2018年-电化学原理与方法思考题

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。

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，σϕ∂∂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，σϕ∂∂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。

原电池原理的分析和应用是高考的热点。

关于新型电源的工作原理分析、电极反应式的书写仍会在高考中出现，必须高度关注。

同样电解原理及其应用也是高考的高频考点，因其与氧化还原反应、离子反应，电解质溶液、元素化合物性质等知识联系密切而成为高考的重点和热点。

由于电解原理在工业上的应用更加广泛，预计2018年高考会以新型电池为载体考查原电池和电解池的工作原理、电极反应式的书写等，考察新情境下化学电源的工作原理和电解原理的应用，也可能会结合生产、生活实际考查电化学、金属腐蚀部分的知识，应给予高度关注。

一、原电池：注意：盐桥的作用（1）使整个装置构成闭合回路，代替两溶液直接接触。

（2）通过带电离子的定向移动，平衡烧杯中电解质溶液的电荷。

通过盐桥中阴阳离子定向移动而使两极电解质溶液中正负电荷守恒而保持电中性。

（3）不能用一根导线连接，因为导线是不能传递阴阳离子的。

方法技巧：1、原电池电极的有关判定方法：2、原电池原理在化工、农业生产及科研中的应用①加快氧化还原反应的速率：一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。

②比较金属活动性强弱：两种金属分别做原电池的两极时，一般做负极的金属比做正极的金属活泼。

③用于金属的防护：使被保护的金属制品做原电池正极而得到保护。

④设计电池，制造化学电源。

⑤探究金属腐蚀的快慢规律，不同类型的腐蚀规律：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀二、常见化学电源电池负极反应正极反应总反应式碱性锌锰电池Zn＋2OH－－2e－＝n(OH)22MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnOOH＋2OH－Zn＋2MnO2＋2H2O＝2MnOOH＋Zn(OH)2铅蓄电池Pb(s)－2e－＋SO42－(aq)＝bSO4(s)PbO2(s)＋2e－＋4H＋(aq)＋SO42－aq)＝PbSO4(s)＋H2O(l)Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)＝2PbSO4(s)＋2H2O(l)氢氧燃料电池酸性2H2－4e－＝4H＋O2＋4e－＋4H＋＝2H2O 2H2＋O2＝2H2O 碱性2H－4e－＋4OH－＝4H2O O2＋4e－＋2H2O＝4OH－固体2H2－4e－＝4H＋O2＋4e－＝2O2－方法技巧电极反应式的书写：原电池反应的本质就是氧化还原反应。

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 0F 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 ea 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 Fh a a =-+ （5） 同理，对于阳极极化为0a F RT a j j eb h -» （6） 02.3 2.3log a a RT RT j j F Fh 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。