第十章电解与极化作用练习题及答案

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+)。

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。

九、电解与极化作用答案九、电解与极化作用答案一、选择题( 共26 题)1. 1 分(4802) (A)2. 2 分(4803) (C)3. 1 分(4855) (B)4. 2 分(4857) (C)5. 2 分(4861) (A)6. 2 分(4863) (B)7. 2 分(4869) (C) 8. 1 分(4870) (D) 9. 1 分(4871) (B) 10. 2 分(4889) (B) 11. 2 分(4910) (A) 12. 2 分(4946) (D) 13. 2 分(4921) (B) 14. 2 分(4924) (B) 15. 1 分(4931) (D) 16. 2 分(4932) (B) 17. 2 分(4940) (A) 18. 2 分(4946) (D) 19. 2 分(4947) (A) 20. 2 分(4948) (D)21. 2 分(5102) (D) 22. 2 分(5105) (D) 23. 1 分(5106) (C)24. 2 分(5154) (B) 25. 2 分(5165) (B) 26. 2 分(5166) (C)二、填空题( 共27题)1. 2 分(4801)[答] Pb│H2SO4(m) ；PbO2│H2SO4(m) ；Pb│H2SO4(m) ；PbO2│H2SO4(m)2. 2 分(4807)[答] j = nFr3. 2 分(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。

4. 2 分(4816)[答] E分解=E可逆+η阴+η阳+IR；增加5. 5 分(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。

6. 2 分(4858)[答] 正，负，负，正7. 2 分(4859)[答] 增加；减少8. 5 分(4860)[答] (1) 1.9 V ；0.5 V (3分)(2) 高(2分) 9. 2 分(4866)[答] 低超压；高超压(各1分) 10. 2 分(4867)[答] 电子的电流密度是j e/e, 因每个电子携带电量大小为e, 则：（1）4.94×1015 cm-2·s-1 (1分)(2) 1.56×1016 cm-2·s-1 (0.5分)(3) 3.12×107 cm-2·s-1(0.5分) 11. 5 分(4868)[答] j = j e{exp(-αη F/RT)-exp([1-α ]η F/RT)}.(1)0.31mA·cm-2(2分)(2) 5.41mA·cm-2(2分)(3) 1.39×1042mA·cm-2(1分)- 902 -九、电解与极化作用 答案- 903 -12. 2 分 (4884)[答] 极谱分析的滴汞电极, 铅蓄电池的充电, 氯碱工业, 电镀杂质的分离等. 13. 2 分 (4888)[答] 提供电流, 使研究电极极化; 测量研究电极的超电势值。

第十章电解与极化作用练习题一、选择题1．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。

2．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) ；φ(平，阴)＜φ(阴)(D) φ(平，阳)＞φ(阳) ；φ(平，阴)＜φ(阴)3．电池在下列三种情况下放电，电压分别为：(a)电流i→0，(V0)；(b)一定大小电流，(V i)；(c)短路i→∞，(V∞)。

这三种电压的关系：(A) V0 < V i < V∞ (B) V0 > V i > V∞；(C) V0 = V i < V∞ (D) V0 = V i > V∞。

4．Tafel 公式η = a + b lg i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。

5．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6．极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是：(A) 增加溶液电导 (B) 固定离子强度(C) 消除迁移电流 (D) 上述几种都是7．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8．一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9．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 10．298 K、0.1 mol·dm-3的HCl 溶液中，氢电极的热力学电势为-0.06 V，电为：解此溶液时，氢在铜电极上的析出电势φH2(A) 大于-0.06 V (B) 等于-0.06 V (C) 小于-0.06 V (D) 不能判定11．金属活性排在H2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) φØ (Na+/ Na) < φØ (H+/ H2) (B) η(Na) < η(H2)(C) φ(Na+/ Na) < φ(H+/ H2)(D) H2在汞上析出有很大的超电势, 以至于φ(Na+/ Na) > φ(H+/ H2)12．将铅蓄电池在10.0 A 电流下充电1.5 h，则PbSO4分解的量为（M r(PbSO4)= 303 ）：(A) 0.1696 kg (B) 0.0848 kg (C) 0.3392 kg (D) 0.3564 kg 13．在还原性酸性溶液中, Zn的腐蚀速度较Fe为小, 其原因是：(A) φ(Zn2+/ Zn)(平) < φ(Fe2+/ Fe) (平)(B) φ(Zn2+/ Zn) < φ(Fe2+/ Fe)(C) φ(H+/ H2)(平, Zn) < φ(H+/ H2)(平, Fe)(D) φ(H+/ H2)(Zn) < φ(H+/ H2)(Fe) 14．通电于含有相同浓度的Fe2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+的电解质溶液, 已知φθ(Fe2+/ Fe) = -0.440 V ，φθ(Ca2+/ Ca) = -2.866 Vφθ(Zn2+/ Zn) = -0.7628 V ，φθ(Cu2+/ Cu) = 0.337 V当不考虑超电势时, 在电极上金属析出的次序是：(A) Cu →Fe →Zn →Ca (B) Ca →Zn →Fe →Cu(C) Ca →Fe →Zn →Cu (D) Ca →Cu →Zn →Fe15．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16．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) 负极反应的恢复平衡的速率大, 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小, 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17．Tafel公式η=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(D) 可以是阴极超电势, 也可以是阳极超电势18．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19．极谱分析的基本原理是根据滴汞电极的(A) 电阻(B) 浓差极化的形成（C) 汞齐的形成(D) 活化超电势20．下列对铁表面防腐方法中属于"电化保护"的是：(A) 表面喷漆(B) 电镀(C) Fe表面上镶嵌Zn块(D) 加缓蚀剂二、判断题1．电解时，实际提供的电压远大于所对应的可逆电池的电动势。

一、选择题1.当发生极化现象时，两电极的电极电势将发生如下变化：BA．, B. ,C.,D.,2.极谱分析仪所用的测量阴极属于下列哪一种电极：AA．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. 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？（式中分别代表电解质电极反应的平衡电极电势和析出电势。

） CA. B.C. D.4. 298K、0.1mol·dm-3的HCl溶液中氢电极的热力学电势为-0.06V，电解此溶液时，氢在铜电极上的析出电势： CA．大于-0.06V B．等于-0.06V C．小于-0.06V D．不能判定5.电解金属盐的水溶液时，在阴极上： BA．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6.电解时，在阳极上首先发生氧化作用而放电的是： DA．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7.极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是： CA．增加溶液电导 B．固定离子强度C．消除迁移电流 D．上述几种都是8.极谱分析的基本原理是根据滴汞电极的 BA．电阻B．浓差极化的形成 C．汞齐的形成 D．活化超电势9.已知：＝1.36V，＝0V＝0.401V，＝0.8V 以石墨为阳极，电解0.01mol·kg-1NaCl溶液，在阳极上首先析出： AA．Cl2 B．Cl2与O2混合气体 C．O2 D．无气体析出10.用铜电极电解CuCl2的水溶液，在阳极上会发生：： DA．析出氧气 B．析出氯气 C．析出铜 D．铜电极溶解11.用铜电极电解0.1mol·kg-1的CuCl2水溶液，阳极上的反应为 BA.2Cl-→Cl2+2e-B.Cu→Cu2++2e-C.Cu→Cu++e-D.2OH-→H2O+(1/2)O2+2e-12.25℃时，＝0.763V，H2在锌上的超电势为0.7V，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 AA．pH>2.06 B．pH>2.72 C．pH>7.10 D．pH>8.0213.通电于含有相同浓度的Fe2+、Ca2+、Zn2+、Cu2+的电解质溶液，已知＝-0.440V ＝-2.866V＝-0.7628V ＝0.337V不考虑超电势，在电极上金属析出的次序是：AA．Cu→Fe→Zn→Ca B．Ca→Zn→Fe→Cu C．Ca→Fe→Zn→Cu D．Ca→Cu→Zn→Fe 14.金属活性排在H2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D A．(Na+|Na)<(H+|H2) B．h(Na)<h(H2) C．j(Na+|Na)<j(H+|H2)D．H2在汞上析出有很大的超电势，以至于j(Na+|Na)大于j(H+|H2)15.一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？ DA．铜片 B．铁片 C．镀锡铁片 D．锌片16.在还原性酸性溶液中，Zn的腐蚀速度较Fe为小，其原因是DA．j平(Zn2+|Zn)<j平(Fe2+|Fe) B．j析(Zn2+|Zn)<j析(Fe2+|Fe)C．j平(H+|H2|Zn)<j平(H+|H2|Fe) D．j析(H+|H2|Zn)<j析(H+|H2|Fe)17.下列对铁表面防腐方法中属于“电化保护”的是：CA．表面喷漆 B．电镀C．Fe表面上镶嵌Zn块 D．加缓蚀剂18.当电池的电压小于它的开路电动势时，则表示电池在：AA.放电B.充电C.没有工作D.交替的充放电19.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：BA.1 4B.1 3C.2 3D.2 420. 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：AA.V (分) 递增，V (端) 递减B. V (分) 递减，V (端) 递增C. V (分)递增，V (端) 递增D. V (分)递减，V (端) 递减21.在极化曲线的测定中，参比电极的作用是：DA.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. 似为理想不极化电极，与被测电极构成可逆原电池22. Tafel公式η = a + b lg i 中，i的物理意义是：DA. 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23.在还原性酸性溶液中, Zn的腐蚀速度较Fe为小, 其原因是：DA. φ(Zn 2+ /Zn)(平)< φ(Fe 2+ /Fe)(平)B. φ (Zn 2+/Zn) < φ(Fe 2+ /Fe)C. φ (H + /H 2 )(平,Zn) < φ(H + /H 2 )(平, Fe)D. φ (H + /H 2 )(Zn)< φ (H + /H 2 )(Fe)24. Tafel公式η =a+blgj 的适用范围是：DA. 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25. 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：CA. (4) > (3) > (2) > (1)B. (2) > (1) > (3) > (4)C. (1) > (2) > (3) > (4)D. (4) > (2) > (3) > (1)26. 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：CA. 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27. 阴极电流密度与浓差超电势η 的关系是：D.28. 对于活化过电势，下列叙述不正确的是：DA. 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29. 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：CA. 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)30.用Pt 作电极电解一些可溶性碱溶液时，阴极和阳极均分别析出H 2和O 2，这主要决定于: D（A ）电解液本性 （B ）电解温度和压力（C ）电解液浓度 （D ）理论分解电压和超电势二、填空题1.对原电池，在电流密度-电势图上，正极极化曲线向 倾斜。

第十章 电解与极化作用自测题I ，选择题1. 当发生极化作用时，两电极的电极电势的变化为(a )。

(a) ϕ阳变大，ϕ阴变小 (b) ϕ阳变小，ϕ阴变大(c) 两者都变大 (d)两者都变小2，用铜电极电解2CuCl 的水溶液，不考虑超电势，在阳极上将会发生的反 应为(已知2+Cu |Cu0337V ϕ=.，22O |H O 123V ϕ=.，-Cl |Cl 21360V ϕ=.) （d ）。

(a)析出氧气 (b) 析出氯气(c)析出铜 (d)铜电极氧化 3.已知2+Fe |Fe0440V ϕ=-.，2+Cd |Cd0402V ϕ=-.，将Fe(s)和Cd(s)的粉末投入含Fe 2+(0.10mol ⋅kg -1)和含Cd 2+(0.10 mol·kg -1)的溶液中，Fe(s)和Cd(s)将 （b ） (a) 都溶解 (b) Fe(s)不溶，Cd(s)溶解 (c)都不溶解 (d)Fe(s)溶解，Cd(s)不溶4 . 298K 时，在0.1 0 mol ⋅kg -1的 HCl 溶液中，氢电极的可逆电势约为-0.06 V ，当用Cu 电极点解此溶液，氢在Cu 电极上的析出电势应（c ）。

(a) 大于 -0.06 V (b) 等于-0.06 V (b) 小于 -0.06 V (d) 无法判定 5．极谱分析仪所用的测量阴极为(b )。

(a)电化学极化电极 (b)浓差极化电极 (c)理想可逆电极 (d)难极化电极6，以石墨为阴极。

电解0.10 mol ⋅kg -1 NaCl 溶液，已知-Cl |Cl 2136V ϕ=.，2Cl 0η=，O |+2H +H O21229V ϕ=.，2O 08V η=.，则在阳极上首先析出的是 （a ）。

(a) Cl 2(g) (b) O 2 (g)(c) Cl 2和O 2混合气 (d) 无气体析出7. 298 K 时，以1 A 电流电解CuSO 4溶液，析出0.1 mol Cu(s) 所需时间约 为(b )。