不可逆电极习题
一、判断题：
1．用Pt电极电解CuCl2水溶液，阳极上放出Cl2 。
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CuSO4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，标准压力下，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) = φ0 (Cl-/Cl2) –φ0 (H+/H2) ；
(B) V(外) > φ0 (Cl-/Cl2) –φ0 (H+/H2) ；
(C) V(外)≥φ(Cl2,析) -φ(H2,析) ；
(D) V(外)≥φ(Cl-/Cl2) -φ(H+/H2) 。
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H2(g) + ?O2(g)=H2O(l) 的△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，(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∞。
6．电极极化时，随着电流密度的增加，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 + 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。
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 + b ln j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 + b lg 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：φ0(OH-,H2) = -0.828 V，φ0(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：φ0(O2/OH-) = 0.401 V，φ0(Cl2/Cl-) = 1.358 V，φ0(Pb2+/Pb) = -0.126 V，
φ0(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，φ0(Cu2+,Cu) = 0.34V，电解0. 1mol·dm-3的CuSO4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 (Pb2+,Pb) = -0.126V，在298K、标准压力下，电解含
Ag+ 、Pb2+ 活度各为1的溶液，当Pb2+ 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 (Zn2+/Zn) = -0.763V，H2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 ZnSO4溶液(设为中性)，在阴极上首先析出的物质将分别为：
(A)均为H2；(B) 均为Zn ；
(C) Zn和H2；(D) H2和Zn 。
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；
1. 你认为影响分散层厚度的因素有哪些？
答：分散层厚度，主要受电极表面电荷密度和电解质溶液浓度的影响。金属表面电荷密度越大，溶液中离子浓度越大，分散层厚度越小，甚至可以忽略，只剩下紧密
层。相反，当金属表面的电荷密度和溶液中离子浓度越小，分散层厚度越大。
2. 如果金属表面带负电荷，则在金属—溶液界面上的电势将如何分布？当出现“特性
吸附”时，界面上的电势又将如何分布？
答：出现与图10—6中曲线上下反转的现象。(1)带负电荷(2)特性吸附
3.试以铅—酸蓄电池为例，说明当其作为电源放电和电池充电时，哪个电极是阳极、
阴极、正极和负极？
答：铅—酸蓄电池为：pb，pb SO4｜H2SO4｜pb O2，pb；当作为原电池放电时：负极pb＋SO42－ →pb SO4＋2e发生氧化为阳极
正极pb O2＋4H＋＋SO42－＋2e →2pb SO4发生还原为阴极
当充电时，作为电解池，上述负极反应逆转为还原过程，故成为阴极，而正极反
应逆转为氧化过程，故成为阳极。
4. 从上例的讨论中，你能否归纳出一些共性的规律？
答：不论是原电池还是电解池，凡是发生氧化过程的电极称为阳极，而发生还原过程的电极称为阴极。
5. 在测定极化曲线时，为什么要使用另一参考电极？对参考电极应该有什么要求？
答：因为使用另一参考电极，应用对消法，可测出待测电极在无电流通过时的电势值。
测定方法：先测出待测电极无电流通过时的平衡电势，再测出待测电极有电流通过
(与辅助电极组成回路) 的非平衡电势值，由这两者之差，便得到某电流密度i时超电势。
参考电极要求电位稳定，数值巳知，可逆性大，即i0较大，例如饱和甘汞电极。
6. 如何理解交换电流i0的物理意义并说明其数值的大小和极化的关系。
答：交换电流i0是由于电极表面与溶液中的某金属离子在平衡条件下时，即氧化与还原
反应：Mn＋＋ne→ M 速率相等条件下，单位时间，单位表面上所交换的电量。如果i0大，表明通过很大外电流，电极电势改变小，该电极反应可逆性大，不容易
发生极化。反之，i0小，电极反应可逆性小，该电极很容易发生极化。
7. 如果在铅酸蓄电池的电解液中含有下例微量杂质：Mn2＋、Au3＋、Cd2＋、Fe2＋，试
指出何种杂质是有害杂质，为什么？
答：其中Au3＋是有毒杂质。
电极电势?0(pb SO4/pb)＝－0.3588，?0 (pb O2/pb SO4)＝1.6913；?0(Fe2＋/Fe)＝－0.447，?0(Cd2＋/Cd)＝－0.407，?0(Mn2＋/Mn)＝－1.1029，?0(Au3＋/Au)＝1.507。因而充电时，阴极反应：Au3＋＋3e→Au；( ∵Au 电位大于－0.5588，而Fe、Cd、Mn 电位小于－0.5585V ) 阳极反应：pb SO4＋2H2O－2e →pb O2＋4H＋＋SO42－；∴ Au3＋是有害的。
8. 试说明对流与扩散传质的差异。
答：对流传质是指反应物或产物粒子随着液体的流动而移动的过程，不考虑液体与粒子间相对运动。扩散是粒子从高浓度向低浓度方向转移的现象。二者区别，扩散
是指粒子相对于溶剂的运动，对流指整个液体(包括溶剂与粒子)间的运动。
9. 试讨论电解过程中，对流过程的存在对电极反应速率可能的影响。
答：由于对流的存在，可以减低扩散层的厚度δ，从而也就增大了电极表面的浓度梯度，也就增大了在电极表面附近的扩散速度，这样就增大了电流密度，增快
了电极反应的速率。
10. 试比较电化学极化和浓差极化的基本特征。
答：电化学极化是由于电极表面进行化学反应或电化学反应不可逆过程而引起的，电化
学极化的大小决定于电极表面反应的活化能，而这活化能大小又随电极上的外加
电压而改变。浓差极化是由于参加电极反应的物质在界面和溶液本体存在着浓度差
引起不可逆扩散过程而引起的极化，加强搅拌，可减小δ，增i，减低浓差极化。
11. 试说明化学腐蚀和电化学腐蚀的不同特征。
答：化学腐蚀就是在金属表面直接发生化学反应使金属氧化、溶解，即氧化成离子或高价化合物；电化学腐蚀的特征是：主要发生在非均匀的金属表面上，在金属表面构成微电池(局部电池)，产生的局部电流，发生电化学反应，使金属氧化、溶解，能量以热的形式传给环境。
12. 试比较阴极保护和阳极保护法的特点和优缺点。
答：阳极保护是被腐蚀的金属作电池的阳极，使之发生氧化反应。但在该金属表面设法先经过适当的氧化剂处理，形成一层致密的膜，这样就加大了金属持续氧化的超电势，从而缓解了金属的腐蚀，阳极氧化一般称为钝化。而阴极保护是在被腐蚀的金属上联接一块电势更负的金属，这样该金属先于被保护金属发生腐蚀，也就是被保护的金属成为原电池的阴极，这样就不会发生腐蚀，阴极保护的另一方法是在用一外电源的负极联接到被保护的金属，调节到外加电势与局部原电池中的阳极电势相等，这样局部电池上的开端电势为零，也就防止了金属的腐蚀。
13. 讨论在腐蚀性介质中，加入不同添加剂后，金属的腐蚀电势和腐蚀电流间的关系。答：加入阳极型缓蚀剂，能加速升高阳极电势?a，从而减低腐蚀电流I；加入阴极型缓冲剂，能加速降低阴极电势?C，从而减低腐蚀电流I；加入混合型缓冲剂
既加速升高阳极电势，又减低阴极电势，从而减低腐蚀电流i。
14. 试分析电化学反应与一般均相氧化还源反应的区别。
答：电化学反应是氧化与还原反应的产物，分别集中于两个不同的极区，因此若将极区设法隔离就可得到电化学反应氧化产物与还原产物，而均相氧化还原反应的结果两种产物混在同一相内，必须设法加以分离才能得到两种反应的产物。
15. 试比较恒电势法与恒电流法各自的特征。
答：恒电势法，是控制电势，测出相应的电流。电解时相当于用一种还原剂，能得到一种产物。恒电流法，就是控制电流测出相应的电势。电解时相当于多种还原剂，
得到是多种产物混合在一起。对阳极的钝化曲线测定，只能用恒电势法测出。
16. 用铂做电极，电解ZnCl2水溶液，在阴极上可能发生哪些电极反应？在用锌代替
铂电极，在阴极上又进行什么反应？
答：在铂极可能发生Zn2＋的还原与H＋的还原，因? (H＋/H2，平衡)＞? (Zn2＋/Zn，平衡)，而且在铂板上的η(H2)很小：0.05～0.045V，因此? (H2，析出)＞? (Zn，析出)，先析出H2；但是在锌板上H2的η(H2)为0.520～1.235V；而且Zn 的η≈0，因此在pb
板上，Zn 的析出电势为? (Zn)＝－0.7628－0＝－0.763，而氢的析出电势为
? (H2)＝0－1.235＝－1.235V，低于Zn 的析出电势，因此Zn 先于H2析出。
如用CuCl2代替ZnCl2，Cu 的? (平衡)＝0.3402，则Cu与H2的析出电势分别为? (Cu)＝0.3402－0＝0.3402V? (H2)＝0－1.235＝－1.235V，前者仍然大于后者，
因此在pb极上首先是铜析出：Cu2＋＋2e→Cu。
17. 当某一氧化还原反应在化学电池中进行时，有人说化学能的转换效率可不受热力学第二定律的限制；有人说可不受卡诺循环所规定的最高转换效率所限制。你如何评价这两种说法？
答：化学电池中能量转换也受到热二定律限制。化学电池中，化学能的转换效率，可逆电池的最大有用功为ΔG m＝－nE F，不能再大于此值，否则可设计出第二类永
动机，因此仍然受热力学第二定律的限制，但由于这种能量转换不经过热能转变
为功的阶段，是由化学能直接转变为电能，所以是不受卡诺热机效率的限制，特
别是燃料电池的设计成功，便大大提高燃料的使用价值。
18. 试就影响热机效率和燃料电池的理论效率的因素进行比较。
答：热机效率为η＝(T1－T2)/T2，即热源与冷源的温差越大，冷源温度越低，热机效率就越高。而燃料电池的效率为＝ΔG m/ΔH m＝1－TΔS m/ΔH m，如果ΔS m/ΔH m为正值，且电池的操作温度越低，则效率越大；如果ΔS m/ΔH m为负值，则η可能大于1，其物理意义是电池在工作时，能从环境中吸热而转变为电能。
判断KFe(CN)电极过程的可逆性
实验判断K3Fe(CN)6电极过程的可逆性 一、实验目的 掌握用循环伏安法判断电极过程的可逆性。 二、实验原理 循环伏安法在电极上施加线性扫描电压，当到达设定的某终止电压后，再反方向回扫至设定的某起始电压。 若溶液中存在氧化态O，电极上将发生还原反应： O+ne=R 反向回扫时，电极上生成的还原态R将发生氧化反应： R=O+ne 在一定扫描速率下，从起始电位负向扫描，溶液中[Fe(CN)6]3-被还原生成[Fe(CN)6]4-，产生氧化电流；当正向扫描变到原起始电位在工作电极表面生成的[Fe(CN)6]3-被氧化生成[Fe(CN)6]3-，产生还原电流。 从循环伏安图可确定氧化峰峰电流i pa 和还原峰峰电流i pc，氧化峰峰电位φpa 和还原峰峰电位φpc 值。 对于可逆体系，氧化峰与还原峰的峰电流之比为： 氧化峰与还原峰的峰电位之差为： (mV) 由此可判断电极过程的可逆性。 三、仪器及试剂 仪器：电化学工作站(CHI600D)；铂柱电极1支；铂丝电极1支；饱和甘汞电极1支。试剂：1mol·L-1 KNO3溶液，0.01 mol·L-1K4 [Fe(CN)6]溶液 四、实验内容 1.配制不同浓度的K4 [Fe(CN)6]溶液：依次取1ml、 2.5ml、5ml的0.01 mol·L-1K4 [Fe(CN)6]溶液于25ml的容量瓶中，每个均加入2.5ml的1mol·L-1 KNO3溶液，稀释至刻度，摇匀，充氮气除氧5分钟，备用。 2.铂片电极的处理 铂电极用Al2O3粉末（粒径0.05 μm）将电极表面抛光，然后用蒸馏水清洗。
3.溶液的循环伏安图 在电解池中插入电极，以新处理的铂电极为指示电极，铂丝电极为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，进行循环伏安仪设定，扫描速率为100 mV/s；起始电位为0.3V；终止电位为-0.1V。开始循环伏安扫描，记录循环伏安图。 五、结果与讨论 1.计算并列出i pa / i pc 值、Δφ值。 2.从实验结果说明在KNO3 溶液中极谱电极过程的可逆性。 六、注意事项 1.指示电极表面必须仔细处理，否则严重影响伏安曲线的形状。 2.每次扫描之间，为使电极表面恢复初始条件，应将电极提起后再放入溶液中或用搅拌子搅拌溶液，等溶液静止 1 ～ 2 min 再扫描。 3.以上作图均应使用作图软件并打印。 七、思考题 1.解释溶液的循环伏安图。 2.如何用循环伏安法来判断极谱电极过程的可逆性。
可逆电池练习题
第九章可逆电池练习题 一、判断题： 1.电池(a) Ag,AgCl|KCl(aq)|Hg2Cl2,Hg与电池(b) Hg,Hg2Cl2|KCl(aq)|AgNO3(aq)|Ag 的电池反应可逆。 2.恒温、恒压下，ΔG > 0的反应不能自发进行。 3.电池Zn|ZnCl2(aq)|AgCl(s)|Ag在25℃、pф下可逆放电2F时放热23.12 kJ，则该电池反应： Zn + 2AgCl(s)→ZnCl2 + 2Ag 的Δr H mф(298K) = -23.12 kJ·mol-1。 4．Zn2+ + 2e →Zn ，E1ф，Δr G mф(1)；?Zn2++e →?Zn，E2ф，Δr G mф(2)。因E1ф= E2ф，所以有Δr G mф(1) =Δr G mф(2)。 5．Fe2++ 2e → Fe，E1ф，Δr G mф(1) ；Fe3++ e→Fe2+，E2ф，Δr G mф(2)；(1) + (2)，得： Fe3++ 3e→Fe，E3ф,Δr G mф(3)。则：Δr G mф(3) =Δr G mф(1) +Δr G mф(2)，E3ф=E1ф+ E2ф。6．2H++ 2e →H2，E1ф与2H2O + 2e→H2 + 2OH-，E2ф，因它们都是氢电极反应，所以φ1ф=φ2ф。 7．对于电极Pt |Cl2(p)|Cl- 其还原电极电势为： φ(Cl-/Cl2)=φф(Cl-/Cl2)-(RT/2F)ln{[p(Cl2)/[pфa2(Cl-)]} 。 8．对于电池Pt|H2|H2SO4(aq)|O2|Pt ,其电池反应可表示为： H2(g)+ ?O2(g)→H2O(l)，E1ф,Δr G mф(1) 或2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)，E2ф，Δr G mф(2)。因2Δr G mф(1) =Δr G mф(2)，所以2E1ф= E2ф。 9．电池(1) Ag|AgBr(s)|KBr(aq)|Br2|Pt ，电池(2) Ag|AgNO3(aq)|| KBr(aq)|AgBr(s)|Ag的电池电动势E1、E2都与Br-浓度无关。 10．在有液体接界电势的浓差电池中,当电池放电时，在液体接界处，离子总是从高浓度向低浓度扩散。 11．对于电池Zn|ZnSO4(aq)||AgNO3(aq)|Ag，其中的盐桥可以用饱和KCl溶液。 二、单选题： 1．丹聂尔电池(铜- 锌电池)在放电和充电时锌电极分别称为：（） (A)负极和阴极； B)正极和阳极；(C)阳极和负极； (D)阴极和正极。 2．韦斯登标准电池放电时正极上发生的反应为：（） (A) Cd2++2e→Cd ；(B) PbSO4(s)+2e→Pb + SO42-； (C)Hg2SO4(s)+2e→2Hg(l)+SO42-；(D)Hg2Cl2(s)+2e→2Hg(l) + 2Cl-。 3.下列说法不属于可逆电池特性的是：（） (A)电池放电与充电过程电流无限小；(B)电池的工作过程肯定为热力学可逆过程；
可逆电池练习题
第九章 可逆电池练习题 一、判断题： 1．电池(a) Ag,AgCl|KCl(aq)|Hg 2Cl 2,Hg 与电池(b) Hg,Hg 2Cl 2|KCl(aq)|AgNO 3(aq)|Ag 的电 池反应可逆。 2．恒温、恒压下，ΔG > 0的反应不能进行。 3．电池Zn|ZnCl 2(aq)|AgCl(s)|Ag 在25℃、p 下可逆放电2F 时放热 kJ ，则该电池 反应：Zn + 2AgCl(s) ZnCl 2 + 2Ag 的m r H ?(298K) = kJ·mol -1。 4．Zn 2+ + 2e Zn ，E 1，m r G ?(1)；?Zn 2++e ?Zn ，E 2 ，m r G ?(2)。因 E 1= E 2，所以有：m r G ?(1) = m r G ?(2)。 5．Fe 2+ + 2e Fe ，E 1，m r G ?(1) ；Fe 3+ + e Fe 2+ ，E 2 ，m r G ?(2)； (1) + (2)，得：Fe 3+ + 3e Fe ，E 3，m r G ?(3)。 则：m r G ?(3) = m r G ?(1) + m r G ?(2)，E 3=E 1 + E 2。 6．2H + + 2e H 2，E 1与2H 2O + 2e H 2 + 2OH -，E 2，因它们都是氢电极反应， 所以φ1 = φ2。 7．对于电极Pt |Cl 2(p )|Cl - 其还原电极电势为： φ(Cl -/Cl 2) = φ(Cl -/Cl 2) - (RT /2F )ln{[p (Cl 2)/[p a 2(Cl -)]] 。 8．对于电池Pt|H 2|H 2SO 4(aq)|O 2|Pt ， 其电池反应可表示为：H 2(g) + ?O 2(g) H 2O(l)，E 1，m r G ?(1) 或2H 2(g) + O 2(g) 2H 2O(l)，E 2，m r G ?(2)。 因2m r G ?(1) = m r G ?(2)，所以2E 1= E 2。 9．电池(1) Ag|AgBr(s)|KBr(aq)|Br 2|Pt ，电池(2) Ag|AgNO 3(aq)||KBr(aq)|AgBr(s)|Ag 的电 池电动势E 1、E 2都与Br - 浓度无关。 10．在有液体接界电势的浓差电池中，当电池放电时，在液体接界处，离子总是从高浓 度向低浓度扩散。 11．对于电池Zn|ZnSO 4(aq)||AgNO 3(aq)|Ag ，其中的盐桥可以用饱和KCl 溶液。 12. 电池Ag | Ag +(aq)||Cl -(aq)|Cl 2(g),Pt 与Ag(s),AgCl(s)|Cl -(aq)|Cl 2(g),Pt 对应 一个电池反应. 二、单选题： 1．丹聂尔电池(铜 - 锌电池)在放电和充电时锌电极分别称为： (A) 负极和阴极 ； (B) 正极和阳极 ； (C) 阳极和负极 ； (D) 阴极和正极 。 2．韦斯登标准电池放电时正极上发生的反应为： (A) Cd 2+ + 2e Cd ； (B) PbSO 4(s) + 2e Pb + SO 42- ； (C) Hg 2SO 4(s) + 2e 2Hg(l) + SO 42- ；(D) Hg 2Cl 2(s) + 2e 2Hg(l) + 2Cl - 。 3．下列说法不属于可逆电池特性的是： (A) 电池放电与充电过程电流无限小； (B) 电池的工作过程肯定为热力学可逆过程； (C) 电池内的化学反应在正逆方向彼此相反； (D) 电池所对应的化学反应Δr G m = 0 。 4．电池在下列三种情况：(1)I→0；(2)有一定电流；(3)短路。忽略电池内电阻，下列说 法正确的： (A) 电池电动势改变 ； (B) 电池输出电压不变 ； (C) 对外输出电能相同 ； (D) 对外输出电功率相等 。
物理化学试卷(手动组卷)第9章可逆电池选择
题目部分，(卷面共有25题,47.0分,各大题标有题量和总分) 一、选择(25小题,共47.0分) 1．(2分)电极 Tl 3+,Tl +/Pt 的电势为φ1$ ＝1.250 V,电极 Tl +/Tl 的电势 φ2$＝-0.336 V 则电极 Tl 3+/Tl 的电势 φ3$为: ( ) A 、 0.305 V B 、 0.721 V C 、 0.914 V D 、 1.568 V 2．(2分)以下关于玻璃电极的说法正确的是: ( ) A 、 玻璃电极是一种不可逆电极 B 、 玻璃电极的工作原理是根据膜内外溶液中被测离子的交换 C 、 玻璃电极易受溶液中存在的氧化剂、还原剂的干扰 D 、 玻璃电极是离子选择性电极的一种 3．(2分)反应 Cu 2+(a 1)─→Cu 2+(a 2), 已知 a 1>a 2, 可构成两种电池 (1) Cu(s)│Cu 2+(a 2)‖Cu 2+(a 1)│Cu(s) (2) Pt │Cu 2+(a 2),Cu +(a ＇)‖Cu 2+(a 1),Cu +(a ＇)│Pt 这两个电池电动势 E 1与E 2的关系为： ( ) A 、 E 1＝E 2 B 、 E 1＝2 E 2 C 、 E 1＝ 1 2 E 2 D 、 无法比较 4．(2分)298 K 时,在下列电池的右边溶液中加入 0.01 mol ·kg -1的 Na 2S 溶液, 则电池的电动势将： ( ) Pt │H 2(p ?)│H +(a =1)‖CuSO 4(0.01 mol ·kg -1)│Cu(s) A 、 升高 B 、 下降 C 、 不变 D 、 无法判断 5．(1分)已知 φ? (Zn 2+,Zn)＝－0.763 V, 则下列电池反应的电动势为：Zn(s)＋2 H +(a =1)＝Zn 2+(a =1)＋H 2(p ?) ( ) A 、 -0.763 V B 、 0.763 V C 、 0 V D 、 无法确定 6．(2分)已知 φ? (Cl 2/Cl -)＝1.36 V, φ? (Br 2/Br -)＝1.07 V, φ? (I 2/I -)＝0.54 V, φ? (Fe 3+/Fe 2+)＝0.77 V 。请判断在相同温度和标准态下说法正确的是： ( ) A 、 只有 I - 能被 Fe 3+ 所氧化 B 、 Br - 和Cl - 都能被 Fe 3+ 所氧化 C 、 卤离子都能被 Fe 3+ 所氧化 D 、 卤离子都不能被 Fe 3+ 所氧化 7．(2分)298 K 时,已知 φ? (Fe 3+,Fe 2+)＝0.77 V, φ? (Sn 4+,Sn 2+)＝0.15 V, 当这两个电极组成自发电池时, E ?为： ( ) A 、 1.39 V B 、 0.62 V C 、 0.92 V D 、 1.07 V 8．(2分)在 298 K 时，浓度为 0.1 mol ·kg -1和 0.01 mol ·kg -1 HCl 溶液的液接电势为E J (1)，浓度为 0.1 mol ·kg -1和 0.01 mol ·kg -1 KCl 溶液的液接电势 E J (2) 则： ( ) A 、 E J (1) = E J (2) B 、 E J (1) > E J (2)
可逆电极过程
可逆电池必须具备的条件是： (1) 电池反应必须可逆 (2) 可逆电池在放电或充电时，电池通过的电流必须为无限小 可逆过程在热力学上本有严格的意义，即控制过程的各种因素均处在平衡态，正向的微小改变所产生的各种效应，在塑向改变时将全部消失，体系恢复原状。有些电极反应能够满足这样的条件，如可逆氢电极、甘汞电极等。这种可逆电极用于试验室测试，如电势滴定、参比电极和测定有机酸的电离常数、络合物的稳定常数等热力学数据，效果都很好。但在电化学中，也常把电极反应由扩散过程主导的称作可逆电极和准可逆电极；在工业界则常把蓄电池的电极称为可逆的。这些都是习惯用法，并非原来意义上的可逆。 可逆电极电势对解决许多电化学及热力学问题是十分有用的。由前一章讨论可知，可逆电池的条件之一是外电路中没有电流通过。但是，许多电化学过程并不是在电流为零的条件下完成的。因此，在这种情况下，不论是原电池的放电还是电解池的充电，都是不可逆的过程。因此，当有限电流通过电极而发生不可逆电极反应的电极过程与可逆电极过程有何区别？不可逆电极电势与可逆电极电势有何不同？这一类问题是电极过程的研究内容。 电化学反应的速率不仅与温度、活度和催化剂材料等因素有关，而且还与电极电位有关，因而电极极化作用构成了不可逆电极过程的动力学特征。本章将从化学动力学的观点讨论电极反应的不可逆行为和规律。 准可逆电极指电荷迁越电极界面发生电子得失这一步骤较易进行的电极反应，即迁越步骤或称活化步骤【迁越系数或称传递系数。反映电极电势对于电极反应的正、逆向反应速率（即电流）影响的一种参数。与化学反应类似，电极反应的各个步骤的正、逆向过程都有势垒，即需要活化能。但作为其核心步骤的电荷迁越相界过程（即活化步骤），其正、逆向过程的活化能将受电极电势的影响】速率与扩散步骤速率相差并不太大的情况，称准可逆电极反应。准可逆，类似可逆之意。 电极反应为可逆的一类电极。可逆有下述三方面的含义。(1)热力学上，指电极界面通过正向微电流所产生的效应在逆向微．电流通过时能完
物理化学试卷第9章可逆电池选择
题目部分，(卷面共有25题,分,各大题标有题量和总分) 一、选择(25小题,共分) 1．(2分)电极 Tl 3+,Tl +/Pt 的电势为 1$＝ V,电极 Tl +/Tl 的电势 2$＝ V 则电极 Tl 3+/Tl 的电势 3$ 为: ( ) A 、 V B 、 V C 、 V D 、 V 2．(2分)以下关于玻璃电极的说法正确的是: ( ) A 、 玻璃电极是一种不可逆电极 B 、 玻璃电极的工作原理是根据膜内外溶液中被测离子的交换 C 、 玻璃电极易受溶液中存在的氧化剂、还原剂的干扰 D 、 玻璃电极是离子选择性电极的一种 3．(2分)反应 Cu 2+(a 1)─→Cu 2+(a 2), 已知 a 1>a 2, 可构成两种电池 (1) Cu(s)│Cu 2+(a 2)‖Cu 2+(a 1)│Cu(s) (2) Pt │Cu 2+(a 2),Cu +(a ＇)‖Cu 2+(a 1),Cu +(a ＇)│Pt 这两个电池电动势 E 1与E 2的关系为： ( ) A 、 E 1＝E 2 B 、 E 1＝2 E 2 C 、 E 1＝12E 2 D 、 无法比较 4．(2分)298 K 时,在下列电池的右边溶液中加入 mol ·kg -1的 Na 2S 溶液, 则电池的电动 势将： ( ) Pt │H 2(p )│H +(a =1)‖CuSO 4 mol ·kg -1)│Cu(s) A 、 升高 B 、 下降 C 、 不变 D 、 无法判断 5．(1分)已知 (Zn 2+,Zn)＝－ V, 则下列电池反应的电动势为：Zn(s)＋2 H +(a =1)＝ Zn 2+(a =1)＋H 2(p ) ( ) A 、 V B 、 V C 、 0 V D 、 无法确定 6．(2分)已知 (Cl 2/Cl -)＝ V, (Br 2/Br -)＝ V, (I 2/I -)＝ V, (Fe 3+/Fe 2+) ＝ V 。请判断在相同温度和标准态下说法正确的是： ( ) A 、 只有 I - 能被 Fe 3+ 所氧化 B 、 Br - 和Cl - 都能被 Fe 3+ 所氧化 C 、 卤离子都能被 Fe 3+ 所氧化 D 、 卤离子都不能被 Fe 3+ 所氧化 7．(2分)298 K 时,已知 (Fe 3+,Fe 2+)＝ V, (Sn 4+,Sn 2+)＝ V, 当这两个电极组成 自发电池时, E 为： ( ) A 、 V B 、 V C 、 V D 、 V 8．(2分)在 298 K 时，浓度为 mol ·kg -1和 mol ·kg -1 HCl 溶液的液接电势为E J (1)， 浓度为 mol ·kg -1和 mol ·kg -1 KCl 溶液的液接电势 E J (2) 则： ( ) A 、 E J (1) = E J (2) B 、 E J (1) > E J (2)
傅献彩物理化学选择题———第八章 可逆电池的电动势及其应用 物化试卷(二)
目录（试卷均已上传至“百度文库”，请自己搜索）第一章热力学第一定律及其应用物化试卷（一）第一章热力学第一定律及其应用物化试卷（二）第二章热力学第二定律物化试卷（一） 第二章热力学第二定律物化试卷（二） 第三章统计热力学基础 第四章溶液物化试卷（一） 第四章溶液物化试卷（二） 第五章相平衡物化试卷（一） 第五章相平衡物化试卷（二） 第六章化学平衡物化试卷（一） 第六章化学平衡物化试卷（二） 第七章电解质溶液物化试卷（一） 第七章电解质溶液物化试卷（二） 第八章可逆电池的电动势及其应用物化试卷（一）第八章可逆电池的电动势及其应用物化试卷（二）第九章电解与极化作用 第十章化学动力学基础（一）物化试卷（一） 第十章化学动力学基础（一）物化试卷（二） 第十一章化学动力学基础(二) 物化试卷（一） 第十一章化学动力学基础(二) 物化试卷（二） 第十二章界面现象物化试卷（一） 第十二章界面现象物化试卷（二） 第十三章胶体与大分子溶液物化试卷（一） 第十三章胶体与大分子溶液物化试卷（二） 参考答案
1. 某一反应，当反应物和产物的活度都等于1 时，要使该反应能在电池内自发进行，则： ( ) (A) E 为负(B) Eθ为负(C) E 为零(D) 上述都不是 2. 298 K 时，φθ(Au+/Au) = 1.68 V，φθ(Au3+/Au) = 1.50 V，φθ(Fe3+/Fe2+) = 0.77 V 则反应2Fe2++Au3+=2Fe3++Au+的平衡常数Kθ值为：( ) (A) 4.33×1021(B) 2.29×10－22 (C) 6.61×1010(D) 7.65×10－23 3. 25℃时，电池反应 Ag +1/2Hg2Cl2= AgCl + Hg 的电池电动势为0.0193V，反应时所对应的Δr S m为32.9 J/(K·mol)，则电池电动势的温度系数(αE/αT) 为：( ) (A) 1.70×10－4 V/K (B) 1.10×10－6 V/K (C) 0.101 V/K (D) 3.40×10－4 V/K 4. 已知298.15 K 及101325 Pa 压力下，反应 A(s) + 2BD(aq) = AD2(aq) + B2(g) 在电池中可逆地进行，完成一个单位的反应时，系统做电功150 kJ ，放热80 kJ，该反应的摩尔等压反应热为： ( ) (A) －80 kJ/mol (B) －230 kJ/mol (C) －232.5 kJ/mol (D) －277.5 kJ/mol 5. 某电池在298 K、pθ下可逆放电时，放出 100 J 的热量，则该电池反应的焓变值Δ H m为：( ) r (A) 100J (B) >100J (C) <－100J (D) －100J 6. 298 K时,反应为Zn(s)＋Fe2+(aq)＝Zn2+(aq)＋Fe(s) 的电池的Eθ为0.323 V,则其平衡常数 Kθ为：( )
可逆电池练习题
可逆电池练习题Revised on November 25, 2020
第十章 可逆电池练习题 一、判断题： 1．电池(a) Ag,AgCl|KCl(aq)|Hg 2Cl 2,Hg 与电池(b) Hg,Hg 2Cl 2|KCl(aq)|AgNO 3(aq)|Ag 的电 池反应可逆。 2．恒温、恒压下，ΔG > 0的反应不能进行。 3．电池Zn|ZnCl 2(aq)|AgCl(s)|Ag 在25℃、p 下可逆放电2F 时放热 kJ ，则该电池 反应：Zn + 2AgCl(s) ZnCl 2 + 2Ag 的m r H ?(298K) = kJ·mol -1。 4．Zn 2+ + 2e Zn ，E 1，m r G ?(1)；Zn 2++e Zn ，E 2，m r G ?(2)。因 E 1= E 2 ，所以有：m r G ?(1) = m r G ?(2)。 5．Fe 2+ + 2e Fe ，E 1，m r G ?(1) ；Fe 3+ + e Fe 2+ ，E 2 ，m r G ?(2)； (1) + (2)，得：Fe 3+ + 3e Fe ，E 3 ，m r G ?(3)。 则：m r G ?(3) = m r G ?(1) + m r G ?(2)，E 3=E 1 + E 2。 6．2H + + 2e H 2，E 1与2H 2O + 2e H 2 + 2OH -，E 2 ，因它们都是氢电极反应， 所以φ1 = φ2。 7．对于电极Pt |Cl 2(p )|Cl - 其还原电极电势为： φ(Cl -/Cl 2) = φ(Cl -/Cl 2) - (RT /2F )ln{[p (Cl 2)/[p a 2(Cl -)]] 。 8．对于电池Pt|H 2|H 2SO 4(aq)|O 2|Pt ， 其电池反应可表示为：H 2(g) + O 2(g) H 2O(l)，E 1，m r G ?(1) 或2H 2(g) + O 2(g) 2H 2O(l)，E 2，m r G ?(2)。 因2m r G ?(1) = m r G ?(2)，所以2E 1= E 2。 9．电池(1) Ag|AgBr(s)|KBr(aq)|Br 2|Pt ，电池(2) Ag|AgNO 3(aq)||KBr(aq)|AgBr(s)|Ag 的电 池电动势E 1、E 2都与Br - 浓度无关。 10．在有液体接界电势的浓差电池中，当电池放电时，在液体接界处，离子总是从高浓 度向低浓度扩散。 11．对于电池Zn|ZnSO 4(aq)||AgNO 3(aq)|Ag ，其中的盐桥可以用饱和KCl 溶液。 12. 电池Ag | Ag +(aq)||Cl -(aq)|Cl 2(g),Pt 与Ag(s),AgCl(s)|Cl -(aq)|Cl 2(g),Pt 对应一个电池反应. 二、单选题： 1．丹聂尔电池(铜 - 锌电池)在放电和充电时锌电极分别称为： (A) 负极和阴极 ； (B) 正极和阳极 ； (C) 阳极和负极 ； (D) 阴极和正极 。 2．韦斯登标准电池放电时正极上发生的反应为： (A) C d 2+ + 2e Cd ； (B) PbSO 4(s) + 2e Pb + SO 42- ； (C) H g 2SO 4(s) + 2e 2Hg(l) + SO 42- ；(D) Hg 2Cl 2(s) + 2e 2Hg(l) + 2Cl - 。 3．下列说法不属于可逆电池特性的是： (A) 电池放电与充电过程电流无限小； (B) 电池的工作过程肯定为热力学可逆过程； (C) 电池内的化学反应在正逆方向彼此相反； (D) 电池所对应的化学反应Δr G m = 0 。 4．电池在下列三种情况：(1)I →0；(2)有一定电流；(3)短路。忽略电池内电阻，下列说 法正确的： (A) 电池电动势改变 ； (B) 电池输出电压不变 ； (C) 对外输出电能相同 ； (D) 对外输出电功率相等 。 5．下列电池中，哪个电池反应不可逆： (A) Z n|Zn 2+||Cu 2+| Cu ； (B) Zn|H 2SO 4| Cu ； (C) P t,H 2(g)| HCl(aq)| AgCl,Ag ； (D) Pb,PbSO 4| H 2SO 4| PbSO 4,PbO 2 。
循环伏安法判断电极过程
循环伏安法判断电极过程 实验人：王壮 同组实验：余晓波 实验时间：2016.2.22 一、实验目的 （1）掌握用循环伏安法判断电极过程的可逆性 （2）学习使用电化学工作站 （3）测量峰电流和峰电位 二、实验原理 循环伏安法与单扫描极谱法类似。在电极上施加线性扫描电压，当到达某设定的终止电压后，再反向回扫至某设定的起始电压。若溶液中存在氧化态O ，电极上将发生还原反应： O ze R + 反向回扫时，电极上生成的还原态R 将发生氧化反应： R O ze + 峰电流可表示为 2221133322 p i Kz D m t v c = 峰电流与被测物质浓度c 、扫描速率v 等因素有关。 从循环伏安图可确定氧化峰峰电流pa i 和还原峰峰电流pc i 、氧化峰峰电位pa ?和还 原峰峰电位pc ?。 对于可逆体系，氧化峰峰电流与还原峰峰电流比为 1pa pc i i = 氧化峰峰电位与还原峰峰电位差为0.058 =pa pc z ????-≈ 条件电位'?为 '= 2 pa pc ???- 由此可以判断电极过程的可逆性 三、仪器与试剂 仪器：电化学工作站；金圆盘电极：铂圆盘电极或玻璃碳电极，铂丝电极和饱和甘汞电极。 试剂：-21.0010/mol L ? ；1.0/mol L 四、实验步骤 1、电极的预处理 将电极表面进行抛光处理
2、 溶液的循环伏安图 在电解池中放入31.0010/mol L -? +0.50/mol L 溶液，插入铂圆盘（或金属盘）指示电极、铂丝辅助电极和饱和甘汞电极，通N 2除去O 2. 扫描速率20/mV s ,从0.800.20V +-扫描，记录循环伏安图 以不同扫描速率：10/,40/,60/,80/,100/mV s mV s mV s mV s mV s 和200/mV s ， 分别记录从0.800.20V +-扫描的循环伏安图。 3、不同浓度 溶液的循环伏安图 以20/mV s 扫描速率，从0.80 0.20V +-扫描，分别记录5 1.0010 /mol L -?、41.0010/mol L -?、31.0010/mol L -? +0.50/mol L 溶液的循环伏安图 四、实验数据 1、31.0010/mol L -? +0.50/mol L 溶液在不同扫描速度下的循环伏安图 图1.40mV/s 扫描速度 图2.60mV/s 扫描速度
不可逆电极反应
*第七章不可逆电极过程 7.1 本章学习要求 本章为打“*”号的内容。实际发生的电化学现象中，往往有一定的电流通过电极，发生不可逆反应，是不可逆过程。 1.要求学生了解不可逆电极过程的特点及与可逆电极变化的关系； 2.了解分解电压、极化现象和超电势； 3.了解极谱分析的原理； 4.了解金属腐蚀及防护； 5.了解化学电源。 7.2 内容概要 7.2.1 不可逆电极过程 使电解反应能持续稳定进行所必须施加的最小外加电压称为分解电压（decomposition voltage）。分解电压的数值是电解反应的电流——电压（I-V）曲线转折点对应的数值，实测分解电压Vd没有确切的理论意义，其数值大小受电极材料、电解液、温度等诸多因素的影响，但在实际应用中Vd有很大的意义。 电极上有电流通过时，发生不可逆电极过程（irreversible processes at electrodes），电极电势偏离其平衡电极电势的现象称为电极的极化（polarization）。电极极化时电极电势相对于可逆电势的偏离值称为过电势或超电势（overpotetial）。通过电极的电流密度越大，超电势越大。 电极的反应发生在电极与溶液的界面上，反应的结果改变了电极表面附近溶液中离子的浓度，而离子扩散的迟滞性导致电极表面附近的溶液与溶液本体之间产生浓度差，这样引起的极化作用称为浓差极化（concentration polarization）。 由于电极反应的迟缓性引起的极化称为电化学极化（electrochemical polarization）或活化极化（activation polarization）。 由于极化作用，使阳极的极化电势高于可逆电势，阴极的极化电势低于可逆电势。所以原电池放电时两极间的实际电势差小于可逆电动势，在电解池中只有外加端电压高于可逆电动势时，电解反应才能得以进行。
(二) 可逆电池电动势
(二) 电化学热力学与可逆电池电动势 将锌板浸入硫酸锌溶液，将铜板浸入硫酸铜溶液，中 间用多孔陶瓷隔开，就构成了丹尼尔（Daniell）电池。该 电池中发生的反应Zn + Cu2+?→ Zn2+ + Cu是一个典型的 氧化还原反应（redox reaction），当其在电池中发生时，则 可在正负极间形成约1.5 V的电势差，并对外输出电能。 化学反应与电化学反应两者为什么不同？如何将一 个反应设计成电池而使之对外输出电功？电极间的电势 差是如何形成的？输出的电功与体系化学能变化之间有 何关系？这些问题都要由电化学来回答。所谓电化学 (electrochemistry)就是研究化学现象与电现象之间的关系， 以及电能与化学能之间相互转化规律的科学。 电化学反应需在电化学装置中才能发生。将化学能转 化为电能的装置称为原电池(galvanic cell)，将电能转化成电能的装置称为电解池(electrolytic cell)。无论原电池还是电解池通常的均由2个电极和对应的电解质溶液构成。电极的命名有2种，即正负极和阴阳极。其中，电势高的一极称为正极，电势低的为负极；发生氧化反应的一极是阳极，而发生还原反应的是负极。例如，图7.15中，Zn电极电势低，为负极，发生氧化反应Zn ?→ Zn2+ +2e-，是阳极；而Cu电极电势高，是正极，发生还原反应Cu2+ +2e-?→ Cu，所以是阴极。对于原电池和电解池，电极名称的对应关系如表7.7 所示。 表7.7 原电池和电解池的电极名称对应关系 原电池电解池 电势高低高低 正极负极正极负极 反应还原氧化氧化还原 阴极阳极阳极阴极 §7.6 可逆电池的设计 1．原电池设计的原理 通常的氧化还原反应在电池中发生时，会拆成单纯的氧化反应（oxidation reaction）和还原反应（reduction reaction）在两个电极上分别发生，如上例： 负极：Zn ?→ Zn2+ + e2- 正极：Cu2+ + e2-?→ Cu 总反应：Zn + Cu2+?→ Zn2+ + Cu 在电极上发生的反应称为电极反应（electrode reaction），也称半反应(half reaction)，因为它们仅是完整氧化还原反应的一半。上述反应发生时，在负极Zn变成Zn2+进入溶液并将电子留在极板上，导致极板电子过剩，电势变负；在正极，溶液中的Cu2+到电极上夺取电子，导致铜板带正电，电势变正。可见，电极间电势差的形成是电极上分别发生氧化、还原反应的必然结果。因此，只要将一个反应拆成氧化和还原两个半反应，让它们在两个电极上 solution 4 partition 图7.15 丹尼尔电池示意图
实验十六 可逆电池电动势的测定
实验报告 一、数据记录和处理 1. 室温时各电池的电池电动势测定 T室温= 289.15K 表1 室温时各电池的电池电动势 2. 数据处理 （1）写出a、b、c、d各被测电池的表达式、电极反应和电池反应。 a. 电池的表达式：Hg│Hg2Cl2 (s)│KCl(饱和)‖AgNO3(0.0100 mol/L)│Ag 电极反应: Hg + Cl-（饱和） + Ag + = 1/2 Hg2Cl2 + Ag 负极：Hg + Cl-（饱和）= 1/2 Hg2Cl2 + e- 正极：Ag ++ e-= Ag b. 电池的表达式：Hg│Hg2Cl2 (s)│KCl(饱和)‖Q,QH2,H+│Pt 电极反应: C6H4O2（醌）+ 2H+ + 2e- = C6H4(OH）2（氢醌） 负极：2Hg+ 2Cl- - 2e- → Hg2Cl2 正极：Q + 2H+ + 2e- → QH2
c. 电池的表达式：Hg │Hg 2Cl 2(s)│KCl(饱和)‖AgNO 3(0.100 mol/L)│Ag 电极反应: Hg + Cl -（饱和） + Ag + = 1/2 Hg 2Cl 2 + Ag 负极：Hg + Cl -（饱和）= 1/2 Hg 2Cl 2 + e - 正极：Ag + + e - = Ag d. 电池的表达式：Ag │AgCl (s)│HCl (0.1 mol/L)‖AgNO 3(0.100 mol/L)│Ag 电极反应: Ag + + Cl - = Ag 负极：Ag + Cl - - e - → AgCl 正极：Ag + + e - → Ag （2）由电池（a ）的电动势计算银电极电势。根据能斯特公式计算银电极的标准电极电势。与文献值比较，求相对误差（已知0.01001 -?kg mol AgNO 3溶液的离子平均活度系数±γ=0.90） 。饱和甘汞电极电势和银电极的标准电极电势文献值见附表9-17。 查附表9-17计算饱和甘汞电极的电极电势和银电极的标准电极电势： =饱和甘汞?0.24735 V θ?Ag Ag + =0.80773 V 由饱和甘汞??-=+Ag Ag E 得： =+ Ag Ag ?0.70267 V 再由能斯特方程+ ++ -=Ag Ag Ag Ag Ag F RT α??θ1ln 得θ ?Ag Ag + θ ?Ag Ag + =0.70267 + 8.314*289.15/96500*ln(1/0.01) =0.81739 V 并计算银电极标准电极电势的相对误差：
可逆电池的电动势及其应用习题
第九章可逆电池的电动势及其应用习题一、选择题 1．某电池的电池反应可写成: （1）H 2 (g)+ 2 1 O 2 (g)→ H 2 O(l) （2）2H 2 (g)+ O 2 (g)→ 2H 2 O(l) 相应的电动势和化学反应平衡常数分别用E 1，E 2 和K 1 ，K 2 表示，则 （A）E 1=E 2 K 1 =K 2 （B）E 1 ≠E 2 K 1 =K 2 （C）E 1=E 2 K 1 ≠K 2 （D）E 1 ≠E 2 K 1 ≠K 2 2．通过电动势的测定，可以求难溶盐的活度积。欲测AgCl(s)的活度积K SP ，应设计的电池是： （A）Ag|AgCl(s)|HCl(aq)|Cl 2 (g,pθ)|Pt （B）Pt| Cl 2 (g,pθ)| HCl(aq)||AgNO 3 (aq)|Ag （C）Ag |AgNO 3 (aq)| HCl(aq)|AgCl(s)|Ag （D）Ag|AgCl(s)| HCl(aq)||AgNO 3 (aq)|Ag 3．下列电池中，电动势E与Cl-的浓度无关的是 （A）Ag|AgCl(s)|KCl(aq)| Cl 2 (g,100kPa)| Pt （B）Ag|Ag+(aq)|| Cl- (aq)| Cl 2 (g,100kPa)| Pt （C）Ag|Ag+(aq)|| Cl- (aq)| AgCl(s) |Ag （D）Ag|AgCl(s) |KCl(aq)|Hg 2Cl 2 (s)|Hg 4．在电池Pt| H2 (g,pθ)| HCl （1mol·kg-1）||CuSO4（0.01 mol·kg-1）|Cu 的阴极中加入下面四种溶液，使电池电动势增大的是 （A）0.1 mol·kg-1CuSO 4 （B）0.1 mol·kg-1Na 2 SO 4 （C）0.1 mol·kg-1Na 2 S （D）0.1 mol·kg-1氨水 5．298K时，电池Zn|ZnCl2(m=0.5mol·kg-1)|AgCl(s)-Ag的电动势E=1.015V，其温度系数为-4.92×10-3V·K-1，若电池以可逆方式输出2法拉第的电量， 则电池反应的Δ r H m (单位：kJ·mol-1)应为 （A）–196 （B）–95 （C）224 （D）–224 6．在298K时，为了测定待测液的pH值而组成电池： Pt，H 2 (p?)|pH(x)溶液|甘汞电极
可逆电池的电动势及其应用的分章练习题复习课程
可逆电池的电动势及其应用的分章练习题
一、选择题 1．在应用电势差计测定电池电动势的实验中，必须使用下列何种电池或溶液: ( ) D (A) 标准氢电极组成电池； (B) 甘汞电极组成电池； (C) 活度为 1 的电解质溶液； (D) 标准电池； 2. 298K时，要使下列电池成为自发电池，Na(Hg)(a1)|Na+(aq)|Na(Hg)(a2)则必须使两个活度的关系为（） C （A)a1
第五章电极过程和电极过程动力学讲解学习
第五章电极过程和电极过程动力学
5．电极过程和电极过程动力学 5.1电化学装置的可逆性：化学反应可逆性；热力学上可逆性 5.2电极的极化 5.3电极过程的控制步骤：电极反应的特点；电极反应的控制步骤5.4电荷转移动力学方程 5.5交换电流密度与电极反应速度常数 5.6稳态极化时的电极动力学方程 5.7浓差极化及其电机动力学方程 5.8化学极化 分解电压E分：在可逆情况下使电解质有效组元分解的最低电压，称为理论分解电压（V e）。理论分解电压是阳极平衡电极电位（εe（A））与阴极平衡电极电位（εe（K））之差。 Ve=εe（A）- εe（K）（10 - 5） 当电流通过电解槽，电极反应以明显的速度进行时，电极反应将会明显偏离平衡状态，而成为一种不可逆状态，这时的电极电位就是不平衡电位，阳极电位偏正，阴极电位偏负。这时，能使电解质熔体连续不断地发生电解反应所必需的最小电压叫作电解质的实际分解电压。显然，实际分解电压比理论分解电压大，有时甚至大很多。
实际分解电压简称分解电压（V），是阳极实际析出电位（ε（A））和阴极析出电位（ε（K））之差。 V=ε（A）- ε（K）（10 - 6） 当得知阴、阳极在实际电解时的偏离值（称为超电位）就可以算出某一电解质的实际分解电压。 分解电压符合能斯特方程，可以表示为如下形式： 式中 E i，E0分别表示实际和标准状态下组元i的分解电压； a i__组元的活度； n i __组元在熔盐中的化合价； F __ 法拉弟常数； 可以看出，温度和电解质组成均会影响分解电压 电极极化
电解时的实际分解电压比理论分解电压要大很多，这是由于电流通过电解槽时，电极反应偏离了平衡状态。通常将这种偏离平衡电极电位的现象称为极化现象。电解过程实际分解电压和理论分解电压之差称为超电压。 ?电解电极反应一般包含1： ?（1）反应离子由熔体向双电层移动并继续经双电层向 电极表面靠近。这一阶段在很大程度上靠扩散实现，扩 散则是由于导电离子在熔体和双电层外界的浓度差别引 起的。 ?（2）反应离子在电极表面进行电极反应前的转化过 程，如表面吸附等； ?（3）在电极上的电子传递 - - 电化学氧化或电化学还 原反应； ?（4）反应产物在电极表面进行反应后的转化过程，例 如自电极表面的脱附，反应产物的复合、分解和其它化 学反应； ?（5）反应产物形成新相，或反应产物自电极表面向电 解质熔体的传递。
09- 可逆电池的电动势及其应用(课程习题解)
第九章 可逆电池的电动势及其应用 习题及解答（2012.3） 【1】写出下列电池中各电极的反应和电池反应。 （1）2222|()|()|()|H Cl Pt H p HCl a Cl p Pt ; （2）22|()|()||()|()H H Ag Pt H p H a Ag a Ag s ++++; （3）()|()|()||()|()|()I Cl Ag s AgI s I a Cl a AgCl s Ag s ----; （4）224 2244 ()|()|()||()|()SO Cu Pb s PbSO s SO a Cu a Cu s -+- +; （5）22|()|()|()|()H Pt H p NaOH a HgO s Hg l ; （6）2223|()|()|()|()H Pt H p H aq Sb O s Sb s +; （7）3212|(),()||()|()Ag Pt Fe a Fe a Ag a Ag s ++++; （8）()()|()||()|()|()am Na OH Na Hg a Na a OH a HgO s Hg l +-+-. 【解】 （1）负极：22()22()H H H p e H a +-+-→ 正极：22()22()Cl Cl Cl p e Cl a ---+→ 电池反应：2222()()2()H Cl H p Cl p HCl a += （2）负极：22()22()H H H p e H a +-+-→ 正极：2()22()Ag Ag a e Ag s ++-+→ 电池反应：22()2()2()2()H Ag H H p Ag a Ag s H a +++++=+ （3）负极：()()()I Ag s I a e AgI s ---+-→ 正极：()()()Cl AgI s e Ag s Cl a ---+→+ 电池反应：()()()()I Cl AgCl s I a AgI s Cl a ----+=+ （4）负极：24 24 4()()2()SO Pb s SO a e PbSO s -- -+-→ 正极：22()2()Cu Cu a e Cu s ++-+→