势符合Nernst 方程；参比电极反应应有较大的交换电流密度，流过微小的电流时电极电势能迅速恢复原状；应具有良好的电势稳定性和重现性等。 不同研究体系可以选择不同的参比电极，水溶液体系中常见的参比电极有：饱和甘汞电极(SCE)、Ag/AgCl 电极、标淮氢电极(SHE 或NHE)等。许多有机电化学测量是在非水溶剂中进行的，尽管水溶液参比电极也可以使用，但不可避免地会给体系带入水分，影响研究效果，因此，建议最好使用非水参比体系。常用的非水参比体系为Ag/Ag+(乙腈)。工业上常应用简易参比电极，或用辅助电极兼做参比电极。在测量工作电极的电势时，参比电极的溶液和被研究体系的溶液组成往往不—样，为降低或消除液接电势，常选用盐桥；为减小末补偿的溶液电阻，常使用鲁金毛细管。 3．试描述双电层理论的概要。 解：电极/溶液界面区的最早模型是19世纪末Helmholtz 提出的平板电容器模型(也称紧密层模型)，他认为金属表面过剩的电荷必须被溶液相中靠近电极表面的带相反电荷的离子层所中和，两个电荷层间的距离约等于离子半径，如同一个平板电容器。这种
电化学练习 1．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确的是( )。 A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3，负极为Fe B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2 C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低 D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O 2．镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol电子发生转移，下列说法正确的是( ) ①有5.6 g金属被腐蚀②有6.5 g金属被腐蚀③在标准状况下有2.24 L气体放出④在标准状况下有1.12 L气体放出 A．①② B．①④ C．②③ D．③④ 3.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是( ) A．电子通过外电路从b极流向a极 B．b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2 D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极4．如图是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的构造示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H＋)和电子，电子经过电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，该电池总反应式为：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。下列有关该电池的说法错误的是( ) A．右边的电极为电池的负极，b处通入的是空气 B．左边的电极为电池的负极，a处通入的是甲醇C．电池负极的反应式为：2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋ D．电池正极的反应式为：3O2＋12H＋＋12e－===6H2O 5.铅蓄电池的工作原理为：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，研读下图，下列判断不正确的是( ) A．K闭合时，d电极反应式：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋ B．当电路中转移0.2 mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2 mol C．K闭合时，Ⅱ中SO42-向c电极迁移 D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极6．获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功，电解液为AlI3溶液，已知电池总反应为：2Al＋3I2===2AlI3。下列说法不正确的是( ) A．该电池负极的电极反应为：Al－3e－===Al3＋ B．电池工作时，溶液中铝离子向正极移动 C．消耗相同质量金属时，用锂作负极时，产生电子的物质的量比铝多 D．该电池可能是一种可充电的二次电池 7最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为：Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。下列说法不正确的是( ) A．该电池Zn为负极，MnO2为正极 B．该电池的正极反应为：MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－ C．导电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向Zn D．电池工作时水分子和OH－都能通过薄层纸片 8．防止或减少钢铁的腐蚀有多种方法：如制成耐腐蚀合金、表面“烤蓝”、电镀另一种金属以及电化学保护等方法。(1)钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀，请写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应：正极：________________；负极：________________。 (2)在海洋工程上，通常用铝合金(Al－Zn－Cd)保护海底钢铁设施，其原理如图所示：其中负极发生的
第七章电化学 一.基本要求 1.理解电化学中的一些基本概念,如原电池与电解池的异同点,电极的阴、阳、正、 负的定义,离子导体的特点与Faraday 定律等。 2.掌握电导率、摩尔电导率的定义、计算、与浓度的关系及其主要应用等。了解 强电解质稀溶液中,离子平均活度因子、离子平均活度与平均质量摩尔浓度的定义,掌握离子强度的概念与离子平均活度因子的理论计算。 3.了解可逆电极的类型与正确书写电池的书面表达式,会熟练地写出电极反应、电 池反应,会计算电极电势与电池的电动势。 4.掌握电动势测定的一些重要应用,如:计算热力学函数的变化值,计算电池反应 的标准平衡常数,求难溶盐的活度积与水解离平衡常数,求电解质的离子平均活度因子与测定溶液的pH等。 5.了解电解过程中的极化作用与电极上发生反应的先后次序,具备一些金属腐蚀 与防腐的基本知识,了解化学电源的基本类型与发展趋势。 二.把握学习要点的建议 在学习电化学时,既要用到热力学原理,又要用到动力学原理,这里偏重热力学原理在电化学中的应用,而动力学原理的应用讲得较少,仅在电极的极化与超电势方面用到一点。 电解质溶液与非电解质溶液不同,电解质溶液中有离子存在,而正、负离子总就是同时存在,使溶液保持电中性,所以要引入离子的平均活度、平均活度因子与平均质量摩尔浓度等概念。影响离子平均活度因子的因素有浓度与离子电荷等因素,而且离子电荷的影响更大,所以要引进离子强度的概念与Debye-Hückel极限定律。 电解质离子在传递性质中最基本的就是离子的电迁移率,它决定了离子的迁移数与离子的摩尔电导率等。在理解电解质离子的迁移速率、电迁移率、迁移数、电导率、摩尔电导率等概念的基础上,需要了解电导测定的应用,要充分掌握电化学实用性的一面。 电化学在先行课中有的部分已学过,但要在电池的书面表示法、电极反应与电池反应的写法、电极电势的符号与电动势的计算方面进行规范,要全面采用国标所规定的符号,以便统一。会熟练地书写电极反应与电池反应就是学好电化学的基础,以后在用Nernst方程计算电极电势与电池的电动势时才不会出错,才有可能利用正确的电动势的数值来计算其她物理量的变化值,如:计算热力学函数的变化值,电池反应的标准平衡常数,难溶盐的活度积,水的解离平衡常数与电解质的离子平均活度因子等。
第二章 1 电化学体系中包括哪些相间电位？有何不同 2 分析电化学反应和非电化学反应的氧化还原的区别 3 比较原电池，电解池和腐蚀电池之间的不同 1 电化学体系中包括哪些相间电位？有何不同 2分析电化学反应和非电化学反应的氧化还原的区别 答:电化学反应:不接触、不同地点、定向运动、电极电势、电能、可控制; 非电化学的氧化还原反应:碰撞接触、同一地点、混乱运动、内能及活化能的比值、热效应。
3 比较原电池，电解池和腐蚀电池之间的不同
2020-3-16作业题-第三章 1 什么是电毛细现象，解释抛物线形状的电毛细曲线为什么具有极大值？ 2 为什么双电层的电容会随电极电位变化？ 3 理想极化电极和不极化电极的区别是什么？ 1 什么是电毛细现象，解释抛物线形状的电毛细曲线为什么具有极大值？ 答:对电极体系来说，界面张力不仅与界面层的物质组成有关，而且与电极电位有关。这种界面张力随电极电位变化的现象叫做电毛细现象。 由李普曼公式 ⑴如果电极表面剩余电荷等于零，即无离子双电层存在时，则有q=0。这种情况对应于电毛细曲线的最高点。 ⑵当电极表面存在正的剩余电荷时，q>0， σ? ??p 。这对应于电毛细曲线的左半部分(上升分 支)。在这种情况下，电极电位变正，界面张力减小。 （3）当电极表面存在负的剩余电荷时，q<0， σ? ??f 。相对于电毛细曲线的右半部分(下降 分支)。此时，随电极电位变负，界面张力也不断减小。 2. 为什么双电层的电容会随电极电位变化？ 答:双电层结构的分散性随溶液浓度的增加和电极电位的绝对值而减小。双电层结构分散性的减小意味着它的有效厚度减小，因而界面电容值增大。 3. 理想极化电极和不极化电极的区别是什么？ 答:当电极反应速率为0，电流全部用于改变双电层的电极体系的电极称为理想极化电极，可用于界面结构和性质的研究。理想不极化电极是指当电极反应速率和电子反应速率相等时，极化作用和去极化作用平衡，无极化现象，通向界面的电流全部用于电化学反应，可用作参比电极。
第三章 1.自发形成的双电层和强制形成的双电层在性质和结构上有无不同为什么2．理想极化电极和不极化电极有什么区别它们在电化学中有什么重要用途答：当电极反应速率为0，电流全部用于改变双电层的电极体系的电极称为理想极化电极，可用于界面结构和性质的研究。理想不极化电极是指当电极反应速率和电子反应速率相等时，极化作用和去极化作用平衡，无极化现象，通向界面的电流全部用于电化学反应，可用作参比电极。 3．什么是电毛细现象为什么电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状 答：电毛细现象是指界面张力随电极电位变化的现象。溶液界面存在双电层，剩余电荷无论带正电还是负电，同性电荷间相互排斥，使界面扩大，而界面张力力图使界面缩小，两者作用效果相反，因此带电界面的张力比不带电时小，且电荷密度越大，界面张力越小，因此电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状。 4．标准氢电极的表面剩余电荷是否为零用什么办法能确定其表面带电状况答：不一定，标准氢电极电位为0指的是氢标电位，是人为规定的，电极表面剩余电荷密度为0时的电位指的是零电荷电位,其数值并不一定为0;因为形成相间电位差的原因除了离子双电层外,还有吸附双电层\ 偶极子双电层\金属表面电位。可通过零电荷电位判断电极表面带电状况，测定氢标电极的零电荷电位，若小于0则电极带正电，反之带负电。 5．你能根据电毛细曲线的基本规律分析气泡在电极上的附着力与电极电位有什么关系吗为什么有这种关系（提示：液体对电极表面的润湿性越高，气体在电极表面的附着力就越小。） 6．为什么在微分电容曲线中，当电极电位绝对值较大时，会出现“平台”7．双电层的电容为什么会随电极电位变化试根据双电层结构的物理模型和数学模型型以解释。 8．双电层的积分电容和微分电容有什么区别和联系9．试述交流电桥法测量微分电容曲线的原理。10．影响双电层结构的主要因素是什么为什么 答：静电作用和热运动。静电作用使符号相反的剩余电荷相互靠近，贴于电极表面排列，热运动使荷电粒子外散，在这两种作用下界面层由紧密层和分散层组成。11．什么叫ψ1电位能否说ψ1电位的大小只取决于电解质总浓度而与电解质本性无关ψ1电位的符号是否总是与双电层总电位的符号一致为什么 答：距离电极表面d处的电位叫ψ1电位。不能，因为不同的紧密层d的大小不同，而紧密层的厚度显然与电解质本性有关，所以不能说ψ1电位的大小只取决于电解质总浓度而与电解质本性无关。当发生超载吸附时ψ1电位的符号与双电层总电位的符号不一致。 12．试述双电层方程式的推导思路。推导的结果说明了什么问题 13．如何通过微分电容曲线和电毛细曲线的分析来判断不同电位下的双电层结构答： 14．比较用微分电容法和电毛细曲线法求解电极表面剩余电荷密度的优缺点。15．什么是特性吸附哪些类型的物质具有特性吸附的能力答：溶液中的各种粒子还可能因非静电作用力而发生吸附称为特性吸附。大部分无机阴离子，部分无机阳离子以及表面活性有机分子可发生特性吸附。
电化学原理思考题答案 （注：我只做了老师要求做的） 第三章 1.自发形成的双电层和强制形成的双电层在性质和结构上有无不同？为什么？ 2．理想极化电极和不极化电极有什么区别？它们在电化学中有什么重要用途？ 答：当电极反应速率为0，电流全部用于改变双电层的电极体系的电极称为理想极化电极，可用于界面结构和性质的研究。理想不极化电极是指当电极反应速率和电子反应速率相等时，极化作用和去极化作用平衡，无极化现象，通向界面的电流全部用于电化学反应，可用作参比电极。 3．什么是电毛细现象？为什么电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状？ 答：电毛细现象是指界面张力随电极电位变化的现象。溶液界面存在双电层，剩余电荷无论带正电还是负电，同性电荷间相互排斥，使界面扩大，而界面张力力图使界面缩小，两者作用效果相反，因此带电界面的张力比不带电时小，且电荷密度越大，界面张力越小，因此电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状。 4．标准氢电极的表面剩余电荷是否为零？用什么办法能确定其表面带电状况？ 答：不一定，标准氢电极电位为0指的是氢标电位，是人为规定的，电极表面剩余电荷密度为0时的电位指的是零电荷电位,其数值并不一定为0;因为形成相间电位差的原因除了离子 双电层外,还有吸附双电层\偶极子双电层\金属表面电位。可通过零电荷电位判断电极表面带电状况，测定氢标电极的零电荷电位，若小于0则电极带正电，反之带负电。 5．你能根据电毛细曲线的基本规律分析气泡在电极上的附着力与电极电位有什么关系吗？为什么有这种关系？（提示：液体对电极表面的润湿性越高，气体在电极表面的附着力就越小。） 6．为什么在微分电容曲线中，当电极电位绝对值较大时，会出现“平台”？ 7．双电层的电容为什么会随电极电位变化？试根据双电层结构的物理模型和数学模型型以解释。 8．双电层的积分电容和微分电容有什么区别和联系？ 9．试述交流电桥法测量微分电容曲线的原理。 10．影响双电层结构的主要因素是什么？为什么？ 答：静电作用和热运动。静电作用使符号相反的剩余电荷相互靠近，贴于电极表面排列，热运动使荷电粒子外散，在这两种作用下界面层由紧密层和分散层组成。 11．什么叫ψ1 电位？能否说ψ1 电位的大小只取决于电解质总浓度而与电解质本性无关？ψ1 电位的符号是否总是与双电层总电位的符号一致？为什么？ 答：距离电极表面d处的电位叫ψ1电位。不能，因为不同的紧密层d的大小不同，而紧密层的厚度显然与电解质本性有关，所以不能说ψ1 电位的大小只取决于电解质总浓度而与电解质本性无关。当发生超载吸附时ψ1 电位的符号与双电层总电位的符号不一致。 12．试述双电层方程式的推导思路。推导的结果说明了什么问题？ 13．如何通过微分电容曲线和电毛细曲线的分析来判断不同电位下的双电层结构？ 答： 14．比较用微分电容法和电毛细曲线法求解电极表面剩余电荷密度的优缺点。 15．什么是特性吸附？哪些类型的物质具有特性吸附的能力？ 答：溶液中的各种粒子还可能因非静电作用力而发生吸附称为特性吸附。大部分无机阴离子，部分无机阳离子以及表面活性有机分子可发生特性吸附。 16．用什么方法可以判断有无特性吸附及估计吸附量的大小？为什么？ 17．试根据微分电容曲线和电毛细曲线的变化，说明有机分子的特性吸附有哪些特点？
姓名 学号 第七章 电化学小测题 一、选择题 1、科尔劳乌施定律)1(c ΛΛm m β-=∞ 适用于（D ） A 、弱电解质 B 、强电解质 C 、无限稀释溶液 D 、强电解质稀溶液 2、在质量摩尔浓度为b 的MgSO 4中，MgSO 4的活度a 为（A ） A 、22θ)/(±γb b B 、22θ)/(2±γb b C 、33θ)/(4±γb b D 、4 4θ)/(8±γb b 3、某电池的电池反应可写成: ⑴H 2 (g)+ 2 1 O 2 (g)→ H 2O(l) ⑵2H 2 (g)+ O 2 (g)→ 2H 2O(l) 相应的电动势和化学反应平衡常数分别用E 1，E 2和K 1，K 2表示，则 (C) A 、E 1=E 2 K 1=K 2 B 、E 1≠E 2 K 1=K 2 C 、E 1=E 2 K 1≠K 2 D 、E 1≠E 2 K 1≠K 2 4、下列电池中，电动势E 与Cl -的浓度无关的是（A 、D ） A 、Ag|AgCl(s)|KCl(aq)| Cl 2 (g,100kPa)| Pt B 、Ag|Ag +(aq)|| Cl - (aq)| Cl 2 (g,100kPa)| Pt C 、Ag|Ag +(aq)|| Cl - (aq)| AgCl(s) |Ag D 、Ag|AgCl(s) |KCl(aq)|Hg 2Cl 2 (s)|Hg 5、电池在恒温恒压及可逆条件下放电，则系统与环境间的热交换 Q r 值是（B ） A 、Δr H m B 、T Δr S m C 、Δr H m T Δr S m D 、0 6、在电池Pt| H 2 (g, p θ)| HCl （1mol·kg -1）||CuSO 4（ mol·kg -1）|Cu 的阴极中加入下面四种溶液，使电池电动势增大的是（A ） A 、 mol·kg -1CuSO 4 B 、 mol·kg -1Na 2SO 4 C 、 mol·kg -1Na 2S D 、 mol·k g -1氨水 7、298K 时，下列两电极反应的标准电极电势为： Fe 3+ + 3e -→ Fe E θ(Fe 3+/Fe)=
第7章 电化学 习题解答 1. 将两个银电极插入AgNO 3溶液，通以0.2 A 电流共30 min ，试求阴极上析出Ag 的质量。 解：根据B ItM m zF = 得 Ag Ag 0.23060107.87 g 0.4025 g 196500 ItM m zF ???= = =? 2. 以1930 C 的电量通过CuSO 4溶液，在阴极有0.009 mol 的Cu 沉积出来，问阴极产生的H 2的物质的量为多少？ 解：电极反应方程式为： 阴极 2Cu 2e Cu(s)+ -+→ 阳极 222H O(l)H (g)2OH 2e -- →++ 在阴极析出0.009 mol 的Cu ，通过的电荷量为: Cu Q (0.009296500) C 1737 C nzF ==??= 根据法拉第定律，析出H 2的物质的量为 2H Cu 19301737 mol 0.001 mol 296500 Q Q Q n zF zF --= = ==? 3. 电解食盐水溶液制取NaOH ，通电一段时间后，得到含NaOH 1 mol/dm 3 的溶液0.6 dm 3 ， 同时在与之串联的铜库仑计上析出30.4 g 铜，试问制备NaOH 的电流效率是多少？ 解：根据铜库仑计中析出Cu(s)的质量可以计算通过的电荷量。 Cu Cu 30.4 mol 0.957 mol 11 63.5 2 m n M = ==?电 理论上NaOH 的产量也应该是0.957 mol 。而实际所得NaOH 的产量为 (1.0×0.6) mol = 0.6 mol 所以电流效率为实际产量与理论产量之比，即 0.6 100%62.7%0.957 η= ?= 4. 如果在10×10 cm 2 的薄铜片两面镀上0.005 cm 厚的Ni 层[镀液用Ni(NO 3)2]，假定镀层能均匀分布，用2.0 A 的电流强度得到上述厚度的镍层时需通电多长时间？设电流效率为 96.0%。已知金属的密度为8.9 g/cm 3 ，Ni(s)的摩尔质量为58.69 g/mol 。 解：电极反应为： 2+Ni (aq)2e Ni(s)-+= 镀层中含Ni(s)的质量为：
第七章电化学 7.1用铂电极电解溶液。通过的电流为20 A，经过15 min后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的?(2) 在的27 ?C，100 kPa下的？ 解：电极反应为 电极反应的反应进度为 因此： 7.2在电路中串联着两个电量计，一为氢电量计，另一为银电量计。当电路中通电1 h后，在氢电量计中收集到19 ?C、99.19 kPa的；在银电量计中沉积。用两个电量计的数据计算电路中通过的电流为多少。 解：两个电量计的阴极反应分别为 电量计中电极反应的反应进度为 对银电量计
对氢电量计 7.3用银电极电解溶液。通电一定时间后，测知在阴极上析出的，并知阴极区溶液中的总量减少了。求溶液中的和。 解：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阴极区溶液中的总量的改变等于阴极析出银的量与从阳极迁移来的银的量之差： 7.4用银电极电解水溶液。电解前每溶液中含。阳极溶解下来的银与溶液中的反应生成，其反应可表示 为 总反应为 通电一定时间后，测得银电量计中沉积了，并测知阳极区溶液重，其中含。试计算溶液中的和。
解：先计算是方便的。注意到电解前后阳极区中水的量不变，量的改变为
该量由两部分组成（1）与阳极溶解的生成，（2）从阴极迁移到阳极 7.5用铜电极电解水溶液。电解前每溶液中含。通电一定时间后，测得银电量计中析出，并测知阳极区溶液重，其中含。试计算溶液中的和。 解：同7.4。电解前后量的改变 从铜电极溶解的的量为 从阳极区迁移出去的的量为 因此，
7.6在一个细管中，于的溶液的上面放入的 溶液，使它们之间有一个明显的界面。令的电流直上而下通过该管，界面不断向下移动，并且一直是很清晰的。以后，界面在管内向下移动的距离相当于 的溶液在管中所占的长度。计算在实验温度25 ?C下，溶液中的和。 解：此为用界面移动法测量离子迁移数 7.7已知25 ?C时溶液的电导率为。一电导池中充以此溶液，在25 ?C时测得其电阻为。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为的溶液，测得电阻为。计算（1）电导池系数；（2）溶液的电导率；（3）溶液的摩尔电导率。 解：（1）电导池系数为 （2）溶液的电导率
思考题 3. 从理论上推导电化学方程式（巴特勒-伏尔摩方程），并说明该理论公式与经验公式的一致性。 答：电化学极化处于稳定状态时，外电流密度必定等于（j j =v w ），也就是等于电子转移步骤的净反应速度（即净电流密度j 净）。由于电子转移步骤是控制步骤，因而j 净也应是整个电极反应的净反应速度。 这样，根据电子转移步骤基本公式，易得稳态电化学极化时电极反应的速度与电极电位之间关系。即j=j 净。 将公式 j 净= 0F F RT RT j e e a b j j -D D 轾犏-犏臌 代入上式，则 F F RT RT j j e e a b j j -D D 轾犏=-犏臌（1） 式（1）就是单电子电极反应的稳态电化学方程式，也称巴特勒-伏尔摩方程。若电极反应净速度预用正值表示时，可用j c 代表阴极反 应速度，用j a 表示阳极反应速度，将式（1）分别改写为 0c c F F RT RT c j j j j e e a b h h -轾犏=-=-犏臌v w （2） 0a a F F RT RT a j j j j e e b a h h -轾犏=-=-犏臌 w v （3） 当过电位很大时，相当于双曲线函数x 值很大，即式（2）中有如下关系c c F F RT RT e e a b h h -?可以忽略（2）中右边第二个指数项，即 0c F RT c j j e a h -? （4） 两边取对数
02.3 2.3log c c RT RT j j F F h a a =-+ （5） 同理，对于阳极极化为 0a F RT a j j e b h -? （6） 02.3 2.3log a a RT RT j j F F h b b =-+ （7） 式（5）和式（7）即为高过电位时巴特勒-伏尔摩方程近似公式。与电化学极化的经验公式——塔菲尔公式（log a b j h =+）相比，可看出两者是完全一致的。这表明电子转移步骤的基本动力学公式和巴特勒-伏尔摩方程的正确性得到了实践的验证。 4. 电化学反应的基本动力学参数有哪些说明它们的物理意义。 答：传递系数、交换电流密度和电极反应速度常数通常被认为是基本的动力学参数。 传递系数α和β的物理意义是电极电位对还原反应活化能和氧化反应活化能影响的程度。 交换电流密度表示平衡电位下氧化反应和还原反应的绝对速度，也可以说是平衡状态下，氧化态粒子和还原态粒子在电极∕溶液界面的交换速度。 电极反应速度常数是交换电流密度的一个特例，是指定条件——电极电位为标准电极电位和反应粒子浓度为单位浓度——下的交换电流密度。 6. 为什么要引入电极反应速度常数的概念它与交换电流密度之间有
第七章电化学 7.1电极过程、电解质溶液及法拉第定律 原电池：化学能转化为电能（当与外部导体接通时，电极上的反应会自发进行，化学能转化为电能，又称化学电源） 电解池：电能转化为化学能(外电势大于分解电压，非自发反应强制进行） 共同特点： （1)溶液内部:离子定向移动导电 (2)电极与电解质界面进行的得失电子的反应----电极反应（两个电极反应之和为总的化学反应，原电池称为电池反应，电解池称为电解反应） 不同点： （1）原电池中电子在外电路中流动的方向是从阳极到阴极，而电流的方向则是从阴极到阳极，所以阴极的电势高，阳极的电势低，阴极是正极，阳极是负极；（2）在电解池中，电子从外电源的负极流向电解池的阴极，而电流则从外电源的正极流向电解池的阳极，再通过溶液流到阴极，所以电解池中，阳极的电势高，阴极的电势低，故阳极为正极，阴极为负极。不过在溶液内部阳离子总是向阴极移动，而阴离子则向阳极移动。
两种导体：第一类导体（又称金属导体，如金属，石墨）； 第二类导体（又称离子导体，如电解质溶液，熔融电解质） 法拉第定律: 描述通过电极的电量与发生电极反应的物质的量之间的关系 =F = n z Qξ F 电 F -- 法拉第常数; F = Le =96485.309 C/mol = 96500C/mol Q --通过电极的电量； z -- 电极反应的电荷数（即转移电子数），取正值； ξ--电极反应的反应进度； 结论：通过电极的电量，正比于电极反应的反应进度与电极反应电荷数的乘积，比例系数为法拉第常数。 依据法拉第定律，人们可以通过测定电极反应的反应物或产物的物质的量的变化来计算电路中通过的电量。相应的测量装置称为电量计或库仑计coulometer,通常有银库仑计和铜库仑计。 7.2 离子的迁移数 1. 离子迁移数:电解质溶液中每一种离子所传输的电量在通过的总电量中所占的百分数，用tB表示