电化学原理第一章习题解答(配合北航教材)

电化学原理试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列关于电化学的说法，错误的是（）A. 电化学反应中有电子的转移B. 电化学反应分为氧化反应和还原反应C. 电化学反应不需要外界提供能量D. 电化学反应中，电极上发生的是氧化还原反应答案：C2. 下列哪个不是电解质（）A. NaClB. H2SO4C. C6H12O6（葡萄糖）D. KOH答案：C3. 下列关于原电池的说法，错误的是（）A. 原电池是一种将化学能转化为电能的装置B. 原电池的两极分别是阳极和阴极C. 原电池中，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应D. 原电池工作时，电子从阳极流向阴极答案：B4. 下列关于电解池的说法，错误的是（）A. 电解池是一种将电能转化为化学能的装置B. 电解池的两极分别是阴极和阳极C. 电解池中，阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应D. 电解池工作时，电子从阴极流向阳极答案：D5. 下列关于电极电位的说法，错误的是（）A. 电极电位是电极与溶液之间电位差的绝对值B. 标准电极电位是指电极在标准状态下的电极电位C. 电池的电动势等于正极电极电位减去负极电极电位D. 电极电位的大小反映了电极得失电子的能力答案：A二、填空题（每题3分，共30分）6. 在原电池中，负极发生______反应，正极发生______反应。

答案：氧化、还原7. 电解质溶液导电的主要载体是______和______。

答案：阳离子、阴离子8. 在电解过程中，阴极附近溶液的______浓度逐渐增大，阳极附近溶液的______浓度逐渐增大。

答案：阳离子、阴离子9. 电池的电动势等于______电极电位减去______电极电位。

答案：正极、负极10. 下列反应在酸性溶液中，氧化剂是______，还原剂是______。

MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O答案：MnO4-、Fe2+11. 在下列反应中，氧化产物是______，还原产物是______。

思考题答案第一章1.离子电导，电子导电3.阳极：氧化反应；阴极：还原反应，电解池：阴=负，阳=正，原电池反之5.同：导电；异：导电机理是电子和带电离子，一个是纯物理过程，一个是物理过程伴随化学反应。

κ，随着溶液7.简化电导率和浓度的关系；区别：当量电导定义；联系：λ=1000C N浓度降低，当量电导增加并趋于一个极限λ0（无线稀溶液极限当量电导），很稀的溶液中-柯劳许经验公式：λ=λ0−A√C N。

8.错，离子种类，其他离子浓度，离子淌度都有影响（根据公式说明）9.无线稀溶液，每个离子运动不受其他离子影响，溶液当量电导等于各电解质当量电导之和。

已知离子极限当量电导求电解质极限当量电导，通过强电解质极限当量电导计算多弱电解质极限当量电导。

10.真实溶液中离子间存在相互作用，与理想溶液有一定偏差，用浓度来校正真是溶液相对于理想溶液的偏差，从而令标准化学位不变（1.19公式）；反映了有效浓度第二章3.电极电位是两类导体界面所形成的相间电位，在测量的时候会引入新的两相界面（可画图，并列出2.8式形象描述），故无法直接测出电极的绝对电位，我们平常所用的电极电位都是相对电极电位。

4.两种溶液之间的高浓度电解质，其正负离子迁移速度接近，保持电荷平衡使反应顺利进行。

浓度高，主要扩散作用来自盐桥，全部电流几乎都由盐桥正负离子在液体界面扩散导致，盐桥正负离子迁移速度相当，以此降低液接电位。

不能完全消除。

6.不对；可逆电池：反应可逆，平衡状态电流无限小；自发电池，反应可逆，电流不为零偏离平衡状态。

8.有电流通过产生欧姆降，有电流通过偏离平衡状态。

采用补偿法。

11.都有电化学氧化还原反应；原电池和腐蚀电池，正极还原=阴极，负极氧化=阳极，电解池，正极氧化=阳极，负极还原=阴极；原电池化学能转电能，电解池电能转化学能，腐蚀电池短路化学能转热能。

14.不对，平衡电位，是在平衡可逆条件下（电极反应可逆，电流无限小）的电极电位，稳定电位是指。

电化学原理答案电化学原理答案：1. 伏安法测定电化学反应动力学的方法：- 电流时间法：测量电流随时间的变化，根据反应动力学方程求得反应速率常数。

- 电位时间法：测量电位随时间的变化，通过电位变化曲线求得反应动力学信息。

2. 电极电势和电动势：- 电极电势是指电化学系统中电极相对于参比电极的电位差。

- 电动势是指电池或电解槽中整体的能量转换效率，可以通过两个电极电势之差计算得到。

3. 阳极和阴极反应：- 阳极反应是指发生在氧化物或离子脱除电子的电极上的反应。

- 阴极反应是指发生在还原物或离子得到电子的电极上的反应。

4. 电解和电化学合成反应：- 电解是通过外加电流将化学物质分解为离子或原子的过程。

- 电化学合成是通过外加电流将离子或原子重新结合成化学物质的过程。

5. Faraday定律：- Faraday定律指出，在电解过程中，电流量与电化学反应出现的物质的化学当量之间存在确定的比例关系。

- 根据Faraday定律，可以通过电流量计算反应物的摩尔数或质量变化。

6. 电解质的浓度对电解过程的影响：- 随着电解质浓度的增加，电流密度增大，电解过程速率加快。

- 电键的栅电位也随浓度增加而增大，使得电解反应偏向于反向进行。

7. 极化现象：- 极化是指在电解过程中，电流通过电极时引起电极上电势的变化。

- 极化可以是正极化（电势升高）或负极化（电势降低），影响电解过程的效率和速度。

8. 腐蚀和电化学保护：- 腐蚀是指金属与环境中的化学物质反应产生氧化物或离子的过程。

- 电化学保护是通过施加外电势来改变金属表面的电位，降低腐蚀速率。

9. 电化学能源转换：- 电化学能源转换是指将化学能转化为电能或将电能转化为化学能的过程，如电池和燃料电池。

- 电化学能源转换可以实现能量的存储、传输和转换。

思考题2、什么是电化学体系？你能举出两、三个实例加以说明吗？答：电化学体系是由两类不同导体组成的，是一种在电荷转移时不可避免地伴随有物质变化的体系。

实例：1）镀锌的电解池，其外电路是由第一类导体组成的，而电解质是由第二类导体组成，在正极上发生氧化反应（Zn 和OH -失去电子的反应），在负极上发生还原反应（Zn 2+和H +得到电子的反应）。

2）丹尼尔电池，其外部电路是由第一类导体组成，而溶液是由第二类导体组成，其阳极上发生还原反应，阴极发生氧化反应。

3.有人说：“像阳离子就是正离子,阴离子就是负离子一样阳极就是正极阴极就是负极”。

这种说法对吗？为什么？答：这种说法是明显错误的。

无论在原电池还是电解池中，都有如下定义： 正极：电势较高的电极； 负极：电势较低的电极； 阳极：发生氧化反应的电极； 阴极：发生还原反应的电极。

阴离子总是移向阳极阳离子总是移向阴极。

原电池中,正极=阴极,负极=阳极; 电解池中,正极=阳极,负极=阴极11.电解质溶液的标准态是如何选定的？它和纯液体的标准状态有何不同？答：理想溶液中组分i 的化学势等温式为 真实溶液中，由于存在各种离子间的相互作用，使真实溶液的性质与理想溶液有一定的偏差，不能直接应用上式。

为了保持化学势公式有统一的简单形式，引入一个新的参数α活度，来代替上式中的浓度。

真实溶液化学势等温式可写为 活度与浓度的比值能反映粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差， 称为活度系数。

通常用符号f 表示。

即，同时，规定活度等于1 的状态为标准状态。

对于固态物质、液态物质和溶剂这一标准状态为它们的纯物质状态。

即规定纯物质的活度等于1。

对于溶液中的溶质，则选用具有单位浓度而又不存在离子间相互作用的假想状态作为该溶质的标准状态。

也就是这种假想状态同时具有无限稀释溶液的性质（活度系数等于1）和活度为1的两个特性。

ln i i i RT x μμΘ=+ln i i i μμαΘ=+i i if x α=习题1.测得25℃时，0.001mol/L氯化钾溶液中KCl的当量电导为141.3Scm2/eq，若作为溶剂的水的电导率为1.0×10-6S/cm，试计算该溶液的电导率。

电化学原理作业习题和答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 以下哪种现象不属于电化学腐蚀的基本过程？A. 阳极溶解B. 阴极还原C. 电子转移D. 电解质溶液中离子的迁移答案：C2. 在下列电池中，哪个电池是碱性电池？A. 铅酸电池B. 锌锰电池C. 镍氢电池D. 镍镉电池答案：C3. 下列哪个因素不会影响电极电势？A. 电极材料B. 电极表面积C. 电流强度D. 电解质溶液的浓度答案：C4. 在电化学反应中，电子从哪个电极流向另一个电极？A. 正极B. 负极C. 阳极D. 阴极答案：B5. 以下哪个电池不能重复充电？A. 镍氢电池B. 镍镉电池C. 锂电池D. 铅酸电池答案：C二、填空题（每题2分，共10分）1. 电化学腐蚀的基本过程包括________、________和________。

答案：阳极溶解、阴极还原、电解质溶液中离子的迁移2. 电池的电动势等于________与________之差。

答案：正极电势、负极电势3. 在电化学反应中，电子从________流向________。

答案：负极、正极4. 电池的正极是________，负极是________。

答案：阳极、阴极5. 原电池的电动势是由________决定的。

答案：电极材料和电解质溶液的浓度三、判断题（每题2分，共10分）1. 电化学腐蚀是由金属与电解质溶液接触引起的。

（）答案：√2. 在电化学反应中，电子从正极流向负极。

（）答案：×（正确答案：电子从负极流向正极）3. 电池的电动势与电流强度成正比。

（）答案：×（正确答案：电池的电动势与电流强度无关）4. 原电池的电动势是由电极材料和电解质溶液的浓度决定的。

（）答案：√5. 电池的正极是阳极，负极是阴极。

（）答案：√四、简答题（每题5分，共15分）1. 简述电化学腐蚀的基本过程。

答案：电化学腐蚀的基本过程包括阳极溶解、阴极还原和电解质溶液中离子的迁移。

阳极溶解是指金属在电解质溶液中失去电子，形成阳离子；阴极还原是指电解质溶液中的阳离子在阴极得到电子，还原成金属；电解质溶液中的离子迁移是指在电场作用下，阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移。

电化学基础知识及原理习题解析1 原电池及其应用原电池是将化学能转化为电能的装置1.1 原电池原理1.1.1 原电池装置构成①两个活泼性不同的电极；②电解质溶液或熔融的电解质[说明] 原电池的两极分别称为正极和负极。

两极中相对活泼（易失电子）的作为负极，相对不活泼的为正极。

负极应要能与电解质溶液发生自发的氧化反应。

当两电极材料均插入电解质溶液中并将两极相连构成闭合电路，原电池装置才能发生电化反应产生电流。

1.1.2 原电池发电原理及电极反应将铜片和锌片平行地插入稀硫酸溶液中，则构成了原电池。

若将两极用导线相连，则有电流产生。

“发电”的原理说明如下：由于锌比铜活泼，易失电子，Zn为负极，Cu则为正极。

两极相连后，Zn自发失去电子，不断“溶解”，形成Zn2+进入溶液。

锌片失去的电子沿外电路到达铜片，此时溶液中阳离子 H+ 在铜片表面获得电子，形成H2 逸出。

与此同时溶液中的阴离子（SO42-，OH-）移向负极，阳离子（H+）移向正极（电池内部离子的迁移是由化学势所推动的，即非电场力做功完成）。

由于电池工作时，电子能自发地从负极经外电路流向正极，在电池内部，溶液中离子能自发地迁移，这样电池就向外提供电能，发电了。

电极反应式表示如下负极（Zn） Zn – 2e- = Zn2+ (负极发生失电子的氧化反应，流出电子)正极（Cu） 2H+ + 2e- = H2 ↑ (正极发生得电子的还原反应，流进电子)总反应式 Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑从上分析可知此例正极材料本身并无参与电极反应，仅起作导体作用而已。

因此，正极材料若换为活泼性比锌差的导体为电极（如石墨），效果一样。

1.2 原电池的应用主要有两方面：其一，利用原电池自发进行的氧化还原反应，开发化学电源；其二，抑制原电池反应发生，应用于金属腐蚀的防护。

1.2.1 常见的化学电源①锌-锰干电池正极-石墨棒，负极-锌筒, 电解质-淀粉湖-NH4Cl与碳粉、MnO2的混合物。

第1章习题解答１、在图1-1-3（b ）中，表头的满偏电流为0.1mA ，内阻等于4900Ω，为构成５mA 、50 mA 、500 mA 三挡量程的直流电流表，所需量程扩展电阻R 1 、R 2、R 3分别为多少？ （1、9、90）ΩΩΩ解：据公式(1-1-8)计算得Ω=−Ω=++10011.054900321mAmAR R R ，Ω=−Ω=+1011.050490021mA mA R R ，Ω=−Ω=111.050049001mAmAR ，故Ω=Ω=90,932R R２、在图1-2-2中，电压表V 的“Ω/V ”数为20k Ω/V ,分别用5V 量程和25量程测量端电压U 0的读数值分别为多少?怎样从两次测量读数计算求出E 0的精确值?（2.50V ，4.17V ，5.01 V ）解：5V 档量程内阻 ()Ω=×Ω=k Vk R V 1005201，25V 档量程内阻 ()Ω=×Ω=k Vk R V 50025202。

图1-2-2中 伏50=E ，Ω=k R 1000， 5V 档读数V E R R R V V V 5.25100100100001101=⋅+=⋅+=，25V 档读数V E R R R V V V 17.45100500500002202=⋅+=⋅+=。

552512===V V K ，代入公式（1-2-8）式得： ()()V U U K U K E 01.55.217.4517.4151010202'0≈−×−=−−=。

3、模拟直流电流表与模拟直流电压表有何异同？为什么电流表的内阻很小，而电压表的内阻却很大？解：模拟直流电流表与模拟直流电压表的表头都是动圈式磁电系测量机构。

模拟直流电流表是由“表头”并联很小的分流电阻构成，指针的偏转角与被测直流电流成正比；模拟直流电压表是由“表头”串联很大的分压电阻构成，指针的偏转角与被测直流电压成正比。

由公式（１－１－８）和图１－１－２可见，电流表的内阻为,Mmgg gs g s I I R nR R R R R r ==+=因，故m M I I >>g R r <<。

治疗监测。
药物传输与释放
通过电化学测试技术，研究药物 在电场作用下的传输和释放行为， 为药物控制释放和靶向治疗提供
技术支持。
生物电化学研究
电化学测试技术可以用于研究生 物体内的电化学行为，如神经传 导、肌肉收缩等生理过程，有助 于深入了解生物系统的功能和机
制。
05
结论
本章总结
介绍了电化学测试技术的基本概念、 原理和应用领域。
通过实际案例说明了电化学测试技术 在能源、环境、生物医学等领域的应 用。
重点讲述了电化学阻抗谱（EIS）和循 环伏安法（CV）两种测试方法的基本 原理、实验操作和数据分析方法。
下一步工作展望
深入研究其他电化学测试方法，如恒电位阶跃法、计时电流法等，并探讨其在不同 领域的应用。
结合实际应用需求，开发新型电化学传感器和测试系统，提高测试精度和稳定性。
循环伏安法广泛应用于电池、 燃料电池、电镀和电合成等 领域的研究，可以提供关于 电极反应过程的重要信息。
线性扫描伏安法
总结词
详细描述
总结词
详细描述
线性扫描伏安法是一种常用的 电化学测试方法，用于研究电 极反应的动力学过程和机理。
线性扫描伏安法通过在电极上 施加一个线性变化的电压，并 测量电流随电压变化的关系， 可以获得电极反应的电流-电压 曲线。
电极过程动力学
电极反应速率控制步骤
电极反应速率受制于最慢的反应步骤， 找出控制步骤是提高反应速率的关键。
电极过程动力学方程
扩散控制与反应控制
根据电极反应受扩散步骤还是反应步 骤控制的差异，可将电极过程分为扩 散控制和反应控制两类。
描述电极反应速率与反应物浓度、电 极电位等参数关系的动力学方程。
电池基本原理

电化学原理思考题答案-北航李荻版2.为什么不能测出电极的绝对电位？我们平常所用的电极电位是怎么得到的？答：电极电位是两类导体界面所形成的相间电位，相间电位中的内电位是无法直接测量的，故无法直接测出电极的绝对电位，我们平常所用的电极电位都是相对电极电位。

不对，虽然有电位差，但是没有电流通过，所以不能转化为电能。

17、描述腐蚀原电池的特点所在。

①阴、阳极区肉眼可分或不可分，或交替发生；②体系不稳定? 稳定，腐蚀过程是自发反应；③只要介质中存在氧化剂 (去极化剂)，能获得电子使金属氧化，腐蚀就可发生；④腐蚀的二次产物对腐蚀影响很大；⑤电化学腐蚀离不开金属/电解质界面电迁移，电子由低电位金属或地区传荷到电位高的金属或地区，再转移给氧化剂；⑥腐蚀电池包括阴极、阳极、电解质溶液和电路四部分，缺一不可；⑦阴极、阳极反应相对独立，但又必须耦合，形成腐蚀电池；⑧ia=ic ，无净电荷积累；⑨腐蚀电池不对外作功，只导致金属腐蚀破坏的短路原电池。

原电池和电解池1．原电池和电解池的比较：装置实例原电池电解池原理形成条件使氧化还原反应中电子作定向移动，从而形成电流。

这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。

①电极：两种不同的导体相连；②电解质溶液：能与电极反应。

使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。

这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。

①电源；②电极（惰性或非惰性）；③电解质（水溶液或熔化态）。

非自发的氧化还原反应由外电源决定：阳极：连电源的正极；阴极：连电源的负极；阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应）阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ （氧化反应）电源负极→阴极；阳极→电源正极电源正极→阳极；阴极→电源负极电能→化学能①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀（镀铜）；③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；④精炼（精铜）。

电化腐蚀不纯金属，表面潮湿因原电池反应而腐蚀有电流产生电化腐蚀＞化学腐蚀使较活泼的金属腐蚀析氢腐蚀水膜酸性较强 2H+ + 2e-==H2↑ Fe －2e-==Fe2+ 发生在某些局部区域内电镀受直流电作用用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金阳极 Cu －2e- = Cu2+ 阴极Cu2++2e- = Cu 反应类型自发的氧化还原反应由电极本身性质决定：电极名称正极：性质较不活泼的电极；负极：性质较活泼的电极。

电化学原理思考题部分答案（前六章）北航版第⼀章1.第⼀类导体和第⼆类导体有什么区别?凡是依靠物体内部⾃由电⼦的定向运动⽽导电的物体，即载流⼦为⾃由电⼦（或空⽳）的导体，叫做电⼦导体，也称为第⼀类导体。

凡是依靠物体内的离⼦运动⽽导电的导体叫做离⼦导体，也称为第⼆类导体。

第⼀类导体载流⼦为⾃由电⼦（或空⽳）。

第⼆类导体载流⼦为离⼦。

2.什么是电化学体系?你能举出两、三个实例加以说明吗?电化学体系：两类导体串联组成的，在电荷转移时不可避免地伴随有物质变化的体系。

电解池体系原电池体系3.有⼈说∶"像阳离⼦是正离⼦、阴离⼦是负离⼦⼀样，阳极就是正极，阴极就是负极"。

这种说法对吗?为什么?说法是错误的。

⽆论在原电池还是电解池中，正极:电势较⾼的电极;负极:电势较低的电极;阳极:发⽣氧化反应的电极;阴极:发⽣还原反应的电极。

阴离⼦总是移向阳极阳离⼦总是移向阴极。

原电池中,正极是阴极,负极是阳极;电解池中正极是阳极,负极是阴极。

4.能不能说电化学反应就是氧化还原反应?为什么?不能。

因为电化学反应是发⽣在电化学体系中的，并伴随有电荷的转移的化学反应。

⽽氧化还原反应则是指在反应前后元素的化合价具有相应的升降变化的化学反应。

电化学反应要在两类导体组成的体系中发⽣反应。

⽽氧化还原反应则没有导体类型的限制。

6.影响电解质溶液导电性的因素有哪些?为什么?（1）电解质溶液的⼏何因素。

对单位体积溶液，电解质溶液的导电性与离⼦在电场作⽤下迁移的路程和通过的溶液截⾯积有关，这同单位体积⾦属导体受其长度和横截⾯积的影响类似。

（2）离⼦运动速度。

离⼦运动速度越⼤，传递电量就越快，导电能⼒就越强。

离⼦运动速度⼜受到离⼦本性、溶液总浓度、温度、溶剂粘度等的影响。

（3）离⼦浓度。

离⼦浓度越⼤，则单位体积内传递的电量就越⼤，导电能⼒越强。

但如果离⼦浓度过⼤，离⼦间距离减少，其相互作⽤就加强，致使离⼦运动的阻⼒增⼤，这反⽽能降低电解质的导电性能。

ΔGc=ΔGc,0-nF|Φ| + (1-a)nF|Φ|=ΔGc,0-anF|Φ|=ΔGc,0+anFΦ ΔGa=ΔGa,0 + (1-a)nF|Φ|=ΔGa,0-(1-a)nFΦ
作业： 25℃下，在一个搅拌溶液中，有0.01 M 的R 和0.01 M 的R-，在面积为0.1 cm2的电极上还原R为R-所得下 列数据， η（mV) i(μA) -100 45.9 -120 62.6 -150 100 -500 96.5 -600 96.5 1.描出 ln(i)-η的Tafel曲线； 2.求体系的i0,k0,α,Rct
nFA πD = 2iτ 1/ 2 / C * = 2×136× 42 / 0.69mM = 2×33.3× 7 / C(Cd2+)
C(Cd2+)=0.069 mM
电势由零降低为φ时，活化能的变化，图示说明。 anF|Φ| (1-a)nF|Φ| ΔGc ΔGc,0
nF|Φ|
ΔGa
ΔGa,o
Φ<0
Z re = RΩ + Rct = 31.25 Ω 2 2 1 + ω 2Cd Rct
2 ωCd Rct = 41.56 Ω Z im = 2 2 1 + ω 2Cd Rct
得，Rct=103 Ω 交换电流: i0=RT/(nFRct)= 8.314x298/(96500x102.51)=2.5x10-4 A 标准速率常数：k0=i0/(nFAc01-acRa)=2.5x10-4/(96500x1 cm2x0.001/1000 mol.cm3)=2.59x10-3 cm/ct= RT/Fi0=0.0256/9.6 MΩ=2667 Ω k0 = i0/(FACo(1-a)CR(a)) =9.6μA/(96500x0.1 cm2 x 0.01÷1000 mol.cm3) = 9.95x10-5 cm/s =1x10-4cm/s=10-6 m/s

第五章1、在电极界面附近的液层中，是否总存在三种传质方式？为什么？每种传质方式的传质速度如何表示？答：电极界面附近的液层通常是指扩散层，可以同时存在着三种传质方式（电迁移、对流和 扩散），但当溶液中含有大量局外电解质时，反应离子的迁移数很小，电迁移传质作用可以忽略不计，而且根据流体力学，电极界面附近液层的对流速度非常小，因此电极界面附近液 层主要传质方式是扩散。

三种传质方式的传质速度可用各自的电流密度J 来表示。

电迁移： 对流：扩散：2. 在什么条件下才能实现稳态扩散过程？实际稳态扩散过程的规律与理想稳态扩散过程有 什么区别？答：一定强度的对流的存在是稳态扩散过程的前提。

区别：在理想稳态扩散条件下，扩散层有确定的厚度，其厚度等于毛细管的长度l ；而在真实体系中，由于对流作用与扩散作用的重叠，只能根据一定的理论来近似求得扩散层的厚度。

理想稳态扩散： 实际稳态扩散： 3. 旋转圆盘电极和旋转圆环圆盘电极有什么优点？它们在电化学测量中有什么重要用途？ 答： 旋转圆盘电极和旋转圆环圆盘电极上各点的扩散层厚度是均匀的，因此电极表面各处的电流密度分布均匀。

这克服了平面电极表面受对流作用影响不均匀的缺点。

它们可以测量并分析极化曲线，研究反应中间产物的组成及其电极过程动力学规律。

4. 试比较扩散层、分散层和边界层的区别。

扩散层中有没有剩余电荷？答：紧靠电极表面附近，有一薄层，此层内存在反应粒子的浓度梯度，这层叫做扩散层；电极表面的荷电粒子由于热运动而倾向于均匀分布，从而使剩余电荷不可能完全紧贴着电极表面分布，而具有一定的分散性，形成所谓分散层；靠近电极表面附近的液流层叫做边界层，越接近电极表面，其液流流速越小。

电极/溶液界面存在着离子双电层时，金属一侧的剩余电荷来源于电子的过剩或缺贫。

双电层一侧区可以认为各种离子浓度分布只受双电层电场影响，不受其它传质（包括扩散）过程的影响。

因此扩散层中没有剩余电荷。

5. 假定一个稳态电极过程受传质步骤控制，并假设该电极过程为阴离子在阴极还原。

电化学原理练习题及答案1、在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是（）A.原电池正极和电解池阳极所发生的反应B.原电池正极和电解池阴极所发生的反应C.原电池负极和电解池阳极所发生的反应D.原电池负极和电解池阴极所发生的反应2、下列关于铜电极的叙述正确的是（）A.铜锌原电池中铜是正极B.用电解法精炼粗铜作阴极C.在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D.电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极3.用惰性电极实现电解，下列说法正确的是( )A.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶14.（2004年广东，11）pH=a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH＞a，则该电解质可能是（）A.NaOHB.H2SO4C.AgNO3D.Na2SO45.（2004年天津理综，12）图11－13为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正．．确．的是图11－13A.a电极是负极B.b电极的电极反应为：4OH－－4e－====2H2O+O2↑C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置6.用惰性电极实现电解，下列说法正确的是A.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶17.（2004年江苏，16）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。

锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn（s）+2MnO2（s）+H2O（l）====Zn（OH）2（s）+Mn2O3（s）下列说法错误．．的是( )A.电池工作时，锌失去电子B.电池正极的电极反应式为2MnO 2（s ）+H 2O （l ）+2e －====Mn 2O 3（s ）+2OH －（aq ）C.电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D.外电路中每通过0.2 mol 电子，锌的质量理论上减小6.5 g8．（2006江苏.14）锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池，该电池具有能量密度大、电压高的特性。

专题电化学原理及其应用要点一原电池原理及其应用1．原电池的工作原理2．原电池的判定先分析有无外接电源：有外接电源者为电解池，无外接电源者可能为原电池；然后依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”。

先看电极：两极为导体且活泼性不同；再看溶液：两极插入电解质溶液中；三看回路：形成闭合回路或两极接触。

3．原电池正极和负极的确定①由两极的相对活泼性确定：在原电池中，相对活泼性较强的金属为原电池的负极，相对活泼性较差的金属或导电的非金属作原电池的正极。

②由电极现象确定：通常情况下，在原电池中某一电极若不断溶解或质量不断减少，该电极发生氧化反应，此为原电池的负极；若原电池中某一电极上有气体生成、电极的质量不断增加或电极质量不变，该电极发生还原反应，此为原电池的正极。

4．原电池的设计方法以氧化还原反应为基础，确定原电池的正负极、电解质溶液及电极反应。

如：要点二 金属腐蚀与防护金属的腐蚀：金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。

其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。

1．化学腐蚀与电化腐蚀 2．析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe 为例）3．金属防护的几种重要方法①改变金属内部的组成结构，将金属制成合金，增强抗腐蚀能力。

②在金属表面覆盖保护保护层，使金属和周围物质隔离开来。

③电化学保护法：利用电化学反应使金属钝化而受到保护，或者利用原电池反应将需要保护的金属作 为电池的正极而受到保护。

4．金属腐蚀速率大小 : 电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极 要点三 电解原理1．电解电极产物的判断：要判断电极反应的产物，必须掌握离子的放电顺序。

判断电极反应的一般规律是：(1)在阳极上①活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。

②用惰性电极(Pt 、Au 、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序是(2)在阴极上：无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。

电化学原理及其应用(习题及答案)一、电化学原理概述电化学是研究化学反应与电现象之间关系的科学。

电化学反应涉及电子的转移，是化学能与电能之间的转化过程。

电化学原理广泛应用于电镀、电池、电解、电合成等领域。

1. 电化学反应的基本概念电化学反应包括氧化还原反应和电解质溶液中的离子反应。

氧化反应是指物质失去电子的过程，还原反应是指物质获得电子的过程。

电解质溶液中的离子反应是指阳离子和阴离子在电极上发生反应。

2. 电极与电解质电极是电化学反应中传递电子的导体，分为阳极和阴极。

阳极是电子流出的地方，阴极是电子流入的地方。

电解质是能在水溶液中导电的物质，包括酸、碱、盐等。

3. 电动势与电极电位电动势是指电池两极间的电位差。

电极电位是指电极在电解质溶液中的电位。

根据电极电位可以判断氧化还原反应的方向。

二、电化学应用1. 电池电池是利用电化学反应将化学能转化为电能的装置。

电池分为一次性电池和可充电电池。

一次性电池包括碱性电池、锌碳电池等；可充电电池包括铅酸电池、镍氢电池、锂电池等。

以下为几个习题及答案：习题1：碱性电池的正极材料是什么？答案：碱性电池的正极材料是二氧化锰（MnO2）。

习题2：铅酸电池的负极材料是什么？答案：铅酸电池的负极材料是海绵铅（Pb）。

2. 电解电解是利用电化学反应将电能转化为化学能的过程。

电解广泛应用于电镀、电解铝、电解水制氢等领域。

习题3：电解水制氢时，阳极产生的气体是什么？答案：电解水制氢时，阳极产生的气体是氧气（O2）。

习题4：电解铝时，阴极产生的物质是什么？答案：电解铝时，阴极产生的物质是铝（Al）。

3. 电镀电镀是利用电解原理在金属或非金属表面沉积一层金属或合金的过程。

电镀广泛应用于防护、装饰、修复等领域。

习题5：电镀过程中，阳极材料是什么？答案：电镀过程中，阳极材料是待镀金属。

习题6：电镀过程中，阴极材料是什么？答案：电镀过程中，阴极材料是待镀物体。

4. 电合成电合成是利用电解原理将两个或多个反应物在电极上发生化学反应，生成目标产物。

电化学原理第一章习题答案1、解：2266KCl KCl H O H O 0.001141.31.010142.31010001000c K K K K cm 11λ−−−−×=+=+=+×=×Ω溶液 2、解：E V Fi i =λ，FE V i i λ=，，， 10288.0−⋅=+s cm V H 10050.0−⋅=+s cm V K 10051.0−⋅=−s cm V Cl 3、解：,62.550121,,,,2−−⋅Ω=−+=eq cm KCl o HCl o KOH o O H o λλλλ2O c c c ,c 1.004H H +−====设故，2,811c5.510cm 1000o H O λκ−−−==×Ω4、（1）121,,Cl ,t t 1,t 76.33mol (KCl o KCl o Cl cm λλλλλ−−−−+−+−=++=∴==Ω⋅∵中）121121121,K ,Na ,Cl 73.49mol 50.14mol 76.31mol (NaCl o o o cm cm cm λλλ++−−−−−−−=Ω⋅=Ω⋅=Ω⋅同理：，，中）（2）由上述结果可知： 121Cl ,Na ,121Cl ,K ,mol 45.126mol 82.142−−−−⋅Ω=+⋅Ω=+−+−+cm cm o o o o λλλλ，在KCl 与NaCl 溶液中−Cl ,o λ相等，所以证明离子独立移动定律的正确性；（3） vs cm vs cm u vs cm u F u a o o l o l o i o /1020.5,/1062.7,/1091.7,/24N ,24K ,24C ,C ,,−−−×=×=×==++−−λλ5、解：Cu(OH)2== Cu 2++2OH -,设=y ；2Cu c +OH c −=2y 则K S =4y 3因为u=Σu i =KH 2O+10-3[y λCu 2++2y λOH -]以o λ代替λ（稀溶液）代入上式，求得y=1.36×10-4mol/dm 3所以Ks=4y 3=1.006×10-11 (mol/dm 3)36、解： ==+，令=y ，3AgIO +Ag −3IO Ag c +3IO c −=y ，则=y S K 2，K=i K ∑=+（y O H K 2310−+Ag λ+y −3IO λ）作为无限稀溶液处理，用0λ代替，=+y O H K 2310−3AgIO λ则：y=43651074.1104.68101.11030.1−−−×=××−×L mol /;∴= y S K 2=3.03810−×2)/(L mol 7、解：HAc o ,λ=HCl o ,λ+NaAc o ,λ-NaCl o ,λ=390.7，121−−⋅Ωeq cm HAc o ,λ=9.02121−−⋅Ωeq cm ∴α0/λλ==0.023，==1.69αK _2)1/(V αα−510−×8、解：由欧姆定律IR=iS KS l ⋅=K il,∵K=1000c λ,∴IR=1000il cλ⋅=V 79.05.0126101010533≈××××− 9、解：公式log ±γ=-0.5115||||+Z −Z I （设25）C °（1）±γ=0.9740，I=212i i z m ∑,I=212i i c z ∑，=（）±m ++νm −−νm ν1（2）±γ=0.9101，（3）±γ=0.6487，（4）±γ=0.811410、解：=+H a ±γ+H m ，pH=-log =-log （0.209+H a 4.0×）=1.08电化学原理第二章习题答案1、 解：()+2326623Sb O H e Sb H O ++++ ，()−236H H +6e + ，电池:2322323Sb O H Sb H O ++解法一：00G E nF ∆=−83646F =0.0143V ≈，E=+0E 2.36RT F 2232323log H Sb O Sb H OP a a a ==0.0143V0E 解法二：0602.3 2.3log log 6Sb Sb H H RT RT a a F Fϕϕϕ+++=+=+； 2.3log H RTa Fϕ+−=∴000.0143Sb E E ϕϕϕ+−=−===V2解：⑴，(()+22442H O e H O +++ )−224H H +4e + ；电池:22222H O H O +2220022.3log 4H O H O P P RT E E E Fa =+= 查表：0ϕ+=1.229V ，0ϕ−=0.000V ，001.229E V ϕϕ+−∴=−= ⑵视为无限稀释溶液，以浓度代替活度计算()242Sn Sn e ++−+ ，()，电池:32222Fe e Fe ++++ 23422Sn Fe Sn Fe 2+++++ +23422022.3log 2Sn Fe Sn Fe C C RT E E F C C ++++=+=（0.771-0.15）+220.05910.001(0.01)log 20.01(0.001)××=0.6505V ⑶()，，(0.1)Ag Ag m e +−+ ()(1)Ag m e Ag +++ (1)(0.1)Ag m Ag m ++→电池：(1)0(0.1)2.3log Ag m Ag m a RT E E F a ++=+，（其中，=0） 0E 查表：1m 中3AgNO 0.4V γ±=，0.1m 中3AgNO 0.72V γ±=， 2.310.4log0.0440.10.72RT E V F×∴==× 3、 解：2222|(),()|(),Cl Hg Hg Cl s KCl m Cl P Pt ()2222Hg Cl Hg Cl e −−++ ，()222Cl e Cl −++ ，222Hg Cl Hg Cl 2+ 电池：222200002.3log 2Cl Hg Hg Cl P a RT E E E F a ϕϕ+−=+==−∵O 1.35950.2681 1.0914(25C)E V ，∴=−=设 由于E 与无关，故两种溶液中的电动势均为上值Cl a −其他解法：①E ϕϕ+=−−0，亦得出0E ϕϕ+=−−②按Cl a −计算ϕ+，查表得ϕ甘汞，则E ϕϕ+=−甘汞 4、 ⑴解法一：23,(1)|(1)()H Pt H atm HCl a AgNO m Ag +=()222H H e +−+ 222，()Ag e Ag +++ g ，2222H Ag H A ++++ 电池：有E ϕϕϕ+−=−=+，02.3log()AgAgAg RTE m Fϕγ++±∴=−。

电化学原理与方法预习思考题第一章 绪论1.你认为电化学体系与其它电子导体构成的电路体系的根本区别是什么？2.简述电极反应的基本历程。

3.三电极体系指的是什么？三电极体系中有那些回路, 在每个回路中是否有电流流过？4.电化学反应与普通氧化还原反应的区别是什么？5.电化学测量过程中一般采用三电极体系，为什么？6.为什么电流或电流密度可以表示电化学反应的速度？第二章 电极-溶液界面结构1.出现相间电势的可能原因有哪些？举例说明？2.解释概念：内电为、外电位、表面电势、电化学势、零电荷电势、3.金属/溶液相间平衡电势是如何建立的，以Zn|ZnSO4(α =1,水溶液)为例说明。

4.阐明电极|溶液界面双电层电容与紧密层和分散层电容的关系？5.理想极化电极和理想不极化电极。

6.金属电极中电子在各能级上是如何分布的？第三章 传质过程动力学1.液相传质过程有哪些，写出它们的作用范围？2.液相传质过程有无电子转移？当该步骤成为电极过程的控速步骤时，该步骤的速度如何表示？为什么？3.当液相传质步骤成为电极过程的控速步骤时，能否应用能斯特方程？如果能应注意什么？为什么？4.什么是稳态和非稳态？造成稳态和非稳态的原因是什么？5.列出理想情况下和实际情况下的稳态扩散过程的电流表达式。

6.解释概念：扩散层的有效厚度7.按以下情况列出电化学反应O＋ne|R在液相传质为控制步骤下的稳态I∼ϕ曲线：反应生成独立相、反应产物可溶、开始反应前O与R均存在且可溶。

8.已知一个电化学反应，如何通过实验证明其是扩散控制过程？9.液相传质过程为控制步骤时，用恒电位阶跃的暂态动力学关系说明单纯扩散过程能否建立稳态传质过程。

10.解释液相传质过程为控制步骤时，恒电流阶跃暂态过程中“过渡时间”的概念及物理意义。

11.对于电化学反应O＋ne|R，列出静止液层中平面电极上电位阶跃时的暂态电流表达式。

第四章 电化学步骤的动力学1.当一个电子传递反应的交换电流密度较大时，线性电位扫描为什么会出现电流峰？在峰电流是否对应与稳态扩散过程中的极限扩散电流？2.电极过程中的电子传递控制和扩散控制3.解释概念：极化、过电位、交换电流密度4.外电流密度(I)与过电位之间(η)的线性关系和半对数关系各在什么条件下出现？这是否意味着电化学极化有两种截然不同的动力学特征？5.电极电势以哪两种不同的方式影响电化学反应速度的速度？阐述在上述两种方式中电极电势如何影响电化学反应的速度？6.从理论上推导出Tafel关系。