电化学基础题库(2011-11).pdf

电化学基础题库(2011-11)--西安建筑科技大学《电化学基础》课程习题一、填空题1.电化学的研究对象包括（）、（）和（）。2.造成相间电位的原因有（）、（）、（）和（），其中（）是主要来源。3.（）的电位差就是金属/溶液之间的相间电位（电极电位）的主要来源，（）、（）和（）等也会是电极电位的可能的来源。4.电化学体系分为三大类型：（）、（）和（）。5.在液相传质过程中有三种传质方式，即（）、（）和（）。6.可逆电极按其电极反应特点可分为不同类型，常见的可逆电极有：（）、（）、（）和（）。7.不可逆电极可分为（）、（）、（）和（）四类。8.列举常用的参比电极（）、（）和（）。（至少3个）9.（）的存在是形成相间电位的重要原因，但不是唯一原因。例如，（）和（）的非均匀分布也会引起相间电位。10.影响析氢过电位的因素有（）、（）、（）和（）。二、名词解释电化学反应、金属接触电位、电极电位、液体接界电位、扩散作用、平衡电极电位、标准电极电位、标准电位序、理想极化电极、微分电容、零电荷电位、电极的极化、控制步骤、准平衡态、交换电流密度、电极反应速率常数。三、简答1.举例说明标准电极电位在腐蚀与防护领域中的一些应用。2.影响电极电位的因素。3.零电荷电位附近的电位范围内，微分电容值下降，两侧则出现电容峰值，而且，随着表面活性物质浓度的增加，微分电容降低得越多。分析说明其原因。4.电极过程的基本历程。5.电极过程的特征。6.对一个具体的电极过程，可以考虑按照哪几个方面去进行研究。7.从理论上推导电化学极化方程式（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。8.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。9.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什么联系和区别？10.什么叫盐桥？为什么说它能消除液界电位？真的能完全消除吗？11.标准电极电位在腐蚀和防护领域的应用局限性。12.理想极化电极和不极化电极有说明区别？它们在电化学中有什么重要用途？13.什么是电毛细现象？为什么电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状？14.为什么在微分电容曲线中，当电极电位绝对值最大时会出现“平台”？15.什么是零电荷电位，为什么说它不是电极绝对电位的零点？四、计算题1.测得锌在ZnCl溶液中的阴极稳态极化曲线如图1所示。图中各条曲线所代2表的溶液组成与极化条件为：曲线1——0.05mol/LZnCl，不搅拌。2曲线2——0.1mol/LZnCl，不搅拌。21电化学基础题库(2011-11)--电化学基础题库(2011-11)--曲线3——0.1mol/molZnCl，搅拌。2试判断该阴极过程的控制步骤是什么？为什么？图1锌在ZnCl溶液中的阴极稳态极化曲线2【解】锌在ZnCl溶液中的阴极反应为：Zn2++2eZn2首先，从实验曲线的形状和出现极限电流密度看，这三条曲线都可能代表了RTj产物不溶时扩散步骤控制的电极过程，即符合=+ln（1-）的极化规平nFjd律。其次，根据电流密度的大小与搅拌有关，即从曲线2与3的区别可知，其他条件不变，增加搅拌时，极限电流密度增大。这正是浓差极化的动力学特征。最后，在静止溶液中，曲线2的极限电流密度比曲线1大一倍左右，而二者c0的Zn2+离子浓度恰好相差一倍，这符合浓差极化中的j=nFD的关系。d综上所述，可以判断该电极过程的控制步骤是扩散步骤。2.测得电极反应O+2eR在25℃时的交换电流密度为2×10-12A/cm2，α=0.46。当在-1.44V下阴极极化时，电极反应速度是多大？已知电极过程为电子转移步骤所控制，未通过时电极电位为-0.68V。【解】按照题意，该电极过程为电化学极化，且阴极极化值为=-=-1.44-(-0.68)=-0.76Vj=0由于极化相当大，故可判断此时极化反应处于塔菲尔区，所以2.3RT2.3RT-=-logj0+logjαnFαnF已知n=2，α=0.46，j0=2×10-12A/cm2αnF所以logj=(-)+logj02.3RT0.4620.76=+log(210-12)0.05912电化学基础题库(2011-11)--电化学基础题库(2011-11)--=-0.87j=0.135A/cm23.25℃，锌从ZnSO（1mol/L）溶液中电解沉积的速度为0.03A/cm2时，阴极4电位为-1.013V。已知电极过程的控制步骤是电子转移步骤，传递系数α=0.45以及1mol/LZnSO溶液的平均活度系数0.044。试问25℃时该电极反应4的交换电流密度是多少？【解】电极反应为Zn2++2eZn在1mol/ZnSO4溶液中，α=c=0.044×1=0.044，又查表知Zn2+Zn2+2.3RT0=-0.763V，