电化学基础题库(20**年-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（、（）。

2. 造成相间电位的原因有（、（）、（，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（

8. 列举常用的参比电极（、（。（至少3个）

9. （（）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 2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

表的溶液组成与极化条件为：

曲线1——0.05mol/LZnCl2，不搅拌。

曲线2——0.1mol/LZnCl2，不搅拌。

曲线3——0.1mol/molZnCl2，搅拌。

试判断该阴极过程的控制步骤是什么？为什么？

图1 锌在ZnCl 2溶液中的阴极稳态极化曲线

【解】

锌在ZnCl 2溶液中的阴极反应为： Zn 2++2e→Zn

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产物不溶时扩散步骤控制的电极过程，即符合ϕ=ϕ平+RT j ln （1-nF j d ）的极化规

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，而二者的Zn 离子浓度恰好相差一倍，这符合浓差极化中的j d =nFD2+c 0

δ的关系。

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

∆ϕ=ϕ-ϕj=0= -1.44-(-0.68)= -0.76V

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

2.3RT 2.3RT -∆ϕ= -log j0+log j αnF αnF

已知n=2，α=0.46，j 0=2×10-12A/cm2

αnF 所以 log j=(-∆ϕ)+log j0

2.3RT

0.46⨯2⨯0. 76 =+log(2⨯10-12) 0.0591

= -0.87

j=0.135A/cm2

3. 25℃，锌从ZnSO 4（1mol/L）溶液中电解沉积的速度为0.03A/cm2时，阴极

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/LZnSO4溶液的平均活度系数γ±=0. 044。试问25℃时该电极反应的交换电流密度是多少？

【解】

电极反应为 Zn 2++2e→Zn

在1mol/ZnSO4溶液中，αZn2+=γ±c Zn2+=0.044×1=0.044，又查表知

2. 3RT log a Zn 2+ 2F

0. 059log(0. 044) =-0.763+2

= -0.803V ϕ0= -0.763V，所以 ϕ平=ϕ0+

已知ϕ=-1.013V，α=0.45，j=0.03A/cm2，所以

2. 3RT 2. 3RT log j 0+log j anF anF

anF l o g (ϕ平-ϕ) j 0=log j -2. 3RT

0. 45⨯2-0. 803+1. 013） =log(0.3)- 0. 0591

=-4.72 η=(ϕ平-ϕ)=-

j 0=1.9×10-5A/cm

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