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电化学原理试题

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第六章电化学极化

1. 简述三种极化的概念,哪一种极化严格来讲不能称为极化。

电化学极化:当电极过程为电化学步骤控制时,由于电极反应本身的“迟缓性”而引起的极化。

浓度极化:当电极过程由液相传质步骤控制时,电极所产生的极化。

电阻极化:由电极的欧姆电阻引起的电位差。

电阻极化严格来讲不能称为极化

2. 简述电化学极化最基本的三个动力学参数的物理意义。

1) 对称系数:电位偏离形式电位时,还原反应过渡态活化能改变值占F 的分数。

物理意义:反应改变电极电位对还原反应活化能的影响程度;(1—)反应改变电极电位对氧化反应活化能的影响程度。

对称系数是能垒的对称性的变量,是由两条吉布斯自由能曲线的斜率决定的,而且曲线的形状和斜率是取决于物质的化学键特性。在CTP动力学中,可以用来推测过渡态的构型,研究电极反应的放电机理。

2)电极反应标准速率常数K:当电极电位等于形式电位时,正逆反应速率常数相等,称为标准速率常数。

物理意义:在形式电位下,反应物与产物浓度都为1时,K在数值上等于电极反应的绝对反应速度。 a.度量氧化还原电对的动力学难易程度;b体现电极反应的反应能力与反应活性;c.反应电极反应的可逆性。

3)交换电流密度J。:在平衡电位下,氧化反应和还原反应的绝对电流密度相等,称为交换电流密度。

物理意义:a.度量氧化还原电对的动力学难易程度;b体现电极反应的反应能力与反应活性;c.反应电极反应的可逆性;d.表示平衡电位下正逆反应的交换速度。

3.为什么电极电位的改变会影响电极反应的速度和方向?

4.写出Butler-Volmer公式在不同过电位范围下的近似公式。

5.简述J0对电极性质的影响。

6. J0描述平衡状态下的特征,为何它却能说明电化学动力学中的一些问题?

7. 如何用稳态法测量三个动力学参数。

8. 在谈到一个CTP的不可逆性时,我们有时说它是过电位较大,而有时又说它是电流密度较小,这两种说法有何区别和联系?

9.电解H2SO4水溶液,Ni阴极的过电位为0.35 V。当J增加到原来的8倍时,阴极过电位是多少?假设为电化学极化,Tafel公式中b为0.12V。

10. 在20℃下于某一电流密度下H+在Hg上还原的过电位为1.00V,Tafel公式中b为0.113V。温度升高到40℃时,该电流密度下过电位为0.95V。如果温度升高后,仍然维持原来的过电位不变,H+还原反应速度将有何变化(以百分数表示)?假定β与温度无关。

11. 25℃下,于强烈搅拌的某电解液中,将阴极极化到远离其平衡电位,若此时将电极表面剩余电荷密度值变化-0.045C/m2,则电极反应速度可能变化多少倍?(设Cd恒定为0.15F/m2, β=0.5,单电子反应)

12 25℃下某电极反应的J0为5×10-3安培/米2。在恒电位极化下的过电位为-0.199V时,稳态电流密度为多少?应用快速开关切断恒电位仪,然后对电极施加恒定的阴极电流密度0.205安培/米2,问达新稳态下的过电位是多少?假定β=0.5 。

13. 当HCl在50%甲醇水溶液中的浓度为0.1M时,在20℃下实验中测得H+在Hg阴极上还原的过电位数据如下:

如果CTP是阴极过程的RDS,求

(1)塔菲尔公式中的常数a和b;(2)J0;(3)在低电流密度区域电流密度与过电位的比例常数;(4)在电流密度为10安培/米2时的绝对电流密度J正和J逆值。

14.与单电子电极反应相比,多电子电极反应的动力学公式有何变化?近似公式适用范围有何变化?Tafel公式在什么条件下就不再适用了?为什么?

15.测量电化学反应动力学参数有哪些方法?

1)经典法:利用旋转电极测Tafel曲线,得稳态极化曲线。(RDE法,Tafel曲线法)

2)暂态法:利用短暂电脉冲或交流电(如 单位阶跃法,电流阶跃法,循环伏安法,交流阻抗谱法)

16.推导多电子电极反应的近似公式适用范围。

17. 298K 下,Fe2+阴极还原反应机理为:

Fe2+ +H2O==FeOH++H+

FeOH++e- → FeOH

FeOH +H+ +e- == Fe +H2O

求该反应的Tafel 斜率b ,及Fe2+和OH-的阴极电化学反应级数。(β=0.5)

18.设有一电极反应1,,O e R O R -+?均可溶,某浓度311.010.mol L --?,已知电极反应速率常数71110.K cm s --=?,0.5β=,求

(1)交换电流密度0i

(2)若忽略传质影响,当阳极电流密度为20.0965.mAcm

-时,其过电势为多少?

19.写出考虑了Ψ1效应的Tafel公式。

20.根据课本图6-7的实验分析Ψ1效应的影响

第七章浓度极化

1. 写出液相传质总流量的表达式及其所传导的电流的表达式。

2.分析稳态过程和暂态过程的区别和联系。

3.指出液相中各部分液层厚度的数量级。

4.分别写出用反应物粒子和可溶产物粒子表示的稳态扩散电流密度公式,其中的z是粒子的荷电荷数吗?为什么?

5.什么是极限扩散电流密度?

6.说明双电层、扩散层、边界层的区别。

7.如何研究浓度极化的动力学特征?

8.画出产物可溶和产物不溶时典型浓度极化曲线。

9.推导O与R均可溶且初始浓度均不为零的浓度极化公式。

10.简述平衡电位与稳定电位的区别和联系。

11.平板电极恒电位极化时,暂态过程扩散层真实厚度大约是有效厚度的多少倍?

12.以浓度分布曲线说明,恒电位和恒电流条件下的非稳态扩散中浓度极化是如何发展的。

13.进行电位阶跃实验,计算电流强度如何确定电极面积?

14.微电极研究电极过程有何优点?

15. 对于一个可用半无限边界条件的方程来描述的电化学体系,电池壁必须离开电极五倍“扩散层厚度”以上。某物质的扩散系数D=10-5cm2/s,求对于100s的电位阶跃实验时间,工作电极和电池壁之间的距离要求多大?

16.如何根据J、J0、Jd的相对大小判断R.D.S?

17.RED有何特点?

18.如何用RED判断电极过程的R.D.S.

19.RRED有何作用?

20.25℃下以3.0×103安培/米2的电流密度在静止的电解液中恒电流电解还原某有机物,每一个有机物分子与6个电子相结合,若液相传质步骤控制着整个电极过程的速度,有机物的扩散系数为2×10-9米2/秒,其浓度为10-2M,扩散层的有效厚度约为5×10-4米,求过渡时间。当恒电流极化10-4秒时,紧靠电极表面的液层中反应物的浓度是多少?

21.在25℃下醌在光滑的铂电极上还原为氢醌。已知醌在溶液中的浓度是0.01M,它的扩散系数为9.5×10-10米2/秒,扩散层厚度约为5×10-4米,求在电流密度为1.0安培/米2 时的浓度过电位(假定反应物的电迁移和对电流可略去不计)。注:反应为两电子反应,氢醌的溶解度很小,此题可按产物不溶去解。

22.某金属电沉积的速度受液相传质步骤控制,溶液中某金属离子的原始浓度为2.0×10-3M,同时溶液中存在有大量的局外电解质,在25℃下,J=4.6安培/米2时,△ψ=-0.0041 伏特,已知此时电极反应的Jd=16.2安培/米2,求

(1)当J=4.6安培/米2时,电极表面金属离子的浓度。

(2)参加反应的电子数。

23.在镀光亮镍的溶液中杂质Cu2+的含量最多不能超过0.01克/升,现有1米3 镀液中Cu2+含量已高达0.15克/升,准备用恒定的低电流密度通电处理溶液48小时,使Cu2+在稳态下阴极还原并沉积在电极上,试估算所需要的阴极面积。已知在上述条件下Cu2+还原过程为扩散传质步骤控制,Cu2+ 离子的扩散系数为10-5厘米2/秒,扩散层厚度为0.05厘米。

24.用旋转圆盘电极电解CuSO4和Na2SO4的混合溶液。溶液中CuSO4的浓度为0.1M,而Na2SO4的浓度比CuSO4大得多。圆盘电极面积为5.5×10-3米2,转速为1.0转/秒,Cu2+的扩散系数为 1.1×10-9米2/秒。溶液的黏度为1.2×10-3千克/米.秒,密度为1.1×103千克/米3,求通过电极的极限电流强度。

25.通常所说的稳态扩散电流中,是否包括电迁移和对流的影响在内?

26.扩散层与分散层是否相同?

27.扩散层与边界层有何不同?对流扩散时,扩散层内的溶液是否运动?

28.若液相传质是某电极过程的控制步骤,当向溶液中加入表面活性物质以后,对整个电极过程的速度是否有影响,为什么?

29.在什么条件下半波电位才能做为表达反应物和产物特性与浓度无关的常数?

30. 非稳态扩散与稳态扩散有什么区别?在扩散流量的公式中怎样反映非稳态

扩散的特点?为什么非稳态扩散终归要过渡到稳态扩散?

第八章气体电极过程

1.试述在酸性溶液中H+离子还原为H 2分子的几种可能的机理,并写出反应式。

两种:在酸性溶液中,两个带正电荷的H +还原过程的第一步都是由H +变成吸附于金属M 上的氢原子M —H,这个是电子转移步骤。随后的反应有两种可能,既可以是两个吸附氢原子结合为H 2,称为附和脱附步骤;也可以是另外一个H +在吸附氢原子的位置上放电,称为电化学脱附步骤。

反应式:(1)H + + M +e - == M —H ; M —H + M —H == H 2 + 2M

(2)H + + M +e + == M —H ; M —H + H + +e - == H 2 + M

2.为什么H+离子在不同金属上还原时,过电位的数值有很大差别?

在塔菲尔公式中,a的物理意义是:氢在电极上还原时,单位电流下的过电位。在用不同的材料制成的电极上a的数值可以很不相同,表示不同的电极表面对氢析出过程有着很不相同的“催化能力”。

3.什么叫电催化?它与一般化学催化有何不同?怎样鉴别电催化剂的优劣?

电催化:电极反应中,电极或溶液中某些物质能显著的影响电极反应的速度,而其

本身不发生任何净变化的作用,称为电催化。能够催化电极反应的物质叫做电催化剂。

电催化剂的要求:1有一定的电子导电性;2.点化学稳定性要好;3.有较高的催化活性。

区别:1.电催化与电极电位有关;2.电催化可在较低温度下起作用;3.不参加电极反

应的离子和溶剂分子常对电催化有明显的作用。

鉴别:比较J。,J。较大的催化活性越好。或比较可逆性。(实质还是比较J。)

影响电催化剂性能的因素:1.电催化剂的化学成分;2.电催化剂的晶面和晶型;3.载

体的作用;4.电极的真实表面积(增大真实表面积可使电极反应在较低的过电位下获得较高

的表观电流密度)。

电极电催化作用的主要方式:1.电极与活化络合物间存在着相互作用;2.电极与吸附于

其上的反应物或中间产物之间存在着相互作用;3.溶剂与溶质在电催化剂上的吸附作用。

4.由实验测出氢在某一电流密度下于Fe 电极上析出时,过电位为0.427伏特,b =0.112伏特,同一电流密度下氢在Ni 电极上析出的过电位为0.350伏特,比较Fe 与Ni 催化活性的相对大小

提示:利用巴伏公式求出0J ,0J 的大小决定了催化活性的大小

第九章 金属的阴极还原

1.影响金属离子阴极还原反应的因素有哪些?

答:1.金属本性;

2.溶液组成:有机表面活性剂,阴离子,溶剂,络合剂,局外电解质。

3.基体金属:形成合金(产物中金属活度小于纯金属,使平衡电位正移,有利于还原反应)

4.欠电势沉积(当金属原子在异种金属电极还原时,有时可以观察到:当电极电势显著正于沉积金属的标准电势时,金属离子就能在基底上还原,生成单原子层厚度的沉积层)

2.络合剂对电极体系的热力学性质及动力学性质各有何影响?

答:热力学:1.络离子稳定常数越大,电离越少,越稳定;

2.稳定常数越大,电极反应标准电位与平衡电位越负。

动力学:稳定常数与过电位没有必然联系

1.络合物越稳定,反应离子改组为活化络合

物时涉及的能量变化也比较大,即金属离子还原时活化能较高,极化较大。

2.一些离子能形成有利于电子交换的“桥”式配体,则反应活化能显著降低,即使稳定常数很大,过电位很低,往往比简单例子都容易反应。

3.金属电结晶过程是否一定要先形成晶核?晶核形成的条件是什么?

不是,比如螺旋位错生长机理。形成条件:体系应偏离平衡而处于过饱和状态,当晶胚的大小超过临界晶核时才能形成晶核。

4.有机表面活性物质对金属电沉积过程有哪些影响?意义何在?

答:在电镀工艺中,大部分有机添加剂的作用机理是增大电化学极化和增大新晶核的形成速度,使镀层细致均匀。有些能促使某些晶面的择优取向,改进镀层光亮程度。有些能阻化或活化电极反应,有些能影响镀层内应力,或影响气泡在镀层上的附着能力等等。

优点:加入浓度小,成本低,对金属离子的化学性质没有影响,一般没有毒性。

缺点:容易引起杂志使镀层的纯度和机械性能下降,不宜在高温下使用。容易产生泡沫并由此引起新的废水处理问题,以及浓度的测定和控制较为困难。

5. 金属Cu由Cu 2+离子活度为1的溶液中在25。C下以J=70安培/米2的速度沉积。在电子转移步骤控制整个电极过程速度的情况下测得塔菲尔公式中的b=0.06伏特和J0=1安培/米2。问阴极电位是多少

提示:巴伏公式求阴极过电位

第十章金属的阳极过程及自溶解

1.什么叫稳定电位?它与平衡电位有何不同?

稳定电极电位(腐蚀电位):无外电流时,由于共轭反应的存在使电极电位偏离平衡电位而建立的新的电位。

平衡电位:只发生一个电极反应,电荷转移平衡、物质转移平衡

稳定电位:存在共轭反应(同一电极上同时进行的,有着相同反应速度数值

且相互独立的一对反应),电荷转移平衡、物质转移不平衡

2.金属的阳极溶解与金属的自溶解有什么不同?影响金属自溶解的因素有哪些?

影响因素:金属本性(自身的J。的大小),溶液的组成,浓度,温度,搅拌条件,有机表面活性物质,外部施加的电流等。

3.什么叫金属的钝化?金属钝化后,还有没有电流通过?

化学钝化:金属在具有一定强度的氧化性介质中变得不溶的现象。

电化学钝化:阳极极化时,由于金属表面状态变化而引起阳极溶解速度急剧下降甚至几乎停止的现象,有电流通过。

4.金属钝化成相膜理论和吸附理论有什么区别和联系?

成相膜理论认为,金属钝化是因为在表面生成了一层紧密的、完整的、有一定厚度(一般为几纳米)的钝化膜。这层膜是一个独立相,将金属与溶液机械地隔离开,致使金属的溶解速度大大下降。大多数钝化膜系由氧化物组成。此外磷酸盐、铬酸盐、硅酸盐及难溶的硫酸盐和氯化物等也可以在一定条件下构成钝化膜。理论依据:已发生钝化金属表面可观察到膜的存在;利用化学方法将金属溶解后,可得到成相膜;施加阴极电流,得到的φ-t曲线分析。

解释现象:对卤素离子起活化作用的解释在有卤素离子存在的情况下,在电极表面发生竞争吸附,可改变双电层结构已成膜后,加入卤素,卤素离子在膜的表面发生吸附,在电场作用和扩散作用下,Cl-进入膜的内部,使膜的离子、电子导电性均增大。

吸附理论认为,当电极电位足够正时,电极表面上形成了不足单层的O2-离子或OH-离子的吸附层。这层吸附层增加了金属氧化为金属离子过程的活化自由始能,降低了金属阳极溶解过程的交换电流密度,使电极进入钝态。大多数金属表面的钝化膜可能是金属原子与定向吸附的水分子(碱液中为OH-)之间相互作用的产物。

实验根据:Pt在HCl溶液中,Fe电极在0.05M NaOH溶液中,钝化前后的双电层电容测量

解释现象:Fe、Ni、Cr易钝化,Fe、Ni、Cr存在一个空的d轨道;卤素离子的活化作用竞争吸附;超钝化现象

5.金属Fe在某一浓度的碱性溶液中以一定自溶速度发生腐蚀,如使Fe阳极极化,金属溶解的速度和其自溶速度有何变化?为什么?

自溶解:在不通过外电流的情况下,大多数金属和介质作用而生成各种化合物同时引起金属结构的破坏,叫做金属的自溶解,也称为金属的腐蚀

6.简述金属防腐方法。

答:1.加入缓蚀剂;

2.阴极保护法;

3.阳极保护法;

4.牺牲阳极法;

5.降低温度;

6.搅拌

2017年浙江省化学竞赛初赛试题及答案

2017年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛 一、选择题 (本题包括12小题,每小题4分,共48分。每小题只有一个选项符合题意) 1.2016年诺贝尔化学奖在瑞典皇家科学院揭晓,让·皮埃尔·索维奇,J·弗雷泽·斯托达特爵士和伯纳德·L·费林加三位科学家分享该奖,以表彰他们在“合成分子机器”方面的研 究。下列关于分子机器说法不正确 ...的是 A.“分子机器”尺寸小,可以依靠各种化学能、电能、光能等进行驱动,在纳米层次上控制单分子和多分子的运动 B.“分子机器”是通过分子和分子之间的共价键作用形成的结构固定的超分子组装体,再通过酸碱、离子、光、电等外界刺激,使分子之间发生相互运动,最终实现做功C.“分子机器”可以通过它的分子钳子与特定的病毒相结合,向肿瘤部位集中运输药物D.只要材料和环境条件具备,“分子机器”就能自动组装 2.化学与生活、社会发展息息相关,下列有关说法不正确 ...的是 A.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”;屠呦呦改进提取青蒿素的方法,提取过程中发生了化学变化 B.“时气错逆,霾雾蔽日”,雾所形成的气溶胶能产生丁达尔效应 C.《中国诗词大会》不仅弘扬了中国传统文化,还蕴含着许多化学知识。例如刘禹锡诗句“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”可以看出金性质稳定,可通过物理方法得到D.“外观如雪,强烧之,紫青烟起”。南北朝陶弘景对硝酸钾的鉴定过程中利用了焰色反应 3.离子液体(或称离子性液体)是指全部由离子组成的液体,如熔融NaCl、KOH等。室温附近呈液态的离子液体称为室温离子液体,其常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子、吡咯盐离子等,常见的阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。离子液体具有许多传统溶剂无法比拟的独特性能,被广泛应用于化学研究的各个领域。下列 说法不正确 ...的是 A.离子液体在反应过程中可作为溶剂和催化剂,从而提高化学反应的速率 B.在使用含有重金属元素的离子液体时,要严格遵守安全守则,严禁用手直接触碰,同时佩戴防毒面具,防止离子液体易挥发而导致中毒 C.离子液体具有电导率高的特点,可作为电解质溶液应用于电化学研究 D.通过对离子液体的进一步研究,发现选择不同的阴阳离子可调节其对许多无机物、有机物的溶解度,在分离提纯物质方面具有良好的应用前景 4.下列说法正确的是 A.大分子化合物油脂在人体内水解为氨基酸和甘油等小分子才能被吸收 B.2017年2月,朝鲜第三代领导核心金正恩兄长金正男系神经毒剂“VX”中毒身亡,VX的键线式为: O C10H26PSNO2,无手性 N

电化学练习题练习题及答案

第七章电化学练习题 一、是非题,下列各题的叙述是否正确,对的画√错的画× 1、设ZnCl 2水溶液的质量摩尔浓度为b ,离子平均活度因子为 ± γ,则离子平均活度θγαb b B ±=34。( ) 2、298K 时,相同浓度(均为)的KCl 、CaCl 2和LaCl 3三种电解质水溶液,离子平均活度因子最大的是LaCl 3。( ) 3、 BaCl 2水溶液,其离子强度I=。( ) 4、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。( ) 5、对于一切强电解质溶液—I Z AZ -+-=±γln 均适用。( ) 6、电解质溶液与非电解质溶液的重要区别是电解质溶液含有由电解质离解成的正负离子。( ) 7、电解质溶液可以不偏离理想稀溶液的强电解质溶液。( ) 8、离子迁移数 t ++t -<1。( ) 9、离子独立移动定律只适用于无限稀的强电解质溶液。( ) 10、无限稀薄时,KCl 、HCl 和NaCl 三种溶液在相同温度、相 同浓度、相同单位电场强度下,三种溶液中的Cl -迁移数 相同。( ) 11、在一定的温度和较小的浓度情况下,增大弱电解质溶液的 浓度,则该弱电解质的电导率增加,摩尔电导率减少。( )

12、用Λm 对C 作图外推的方法,可以求得HAC 的无限稀释之摩尔电导。( ) 13、恒电位法采用三电极体系。( ) 14、对于电池()() ()() s Ag b AgNO b NO Ag s Ag 2313,b 较小的一端 为负极。( ) 15、一个化学反应进行时,10220--=?mol KJ G m r ..,如将该化学反应安排在电池中进行,则需要环境对系统做功。( ) 16、原电池在恒温、恒压可逆的条件下放电时,0=?G 。( ) 17、有能斯特公式算得电池的E 为负值,表示此电池反应的方向是朝正向进行的。( ) 18、电池()()()() s Ag s AgCl kg mol Cl Zn s Zn 01002012.,..,=±-γ其反应为 ()()()()010*******.,..,=+→+±-γkg mol ZnCl s Ag s Zn s AgCl , 所以其电动势的计算公式为 ()010020222..ln ln ?-=-=F RT E F RT E E ZnCl θθα。( ) 19、标准电极电势的数据就是每个电极双电层的电势差。( ) 20、电池反应的E 与指定电池反应计量方程式的书写无关,而 电池反应的热力学函数m r G ?等则与指定电池反应计量方 程式的书写有关。( ) 21、锌、银两金属片同时插入HCl 水溶液中,所构成的电池是可逆电池。( ) 22、电解池中阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。( )

电化学典型练习题

pH pH 沉淀量 沉淀量 7 7 时间 时间 时间 时间 电化学基础 1.用石墨电极电解100mL 硫酸铜和硫酸的混合溶液,通电一段时间后,两极均收集到 2.24L 气体(标准状况),原混合溶液中Cu 2+ 的物质的量浓度(mol ?L -1)为( ) A .4 B .3 C .2 D .1 2.用石墨作电极电解3mol/LNaCl 和0.4mol/LAl 2(SO 4)3的混合液时,下图曲线正确的是( ) 二、填空题 3.熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li 2CO 3、Na 2CO 3和的熔融盐混 和物作电解质,CO 为阳极燃气,空气与CO 2的混和气为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃 料电池,完成有关的电池反应式:电池反应式:阳极反应式:2CO+2CO 32- →4CO 2+4e -。 阴极反应式: ,总电池反应: 。 4. 金属镍有广泛的用途,粗镍中含有少量Fe 、Zn 、Cu 、Pt 等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列 叙述正确的是( ) (已知:氧化性Fe 2+<Ni 2+<Cu 2+) A.阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni 2++2e -Ni B.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe 2+和Zn 2+ D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu 和Pt 5. 通以相等的电量,分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞(亚汞的化合价为+1)溶液,若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比为n (硝酸银)∶n (硝酸亚汞)= 2∶1,则下列表述正确的是( ) A .在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比为n (银)∶n (汞)= 2∶1 B .在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等 C .硝酸亚汞的分子式为HgNO 3 D .硝酸亚汞的分子式为Hg 2(NO 3)2 6. 下列关于如图所示装置的叙述,正确的是( )

化学竞赛专题考试--电化学

高中化学竞赛专题考试 氧化还原反应、电化学 (本卷共130分。考试时间3小时) 班级: 姓名: 1.008 Zr Nb Mo T c Ru Rh Pd Ag Cd In S n S b T e I Hf T a W Re Os Ir Pt Au Hg T l Pb Bi Po At Ac-Lr H Li Be B C N O F Na Mg Al S i P Cl S K Ca S c T i V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn G a G e As S e Br Rb Cs Fr S r Ba Ra Y La Lu -6.9419.01222.9924.31 39.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210][210]126.979.9035.454.003 20.18 39.9583.80 131.3 [222]He Ne Ar Kr Xe Rn 相对原子质量 Rf Db Sg Bh Hs Mt 一 选择题(每题只有1个正确选项,每题1.5分,共30分。) 1、医学专家提出人体中细胞膜内的葡萄糖和细胞膜外的富氧液体与细胞膜构成了微型的生物原电池,有关该原电池的下列说法中,正确的是 ( ) A.正极的电极反应可能是O 2+4e →2O 2- ,且正极附近溶液的pH 值升高。 B.正极的电极反应可能是O 2+2H 2O +4e →4OH - ,且正极附近溶液的pH 值降低。 C.负极反应主要是C 6H 12O 6-12e →6CO +12H + ,且负极附近溶液的pH 值降低。 D.负极反应主要是C 6H 12O 6+12OH - -12e →6CO 2+6H 2O ,且负极附近溶液pH 值降低。 2在配平P 4+CuSO 4+H 2O →Cu 3P+H 3PO 4+ H 2SO 4时,H 2O 前面的化学计量数应为 ( ) A.60 B.70 C.85 D.96 3 在配平的下列反应中, □H 3AsO 4(aq)+□Zn(s)+□H +(aq)+□H 2O(aq)→□AsH 3 (g) +□Zn(H 2O)42+(aq), H 2O 前面的系数为 A.8 B.12 C.16 D.20 4某温度下,将Cl 2通入NaOH 溶液,反应后得到NaCl 、NaClO 、NaClO 3的混合物。经测定ClO -与ClO 3-的浓度之比为1:3,则Cl 2与NaOH 溶液反应时,被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为 A.21:5 B.11:3 C. 3:1 D.4:1 5.2003年2月1日,美国哥伦比亚号航天飞机在返回地面的途中坠毁,举世震惊。该航天飞机用铝粉和高氯酸铵(NH 4C1O 4)的混合物为固体燃料,点燃时铝粉氧化放热,引发高氯酸铵反应,产生N 2、Cl 2、O 2和H 20并放出大量的热。下列对此反应的叙述中正确的是 ( ) A .上述反应瞬间产生大量的高温气体推动飞机飞行 B .在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用 C .其方程式可表示为2 NH 4C1O 4=N 2↑+4H 20+C12↑ +O 2↑ D .上述反应中反应物的总能量小于生成物的总能量 6 三聚氰酸[C 3N 3(OH)3]可用于消除汽车尾气中的NO 2。其反应原理为: C 3N 3(OH)3?→? ?HNCO HNCO +NO 2?→?? N 2+CO 2+H 2O 下列说法中正确的是 A. C 3N 3(OH)3与HNCO 为同一种物质 B. HNCO 是一种很强的氧化剂 C . 反应中NO 2是还原剂 D .1mol NO 2在反应中转移4mol 电子 7. 2004年美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池,它用磺酸类质子溶剂,在200o C 左右时供电,乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更安全。 电池总反应为:C 2H 5OH +3O 22CO 2 +3H 2O , 电池示意如右图,下列说法不正确...的是 A.a 极为电池的负极 B.电池工作时电流由b 极沿导线经灯泡再到a 极

电化学练习题带答案

电化学练习 1.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为Fe+Ni2O3+3H2O===Fe(OH)2+2Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确的是( )。 A.电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3,负极为Fe B.电池放电时,负极反应为Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2 C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低 D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-===Ni2O3+3H2O 2.镀锌铁在发生析氢腐蚀时,若有0.2 mol电子发生转移,下列说法正确的是( ) ①有5.6g金属被腐蚀②有6.5 g金属被腐蚀③在标准状况下有2.24 L气体放出④在标准状况下有1.12 L气体放出 A.①② B.①④ C.②③D.③④3.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构如图,电池总反应可表示为:2H2+O2===2H2O,下列有关说法正确的是( ) A.电子通过外电路从b极流向a极 B.b极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH- C.每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H2 D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极 4.如图是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的构造示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子,电子经过电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应,该电池总反应式为:2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O。下列有关该电池的说法错误的是() A.右边的电极为电池的负极,b处通入的是空气 B.左边的电极为电池的负极,a处通入的是甲醇C.电池负极的反应式为:2CH3OH+2H2O-12e-===2CO2↑+12H+ D.电池正极的反应式为:3O2+12H++12e-===6H2O 5.铅蓄电池的工作原理为:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,研读下图,下列判断不.正确的是( ) A.K闭合时,d电极反应式:PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++ B.当电路中转移0.2 mol电子时,Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2 mol C.K闭合时,Ⅱ中SO42-向c电极迁移 D.K闭合一段时间后,Ⅱ可单独作为原电池,d电极为正极 6.获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功,电解液为AlI3溶液,已知电池总反应为:2Al+3I2===2AlI3。下列说法不.正确的是( ) A.该电池负极的电极反应为:Al-3e-===Al3+ B.电池工作时,溶液中铝离子向正极移动 C.消耗相同质量金属时,用锂作负极时,产生电子的物质的量比铝多 D.该电池可能是一种可充电的二次电池 7最近,科学家研制出一种纸质电池,这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体,在一边附着锌,在另一边附着二氧化锰。电池总反应为:Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH。下列说法不.正确的是( ) A.该电池Zn为负极,MnO2为正极 B.该电池的正极反应为:MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-C.导电时外电路电子由Zn流向MnO2,内电路电子由MnO2流向Zn D.电池工作时水分子和OH-都能通过薄层纸片 8.防止或减少钢铁的腐蚀有多种方法:如制成耐腐蚀合金、表面“烤蓝”、电镀另一种金属以及电化学保护等方法。(1)钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀,请写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应:正极:________________;负极:________________。 (2)在海洋工程上,通常用铝合金(Al-Zn-Cd)保护海底钢铁设施,其原理如图所示:其中负极发生的

原电池.doc化学电源.doc电化学.doc经典习题及解析

原电池化学电源 题组一原电池工作原理的考查 1.下列装置中能构成原电池产生电流的是( ) 答案 B 解析A项,电极相同不能构成原电池;C项,酒精不是电解质溶液,不能构成原电池;D项,锌与电解质溶液不反应,无电流产生。 2.有关电化学知识的描述正确的是( ) A.CaO+H2O===Ca(OH)2,可以放出大量的热,故可把该反应设计成原电池,把其中的化学能转化为电能B.某原电池反应为Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag,装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液C.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 D.理论上说,任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池 答案 D 解析CaO+H2O===Ca(OH)2不是氧化还原反应,KCl和AgNO3反应生成AgCl沉淀易阻止原电池反应的发生;作电极的不一定是金属,如石墨棒也可作电极。 题组二原电池正、负极的判断 3.下列有关原电池的说法中正确的是( ) A.在电路中,电子由正极流向负极 B.在原电池中,相对较活泼的金属作负极,不活泼的金属作正极 C.原电池工作时,正极表面一定有气泡产生 D.原电池工作时,可能会伴随着热能变化 答案 D 解析A项,电路中不存在电子的移动;B项,若是由铝、镁、氢氧化钠溶液构 成的原电池,则负极是铝;C项,若是由锌、铜、硫酸铜溶液构成的原电池,则正 极表面析出铜,没有气泡产生。 4.分析下图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是( )

A.①②中Mg作负极,③④中Fe作负极 B.②中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e-===6OH-+3H2↑ C.③中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+ D.④中Cu作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑ 答案 B 解析②中Mg不与NaOH溶液反应,而Al能和NaOH溶液反应失去电子,故Al是负极;③中Fe在浓硝酸中易钝化,Cu和浓HNO3反应失去电子作负极,A错,C错。②中电池总反应为2Al +2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,负极电极反应式为2Al+8OH--6e-===2AlO-2+4H2O,二者相减得到正极电极反应式为6H2O+6e-===6OH-+3H2↑,B正确。④中Cu是正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-=== 4OH-,D错。 题组训练原电池原理的应用 1.电工经常说的一句口头禅:“铜接铝,瞎糊弄”,所以电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用,说明原因:_______________________________________________。 答案铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池,加快了铝的腐蚀,易造成电路断路 2.请运用原电池原理设计实验,验证Cu2+、Fe3+氧化性的强弱。请写出电极反应式,负极_______________,正极____________________, 并在方框画出实验装置图,要求用烧杯和盐桥,并标出外电路电子流向。 答案Cu-2e-===Cu2+2Fe3++2e-===2Fe2+ 3.有A、B、C、D、E五块金属片,进行如下实验:①A、B用导线相连后,同时浸入稀H2SO4

2019年高中化学竞赛——电化学

电化学 胡征善 电化学是电与化学准确地说是电子与氧化还原反应的结晶。氧化还原反应有电子的转移而产生电——电池,电能使某些化学物种有电子得失而发生氧化还原反应——电解。 能量转化 太阳能、化学能、电能的互相转化 氧化还原反应 1、概念 2、氧化还原性的比较 电解质溶(熔)液 1.离子迁移(盐桥与交换膜) 2.n (离子)、V (aq)、pH 变化 3.离子可在多孔的固体中定向移动 应用 1、新型化学电源的开发 2、物质制备(合成)的新方法 3、环境化学(废气、废液的处理) 4、金属的电化腐蚀与电化防腐 负阳氧,正阴还内离移,外电流 原电池必须ΔG<0 电解、利用光能可使ΔG>0被迫发生 强者优先 电极反应与离子方程式 电化学包括电池和电解。电池即在两电极上自发发生氧化反应和还原反应而产生电流(电动势ε>0)。电解即是在直流电的作用下在两电极上发生氧化反应和还原反应。 负极(—)——电位低 发生氧化反应 1.活泼的金属——电极失电子而溶解 2.燃料——燃料失电子 燃料电池的电极可以相同,但要求电极多孔(表面积大)——吸附能力强;具有催化作用 正极(+)——电位高 发生还原反应 1.①较不活泼的金属、石墨 ——导体 ②氧化性较强的难溶性氧化物PbO 2、Ag 2O 或 Ag 2O 2、NiO(OH)——电极本身得电子 2.氧化性气体[如氧气(空气)、氯气等]——氧化性气体得电子 e — I 电解质溶(熔)液 A

外电路的电子流动与电解质溶(熔)液中离子迁移的关系: 例如: 通过溶液每一截面: n(H+)+n(Cl—)=x mol 2n(Cu2+)+n(Cl—)=x mol 若有阴或阳离子交换膜: 一、电池(化学电源) 电池(化学电源)有多种不同的分类。如:一次电池和二次电池;酸性电池、碱性 电解质溶(熔)液 e—e— 电池的电动势大于电解质溶(熔)液 的分解电压,电解才能得以实现 e—e— 阴极——接电池的负极 (多电子的电极) 发生还原反应 金属或石墨——导体 氧化性材料——得电子 阳极——接电池的正极 (缺电子的电极) 发生氧化反应 1.惰性电极(Au、Pt、石墨)——导 体。溶(熔)液中阴离子失电子 2.活泼电极 电极本身失电子溶解

电化学基础练习题及答案

第11章氧化还原反应电化学基础 一、单选题 1. 下列电对中,θ值最小的是:D A: Ag+/Ag;B: AgCl/Ag;C: AgBr/Ag;D: AgI/Ag 2. θ(Cu2+/Cu+)=,θ(Cu+/Cu)=,则反应2 Cu+Cu2+ + Cu的Kθ为:C A: ×10-7;B: ×1012;C: ×106;D: ×10-13 3. 已知θ(Cl2/ Cl-)= +,在下列电极反应中标准电极电势为+ 的电极反应是:D A:Cl2+2e- = 2Cl- B: 2 Cl-- 2e- = Cl2C:1/2 Cl2+e-=Cl- D:都是 4. 下列都是常见的氧化剂,其中氧化能力与溶液pH 值的大小无关的是:D A: K2Cr2O7 B: PbO2C: O2D: FeCl3 5. 下列电极反应中,有关离子浓度减小时,电极电势增大的是:B A: Sn4+ + 2e- = Sn2+ B: Cl2+2e- = 2Cl- C: Fe - 2e- = Fe2+ D: 2H+ + 2e- = H2 6. 为防止配制的SnCl2溶液中Sn2+被完全氧化,最好的方法是:A A: 加入Sn 粒B:. 加Fe 屑C: 通入H2D: 均可 二、是非题(判断下列各项叙述是否正确,对的在括号中填“√”,错的填“×”) 1. 在氧化还原反应中,如果两个电对的电极电势相差越大,反应就进行得越快。 ×(电极电势为热力学数据,不能由此判断反应速率)2.由于θ(Cu+/Cu)= + , θ(I2/ I-)= + , 故Cu+和I2不能发生氧化还原反应。×(标态下不反应,改变浓度可反应。) 3.氢的电极电势是零。×(标准电极电势) 4.FeCl3,KMnO4和H2O2是常见的氧化剂,当溶液中[H+]增大时,它们的氧化能力都增加。×(电对电极电势与PH无关的不变化。) 三、填空题

电化学部分练习题及答案

电化学部分练习题 一、选择题 1.在极谱分析中,通氮气除氧后,需静置溶液半分钟,其目的是( ) A.防止在溶液中产生对流传质 B.有利于在电极表面建立扩散层 C.使溶解的气体逸出溶液 D.使汞滴周期恒定 2.在下列极谱分析操作中哪一项是错误的? ()A.通N2除溶液中的溶解氧 B.加入表面活性剂消除极谱极大 C.恒温消除由于温度变化产生的影响 D.在搅拌下进行减小浓差极化的影响 3.平行极谱催化波电流比其扩散电流要大,是由于( ) A.电活性物质形成配合物, 强烈吸附于电极表面 B.电活性物质经化学反应而再生, 形成了催化循环 C.改变了电极反应的速率 D.电极表面状态改变, 降低了超电压 4.确定电极为正负极的依据是()A.电极电位的高低B.电极反应的性质 C.电极材料的性质D.电极极化的程度 5.催化电流和扩散电流的区别可以通过电流随汞柱高度和温度的变化来判断,催化电流的特征是( ) A.电流不随汞柱高度变化, 而随温度变化较大 B.电流不随汞柱高度变化, 而随温度变化较小 C.电流不随汞柱高度变化也不随温度而变化 D.电流随汞柱高度变化, 随温度变化也较大 6.在1mol/LKCl支持电解质中, Tl+和Pb2+的半波电位分别为-0.482V和-0.431 V, 若要同时测定两种离子应选下列哪种极谱法? ( ) A.方波极谱法B.经典极谱法 C.单扫描极谱法D.催化极谱法

7.极谱定量测定的溶液浓度大于10-2mol/L时,一定要定量稀释后进行测定,是由于( ) A.滴汞电极面积较小 B.溶液浓度低时, 才能使电极表面浓度易趋于零 C.浓溶液残余电流大 D.浓溶液杂质干扰大 8.在单扫描极谱图上,某二价离子的还原波的峰电位为-0.89V,它的半波电位应是( ) A.-0.86V B.-0.88V C.-0.90V D.-0.92V 9.金属配离子的半波电位一般要比简单金属离子半波电位负,半波电位的负移程度主要决定于( ) A.配离子的浓度B.配离子的稳定常数 C.配位数大小D.配离子的活度系数 10.某有机化合物在滴汞上还原产生极谱波R+nH++ne-RHn请问其E 1/2( ) A.与R的浓度有关B.与H+的浓度有关 C.与RHn的浓度有关D.与谁都无关 11.若要测定1.0×10-7 mol/LZn2+,宜采用的极谱方法是()A.直流极谱法B.单扫描极谱法C.循环伏安法D.脉冲极谱法 12.循环伏安法在电极上加电压的方式是()A.线性变化的直流电压B.锯齿形电压 C.脉冲电压D.等腰三角形电压 13.电解时,由于超电位存在,要使阳离子在阴极上析出,其阴极电位要比可逆电极电位()A.更正B.更负C.者相等D.无规律 14.pH 玻璃电极产生的不对称电位来源于( ) A.内外玻璃膜表面特性不同 B.内外溶液中H+浓度不同 C.内外溶液的H+活度系数不同 D.内外参比电极不一样 15.平行催化波的灵敏度取决于( ) A.电活性物质的扩散速度 B.电活性物质速度 C.电活性物质的浓度

物理化学第七章 电化学习题及解答

第七章 电化学习题及解答 1. 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ,经过15 min 后,问:(1)在阴极上能析出多少质量的Cu ; (2) 在27℃,100 kPa 下,阳极析出多少Cl 2? 解:电极反应为 阴极:Cu 2+ + 2e - = Cu 阳极: 2Cl - - 2e - = Cl 2 电极反应的反应进度为ξ = Q /(ZF) =It / (ZF) 因此: m Cu = M Cu ξ = M Cu It /( ZF ) = 63.546×20×15×60/(2×96485.309)=5.928g V Cl 2 = ξ RT / p =2.328 dm 3 2. 用银电极电解AgNO 3溶液。通电一定时间后,测知在阴极上析出1.15g 的Ag ,并知阴极区溶液中Ag +的总量减少了0.605g 。求AgNO 3溶液中的t (Ag +)和t (NO 3-)。 解: 解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液是电中性的)。显然阴极区溶液中Ag +的总量的改变D m Ag 等于阴极析出银的量m Ag 与从阳极迁移来的银的量m’Ag 之差: D m Ag = m Ag - m’Ag m’Ag = m Ag - D m Ag t (Ag +) = Q +/Q = m’Ag / m Ag = (m Ag - D m Ag )/ m Ag = (1.15-0.605)/1.15 = 0.474 t (NO 3-) = 1- t (Ag +) = 1- 0.474 = 0.526 3. 已知25 ℃时0.02 mol/L KCl 溶液的电导率为0.2768 S/m 。一电导池中充以此溶液,在25 ℃时测得其电阻为453Ω。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为0.555g/L 的CaCl 2溶液,测得电阻为1050Ω。计算(1)电导池系数;(2)CaCl 2溶液的电导率;(3)CaCl 2溶液的摩尔电导率。 解:(1)电导池系数K Cell 为 K Cell = k R = 0.2768×453 =125.4 m -1 (2)CaCl 2溶液的电导率 k = K Cell /R = 125.4/1050 = 0.1194 S/m (3)CaCl 2溶液的摩尔电导率 Λm = k/C = 110.983×0.1194/(0.555×1000)= 0.02388 S·m 2 ·mol - 4. 25 ℃时将电导率为0.141 S/m 的KCl 溶液装入一电导池中,测得其电阻为525Ω。在同一电导池中装入0.1mol/L 的NH 4OH 溶液,测得电阻为2030Ω。利用表7.1.4中的数据计算NH 4OH 的解离度α及解离常数K 。 解:查表知NH 4OH 无限稀释摩尔电导率为 ∞Λm (NH 4OH)=∞Λm (NH 4+)+∞ Λm (OH -) =73.4×10-4+198.0×10-4 =271.4 ×10-4S·m 2 ·mol - 因此, α = ∞ΛΛm m O H)(NH O H)(NH 44= O H) (NH O H)l)/cR(NH k(KCl)R(KC 4m 4Λ∞

电化学原理试题

第六章电化学极化 1. 简述三种极化的概念,哪一种极化严格来讲不能称为极化。 电化学极化:当电极过程为电化学步骤控制时,由于电极反应本身的“迟缓性”而引起的极化。 浓度极化:当电极过程由液相传质步骤控制时,电极所产生的极化。 电阻极化:由电极的欧姆电阻引起的电位差。 电阻极化严格来讲不能称为极化 2. 简述电化学极化最基本的三个动力学参数的物理意义。 1) 对称系数:电位偏离形式电位时,还原反应过渡态活化能改变值占F 的分数。 物理意义:反应改变电极电位对还原反应活化能的影响程度;(1—)反应改变电极电位对氧化反应活化能的影响程度。 对称系数是能垒的对称性的变量,是由两条吉布斯自由能曲线的斜率决定的,而且曲线的形状和斜率是取决于物质的化学键特性。在CTP动力学中,可以用来推测过渡态的构型,研究电极反应的放电机理。 2)电极反应标准速率常数K:当电极电位等于形式电位时,正逆反应速率常数相等,称为标准速率常数。 物理意义:在形式电位下,反应物与产物浓度都为1时,K在数值上等于电极反应的绝对反应速度。 a.度量氧化还原电对的动力学难易程度;b体现电极反应的反应能力与反应活性;c.反应电极反应的可逆性。 3)交换电流密度J。:在平衡电位下,氧化反应和还原反应的绝对电流密度相等,称为交换电流密度。 物理意义:a.度量氧化还原电对的动力学难易程度;b体现电极反应的反应能力与反应活性;c.反应电极反应的可逆性;d.表示平衡电位下正逆反应的交换速度。 3.为什么电极电位的改变会影响电极反应的速度和方向? 4.写出Butler-Volmer公式在不同过电位范围下的近似公式。 5.简述J0对电极性质的影响。

电化学例题

例5.1.1 用铂电极电解CuCl 2溶液,通过的电流为20A ,经过15 min 后,试求(1)在阴极上析出的Cu 的质量。(2)在阳极上析出温度为27℃、压力为100 kPa 时Cl 2的体积。 解 通过电解池的电量 Q =It =(20×15×60)C=18000 C 根据法拉第定律 Q =nF ,则电极上发生反应的物质的量: 22-11 118000C (H )(C l )0.1866m ol 2296485C m ol Q n n F ====? (1) 阴极上析出Cu 的质量:111( C u )( C u )0.1866(63.55)g 5.929g 2 2 2 m n M =?=??=; 式中1 (C u )2 M 是指Cu 的物质的量的基本单元为 1 2 Cu,即对应元电荷的质量。 (2) 阳极上析出氯气的体积(将气体看作理想气体): 23323 1 0.5(Cl )(Cl )0.18660.58.3145300.152===m =2.328dm 10010 n RT n RT V p p ???? 在使用理想气体方程时,物质的量n 必须对应于气体实际存在的形式,例如氯气应为2C l 而不是122 Cl 。这是热力学和电化学不一致的地方,需要引起注意。 例5.1.2 用银电极电解AgNO 3水溶液,通电一定时间后,在阴极上有0.078g 的Ag(s)析出。经过分析知道阳极区含有水 23.14g ,AgNO 3 0.236g 。已知原来所用溶液的浓度为每克水中溶有AgNO 3 0.00739g 。试分别计算Ag +和NO 3-的迁移数。 解: Ag +迁移数的计算: 对Ag +在阳极区进行物质的量衡算有 n n n n =+-后迁前电 式中各项:n 后-通电后阳极区Ag +的物质的量; n 前-通电前阳极区Ag +的物质的量; n 电-发生电极反应从阳极溶解生成的Ag +的物质的量; n 迁-电迁移迁出阳极区的Ag +的物质的量; 所以 n n n n =+-迁后前电 以阳极区水的质量为23.14g 作为计算基准 333 AgN O 3 AgN O Ag AgN O m 0.236n n mol 1.38910mol M 169.9 +-=== =?, 后,,后后 3 3 3 AgN O 3 AgN O Ag AgN O m 0.0073923.14 n n m ol 1.00710m ol M 169.9 +-?== = =?前,前,前, Ag 3 Ag Ag m 0.078n m ol 0.722910m ol M 107.9 +-== =?, 电,电 3 3 n n n n 1.0070.7229 1.38910mol 0.340910mol --=+-=+-?=?迁后前电() Ag + 的迁移数 3, A g 3 A g A g n 0.340910m ol t 0.47 n 0.722910 m ol Q Q + + + -+-?= = = =?迁电,

电化学原理试题B

电化学原理 一、填空题。(每空2分,共30分) 1. 电化学研究对象包括三部分:_____________,________________及_______________________。 2. 液相传质的三种方式为:_____________,______________和_____________。 3. 离子淌度反映出离子在______________推动下的运动特征。 4. 金属与溶液界面电位差一般由______________电位差、____________电位差和__________电位差组成。 5. 金属电化学防腐有___________、___________、___________等三种方式。 6. 电池放电时,阳极是正极还是负极?_____________。 7. 若某一电极过程有15J 0< J< 0.01J d ,则其速度控制步骤为_____________步骤。 二、回答下列问题。(每题10分,共40分) 1. “除电荷传递步骤外,电极过程的其他步骤不涉及电子转移,所以不能用电流密度来表示它们的速度。” 这种说法对吗?为什么? 2. 在不同金属上发生氢离子还原时,为什么可根据Tafel公式中的a值将它们分成高、中、低过电位金属?

3.?电化学极化的电极过程速度控制步骤是什么步骤?浓度极化的电极过程速度控制步骤是什么步骤? 4. 为什么电极电位的改变会影响电极反应的速度和方向? 三、计算题(10分) 用H 2SO 4的水——乙酸溶液为电解液,测定铂电极(阳极)上氧的过电势,得出 下表结果: J /A.cm -2 10-3 10-2 5×10-2 10-1 η/V 0.92 1.31 1.53 1.64 求Tafel 常数a 和b 。 四、分析在金属电镀过程中阴、阳极上发生反应(包括副反应)的特点及电位变化特点。 (10分) 五、测量动力学参数可采用经典法和暂态法,二者各有何特点。(10分) 电化学原理 试题B (答案) 二、填空题。(每空2分,共30分) 1. 电子导体,离子导体,二者形成的带电界面性质

2019—2020学年第一学期高中化学竞赛知识点化学竞赛大纲 初赛基本要求

高中化学竞赛知识点 有机是大头,命名结构性质都可以出题,还可以和配合物晶体结合,《有机化学》(北大出的)要求的都要掌握,再做做关于合成、性质的题,推荐丁漪出的《化学竞赛教程》(最好用解答的那本),好好研究一下。 结构式重点和难点。有多做一些分子结构配合物结构的题,基本的知识掌握了,这两块应该没太大问题。晶体很难,即使做很多题也不一定可以掌握,但基本的份不可以丢。原子结构已经很多年没有考了,如果再考肯定考分析信息的能力,应该不会很难。滴定每年会有一道大题。而且越来越重视,如果运气好只是一道高中就会的计算,但运气不好的化就会遇到《分析化学》里的内容。化学平衡考的比较简单,但要有备无患。电化学可能会出难题,多看一下《无机化学》,会有启发。有效数字不可以不注意,大学和高中的要求不同,改卷老师都遵循大学的标准,只有规范才能不丢无谓的分。物理化学和溶液已经多年未考,但热力学的内容是决赛里的难点,看自己有没有必要学这个了。作为一个过来人,还有几个建议:如果你是分析型的。就多做一些题,做题可以让水平提高很多,如果是记忆型的,就多看看书,尤其是有机无机,虽然每年都出一些新信息,但它的模型在书上都能找到。最后祝你取得好成绩。 附化学竞赛大纲(一般不会改动) 说明: 1. 本基本要求旨在明确全国高中学生化学竞赛初赛及决赛试题的知识水平,作为试题命题的依据。本基本要求不包括国家代表队选手选拔赛的要求。 2. 现行中学化学教学大纲、普通高中化学课程标准及高考说明规定的内容均属初赛要求。高中数学、物理、生物、地理与环境科学等学科的基本内容(包括与化学相关的我国基本国情、宇宙、地球的基本知识等)也是本化学竞赛的内容。初赛基本要求对某些化学原理的定量关系、物质结构、立体化学和有机化学作适当补充,一般说来,补充的内容是中学化学内容的自然生长点。 3. 决赛基本要求在初赛基本要求的基础上作适当补充和提高。 4. 全国高中学生化学竞赛是学生在教师指导下的研究性学习,是一种课外活动。针对竞赛的课外活动的总时数是制定竞赛基本要求的重要制约因素。本基本要求估计初赛基本要求需40单元(每单元3小时)的课外活动(注:40单元是按高一、高二两年约40周,每周一单元计算的);决赛基本要求需追加30单元课外活动(其中实验至少10单元)(注:30单元是按10、11和12月共三个月约14周,每周2~3个单元计算的)。 5. 最近三年同一级别竞赛试题所涉及的符合本基本要求的知识自动成为下届竞赛的要求。 6. 本基本要求若有必要做出调整,在竞赛前4个月发出通知。新基本要求启用后,原基本要求自动失效。 初赛基本要求 1. 有效数字在化学计算和化学实验中正确使用有效数字。定量仪器(天平、量筒、移液管、滴定管、容量瓶等等)测量数据的有效数字。数字运算的约化规则和运算结果的有效数字。实验方法对有效数字的制约。 2. 气体理想气体标准状况(态)。理想气体状态方程。气体常量R。体系标准压力。分压定律。气体相对分子质量测定原理。气体溶解度(亨利定律)。 3. 溶液溶液浓度。溶解度。浓度和溶解度的单位与换算。溶液配制(仪器的选择)。重结晶方法以及溶质/溶剂相对量的估算。过滤与洗涤(洗涤液选择、洗涤方式选择)。重结晶和洗涤

【精选】电化学练习题带答案

电化学练习 1.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为Fe+Ni2O3+3H2O===Fe(OH)2+2Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确的是( )。 A.电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3,负极为Fe B.电池放电时,负极反应为Fe+2OH--2e-===Fe(OH)2 C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低 D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-===Ni2O3+3H2O 2.镀锌铁在发生析氢腐蚀时,若有0.2 mol电子发生转移,下列说法正确的是( ) ①有5.6 g金属被腐蚀②有6.5 g金属被腐蚀③在标准状况下有2.24 L气体放出④在标准状况下有1.12 L气体放出 A.①② B.①④ C.②③ D.③④ 3.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构如图,电池总反应可表示为:2H2+O2===2H2O,下列有关说法正确的是( ) A.电子通过外电路从b极流向a极 B.b极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH- C.每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H2 D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极4.如图是某公司批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的构造示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子,电子经过电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应,该电池总反应式为:2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O。下列有关该电池的说法错误的是( ) A.右边的电极为电池的负极,b处通入的是空气 B.左边的电极为电池的负极,a处通入的是甲醇C.电池负极的反应式为:2CH3OH+2H2O-12e-===2CO2↑+12H+ D.电池正极的反应式为:3O2+12H++12e-===6H2O 5.铅蓄电池的工作原理为:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,研读下图,下列判断不正确的是( ) A.K闭合时,d电极反应式:PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++ B.当电路中转移0.2 mol电子时,Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2 mol C.K闭合时,Ⅱ中SO42-向c电极迁移 D.K闭合一段时间后,Ⅱ可单独作为原电池,d电极为正极6.获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功,电解液为AlI3溶液,已知电池总反应为:2Al+3I2===2AlI3。下列说法不正确的是( ) A.该电池负极的电极反应为:Al-3e-===Al3+ B.电池工作时,溶液中铝离子向正极移动 C.消耗相同质量金属时,用锂作负极时,产生电子的物质的量比铝多 D.该电池可能是一种可充电的二次电池 7最近,科学家研制出一种纸质电池,这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体,在一边附着锌,在另一边附着二氧化锰。电池总反应为:Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH。下列说法不正确的是( ) A.该电池Zn为负极,MnO2为正极 B.该电池的正极反应为:MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH- C.导电时外电路电子由Zn流向MnO2,内电路电子由MnO2流向Zn D.电池工作时水分子和OH-都能通过薄层纸片 8.防止或减少钢铁的腐蚀有多种方法:如制成耐腐蚀合金、表面“烤蓝”、电镀另一种金属以及电化学保护等方法。(1)钢铁的腐蚀主要是吸氧腐蚀,请写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应:正极:________________;负极:________________。 (2)在海洋工程上,通常用铝合金(Al-Zn-Cd)保护海底钢铁设施,其原理如图所示:其中负极发生的

全国化学竞赛初赛模拟试卷

2006年全国化学竞赛初赛模拟试卷 (时间:3小时 满分:100分) α-Al 2O 3既难溶于酸、也难溶于碱,但高温下与某盐反应可转化为可溶物;所得产物溶于适量水可结晶得到明矾。写出熔解α-Al 2O 3的反应方程式。 第二题(4分) 将一小块具有规则形状的胆矾晶体投入某温度下的饱和硫酸铜溶液中,甲、乙同学都观察到晶体未发生变化。甲同学认为:根据现象说明未发生晶体的溶解和结晶。乙同学认为:虽然未观察到晶体的变化,但存在溶解和结晶的动态平衡。你同意哪一位同学的分析?请设计2个实验实验证明。 第三题(7分) 氯代有机物通过各种途径进入到环境后会对生态环境和人体健康产生极大的危害。利用电化学方 法去除氯代芳烃污染物是极具应用前景的方法之一。某研究小组以Ag + 为媒质作用进行间接电化学氧 化,对大多数氯代芳烃的去除率都可达到99%以上。具体过程为Ag + 在阳极转化为A ,A 与水反应生成具有高度活性的自由基B ,B 攻击氯代芳烃分子,并最终将其氧化 1.写出电极反应方程式; 2.写出A →B 的反应方程式; 3.以五氯苯酚为例,写出B 将其氧化的方程式; 4.Ag +用于氯代芳烃处置的缺点除费用高外,还有1个不足之处是什么? 第四题(6分) 氮化碳结构如右图,其中β-氮化碳硬度超过金刚石晶体,成为首屈一指的超硬新材料。 1.写出氮化碳的化学式; 2.指出氮化碳的晶体类型; 3.请在右图中用粗线画出两种二维晶胞。 第五题(8分) 二亚胺X (结构如右图)广泛地用于聚氨酯、聚酯及聚氨酯塑料的生产,也用于医药、农药、生物化工等领域。其合成方法如下: A ??→?+2COCl B ??→?-HCl C ??→?缩合X 1.X 中两个苯环是否共平面,为什么?两个苯环对位4个碳原子是否共直线,为什么?

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