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。
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.
9．Tafel公式η = a + blgi中，i的物理意义是：
(A) 交换电流密度；(B) 极限电流密度；
(C) 电极表面在还原方向的电流密度；(D) 电极与溶液界面上的净电流密度。
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) 。
11．在电解硝酸银溶液的电解池中，随着通过的电流加大，那么：
(A) 阴极的电势向负方向变化；(B) 阴极附近银离子浓度增加；
(C) 电解池电阻减小；(D) 两极之间的电势差减少。
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。
14．氢超电势(η)与电流密度(j)之间的塔菲尔经验式η = a + blnj只适用于：
(A) 氢气析出的电极极化过程；(B) 有气体析出的电极过程；
(C) 电化学步骤是电极反应的控制步骤的过程；
(D) 浓差步骤是电极反应的控制步骤的过程。
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。
17．对于塔菲尔公式η = a + blg i，下列叙述不正确的是：
(A) 适用于氢、氧等气体在金属电极(阴极和阳极)上的析出；
(B) a为单位电流密度的过电势，与电极材料有很大关系；
(C) 对大多数金属来说， b = 0.10～0.14 V ；
(D) 气体析出的过电势与温度无关。
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；
(C) 迟缓放电机理；(D) 以上三种机理都可能。
19．已知：氢在某金属M上的交换电流密度i0 = 10-2A·cm-2，其过电位为0.004V，那么该过电位主要是：
(A) 电阻过电位；(B) 浓差过电位；
(C) 电化学过电位；(D) 活化过电位。
20．极谱分析的基本原理是利用在滴汞电极上：
(A) 电阻小，电流密度大；(B) 形成浓差极化；
(C) 氢超电势大；(D) 易生成汞齐。
21．用Pt电极电解CdSO4溶液时，决定在阴极上是否发生浓差极化的是：
(A) 在电极上的反应速率(如果不存在浓差极化现象) ；
(B) Cd2+ 从溶液本体迁移到电极附近的速率；
(C) 氧气从SO42- 溶液本体到电极附近的速率；
(D) OH- 从电极附近扩散到本体溶液中的速率.
22．分别测量两节用过一些时候的干电池的电压，其起始电压都在 1.1伏以上。将此两节电池放入一支完好的手电筒内，灯泡却不发亮，究其最可能的原因是：
(A) 电池电压降低；(B) 电筒电阻太大；
(C) 电池内阻太大；(D) 电池内发生了严重的电化学反应。
23．对于浓差过电势，下列叙述不正确的是：
(A) 浓差过电势的产生在于电极反应速率大于离子迁移速率；
(B) 可用升温或搅拌的方法减小或消除浓差过电势；
(C) 浓差过电势的大小与电流密度无关；
(D) 浓差过电势的大小是电极极化程度的量度。
24．为了防止金属的腐蚀，在溶液中加入阳极缓蚀剂，其作用是：
(A) 降低阳极极化程度；(B) 增加阳极极化程度；
(C) 降低阴极极化程度；(D) 增加阴极极化程度。
25．碳钢（为阳极）在碳铵溶液中的腐蚀属于：
[已知：φ(OH－,H2) = -0.828 V，φ(OH,O2) = 0.401 V]
(A) 析氢腐蚀；(B) 化学腐蚀；(C) 吸氧腐蚀；(D) 浓差腐蚀。
26．室温下，用铂作两极，电解1M NaOH溶液，阴极上发生的电极反应为：
(A) Na+ + e Na ；(B) H2O + ?O2 + 2e ─→2OH-；
(C) 2H+ + 2e H2；(D) 2OH-H2O + ?O2 + 2e 。
27．已知：φ(O2/OH-) = 0.401 V，φ(Cl2/Cl-) = 1.358 V，φ(Pb2+/Pb) = -0.126 V，φ(PbCl2/Pb,Cl-) = -0.262 V。当用两个Pb电极电解0.1 mol·
dm-3 NaCl水溶液时，若不考虑超电势的影响，则阳极反应为：
(A) Pb Pb2+ + 2e ；(B) Pb + 2Cl -PbCl2 + 2e ；
(C) 2Cl-Cl2(g) + 2e ；(D) 4OH -O2 + 2H2O(l) + 4e 。
28．Na + 、H + 的还原电势分别为 -2.71V 和-0.83V，但用Hg作阴极电解NaCl溶液时，阴极产物是Na－Hg齐，这个现象的解释是：
(A) Na 和Hg 形成液体合金；(B) 还原电势预示Na 更易析出
；
(C) 氢在汞电极上的超电势可能超过 1.5V ； (D) 上述原因都不是。
29．已知氢在铜上的析出超电势为0.23V ，φ(Cu 2+
,Cu) = 0.34V ，电解0.1mol ·d m -
3
的CuSO 4溶液，电极电势只有控制在大于下列哪个电势下，氢就不会析出：(A) +0.13V ；
(B) -0.23V ；(C) +0.23V ；
(D) -0.27V 。
30．已知φ(Ag +
,Ag) = 0.799V ，φ(Pb 2+
,Pb) = -0.126V ，在298K 、p
Ag + 、Pb 2+ 活度各为1的溶液，当Pb 2+ 离子开始析出时，Ag +
的浓度是：
(A) 10-7 mol ·dm -3 ；
(B) 1mol ·dm -3
；(C) 10-16 mol ·dm -3
；
(D) 无法计算。31．已知25℃时φ(Zn 2+
/Zn) =-0.763V ，H 2在Zn 和光亮Pt 上的超电压分别约为0.7V
和0.3V ，若分别以Zn 和光亮Pt 为阴极电解1mol ·kg -1
ZnSO 4溶液(设为中性)，在阴极上首先析出的物质将分别为：
(A) 均为H 2；(B) 均为Zn ；(C) Zn 和H 2；(D) H 2和Zn 。
32．燃烧电池的效率
m r m
r m r m r -
1==H S T
H G ，下列说法中错误的是：(A) η小于 1 ；(B) η可以大于 1 ；(C) η等于 1 ；(D) η不可能大于 1 。
第十章电解与极化作用练习题答案
一、判断题答案：1．对。2．对。3．错。4．错。5．错。6．对。7．对。8．错。
9．错。10．对。
11．错，实际电解时电极发生极化。
二、单选题答案：1. E ； 2. D ； 3. B ； 4. D ； 5. B ； 6. C ；7. A ；8. D ；9. D ；10.C ；11.A ；12.C ；13.A ；14.A ；15.D ；16.B ；17.D ；18.C ；19.B ；20.B ；21.D ；22.C ；23.C ；
24.B ；
25.C ；
26.C ；
27.B ；
28.C ；
29.D ；
30.C ；
31.C ；
32.D 。
第十章 电解与极化作用 本章知识要点与公式 1.电解过程常是在不可逆的情况下进行。实际分解电压表示为： E 分解=E 可逆+△E 不可逆+IR △E 不可逆 由于电极反应上的不可逆（极化效应）所致 △E 不可逆=η阴+η阳 2.根据极化产生的不同原因，极化可以简单分为两类:电化学极化、浓差极化。由于极化的存在，每个电极在一定电流密度下，实际析出电势浓度极化。由于极化的存在，每个电极在一定电流密度下，实际析出电势为： φ阳，析出=φ阳，可逆+η阳 φ阴，析出=φ阴，可逆-η阴 3.总体上讲，无论原电池或者是电解池，极化作用都是不利的，但其也可以利用，如极谱分析，就是利用浓差极化来分析的一种方法。 在外加电压不大的条件下，把溶液剧烈搅动可以降低浓差极化，但不可能把浓差极化完全消除。加入去极化剂和减小体系阻值也可以降低超电势的值。 氢超电势是各种电极过程中研究得最早也是最多的。氢超电势与电极材料、溶液组成、电极表面状态及试验温度有关。 1905年，Tafel 提出经验公式： η=a+b ln(j/[j]) 同样，氢超电势的存在正在实际电解过程中有里也有弊。 在电解过程中，阳离子在阴极上的析出顺序为：还原电势愈正者、其氧化态愈先还原；同理，在阳极上起氧化反应，还原电势愈负者其还原态愈先氧化而析出。这里要考虑到氢超电势，当两种离子的析出电势相差0.2V 以上时，有可能用电解的方法将两种离子分离。 电解在金属的电化学腐蚀与防腐以及化学腐蚀等有很大的作用。其中，燃料电池及电有机合成是电化学中研究的前沿。 典型例题讲解 例1 某溶液中含有0.01mol·kg -1CdSO 4，0.04mol·kg -1ZnSO 4和0.5mol·kg -1H 2SO 4，把该 溶液放在两个Pt 电极之间，在25°100kPa 下用低电流密度进行电镀，同时均匀搅拌，假设超电势可以忽略不计，且γ(Cd 2+)=γ(Zn 2+)。已知25°时，E （Cd 2+/Cd ）=-0.40V ，E （Zn 2+/Zn ）=-0.76V 。 （1） 何种金属先析出？ （2） 当第二种金属析出时，第一种金属在溶液中的浓度为多少？ 解：（1）E(Cd 2+/Cd)= E(Cd 2+/Cd)+ d 0.05916V lg a 2 2+（C ） =-0.40V+0.029582+2+lg[(Cd )m(Cd )/m ]γ? E(Zn 2+/Zn)= E(Zn 2+/Zn)+ n 0.05916V lg a 2 2+（Z ） =-0.76V+0.029582+2+lg[(Zn )m(Zn )/m ]γ?
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；
4801 电池 Pb(s)│H2SO4(m)│PbO2(s)，作为原电池时，负极是，正极是；作为电解池时，阳极是，阴极是。 4802 当电池的电压小于它的开路电动势时，则表示电池在： ( ) (A) 放电 (B) 充电 (C) 没有工作 (D) 交替地充放电 4815 电解HNO3, H2SO4, NaOH, NH3·H2O, 其理论分解电压均为1.23 V。其原因是 _________________________________________________________。 4816 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_____________。 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。 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 4857 298 K、0.1 mol·dm-3的 HCl 溶液中，氢电极的热力学电势为 -0.06 V，电解此溶液 为： ( ) 时，氢在铜电极上的析出电势φ H2 (A) 大于 -0.06 V (B) 等于 -0.06 V (C) 小于 -0.06 V (D) 不能判定 4858 电池放电时，随电流密度增加阳极电位变 ________，阴极电位变 ________，正 极变 ________ ，负极变_____。 4859 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 化作用使腐蚀速度 ________ 。 4860 (1) 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__________ 。 (2) 电池充电时，充电电压比平衡电动势高、低还是相等 _________ 。 4866 氢气在金属电极上析出时, 根据条件不同, 超电势随电流密度变化关系分别可用=R e j或 =a + b lg j表示, 前者适用于情况, 而后者适用于____________情况。 4870 Tafel公式=a+blg j 的适用范围是： ( ) (A) 仅限于氢超电势 (B) 仅限于j 0, 电极电势稍有偏差的情况 (C) 仅限于阴极超电势, 可以是析出氢, 也可以是其他 (D) 可以是阴极超电势, 也可以是阳极超电势
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.
第十一章 电极极化练习题 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 下，试图电解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= . 已知 φ(O 2/H 2O) = ，那么分解电压是： (A) V ； (B) V ； (C) V ； (D) 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 ?= kJ·mol -1，则在25℃时极稀 硫酸的分解电压(V)为： (A) ； (B) ； (C) > ； (D) > 。 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
第十章
电解与极化作用
教学目的： 通过本章学习使学生理解电极极化的原因及应用， 并能计算一些简单的电解 分离问题。 教学要求： 了解分解电压的意义。 了解产生极化作用的原因。了解超电势在电解中的作用。能计算一些简单的 电解分离问题。 了解金属腐蚀的原因和各种防腐的方法。 了解化学电源的类型及应用。 教学重点和难点 电极极化的原因，实际析出电势的求算和电解分离。 教学内容： §10.1 分解电压
使电能转变成化学能的装置称为电解池。当直流电通过电解质溶液，正离子 向阴极迁移，负离子向阳极迁移，并分别在电极上起还原和氧化反应，从而获得 还原产物和氧化产物。若外加一电压在一个电池上，逐渐增加电压直至使电池中 的化学反应发生逆转，这就是电解。 实验表明，对任一电解槽进行电解时，随着外加电压的改变，通过该电解槽 的电流亦随之变化。 例如，使用两个铂电极电解 HCl 溶液时，改变可变电阻，记录电压表和电 流表的读数，则可测量电解槽两端电位差与电流强度的关系曲线。开始时，当外 加电压很小时，几乎没有电流通过电解槽；电压增加，电流略有增加；当电流增 加到某一点后，电流随电压增大而急剧上升，同时电极上有连续的气泡逸出。 在两电极上的反应可表示如下： 阴极 2H+(aH+)+2e→H2(g, p) 阳极 2Cl- (aCl-)→Cl2(g, p)+2e当电极上有气泡逸出时，H2和Cl2的压力等于大气压力。 电解过程分析：当开始加外电压时，还没有H2和Cl2生成，它们的压力几乎为 零，稍稍增大外压，电极表面上产生了少量的H2和Cl2，压力虽小，但却构成了 一个原电池（自发地进行如下反应） (-) H2(p)→2H+(aH+)+2e(+) Cl2(g)+2e-→2Cl-(aCl-)
电化学部分练习题 一、选择题 1．在极谱分析中，通氮气除氧后，需静置溶液半分钟，其目的是( ) A．防止在溶液中产生对流传质 B．有利于在电极表面建立扩散层 C．使溶解的气体逸出溶液 D．使汞滴周期恒定 2．在下列极谱分析操作中哪一项是错误的? （）A．通N2除溶液中的溶解氧 B．加入表面活性剂消除极谱极大 C．恒温消除由于温度变化产生的影响 D．在搅拌下进行减小浓差极化的影响 3．平行极谱催化波电流比其扩散电流要大，是由于( ) A．电活性物质形成配合物, 强烈吸附于电极表面 B．电活性物质经化学反应而再生, 形成了催化循环 C．改变了电极反应的速率 D．电极表面状态改变, 降低了超电压 4．确定电极为正负极的依据是（）A．电极电位的高低B．电极反应的性质 C．电极材料的性质D．电极极化的程度 5．催化电流和扩散电流的区别可以通过电流随汞柱高度和温度的变化来判断，催化电流的特征是( ) A．电流不随汞柱高度变化, 而随温度变化较大 B．电流不随汞柱高度变化, 而随温度变化较小 C．电流不随汞柱高度变化也不随温度而变化 D．电流随汞柱高度变化, 随温度变化也较大 6．在1mol/LKCl支持电解质中, Tl+和Pb2+的半波电位分别为-0.482V和-0.431 V, 若要同时测定两种离子应选下列哪种极谱法? ( ) A．方波极谱法B．经典极谱法 C．单扫描极谱法D．催化极谱法
7．极谱定量测定的溶液浓度大于10-2mol/L时，一定要定量稀释后进行测定，是由于( ) A．滴汞电极面积较小 B．溶液浓度低时, 才能使电极表面浓度易趋于零 C．浓溶液残余电流大 D．浓溶液杂质干扰大 8．在单扫描极谱图上，某二价离子的还原波的峰电位为-0.89V，它的半波电位应是( ) A．-0.86V B．-0.88V C．-0.90V D．-0.92V 9．金属配离子的半波电位一般要比简单金属离子半波电位负，半波电位的负移程度主要决定于( ) A．配离子的浓度B．配离子的稳定常数 C．配位数大小D．配离子的活度系数 10.某有机化合物在滴汞上还原产生极谱波Ｒ＋nＨ+＋nｅ-ＲＨn请问其E 1/2( ) A．与Ｒ的浓度有关B．与Ｈ+的浓度有关 C．与ＲＨn的浓度有关D．与谁都无关 11．若要测定1.0×10－7 mol/LZn2+，宜采用的极谱方法是（）A．直流极谱法B．单扫描极谱法C．循环伏安法D．脉冲极谱法 12．循环伏安法在电极上加电压的方式是（）A．线性变化的直流电压B．锯齿形电压 C．脉冲电压D．等腰三角形电压 13．电解时，由于超电位存在，要使阳离子在阴极上析出，其阴极电位要比可逆电极电位（）A．更正B．更负C．者相等D．无规律 14．pH 玻璃电极产生的不对称电位来源于( ) A．内外玻璃膜表面特性不同 B．内外溶液中H+浓度不同 C．内外溶液的H+活度系数不同 D．内外参比电极不一样 15．平行催化波的灵敏度取决于( ) A．电活性物质的扩散速度 B．电活性物质速度 C．电活性物质的浓度
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
电解与极化试题 一、选择题 1. 25℃时, H 2在锌上的超电势为 0.7 V ，θ?(Zn 2+/Zn) = -0.763 V ，电解一含有 Zn 2+(a =0.01) 的溶液，为了不使 H 2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 2. 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 3. 金属活性排在H 2之前的金属离子, 如Na + 能优先于H +在汞阴极上析出, 这是由于： (A) θ?(Na +/ Na) < θ?(H +/ H 2) (B) η (Na) < η (H 2) (C) ?(Na +/ Na) < ?(H +/ H 2) (D) H 2在汞上析出有很大的超电势, 以至于?(Na +/ Na) >?(H +/ H 2) 4. 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 5. 298 K 、0.1 mol ·dm -3的 HCl 溶液中，氢电极的热力学电势为 -0.06 V ，电解此溶液 时，氢在铜电极上的析出电势2H ?为： (A) 大于 -0.06 V (B) 等于 -0.06 V (C) 小于 -0.06 V (D) 不能判定 6. 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 7. 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 8. 用铜电极电解 0.1mol ·kg -1的 CuCl 2水溶液，阳极上的反应为 (A) 2Cl- ─→ Cl 2+ 2e - (B) Cu ─→ Cu 2++ 2e - (C) Cu ─→ Cu ++ e - (D) 2OH - ─→ H 2O + 2 1O 2+ 2e - 9. 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 10. 通电于含有相同浓度的Fe 2+, Ca 2+, Zn 2+, Cu 2+的电解质溶液, 已知 θ?(Fe 2+/ Fe) = -0.440 V ， θ?(Ca 2+/ Ca) = -2.866 V
第九章电解与极化作用 一、选择题 1. 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 2. 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 3.下列关于燃料电池效率η的说法错误的是：（） （A）η小于1 （B）η可以大于1 （C）η等于1 （D）η不可能大于1 二、填空题 1.酸性介质的氢-氧燃料电池, 其正极反应为_________, 负极反应为 _________。 2.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， 极化作用使腐蚀速度 ________ 。 3.从能量的利用上看，超电势的存在有其不利的方面。但在工业及分析等方面， 超电势的现象也被广泛的应用, 试举出二个利用超电势的例子 ________,________。 4. 超电势测量采用的是三电极体系, 即研究电极、辅助电极和参比电极, 其中 辅助电极的作用是_________, 参比电极的作用是_________。 5. 氢气在金属电极上析出时, 根据条件不同, 超电势随电流密度变化关系分别 可用η=ωj或η=a + b lg j表示, 前者适用于情况, 而后者适用于________情况。 6.为了防止金属的腐蚀，在溶液中加入阳极缓蚀剂，其作用是极极化 程度。（填①增加②降低③阳④阴） 三、计算题 1.用Pt做电极电解SnCl 2水溶液, 在阴极上因H 2 有超电势故只析出Sn(s), 在阳 极上析出O 2 , 已知αSn2+=0.10, αH+=0.010, 氧在阳极上析出的超电势为
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)
电解与极化作用考研难点分析及试题 难点： 难点计算中常见公式
例题 【2005，中科院A 】 1、试阐述浓差极化及其对电解过程的影响。 答：浓差极化是由于电解过程中电极附近的离子浓度和本体溶液浓度产生了差别而引起的。由于浓度差别所引起的极化称为浓差极化。 (2分) 对于阴极，当没有电流通过时， 01ln C zF RT - =φφ平 有电流通过时， 设电极附近的溶度为：()0C C C c c < c C zF RT 1ln - =φφ不可逆 所以极化引起的阴极浓差超电势为： 0ln >= -=c C C zF RT 不可逆平阴φφη （4分） 这使得阴极实际操作的电极电势比按本体浓度计算的理论值低；同样可以证明极化使阳极实际操作的电极电势比按本体浓度计算的理论值高。（2分） 总体效果是分解电压提高。即阳阴平分解ηη++=E E （2分）
考研概念试题 【2010，中科院A 】 1、铅蓄电池负极反应的交换电流密度，比正极反应的交换电流密度约小两个数量级，这表明：（ A ） (A) 负极反应的恢复平衡的速率小, 容易出现极化 (B) 正极反应的恢复平衡的速率大, 容易出现极化 (C) 负极反应的恢复平衡的速率大, 容易出现极化 (D) 正极反应的恢复平衡的速率小, 容易出现极化 2、通过电沉积的方式对溶液中金属离子A 2+和B 2+进行分离, 若要使[A 2+] ≤ 10-7?[B 2+], 则要求?B 2+|B ??A 2+|A （ B ） (A) >0.21 V (B) <-0.21 V (C) >0.14 V (D) <-0.14 V 3、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 ） (A) 镀锡铁 (B) 铁片 (C) 铜片 (D) 锌片 【2009，中科院A 】 无 【2008，中科院A 】 无 【2007，中科院A 】 无 【2006，中科院A 】 无 【2005，中科院A 】 无 【2004，中科院A 】 1、电解混合电解液时，有一种电解质可以首先析出，它的分解电压等于下列差值中的哪一个？（ C ） 式中阳阴平，，E E E 分别代表电极的可逆电极电势和阴、阳极的实际析出电势。 （A ）平，阴平，阳E E - （B ）阳阴E E + （C ）()()最大最小阴阳E E - （D ）()() 最小最大阴阳E E -
第十一章 电极极化练习题 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 下，试图电解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= . 已知 φ(O 2/H 2O) = ，那么分解电压是： (A) V ； (B) V ； (C) V ； (D) 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 ?= kJ·mol -1，则在25℃时极稀 硫酸的分解电压(V)为： (A) ； (B) ； (C) > ； (D) > 。 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。
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 ,,++
物理化学试卷答案 一、选择题 ( 共20题 35分 ) 1. 1 分 (4802) 4802 [答] (A) 2. 1 分 (4855) 4855 [答] (B) 3. 2 分 (4857) 4857 [答] (C) 4. 2 分 (4861) 4861 [答] (A) 5. 2 分 (4869) 4869 [答] (C) (2分) 6. 1 分 (4870) 4870 [答] (D) 7. 1 分 (4871) 4871 [答] (B) 8. 2 分 (4889) 4889 [答] (B) 9. 2 分 (4910) 4910 [答] (A) *. 2 分 (4921) 4921
[答] (B) 11. 2 分 (4932) 4932 [答] (B) 12. 2 分 (4940) 4940 [答] (A) 13. 2 分 (4946) 4946 [答] (D) 14. 2 分 (4947) 4947 [答] (A) 15. 2 分 (4948) 4948 [答] (D) 16. 2 分 (5102) 5102 [答] (D) 17. 2 分 (5105) 5105 [答] (D) 18. 1 分 (5106) 5106 [答] (C) 19. 2 分 (5154) 5154 [答] (B) 20. 2 分 (5165) 5165 [答] (B) 二、填空题 ( 共13题 35分 ) 21. 2 分 (4801)
4801 [答] Pb│H2SO4(m) PbO2│H2SO4(m) Pb│H2SO4(m) PbO2│H2SO4(m) 22. 2 分 (4815) 4815 [答] 电解质虽然不同, 但电极上发生的反应一致, 都是电解水。 23. 2 分 (4816) 4816 [答] E分解 =E可逆+阴+阳+IR 增加 24. 5 分 (4851) 4851 [答] 电流密度；电极电位偏离平衡电位或静止电位；浓差极化，电化学极化，有电流通 过时，电极电位对平衡电位的偏离。 25. 2 分 (4858) 4858 [答] 正，负，负，正 26. 2 分 (4859) 4859 [答] 增加；减少 27. 5 分 (4860) 4860 [答] (1) 1.9 V ； 0.5 V (3分) (2) 高 (2 分) 28. 2 分 (4866) 4866 [答] 低超压 (1分) 高超压 (1分)