第1章 绪论
1.测得25℃时，0.001mol/L 氯化钾溶液中，KCl 的当量电导为141.3Scm 2/eq ，若作为溶剂的水的电导率为1.0?10-6S/cm ，试计算该溶液的电导率。 解：由N c 1000κ
λ=得cm c N KCl KCl /S 103.1411000
001
.03.14110006-?=?==λκ 所以该溶液电导率cm KCl /S 103.142101.0103.1416-66--?=?+?=+=水溶液κκκ
0231.07
.39002.9)()(0===
HAc HAc λλα
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3.在25℃时，将水中的一切杂质除去，水的电导率将是多少？25℃时水的离子积Kw=1.008?10-14。下列各电解质的极限当量电导分别为：λ0(KOH)=27
4.4Scm 2/eq ，λ0 (HCl)=436.04 Scm 2/eq, λ0 (KCl)=149.82 Scm 2/eq 。 解：水的极限当量电导是
eq KCl HCl KOH O H /Scm 62.55082.14904.4264.274)()()()(200020=-+=-+=λλλλ
由c H+c OH-=K w =1.008?10-14=c 2，得到水电离浓度L mol c N /10004.110008.1714--?=?= cm c O H N
O H /S 1053.51000
10004.162.5501000)(87202
--?=??==
λκ
5.扣除了水的电导率后得到18℃下饱和Cu(OH)2溶液的电导率为1.19?10-5S/cm ，试用此值计算该温度下Cu(OH)2在水中的溶度积Ks 。已知Cu(OH)2的摩尔电导为87.3Scm 2/mol 。
解：由N
c 1000κλ=得L mol c N /10363.13.871019.11000100045--?=??==λκ 由Cu(OH)2?Cu 2++2OH -
得K s =c Cu2+c OH-=c(2c)2=4c 3=4? (1.363?10-4)3=1.01?10-11(mol/L)3
7. 25℃时，冲淡度为32L/eq 的醋酸溶液的当量电导为9.02Scm 2/eq 、该温度下HCl,NaCl,NaAc 的极限当量电导分别为426.2Scm 2/eq,126.5 Scm 2/eq 和91.0 Scm 2/eq 。试计算醋酸的离解常数。 解：醋酸的极限当量电导为
eq NaCl HCl NaAc HAc /Scm 7.3905.1262.4260.91)()()()(20000=-+=-+=λλλλ
醋酸电离度0231.07
.39002
.9)()(0===
HAc HAc λλα, 醋酸总浓度c(HAc)=(1/32)mol/L
离解常数52221071.10231
.01)
32/1(0231.0)()1()]([][]][[--+?=-?=-==
HAc c HAc c HAc Ac H K c αα 3141
1AC 1BC x R G R R R R =
==?
第2章 电化学热力学
2.计算25℃时下列电池的电动势。
(1)Pt,H 2(101325Pa)|HCl(0.1mol/kg)|O 2(101325Pa),Pt
(2)Pt|SnCl 2(0.001mol/kg),SnCl 4(0.01mol/kg)‖FeCl 3(0.01mol/kg),FeCl 2(0.001mol/kg)|Pt (3)Ag|AgNO 3(0.1mol/L)‖AgNO 3(1mol/L)|Ag 解：(1)(-)H 2=2H ++2e (+)O 2+4e+4H +=2H 2O
电池总反应： O 2+2H 2=2H 2O, n=4；已知V 01.229V ,0
-0
==+??
V 229.1)11ln(40229.1)ln(4-ln 422
0-00
2
2=?+
-=+=+=+∏∏F
RT
p p F
RT a a F RT E E H O ??νν
生成物反应物-
(2) (-)Sn 2+=Sn 4++2e (+)Fe 3++e=Fe 2+
电池总反应： 2Fe 3++ Sn 2+= 2Fe 2+ +Sn 4+, n=2；已知V 150.0V ,771.00
-0
==+??
V
6505.0)01
.0001.0001
.001.0log(20591.0150.0771.0a a a a ln 2-ln 222Sn 2Fe Sn 2Fe 0
-00
4223=??+-=+=+=+
++++∏∏F RT a a F RT E E ??ν
ν
生成物反应物
(3) (-)Ag= Ag +(0.1mol/L)+ e (+)Ag +(1mol/L)+ e=Ag
查表知 ?0(Ag|Ag +)=0.799V ，0.1mol/L AgNO 3 γ±=0.72；1mol/L AgNO 3 γ±=0.4 无迁移电池: (-)Ag → Ag +(0.1mol/L)+ e (+)Ag +(1mol/L)+ e →Ag 电池总反应：Ag +(1mol/L)= Ag +(0.1mol/L)，n=1
V c c nF RT a a nF RT E 044.01
.0721.014.0log 0591.0ln ln '''''
''''=???===±±++γγ
5.试构成总反应如下的诸可逆电池，并写出计算电池电动势的公式、 (1)Zn+Hg 2SO 4(s)?ZnSO 4+2Hg (2)Pb+2HCl ?PbCl 2(s)+H 2(g)
解：(1) Zn|ZnSO 4(a),Hg 2SO 4(s)|Hg 电池反应为Hg 2SO 4+Zn= ZnSO 4(a)+2Hg
224
Zn ln ln a 22SO a RT RT E E E a F a F
ν
ν+-=+=-∏∏反应物生成物 (2) PbCl 2(s) |Pb, HCl(a)| H 2(g),Pt 电池反应为2HCl+Pb=H 2+PbCl 2
2
H 220
p ln 2ln 2-++=+=∏∏Cl H a a F RT E a a F RT E E ν
ν
生成物反应物
11.25℃时电池Ag|AgCl(s),HCl(a),Hg 2Cl 2(s)|Hg 的电动势为45.5mV ，温度系数(?E/?T)=0.338mV/K 。求25℃时时通过1F 电量时的电池反应的ΔG, ΔH, ΔS 。 解：电池反应为 (1/2)Hg 2Cl 2(s)+2Ag=2AgCl(s)+2Hg
mol kJ nFE G /39.41000/105.459650013-=???-=-=?-
)./(6.3210338.0965001)(3K mol J T
E
nF S p =???=??=?-
mol kJ T
E
nFT nFE mol
kJ S T G H p /32.51000/10338.02989650011000/105.45965001)(
/32.51000/6.3229839.433=????+???-=??+-==?+-=?+?=?--
13.已知 (1)Cu 2++2e=Cu ?0=0.337V ；(2)Cu ++e=Cu ?0=0.520V
求反应(3)Cu 2++e=Cu +的?0值和ΔG 值，并判断在标准状态下此反应自发进行的可能性及进行的方向
解：公式(3)= 公式(1)- 公式(2)，所以
ΔG 3= ΔG 1 –ΔG 2= -n 3F ?03=-n 1F ?01+n 2F ?02
=-2?96500?0.337+1?96500?0.520= -14.86?103J/mol 所以有?03=2?01-?02=2?0.337-0.520=0.154V 由于ΔG 3<0，所以反应(3)向右方向自发进行
16.25℃时Pb | Pb 2+电极的标准电极电位为-126.3mV, Pb | PbF 2(s),F -的标准电极电位为
-350.2mV 。求PbF 2的溶度积K s 解：对于电极反应
(1) Pb 2++2e = Pb 1
ln
22011+
+=Pb a F RT ?? (2) PbF 2(s)+2e = Pb+2F - 20221ln 2-
+=F a F
RT ??
公式(2)-(1)得公式（3）PbF 2=Pb 2++2F -
44
.171000/)3.1262.350(298
314.896500
2)(2l 0ln 2ln 201020
1022010
2122-=+-???=-==--=-
-=--+????????RT F nKs Ks F RT a a F RT F Pb 得则由
所以Ks=2.66?10-8(mol/L)3
17.电池Zn | ZnCl 2(m),Hg 2Cl 2(s) | Hg 在25℃时， (a)当m=0.2515mol/kg 时，电池电动势E=1.1009V. (b)当m=0.005mol/kg 时，电动势为1.2244V.
试计算两个ZnCl 2溶液的离子平均活度系数之比值。 解：对于下面负极和正极反应
(-) Zn 2++2e = Zn (+) Hg 2Cl 2(s)+2e = 2Hg+2Cl -
有电池反应 Hg 2Cl 2(s)+ Zn = 2Hg + Zn 2++2Cl -
由电动势公式∏∏+=νν
生成物
反应物a a F RT E E ln 20
，得2020)2(ln 2ln 22±±-=-=-
+
γγm m F RT E a a F RT E E Cl
Zn 则3
30
ln 2ln 24ln 2±---
=γF RT m F RT F RT E E 303
log 3.224log 3.22log m E RT
F E RT F ---=±
γ 491.0309.0702.1393.12515.0005.0log )1009.12244.1(0591.03/2log
log 3)(3.22log log log 3,,,,33,,,,=-=-=+-=+-=-=±±±±±±±±b
a
b a a
b
a b b a m m
E E RT
F b
a
γγγγγγγγ
第4章 电极过程概述
3. 25℃时，用二块锌板作电极在0.1mol/L ZnSO 4和0.1mol/L H 2SO 4的混合水溶液中，以
0.1A/cm 2
的电流密度进行电解。测得溶液欧姆电压降为0.5V 。假设阳极极化可以忽略不计，氢在锌上的析出过电位为1.06V 。求欲使阴极上只发生锌的沉积时的最高电解槽槽电压。此时锌在阴极沉积的过电位时多少？
解：已知0.1mol/L ZnSO 4活度系数γ±=0.15，0.1mol/L H 2SO 4活度系数γ±=0.265； ?Zn 0=-0.763V, ?H20
=0V
阴极可能电极反应(1)Zn 2++2e →Zn, (2)2H +
+2e →H 2 槽电压IR V c a +-=??，根据能斯特方程有
V F RT a F RT Zn Zn Zn 817.00539.0763.0)1.015.0(ln 2763.0-ln 220
,-=--=?+=+
=+??平 V F
RT a F RT H H
H
0754.0)2.0265.0(ln 0ln 220
,2
2-=?+=+=+
??平
实际析氢电位V H H c c H 135.106.1-0754.0--222,,-====η???平 对应析锌过电位V a F
RT
c Zn Zn c Zn Zn 318.0)135.1(817.0--ln 2-20
,=--=+
==+????η平 析锌需要的最高槽电压V IR V c Zn Zn 818.05.0)135.1(817.0--,=+--=+=??平
5. 20℃时，电极反应O+2e →R 的速度为9
6.5mA/cm 2，其速度控制步骤为扩散步骤。若扩散步骤的活化能增加了4kJ/mol ，试问该电极反应速度（以电流密度表示）是多少？与原来的速度相差多少？ 解：)exp(1
1RT
W nFKc i -
=
21122/7.18)]293314.8/(1000[-4exp 5.96)exp()exp()exp(cm mA RT
W
i RT
W W nFKc RT W nFKc i =??=?-
=?+-=-=
i 2/i 1=18.7/96.5=0.194倍
7. 25℃时，扩散控制的某电极反应速度为3?10-2mol/(m 2s)。若通过强烈搅拌提高扩散速度1000倍，就可以使扩散步骤成为非控制步骤。为此，扩散活化能应改变多少？ 解：由)exp(12RT
W
i i ?-
= 得mol J i i RT W /171141000ln 298314.8)/ln(21-=?-==? 扩散活化能应应当降低17114J/mol
第5章 液相传质步骤动力学
5.在无添加剂的锌酸盐溶液中镀锌，其阴极反应为Zn(OH)42-+2e →Zn+4OH -
，并受扩散步骤控制。18℃时测得某电流密度下的电位为0.056V 。若忽略阴极上析出氢气的反应，并已知
Zn(OH)42-离子的扩散系数为0.5?10-5cm 2
/s ，浓度为2mol/L ，在电极表面液层(x=0处)的浓度
梯度为8?10-2mol/cm 4
，试求：
(1)阴极过电位为0.056V 时的阴极电流密度；
(2) Zn(OH)42-离子在电极表面液层中的浓度。 解：(1)根据题意可以得到以下方程组
)
3()1()2()
1(/0
C
C j j C nFD
j dx dc c c S d O
d x s
o -
==-=δ
δ）（＝
将公式(1)代入(2)可得0/)1(==-
x o
s d dx dc nFD c c j ）（
结合（3）可得
2
250/0772.0108105.0965002/cm A dx dc nFD j x i i =?????==--=）（
(2))1()1(00
d S i d S
j j C C j j C C -=→-=由代入方程???
? ??-=?d j j nF RT 1ln ?得到
0ln C C nF RT S
=??→774.32ln )056.0(291
314.8965002ln ln 0-=+-??=+?=C RT nF C S ?
所以C S =0.023mol/L
6.已知25℃时，在静止溶液中阴极反应Cu 2++2e →Cu 受扩散步骤控制。Cu 2+
离子在该溶液中
的扩散系数为1?10-5cm 2/s ，扩散层有效厚度为1.1?10-2cm ，Cu 2+
离子的浓度为0.5mol/L 。试
求阴极电流密度为0.044A/cm 2
时的浓差极化值。
解：由2
2
5/0877.010
1.11000/5.010965002cm A C nFD
j O
d =??
??==--δ
V j j nF RT d 009.0)0877.0044
.01ln(965002298314.81ln -=-??=???? ?
?-=
??
7.在含有大量局外电解质的0.1mol/L NiSO 4溶液中，用旋转圆盘电极作阴极进行电解。已
知Ni 2+离子的扩散系数为1?10-5cm 2/s ，溶液的动力粘度系数为1.09?10-2cm 2
/s ，试求： (1)转速为10r/s 时的阴极极限扩散电流密度是多少？
(2)上述极限电流密度比静止电解时增大了多少倍？设静止溶液中的扩散层厚度为
5?10-3
cm 。 解：（1）
2
216
1
23252161
3
2
/0935.01000/1.010)
1009.1()10(96500262.062.0cm A C v nFD j O
d =???????==----ω，旋转
(2)235,/0386.0)105/(1000/1.010965002cm A C nFD
j O
d =????==--δ
静止
j d,旋转/j d,静止=0.0935/0.0386=2.42，即增大了1.42倍
10．若25℃时，阴极反应Ag +
+e →Ag 受扩散步骤控制，测得浓差极化过电位η浓差=?-?平=-59mV 。
已知c 0Ag+=1mol/L ，(dc Ag+/dx)x=0=7?10-2mol/cm 4,D Ag+=6?10-5cm 2
/s 。试求： (1)稳态扩散电流密度； (2)扩散层有效厚度δ有效；
(3)Ag +离子的表面浓度c S
Ag+ 。
解：(3)由0A A ln +
+
=
?g S
g C C nF RT ?得 3.21ln )059.0(298
314.8965001ln ln 0
A A -=+-??=+?=+
+
g S g C RT nF C ? 所以 L mol C S
g /1.0A =+
(2)cm dx dc c c x s
g o g 0129.01071000
/)1.01(/2
A A =?-=
--=+
+）（＝
有效δ
(1) 25/A 449.00129.0/)1000/1(106965001cm C nFD
j O
Ag d =????==-+
有效
δ
20/404.0)1
1
.01(449.0)1(cm A C
C j j Ag S Ag d =-
=-
=+
+
第6章 电子转移步骤动力学
1.设电极反应为Zn 2+
+ 2e ? Zn ，试画出?=?0和Δ?>0时的该反应的位能曲线图和双电层电位分布图。
3.已知锌从ZnCl 2和NaOH 混合溶液中析出的阴极极化曲线如图6.26所示。已知阴极反应为
Zn(OH)42- + 2e → Zn + 4OH -，若向电解液中加入大量NaCN,CN-离子能强烈吸附在电极表面。试问此时阴极极化曲线会不会改变？为什么？
假如加入NaCN 之前，在电流密度j 1处，阴极过程为扩散步骤和电化学反应步骤混合控制。那么加入NaCN 之后，控制步骤会改变吗？为什么？
4.已知20℃时，镍在1mol/L NiSO 4溶液中的交换电流密度为2?10-9 A/cm 2.用0.04 A/cm 2
的电流密度电沉积镍时，阴极发生电化学极化。若传递系数α=1.0，试问阴极电位是多少？
解：已知20℃时镍电极?0
=-0.250V ，1mol/L NiSO 4溶液γ±=0.051。根据强极化区极化公式得过电位
V j j F
c c 424.0301.705806.010204
.0log 965001293314.83.29
0=?=????==
-αη 则阴极电位
V a nF RT c Ni c 712.0424.0)051.01ln(96500
2293314.82503.0ln 20-=-???+-=-+
=+η??
5.将一块锌板作为牺牲阳极安装在铜质船体上，该体系在海水中发生腐蚀时为锌溶解。若25℃时，反应Zn 2+
+ 2e ? Zn 的交换电流密度为2?10-5
A/cm 2
，若传递系数α=0.9，试求25℃，阳极极化值为0.05V 时锌阳极溶解速度和极化电阻值。 解：锌阳极溶解速度
2
4550/1013.1)]142.2exp()753.1[exp(102)]
298
314.805.0965001.1exp()298314.805.0965009.0[exp(102)2(exp exp cm A RT F RT F j j a a a ---?=--?=???--????=????
???????? ??---???? ??=ηαηα＝
极化电阻2
500.64210
2965002298314.8)(
cm nFj RT dj d R r Ω=????===-→ηη 对j a ~ηa 方程两边微分得
a a a a d RT F RT F RT F RT F j dj ηηααηαα???????
????? ??---+???? ??=)2(ex p )2(ex p 0
＝
205.05550241)(00415.0]148.53.202[102)]142.2exp(84.43)753.1exp(05.35[102)]05.0298
314.896500
1.1exp(298314.8965001.1)05.0298314.8965009.0exp(298314.8965009.0[
102)2(exp )2(exp cm dj d RT F RT F RT F RT F j d dj V a a a a a a a Ω=+?=-+?=???-??+??????=???
????????? ??---+???? ??=---＝＝得ηη
ηααηααη
6.18℃时将铜棒浸入含CuSO 4溶液中，测得该体系的平衡电位为0.31V,交换电流密度为1.3?10-9
A/cm 2
，传递系数α=1.0。
（1）计算电解液中Cu 2+
离子在平衡电位下的活度。
（2）将电极电位极化到-0.23V 时的极化电流密度（假定发生电化学极化）。
解：(1)已知Cu 2+电极25℃时标准电位?025℃=0.337V,(d ?/dT)=8?10-6
V/K ，则18℃时标准电位?0
=0.337V+(18-25)?(d ?/dT)=0.3369V
L
mol a RT nF a a nF RT
Cu Cu Cu Cu Cu /117.0149.2-3369.0-31.0291
314.896500
2-ln ln 2220,0,==??==+
=+++
）（）（得由平平????
(2)过电位η=0.31-(-0.23)=0.54V
290/94.2)291314.854.0965000.1[exp(103.1exp cm A RT F j j c c =????=???
?
??=-ηα＝
7.电极反应O + ne ? R 在20℃时的交换电流密度是1?10-9 A/cm 2
。当阴极过电位为0.556V
时，阴极电流密度为1 A/cm 2
。假设阴极过程为电子转移步骤控制，试求： （1）传递系数α 。
（2）阴极过电位增大一倍时，阴极反应速度改变多少？ 解：(1)0
c
0log 3.2j j F RT j j F c
c c ηααη=→=
由 94.010
1
log 96500556.0293314.83.29-=???=
α得
（2）28920
/1062.9))556.02(293
314.896500
94.0ex p(
10)ex p(
cm A RT
F
j j c ?=????==-ηα
8.25℃时将两个面积相同的电极置于某电解液中进行电解。当外电流为零时，电解池端电压
为0.832V ；外电流密度为1 A/cm 2
时，电解池端电压为1.765V 。已知阴极反应的交换电流密度是1?10-9
A/cm 2
，参加阳极反应和阴极反应的电子数均为2，传递系数α=1.0，溶液欧姆电压降为0.4V 。问：
（1） 阳极过电位（j=1A/cm 2
时）是多少？。 （2）25℃时阳极反应的交换电流密度是多少？
（3）上述计算结果说明了什么问题？ 解：(1)V j j F c
c c 532.0101
log 965001298314.8303.29
-0=???==
αη (2)已知E=0.832V, IR=0.4V,V=1.765V
ηa =V-(E+ηc +IR)=1.765-(0.832+0.532+0.4)=0.001V 由于过电位值很小，可以按照线性极化方程计算 所以20
/84.12001
.09650021
298314.8cm A j nF RT j a a a =????==
η (3)阳极j 0
很大，极化很小可以忽略不计，整个回路极化可以按阴极极化处理
9.20℃时测得铂电极在1mol/LKOH 溶液中的阴极极化实验数据如表6.7所列。若已知速度控制步骤是电化学反应步骤，试求
（1）该电极反应在20℃时的交换电流密度。 （2）该极化曲线塔菲尔区的a 值和b 值。
O + e ? R 的阴极极化电流与过电位的数据如表6.8所列。求该电极反应的交换电流密度和传递系数α
第7章 气体电极过程
1.用镍作阴极电解0.5mol/L H 2SO 4水溶液，当20℃，电极电位为-0.479V 时，阴极电流密度与析氢过电位各是多少？已知在镍上析氢时的a 值是0.63V,b 值是0.11V 。 解：(1)已知0.5mol/L H 2SO 4水溶液的离子平均活度=0.154，则氢电极平衡电位
V
V
c F RT a F RT H H H H H 432.0479.0047.0-047.0)154.01ln(96500
293
314.8ln 0ln c ,0
,=+-==-=??=+=+
=±+??ηγ??平平则 2
H /016.08.111.0/)63.0-432.0(/)(log log 2cm
A j b a j j b a c =-==-=→+=得
）由（ηη
2. 25℃时，用钛板作阴极分别在pH=3和pH=5的钛盐溶液中，以恒定的电流密度电解析氢。问在两种溶液中钛上的析氢过电位相差多少伏？假设两种溶液的总浓度相同，ψ1电位相同，α均为0.48。如果想在不改变溶液pH 值的前提下，使钛在两种溶液中的析氢过电位相等，可以采取什么措施？
3.在盐酸溶液中，当铂电极上析氢速度为5?10-3 A/cm 2和3.2?10-2 A/cm 2时，如果j 0=1?10-4
A/cm 2
，α=0.5。求两者的过电位各是多少？并用电化学基本原理说明两者为什么不同？ 解：
V j j F RT c c c 201.010105log 965005.0298314.8303.2log 303.24-3
-011=????==αη
V j j F
c c c 296.010102.3log 965001298314.8303.24
-2
-022=????==αη 由Butler-volmer 方程式可知，析氢过电位与电极极化电流密度的对数成线性关系，电
流密度越大，析氢气过电位也越大
4.已知氧在Ir 电极上析出的反应历程中，有少量吸附在电极上的中间产物OH 和O 形成。电极过程可分为以下几个步骤：
H 2O ? OH + H +
+e (A)
OH ? O+ H +
+e (B) 2O ? O 2 (C)
在较低过电位区内，实验测得塔菲尔公式中的b 值为4.6RT/3F 。试证明步骤(B)是速度控制步骤。
5.实验测得25℃时，pH=1的酸性水溶液中，氢在某金属上析出的极化曲线符合塔菲尔关系，且a 值为0.7V,b 值为0.128V 。试说明该电极过程的机理。并计算该电极反应的交换电流密
度和外电流密度为1mA/cm 2
时的极化电位。
解：（1）根据题意，氢在某金属上析出的极化曲线符合塔菲尔关系。已知，对应电极过程的机理依次为迟缓放电机理、迟缓复合机理和电化学脱附机理时，则相应的塔菲尔曲线斜率b 值分别是118mV,29.5mV 和39mV ，因为题中b 值=128mV,与118mV 最符合，所以可以确定电极过程机理为迟缓放电机理。 （2）根据题意128.0303.2==
F
RT
b α
2
6000
0/1040.3469
.5128.07
.0a log log log 303.2cm mA j b j j b j F
RT
a -?=-=-=-=-=-=所以
得由α
ηc =a+blogj =0.7+0.128log(1/1000)=0.316V
V a F RT c H c 375.0316.01.0ln 96500
298
314.80ln 0-=-?+=-+=+η??
1.名词解释：
(1)原电池：凡是能将化学能直接转变为电能的电化学装置叫做原电池或自发电池 (2)腐蚀电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。
(3)电池可逆性条件： (1)电池中的化学变化是可逆的，即物质的变化是可逆的；(2)电池中
能量的转化是可逆的，即电能或化学能不转变为热能而散失。
(4)电池的能量效率：电池实际能放出的电能与按理论计算可放出的电能之比，公式
%1000
?=
?Q
E VIdt t t
P ε
(5)极化电阻：在过电位η~电流j 的极化曲线上切线斜率（极化率）当η→0时的大小，具有电阻的量纲，表示为0)(
→=ηη
dj
d R r 7.电极过程的基本历程有哪些？ 答：（1）液相传质步骤
（2）前置的表面转化步骤 简称前置转化 （3）电子转移步骤或称电化学反应步骤 （4）随后的表面转化步骤简称随后转化
（5）新相生成步骤或反应后的液相传质步骤
1.1.电化学反应的基本动力学参数有哪些？说明其物理意义 答：（1）电极过程的传递系数α、β，物理意义：表示电极电位对还原反应和氧化反应活化能影响的程度。
（2）交换电流密度j 0，物理意义：表示平衡电位下氧化反应和还原反应的绝对速度
（3）电极反应速度常数K ，物理意义：表示标准电极电位和反应物浓度为单位浓度时的电极反应绝对速度。
6.可逆电极类型有哪些？举例说明 答：（1）第一类可逆电极，阳离子可逆，即金属浸在含有该金属离子的可溶性盐溶液中所组成的电极。如可溶性盐溶液+
n M
M
（2）第二类可逆电极，阴离子可逆，即金属插入其难溶盐和与该难溶盐具有相同阴离子的可溶性盐溶液中。如())(--
A a A MAn M ，固
（3）第三类可逆电极，氧化还原可逆电极，即铂或其它惰性金属插入同一元素的两种不同价态离子溶液中，如n n M M
Pt ,1
-
（4）气体电极， 气体吸附在铂或其它惰性金属表面与溶液中相应的离子进行氧化还原反
应并达到平衡，如()()+
+
H H H p H Pt α22,
2.简述锌锰干电池结构和特点，写出其电池符号、正负电极反应和电池反应
答：（1）结构：在酸性锌锰干电池中，锌筒外壳作负极，插在中央的碳棒是正极的集流体，围绕着碳棒的MnO 2和石墨的混合物作正极，ZnCl 2和NH4Cl 的糊状混合物作电解质。用火漆封固成干电池。 （2）电池特点：
优点：原材料丰富、价格便宜；
缺点：寿命短、放电功率低、比能量小、存储性能和低温性能差，在-20℃即不能工作，且不能提供稳定电压。。
（3）电池符号：(-) Zn ∣ZnCl 2,NH 4Cl(糊状)∣MnO 2,C(石墨) (+)
负极反应：Zn + 2NH 4+ - 2e - → Zn(NH 3)22+ + 2H +
正极反应：MnO 2 + H + + e - → MnO(OH)(s)
电池反应：Zn(s)+2MnO 2(s)+2NH 4+ → Zn(NH 3)22+
+2MnO(OH)(s)
3.简述镍氢电池结构和特点，写出其电池符号、正负电极反应和电池反应
答：（1）结构：镍氢电池由氢氧化镍正极，储氢合金负极，隔膜纸，电解液，钢壳，顶盖，密封圈等组成。在圆柱形电池中，正负极用隔膜纸分开卷绕在一起，然后密封在钢壳中。在方形电池中，正负极由隔膜纸分开后叠成层状密封在钢壳中。
（2）镍氢电池特点：具有高比容量(接近镉镍电池的2倍)、大功率、长寿命(可充放电1000次以上)、记忆效应较小和污染小等特点，缺点是自放电较严重。 （3）电池符号： (-) MH (s) |KOH(aq) |NiOOH (s) |Ni(OH)2 (s) (+)
负极放电：MH → M + H + +e
正极放电：NiOOH + H 2O + e → Ni(OH)2 + OH -
电池反应：2NiO(OH) + 2MH
2Ni(OH)2+2M
1.名词解释：
(1)离子独立移动定律：当溶液无限稀释时，可以完全忽略离子间的相互作用，此时离子的运动是独立的，电解质溶液的当量电导等于电解质全部电离后所产生的离子当量电导之和：
-++=000λλλ
(2)电化学体系：由两类导体串联组成的，在界面处电荷转移过程中伴随有物质变化的体系 (3)电解池：由外电源提供电能，使电流通过电极，在电极上发生电极反应的装置
(4)电池容量:在给定放电条件下，电池放电至终止电压时所放出的电量，也叫额定容量，单位安时(Ah).
(5)Butler-Volmer 方程：当电极上有电流流过时表示电化学极化的基本方程式，表达公式为
????????? ???-??? ???-?β?αRT F RT
F j j exp exp 0＝
1.电极过程研究内容有哪些？
答：（1）弄清楚电极反应的历程：有哪些单元步骤、组合方式和顺序 （2）找出电极过程的速度控制步骤：一个或者多个步骤控制
（3）测定控制步骤的动力学参数：稳态时即为整个电极过程的动力学参数 （4）测定非控制步骤的热力学平衡常数或其他有关的热力学数据
6.不可逆电极类型有哪些？举例说明
(1)第一类不可逆电极：金属在不含该金属离子的溶液中形成的电极。如：
溶液的无能溶解+n M M M
(2)第二类不可逆电极：标准单位较正的金属在能生成该金属难溶盐或氧化物的溶液中形成的电极。如：NaOH Cu ,NaCl Ag
(3)第三类不可逆电极：金属浸入含有某种氧化剂的溶液中形成的电极。如：
3HNO Fe ,722O Cr K Fe
(4)不可逆气体电极：一些具有较低氢过电位的金属在水溶液中，尤其在酸中，形成的电极。如：()
水溶液HCl Fe
2.试构成总反应如下的诸可逆电池，并写出计算电池电动势的公式、 (1)Zn+Hg 2SO 4(s)?ZnSO 4+2Hg (2)Pb+2HCl ?PbCl 2(s)+H 2(g)
解：(1) Zn|ZnSO 4(a),Hg 2SO 4(s)|Hg 电池反应为Hg 2SO 4+Zn= ZnSO 4(a)+2Hg
-+-=+=∏∏24
2Zn 0
lna 2ln 2SO a F
RT E a a F RT E E νν
生成物反应物 (2)Pt,H 2(g) |HCl(a),PbCl 2(s) |Pb 电池反应为2HCl+Pb=H 2+PbCl 2
2
H 220
p ln 2ln 2-++=+=∏∏Cl H a a F RT E a a F RT E E ν
ν
生成物反应物
3.简述碱锰电池结构和特点，写出其电池符号、正负电极反应和电池反应
答：（1）结构：若用KOH 溶液代替普通锌锰干电池中ZnCl 2和NH 4Cl 电解液，用反应面积大得多的锌粉替换锌皮做负极，正极集流体改为镀镍钢筒，就变成碱锰电池，亦称为碱性干电池。
（2）电池特点：
①开路电压为1.50Ｖ～1.65Ｖ；
② 工作温度范围宽(-20℃～60℃之间)，适用于高寒地区；
③中等电流连续放电容量为普通锌锰电池5～7倍，存储寿命超过2倍； ④自放电小；
⑤放电时内阻变化小，可以得到平坦的放电曲线；⑥ 废旧碱锰电池不能投入火中也不能在使用过程中充电，否则会发生爆炸。
（3）电池符号：(-) Zn ︱KOH ，K 2[Zn(OH)4]︱MnO 2，C(石墨) (+)
负极反应：Zn (汞齐) + 2OH -→ ZnO + H 2O + 2e -
正极反应： MnO 2 + H 2O +e - → MnO(OH)(s) + OH -
电池反应：Zn(s)+MnO 2(s)+2H 2O(l)+4OH-=Mn(OH)42-+Zn(OH)42-
4.简述铅(酸)蓄电池结构和特点，写出其电池符号、正负电极反应和电池反应
答：（1）结构：铅蓄电池电极是由铅-锑(钙)合金制成的栅状极片，正极片上填充PbO2，
负极片上填塞海绵状的灰色铅合金。两组极片交替地排列在蓄电池中，并浸泡在密度为
1.2～1.3g ·cm -3
(约30%)的稀硫酸溶液中 （2）铅酸蓄电池特点：
优点：具有价格低廉、电动势较高(2.1V)、浮充性能好、能大电流放电、结构简单、稳定可靠等优点，
缺点：笨重、铅污染、充电速度低、寿命短(<500次)、硫酸漏溢及腐蚀、防震性差、自放电较大、放电态储存性能差等缺点 O
H s PbSO SO H s PbO e s PbSO SO s Pb Pb PbO SO H s Pb 242424242422)(4)(2)()()
(,)()(+→+++→++--+-
-正极放电反应：负极放电反应：电池符号：
4222)()(SO H s PbO s Pb ++电池反应：
O H s PbSO 242)(2+
第六章电化学原理及其应用 一、选择题 1．下列电极反应中，溶液中的pH值升高，其氧化态的氧化性减小的是(C) A. Br2+2e = 2Br－ B. Cl2+2e=2Cl— C. MnO4—+5e+8H+=2Mn2++4H2O D. Zn2++2e=Zn 2．已知H2O2在酸性介质中的电势图为O2 0.67V H2O2 1.77V H2O，在碱性介质中的电势图为O2-0.08V H2O2 0.87V H2O，说明H2O2的歧化反应（C） A.只在酸性介质中发生 B.只在碱性介质中发生 C.无论在酸、碱性介质中都发生Ｄ.与反应方程式的书写有关 3．与下列原电池电动势无关的因素是Zn |Zn2+‖H+，H2 | Pt （B） A. Zn2+的浓度 B. Zn电极板的面积 C.H+的浓度 D.温度 4．298K时，已知Eθ（Fe3+/Fe）=0.771V，Eθ（Sn4+/Sn2+）=0.150V，则反应2Fe2++Sn4+=2Fe3++Sn2+的△r G mθ为（D）kJ/mol。 A. －268.7 B. －177.8 C. －119.9 D. 119.9 5．判断在酸性溶液中下列等浓度的离子哪些能共存（D） A Sn2+和Hg2+ B. SO32—和MnO4— C. Sn4+和Fe D. Fe2+和Sn4+ 已知Eθ(Hg2+/Hg)=0.851V，Eθ(Sn4+/Sn2+)=0.15V ，Eθ(MnO4—/Mn2+)=1.49V Eθ(SO42—/H2SO3)=1.29V ，Eθ(Fe2+/Fe)= —0.44V 6．已知下列反应在标准状态下逆向自发进行 Sn4++Cu = Sn2++Cu2+ Eθ(Cu2+/Cu)=(1) , Eθ(Sn4+/Sn2+)=(2) 则有（C） A. (1) = (2) B. (1)＜(2) C. (1)＞(2) D. 都不对 二、填空题 1．将下列方程式配平 3PbO2 + 2 Cr3+ + ____H2O___ ＝1Cr2O72—+ 3Pb2+ + __2H+___ (酸性介质) 2MnO2 + 3 H2O2 +__2OH-___ ＝2MnO4—+ ___4H2O______ （碱性介质）2．现有三种氧化剂Cr2O72—，H2O2，Fe3+，若要使Cl—、Br—、I—混合溶液中的I—氧化为I2，而Br-和Cl-都不发生变化，选用Fe3+最合适。(EθCl2/Cl-=1.36V, EθBr2/Br-=1.065V, EθI2/I-=0.535V) 3．把氧化还原反应Fe2++Ag+=Fe3++Ag设计为原电池，则正极反应为Ag++ e = Ag，负极反应为Fe3++e= Fe2+ ，原电池符号为Pt︱Fe3+(c1),Fe2+(c2)‖Ag+(c3)︱Ag。 4．在Ｍn++n e＝M(s)电极反应中，当加入Ｍn+的沉淀剂时，可使其电极电势值降低，如增加Ｍ的量，则电极电势不变 5．已知EθAg+/Ag=0.800V, K sp=1.6×10—10则Eθ（AgCl/Ag）= 0.222V。 6．已知电极反应Cu2++2e=Cu的Eo为0.347Ｖ,则电极反应2Cu - 4e =2Cu2+的Eθ值为0.347V 。7．用氧化数法配平下列氧化还原反应。 （1）K2Cr2O7＋H2S＋H2SO4K2SO4＋Cr2(SO4)3＋S＋H2O K2Cr2O7＋3H2S＋4H2SO4 =K2SO4＋Cr2(SO4)3＋3S＋7H2O
电化学基础知识点总结 装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 原 电极反应方程式：电极反应、总反应。 理 氧化反应 负极 铜锌原电池 正极 还原反应 反应原理：Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑ 电解质溶液 1．下列变化中，属于原电池反应的是( ) A ．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B ．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C ．红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层 D ．铁与稀H 2SO 4反应时，加入少量CuSO 4溶液时，可使反应加速 2．100 mL 浓度为2 mol/L 的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是( ) A ．加入适量的6 mol/L 的盐酸 B ．加入数滴氯化铜溶液 C ．加入适量的蒸馏水 D ．加入适量的氯化钠溶液 3．称取三份锌粉，分别盛于甲、乙、丙三支试管中，按下列要求另加物质后，塞上塞子，定时测定生成氢气的体积。甲加入50 mL pH ＝3的盐酸，乙加入50 mL pH ＝3的醋酸，丙加入50 mL pH ＝3的醋酸及少量胆矾粉末。若反应终了，生成氢气的体积一样多，且没有剩余的锌。请用“＞”“＝”或“＜”回答下列各题。 失e -,沿导线传递，有电流产生 溶解 不断 移 向 阳离 子
1请你简要论述一下，电化学研究方法中，暂态测量技术有哪些？以及暂态研究技术的应用有哪些？ 暂态测量技术有哪些？ 暂态测量方法的种类 ①按极化或控制的幅度分( 幅度：电极极化的幅度，界面电位变化量) a. 大幅度暂态测量(研究电极过程) |Δφ|>10 mV ( 大幅度) b. 小幅度暂态测量(用于测定参数Rr、RL、C d) |Δφ|<10 mV(小幅度) ②按控制方式分： a. 控制电流法暂态测量 b. 控制电位法暂态测量 控电流法：单电流阶跃;断电流;方波电流;双脉冲电流 控电位法:阶跃法、方波电位法等;线性扫描(单程线性扫描,连续三角波扫描);脉冲电位(阶梯伏安,常规脉冲,差分脉冲,方波伏安) [从电极极化开始到各个子过程（电化学反应过程、双电层充电过程、传质过程和离子导电过程）做出响应并进入稳态过程所经历的不稳定的，变化的“过渡阶段”，称为暂态.] [电化学暂态测试技术也称为电化学微扰测试技术，即用指定的小幅度电流或电压讯号加到研究电极上，使电极体系发生微弱的扰动，同时测量电极参数的响应来研究电极反应参数] 暂态研究技术的应用？ 暂态技术提供了比稳态技术更多的信息，用来研究电极过程动力学，测定电极反应动力学参数和确定电极反应机理，而且还可将测量迁越反应速率常数的上限提高2～3个数量级，有可能研究大量快速的电化学反应。暂态技术对于研究中间态和吸附态存在的电极反应也特别有利。暂态技术中测得的一些参量，例如双电层电容、欧姆电阻、由迁越反应速率常数决定的迁越电阻等，在化学电源、电镀、腐蚀等领域也有指导意义。 2.请你谈谈电化学测量中要获得电化学信号需要哪些电极以及设备，它们分别的作用是什么？ 一、需要①参比电极：参比电极的性能直接影响着电极电势的测量或控制的稳定性。 ②盐桥：当被测电极体系的溶液与参比电极的溶液不同时，常用盐桥把研究电极和参比电极连接起来。盐桥的作用主要有两个，一个是减小接界电势，二是减少研究、参比溶液之间的相互污染。
装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 原 电极反应方程式：电极反应、总反应。 理 氧化反应 还原反应 反应原理：Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑ 1．下列变化中，属于原电池反应的是( ) A ．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B ．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C ．红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层 D ．铁与稀H 2SO 4反应时，加入少量CuSO 4溶液时，可使反应加速 2．100 mL 浓度为2 mol/L 的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是( ) A ．加入适量的6 mol/L 的盐酸 B ．加入数滴氯化铜溶液 C ．加入适量的蒸馏水 D ．加入适量的氯化钠溶液 3．称取三份锌粉，分别盛于甲、乙、丙三支试管中，按下列要求另加物质后，塞上塞子，定时测定生成氢气的体积。甲加入50 mL pH ＝3的盐酸，乙加入50 mL pH ＝3的醋酸，丙加入50 mL pH ＝3的醋酸及少量胆矾粉末。若反应终了，生成氢气的体积一样多，且没有剩余的锌。请用“＞”“＝”或“＜”回答下列各题。 (1)开始时，反应速率的大小为__________。 (2)三支试管中参加反应的锌的质量为__________。 (3)反应终了，所需时间为__________。 (4)在反应过程中，乙、丙速率不同的理由是(简要说明)__________。 失e -,沿导线传递，有电流产生
电化学原理 第一章 绪论 两类导体： 第一类导体：凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体，即载流子为自由电子（或空穴）的导体，叫做电子导体，也称第一类导体。 第二类导体：凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体，也称第二类导体。 三个电化学体系： 原电池：由外电源提供电能，使电流通过电极，在电极上发生电极反应的装置。 电解池：将电能转化为化学能的电化学体系叫电解电池或电解池。 腐蚀电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。 阳极：发生氧化反应的电极 原电池（-）电解池（+） 阴极：发生还原反应的电极 原电池（+）电解池（-） 电解质分类： 定义：溶于溶剂或熔化时形成离子，从而具有导电能力的物质。 分类： 1.弱电解质与强电解质—根据电离程度 2.缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态 3.可能电解质与真实电解质—根据键合类型 水化数：水化膜中包含的水分子数。 水化膜：离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质，受这种相互作用的水分子层称为水化膜。可分为原水化膜与二级水化膜。 活度与活度系数： 活度：即“有效浓度”。 活度系数：活度与浓度的比值，反映了粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差。 规定：活度等于1的状态为标准态。对于固态、液态物质和溶剂，这一标准态就是它们的纯物质状态，即规定纯物质的活度等于1。 离子强度I ： 离子强度定律：在稀溶液范围内，电解质活度与离子强度之间的关系为： 注：上式当溶液浓度小于0.01mol ·dm-3 时才有效。 电导：量度导体导电能力大小的物理量，其值为电阻的倒数。 符号为G ，单位为S ( 1S =1／Ω)。 影响溶液电导的主要因素：（1）离子数量；（2）离子运动速度。 当量电导（率）：在两个相距为单位长度的平行板电极之间，放置含有1 克当量电解质的溶液时，溶液所具有的电导称为当量电导，单位为Ω-1 ·cm2·eq-1。 与 K 的关系： 与 的关系： 当λ趋于一个极限值时，称为无限稀释溶液当量电导或极限当量电导。 离子独立移动定律：当溶液无限稀释时，可以完全忽略离子间的相互作用，此时离子的运动 i i i x αγ=∑ =2 2 1i i z m I I A ?-=±γlog L A G κ= KV =λN c N c k 1000=λ- ++=000λλλ
第一章 绪论 两类导体： 第一类导体：凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体，即载流子为自由电子（或空穴）的导体，叫做电子导体，也称第一类导体。 第二类导体：凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体，也称第二类导体。 三个电化学体系： 原电池：由外电源提供电能，使电流通过电极，在电极上发生电极反应的装置。 电解池：将电能转化为化学能的电化学体系叫电解电池或电解池。 腐蚀电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。 阳极：发生氧化反应的电极 原电池（-）电解池（+） 阴极：发生还原反应的电极 原电池（+）电解池（-） 电解质分类： 定义：溶于溶剂或熔化时形成离子，从而具有导电能力的物质 分类： ? 弱电解质与强电解质—根据电离程度 ? 缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态 ? 可能电解质与真实电解质—根据键合类型 水化数：水化膜中包含的水分子数。 水化膜：离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质，受这种相互作用的水分子层称为水化膜。可分为原水化膜与二级水化膜。 活度与活度系数： 活度：即“有效浓度”. 活度系数：活度与浓度的比值，反映了粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差。 规定：活度等于1的状态为标准态。对于固态、液态物质和溶剂，这一标准态就是它们的纯物质状态，即规定纯物质的活度等于1。 离子强度I ： 离子强度定律：在稀溶液范围内，电解质活度与离子强度之间的关系为： 注：上式当溶液浓度小于0.01mol ·dm -3 时才有效。 电导∶量度导体导电能力大小的物理量，其值为电阻的倒数。 符号为G ，单位为S ( 1S =1／Ω)。 i i i x αγ=∑= 2 2 1i i z m I I A ?-=±γlog L A G κ=
电 化学原理 第一章 绪论 两类导体： 第一类导体：凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体，即载流子为自由电子（或空穴）的导体，叫做电子导体，也称第一类导体。 第二类导体：凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体，也称第二类导体。 三个电化学体系： 原电池：由外电源提供电能，使电流通过电极，在电极上发生电极反应的装置。 电解池：将电能转化为化学能的电化学体系叫电解电池或电解池。 腐蚀电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。 阳极：发生氧化反应的电极 原电池（-）电解池（+） 阴极：发生还原反应的电极 原电池（+）电解池（-） 电解质分类： 定义：溶于溶剂或熔化时形成离子，从而具有导电能力的物质。 分类： 1.弱电解质与强电解质—根据电离程度 2.缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态 3.可能电解质与真实电解质—根据键合类型 水化数：水化膜中包含的水分子数。 水化膜：离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质，受这种相互作用的水分子层称为水化膜。可分为原水化膜与二级水化膜。 活度与活度系数： 活度：即“有效浓度”。 活度系数：活度与浓度的比值，反映了粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差。 规定：活度等于1的状态为标准态。对于固态、液态物质和溶剂，这一标准态就是它们的纯物质状态，即规定纯物质的活度等于1。 离子强度I ： 离子强度定律：在稀溶液范围内，电解质活度与离子强度之间的关系为： 注：上式当溶液浓度小于·dm-3 时才有效。 电导：量度导体导电能力大小的物理量，其值为电阻的倒数。 符号为G ，单位为S ( 1S =1／Ω)。 影响溶液电导的主要因素：（1）离子数量；（2）离子运动速度。 当量电导（率）：在两个相距为单位长度的平行板电极之间，放置含有1 克当量电解质的溶液时，溶液所具有的电导称为当量电导，单位为Ω-1 ·cm2·eq-1。 与 K 的关系： 与 的关系： 当λ趋于一个极限值时，称为无限稀释溶液当量电导或极限当量电导。 离子独立移动定律：当溶液无限稀释时，可以完全忽略离子间的相互作用，此时离子的运动是独立的，这时电解质溶液的当量电导等于电解质全部电离后所产生的离子当量电导之和： 同一离子在任何无限稀溶液中极限当量电导值不变! 离子淌度：单位场强（V/cm ）下的离子迁移速度，又称离子绝对运动速度。 离子迁移数：某种离子迁移的电量在溶液中各种离子迁移的总电量中所占的百分数。 或 第二章 电化学热力学 i i i x αγ= ∑= 22 1 i i z m I I A ?-=± γlog L A G κ= KV =λN c N c k 1000 =λ-++=000λλλ
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电化学原理第一章绪论 两类导体： 第一类导体：凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体，即载流子为自由电子（或空穴）的导体，叫做电子导体，也称第一类导体。 第二类导体：凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体，也称第二类导体。三个电化学体系： 原电池：由外电源提供电能，使电流通过电极，在电极上发生电极反应的装置。 电解池：将电能转化为化学能的电化学体系叫电解电池或电解池。 腐蚀电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。 阳极：发生氧化反应的电极原电池（-）电解池（+） 阴极：发生还原反应的电极原电池（+）电解池（-） 电解质分类： 定义：溶于溶剂或熔化时形成离子，从而具有导电能力的物质。 分类：
1.弱电解质与强电解质—根据电离程度 2.缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态 3.可能电解质与真实电解质—根据键合类型 水化数：水化膜中包含的水分子数。 水化膜：离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质，受这种相互作用的水分子层称为水化膜。可分为原水化膜与二级水化膜。 活度与活度系数： 活度：即“有效浓度”。 活度系数：活度与浓度的比值，反映了粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差。 规定：活度等于1的状态为标准态。对于固态、液态物质和溶剂，这一标准态就是它们的纯物质状态，即规定纯物质的活度等于1。 离子强度I ： 离子强度定律：在稀溶液范围内，电解质活度与离子强度之间的关系为： 注：上式当溶液浓度小于·dm-3 时才有效。 电导：量度导体导电能力大小的物理量，其值为电阻的倒数。 符号为G ，单位为S ( 1S =1／Ω)。 i i i x αγ=∑= 22 1 i i z m I I A ?-=±γlog L A G κ=
电化学原理第一章绪论 两类导体： 第一类导体：凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体，即载流子为自由电子（或空穴）的导体，叫做电子导体，也称第一类导体。 第二类导体：凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体，也称第二类导体。 三个电化学体系： 原电池：由外电源提供电能，使电流通过电极，在电极上发生电极反应的装置。电解池：将电能转化为化学能的电化学体系叫电解电池或电解池。 腐蚀电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。 阳极：发生氧化反应的电极原电池（-）电解池（+） 阴极：发生还原反应的电极原电池（+）电解池（-） 电解质分类： 定义：溶于溶剂或熔化时形成离子，从而具有导电能力的物质。 分类： 1.弱电解质与强电解质—根据电离程度 2.缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态 3.可能电解质与真实电解质—根据键合类型 水化数：水化膜中包含的水分子数。 水化膜：离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质，受这种相互作用的水分子层称为水化膜。可分为原水化膜与二级水化膜。
活度与活度系数： 活度：即“有效浓度”。 活度系数：活度与浓度的比值，反映了粒子间相互作用所引起的真实溶液与理 想溶液的偏差。 规定：活度等于1的状态为标准态。对于固态、液态物质和溶剂，这一标准态就是它们的纯物质状态，即规定纯物质的活度等于1。 离子强度I ： 离子强度定律：在稀溶液范围内，电解质活度与离子强度之间的关系为： 注：上式当溶液浓度小于·dm-3 时才有效。 电导：量度导体导电能力大小的物理量，其值为电阻的倒数。 符号为G ，单位 为S ( 1S =1／Ω)。 影响溶液电导的主要因素：（1）离子数量；（2）离子运动速度。 当量电导（率）：在两个相距为单位长度的平行板电极之间，放置含有1 克当量电解质的溶液时，溶液所具有的电导称为当量电导，单位为Ω-1 ·cm2·eq-1。 与 K 的关系： 与 的关系： 当λ趋于一个极限值时，称为无限稀释溶液当量电导或极限当量电导。 离子独立移动定律：当溶液无限稀释时，可以完全忽略离子间的相互作用，此 时离子的运动是独立的，这时电解质溶液的当量电导等于电解质全部电离后所产生的离子当量电导之和： 同一离子在任何无限稀溶液中极限当量电导值不变! 离子淌度：单位场强（V/cm ）下的离子迁移速度，又称离子绝对运动速度。 i i i x αγ=∑= 22 1 i i z m I I A ?-=±γlog L A G κ= KV =λN c N c k 1000 =λ-++=000λλλ
20XX年高中测试 高 中 试 题 试 卷 科目： 年级： 考点：
监考老师： 日期： 电化学原理及其应用 1．家蝇的雌性信息素可用芥酸(来自菜籽油)与羧酸X在浓NaOH溶液中进行阳极氧化得到。电解总反应式为： 则下列说法正确的是( ) A．X为C2H5COOH 3＋6H＋B．电解的阳极反应式为：C21H41COOH＋X－2e－＋2H2O―→C23H46＋2CO2－ C．电解过程中，每转移a mol电子，则生成0.5a mol雌性信息素 D．阴极的还原产物为H2和OH－ 解析：A项根据原子守恒可判断X为C2H5COOH；B项由于电解质溶液为浓NaOH，因此阳极反应 3＋4H2O；C项根据电解总反应可知每生成1 式应为C21H41COOH＋X－2e－＋60H－―→C23H46＋2CO2－ mol雌性信息素转移2 mol电子，则C项正确；D项阴极的还原产物为H2，OH－并非氧化还原产物． 答案：AC 2．下列关于铜电极的叙述正确的是( ) A．铜锌原电池中铜是负极 B．用电解法精炼粗铜时，粗铜作阴极 C．在镀件上电镀铜时可用金属铜做阳极 D．电解稀硫酸制H2和O2时铜做阳极 解析：铜锌原电池中锌活泼，锌做负极；电解精炼铜时，粗铜中的铜失去电子，做阳极；电
镀铜时，应选用铜片做阳极，镀件做阴极，含有铜离子的溶液做电镀液。电解稀硫酸时，铜做阳极，失电子的是铜而不是溶液中的OH－，因而得不到氧气。 答案：C 3．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性。根据这一特点，科学家发明了电动势(E)法测水泥初凝时间，此法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag。 下列有关说法不正确的是( ) A．工业上制备普通水泥的主要原料是黏土和石灰石 B．测量原理装置图中，Ag2O/Ag极发生氧化反应 C．负极的电极反应式为：2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O D．在水泥固化过程中，由于自由水分子的减少，溶液中各离子浓度的变化导致电动势变化解析：A项工业上制备普通水泥的主要原料正确；B项测量原理装置图中，Ag2O/Ag极发生还原反应；C项负极材料Cu失电子，该电极反应式正确；D项在溶液中通过离子移动来传递电荷，因此各离子浓度的变化导致电动势变化。 答案：B 4． LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：FePO4 ＋Li 放电 充电 LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li＋导电固体为电解 质。 下列有关LiFePO4电池说法正确的是( ) A．可加入硫酸以提高电解质的导电性B．放电时电池内部Li＋向负极移动 C．充电过程中，电池正极材料的质量减少
电化学原理知识点
电化学原理 第一章绪论 两类导体： 第一类导体：凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体，即载流子为自由电子（或空穴）的导体，叫做电子导体，也称第一类导体。第二类导体：凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体，也称第二类导体。 三个电化学体系： 原电池：由外电源提供电能，使电流通过电极，在电极上发生电极反应的装置。 电解池：将电能转化为化学能的电化学体系叫电解电池或电解池。 腐蚀电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。 阳极：发生氧化反应的电极原电池（-）电解池（+） 阴极：发生还原反应的电极原电池（+）电解池（-） 电解质分类： 定义：溶于溶剂或熔化时形成离子，从而具有导电能力的物质。
分类： 1.弱电解质与强电解质—根据电离程度 2.缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在 的形态 3.可能电解质与真实电解质—根据键合类型 水化数：水化膜中包含的水分子数。 水化膜：离子与水分子相互作用改变了定向取向 的水分子性质，受这种相互作用的水分子层称为 水化膜。可分为原水化膜与二级水化膜。 活度与活度系数： 活度：即“有效浓度”。 活度系数：活度与浓度的比值， 反映了粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差。 规定：活度等于1的状态为标准态。对于固态、 液态物质和溶剂，这一标准态就是它们的纯物质 状态，即规定纯物质的活度等于1。 离子强度I ： 离子强度定律：在稀溶液范围内，电解质活度与离子强度之间的关系为： i i i x αγ=∑=221i i z m I I A ?-=± γlog
注：上式当溶液浓度小于0.01mol ·dm-3 时才 有效。 电导：量度导体导电能力大小的物理量，其值为电阻的倒数。 符号为G ，单位为S ( 1S =1／Ω)。 影响溶液电导的主要因素：（1）离子数量；（2） 离子运动速度。 当量电导（率）：在两个相距为单位长度的平行 板电极之间，放置含有 1 克当量电解质的溶液 时，溶液所具有的电导称为当量电导，单位为Ω -1 ·cm2·eq-1。 与 K 的关系： 与 的关系： 当λ趋于一个极限值时，称为无限稀释溶液当量 电导或极限当量电导。 离子独立移动定律：当溶液无限稀释时，可以完全忽略离子间的相互作用，此时离子的运动是独 立的，这时电解质溶液的当量电导等于电解质全 部电离后所产生的离子当量电导之和： 同一离子在任何无限稀溶液中极限当量电导值 不变! L A G κ= KV =λN c N c k 1000=λ-++=000λλλ
装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 原 电极反应方程式：电极反应、总反应。 理 氧化反应 还原反应 反应原理：Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑ 电极反应： 负极（锌筒）Zn-2e -=Zn 2+ 正极（石墨）2NH 4++2e -=2NH 3+H 2↑ ①、普通锌——锰干电池 总反应：Zn+2NH 4+=Zn 2++2NH 3+H 2↑ 干电池： 电解质溶液：糊状的NH 4Cl 特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液 ②、碱性锌——锰干电池 电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）； 。 正极（PbO 2） PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极（Pb ） Pb+SO 42--2e -=PbSO 4 铅蓄电池：总反应：PbO 2+Pb+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O 电解液：1.25g/cm 3~1.28g/cm 3的H 2SO 4 溶液 蓄电池 特点：电压稳定。 Ⅰ、镍——镉（Ni ——Cd ）可充电电池； 其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H 2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Ⅱ、银锌蓄电池 锂电池 ①、燃料电池与普通电池的区别 不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时 燃料 电极反应产物不断排出电池。 电池 ②、原料：除氢气和氧气外，也可以是CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。 负极：2H 2+2OH --4e -=4H 2O ；正极：O 2+2H 2O+4e -=4OH - ③、氢氧燃料电池： 总反应：O 2 +2H 2 =2H 2O 特点：转化率高，持续使用，无污染。 废旧电池的危害：旧电池中含有重金属（Hg 2+）酸碱等物质；回收金属，防止污染。 失e -,沿导线传递，有电流产生化学电源简介 放电 充电 放电 放电`
可逆体系的循环伏安研究 1 实验目的 1)掌握循环伏安法研究电极过程的基本原理 2)学习使用CHI660电化学综合分析仪 3)测定K3Fe(CN)6体系在不同扫描速率时的循环伏安图 2 实验原理 1)循环伏安法概述： 循环伏安法（CyclicVoltammetry）的基本原理是：根据研究体系的性质，选择电位扫描范围和扫描速率，从选定的起始电位开始扫描后，研究电极的电位按指定的方向和速率随时间线性变化，完成所确定的电位扫描范围到达终止电位后，会自动以同样的扫描速率返回到起始电位。在电位进行扫描的同时，同步测量研究电极的电流响应，所获得的电流－电位曲线称为循环伏安曲线或循环伏安扫描图。通过对循环伏安扫描图进行定性和定量分析，可以确定电极上进行的电极过程的热力学可逆程度、得失电子数、是否伴随耦合化学反应及电极过程动力学参数，从而拟定或推断电极上所进行的电化学过程的机理。 循环伏安法是进行电化学和电分析化学研究的最基本和最常用的方法，1922年由Jaroslav Heyrovsky创立的以滴汞电极作为工作电极的极谱分析法（Polarography），可以认为是伏安研究方法的早期形式，其对电化学研究领域的杰出贡献，Heyrovsky在1959年获得诺贝尔化学奖。随着固体电极，修饰电极的广泛使用和电子技术的发展，循环伏安法的测试范围和测试技术、数据采集和处理等方面显著改善和提高,从而使电化学和电分析化学方法更普遍地应用于化学化工、生命科学、材料科学及环境和能源等领域。 2)循环伏安扫描图： 循环伏安法研究体系是由工作电极、参比电极、辅助电极构成的三电极系统，工作电极和参比电极组成电位测量，工作电极和辅助电极组成的回路测量电流。工作电极可选用固态或液态电极，如：铂、金、玻璃石墨电极或悬汞、汞膜电极。常用的参比电极有：饱和甘汞电极（SCE）、银－氯化银电极，因此，循环伏安曲线中的电位值都是相对于参比电极而言。辅助电极可选用固态的惰性电极，如：铂丝或铂片电极、玻碳电极等。电解池中的电解液包括：氧化还原体系（常用的浓度范围：mmol／L）、支持电解质（浓度范围：mol／L）。循环伏安测定方法是：将CHI660电化学综合分析仪与研究体系连接，选定电位扫描范围E1～E2和扫描速率υ，从起始电位E1开始扫描，电位按选定的扫描速率呈线性变化从E1到达E2，然后连续反方向再扫描从E2回到E1，如图C17.1所示，电位随时间的变化呈现的是等腰三角波信号。 在扫描电位范围内，若在某一电位值时出现电流峰，说明在此电位时发生了电极反应。若在正向扫描时电极反应的产物是足够稳定的，且能在电极表面发生电极反应，那么在返回扫描时将出现于正向电流峰相对应的逆向电流峰。典型的循环伏安曲线如图C17.2所示，i pc 和i pa分别表示阴极峰值电流和阳极峰值电流，对应的阴极峰值电位与阳极峰值电位分别为E pc和E pa。（p表示峰值，a表示阳极，c表示阴极。）
电化学原理 第一章绪论 两类导体: 第一类导体:凡就是依靠物体内部自由电子得定向运动而导电得物体,即载流子为自由电子(或空穴)得导体,叫做电子导体,也称第一类导体。 第二类导体:凡就是依靠物体内得离子运动而导电得导体叫做离子导体,也称第二类导体。 三个电化学体系: 原电池:由外电源提供电能,使电流通过电极,在电极上发生电极反应得装置。 电解池:将电能转化为化学能得电化学体系叫电解电池或电解池。 腐蚀电池:只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功得短路原电池。 阳极:发生氧化反应得电极原电池(-)电解池(+) 阴极:发生还原反应得电极原电池(+)电解池(-) 电解质分类: 定义:溶于溶剂或熔化时形成离子,从而具有导电能力得物质。 分类: 1、弱电解质与强电解质—根据电离程度 2、缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在得形态 3、可能电解质与真实电解质—根据键合类型 水化数:水化膜中包含得水分子数。 水化膜:离子与水分子相互作用改变了定向取向得水分子性质,受这种相互作用得水分子层称为水化膜。可分为原水化膜与二级水化膜。 活度与活度系数: 活度:即“有效浓度”。 活度系数:活度与浓度得比值,反映了粒子间相互作用所引起得真实溶液与理想溶液得偏差。规定:活度等于1得状态为标准态。对于固态、液态物质与溶剂,这一标准态就就是它们得纯物质状态,即规定纯物质得活度等于1。 离子强度I: 离子强度定律:在稀溶液范围内,电解质活度与离子强度之间得关系为: 注:上式当溶液浓度小于0、01mol·dm-3 时才有效。 电导:量度导体导电能力大小得物理量,其值为电阻得倒数。符号为G,单位为S ( 1S =1／Ω)。影响溶液电导得主要因素:(1)离子数量;(2)离子运动速度。 当量电导(率):在两个相距为单位长度得平行板电极之间,放置含有1 克当量电解质得溶液时,溶液所具有得电导称为当量电导,单位为Ω-1 ·cm2·eq-1。 与K 得关系: 与得关系: 当λ趋于一个极限值时,称为无限稀释溶液当量电导或极限当量电导。 离子独立移动定律:当溶液无限稀释时,可以完全忽略离子间得相互作用,此时离子得运动就是独立得,这时电解质溶液得当量电导等于电解质全部电离后所产生得离子当量电导之与: 同一离子在任何无限稀溶液中极限当量电导值不变! 离子淌度:单位场强(V/cm)下得离子迁移速度,又称离子绝对运动速度。 离子迁移数:某种离子迁移得电量在溶液中各种离子迁移得总电量中所占得百分数。
电化学原理及其应用 (习题及答案) https://www.doczj.com/doc/fb14018265.html,work Information Technology Company.2020YEAR
第六章电化学原理及其应用 一、选择题 1．下列电极反应中，溶液中的pH值升高，其氧化态的氧化性减小的是( C ) A. Br2+2e = 2Br－ B. Cl2+2e=2Cl— C. MnO4—+5e+8H+=2Mn2++4H2O D. Zn2++2e=Zn 2．已知H2O2在酸性介质中的电势图为 O2 0.67V H2O2 1.77V H2O，在碱性介质中的电势图为O2-0.08V H2O2 0.87V H2O，说明H2O2的歧化反应（C） A.只在酸性介质中发生 B.只在碱性介质中发生 C.无论在酸、碱性介质中都发生Ｄ.与反应方程式的书写有关 3．与下列原电池电动势无关的因素是 Zn | Zn2+‖H+，H2 | Pt （B） A. Zn2+的浓度 B. Zn电极板的面积 C.H+的浓度 D.温度 4．298K时，已知Eθ（Fe3+/Fe）=0.771V，Eθ（Sn4+/Sn2+）=0.150V，则反应 2Fe2++Sn4+=2Fe3++Sn2+的△r G mθ为（D）kJ/mol。 A. －268.7 B. －177.8 C. －119.9 D. 119.9 5．判断在酸性溶液中下列等浓度的离子哪些能共存（D） A Sn2+和Hg2+ B. SO32—和MnO4— C. Sn4+和Fe D. Fe2+和Sn4+ 已知Eθ(Hg2+/Hg)=0.851V，Eθ(Sn4+/Sn2+)=0.15V ，Eθ(MnO4—/Mn2+)=1.49V Eθ(SO42—/H2SO3)=1.29V ，Eθ(Fe2+/Fe)= —0.44V 6．已知下列反应在标准状态下逆向自发进行 Sn4++Cu = Sn2++Cu2+
第4章电化学原理及应用 5课时 教学目标及基本要求 1. 明确原电池及相关的概念。了解电极的分类，了解电极电势的概念。 2. 能用能斯特方程式进行有关计算。能应用电极电势的数据判断氧化剂、还原剂的相对强弱及氧化还原反应自发进行的方向和程度。 3. 了解摩尔吉布斯自由能变与原电池电动势，标准摩尔吉布斯自由能变与氧化还原反应平衡常数的关系。 4. 了解电解、电镀、电抛光的基本原理，了解它们在工程上的应用。了解金属腐蚀及防护原理。 教学重点 1. 原电池符号的书写 2. 影响电极电势的因素 3. 电极电势与吉布斯的关系 4. 电极电势的应用 教学难点 1. 电极类型 2. 能斯特方程及相关计算 3. 应用电极电势判断氧化剂、还原剂的相对强弱 本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题 本章采用多媒体结合板书的方式进行教学。 在教学过程中注意 1. 原电池的设计 2. 浓度、酸度对电极电势的影响 3. 电极电势的应用 主要教学内容 4.1 原电池（Electrochemical cell） 任何自发进行的氧化还原(oxidation-reduction) 反应，只要设计适当，都可以设计成原电池
用以产生电流。 4.1.1 原电池的结构与工作原理 Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s) 负极Zn(s) → Zn2+(aq)+2e-(Oxidation) 正极Cu2+(aq)+2e-→ Cu(s) (Reduction) 总反应：Zn(s)+ Cu2+(aq) → Zn2+(aq)+ Cu(s) 原电池的符号（图式）(cell diagram) 表示: 如铜- 锌原电池, : Zn ∣ZnSO4(c1) ┊┊CuSO4(c2) ∣Cu 规定：(1) 负极(anode) 在左边，正极(Cathode) 在右边，按实际顺序从左至右依次排列出各个相的组成及相态; (2) 用单实竖线表示相界面, 用双虚竖线表示盐桥; (3) 溶液注明浓度，气体注明分压; (4) 若溶液中含有两种离子参加电极反应, 可用逗号隔开，并加上惰性电极. 4.1.2 电极类型 按氧化态、还原态物质的状态分类： 第一类电极：元素与含有这种元素离子的溶液一起构成的电极。 (1) 金属──金属离子电极： Zn2+| Zn ；Cu2+| Cu ；Ni2+| Ni (2) 气体——离子电极： H+ |H2(g) | Pt 2H+ + 2e-＝H2(g) Cl-| Cl2(g) | PtCl2(g) + 2e-＝2Cl- 第二类电极： (1) 金属──金属难溶盐电极： 甘汞电极：Cl-|Hg2Cl2(s)| Hg Hg2Cl2(s) + 2e-＝2 Hg (s) + 2 Cl- 银－氯化银电极：Cl-| AgCl(s) | Ag AgCl(s) + e-＝Ag (s) + Cl- (2) 金属──难溶金属氧化物电极： 锑—氧化锑电极：H+ ,H2O(g) | Sb2O2(s) |Sb Sb2O2(s) + 6 H+ + 6 e-＝2Sb +3H2O(g) 第三类电极: 氧化还原电极： MnO4-，Mn2+| Pt 2 MnO4-+ 16H+ + 10e-→ 2Mn2++8H2O 4.2 电极电势
第四章电化学基础 一、原电池： 1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池。 2、组成条件：①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路 3、电子流向：外电路：负极——导线—— 正极 内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。 4、电极反应：以锌铜原电池为例： 负极：氧化反应： Zn－2e＝Zn2＋（较活泼金属） 正极：还原反应： 2H＋＋2e＝H2↑（较不活泼金属） 总反应式： Zn+2H+=Zn2++H2↑ 5、正、负极的判断： （1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。 （2）从电子的流动方向：负极流入正极 （3）从电流方向：正极流入负极 （4）根据电解质溶液内离子的移动方向：阳离子流向正极，阴离子流向负极 （5）根据实验现象：①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极 二、化学电池 1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池 2、化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置 3、化学电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池 （一）一次电池 1、常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等 （二）二次电池 1、二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。 2、电极反应：铅蓄电池 放电：负极（铅）： Pb－2e- ＝PbSO4↓ 正极（氧化铅）： PbO2＋4H+＋2e- ＝PbSO4↓＋2H2O 充电：阴极： PbSO4＋2H2O－2e- ＝PbO2＋4H+ 阳极： PbSO4＋2e- ＝Pb 两式可以写成一个可逆反应： PbO2＋Pb＋2H2SO4 ? 2PbSO4↓＋2H2O 3、目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池 （三）燃料电池 1、燃料电池：是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池 2、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。 ①当电解质溶液呈酸性时： 负极：2H2－4e- =4H+ 正极：O2＋4e- +4H+ =2H2O
【最新整理，下载后即可编辑】 电化学原理 第一章 绪论 两类导体： 第一类导体：凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体，即载流子为自由电子（或空穴）的导体，叫做电子导体，也称第一类导体。 第二类导体：凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体，也称第二类导体。 三个电化学体系： 原电池：由外电源提供电能，使电流通过电极，在电极上发生电极反应的装置。 电解池：将电能转化为化学能的电化学体系叫电解电池或电解池。 腐蚀电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。 阳极：发生氧化反应的电极 原电池（-）电解池（+） 阴极：发生还原反应的电极 原电池（+）电解池（-） 电解质分类： 定义：溶于溶剂或熔化时形成离子，从而具有导电能力的物质。 分类： 1.弱电解质与强电解质—根据电离程度 2.缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态 3.可能电解质与真实电解质—根据键合类型 水化数：水化膜中包含的水分子数。 水化膜：离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质，受这种相互作用的水分子层称为水化膜。可分为原水化膜与二级水化膜。 活度与活度系数： 活度：即“有效浓度”。 活度系数：活度与浓度的比值，反映了粒子间相互作用所引起的 真实溶液与理想溶液的偏差。 i i i x αγ=
规定：活度等于1的状态为标准态。对于固态、液态物质和溶剂，这一标准态就是它们的纯物质状态，即规定纯物质的活度等于1。 离子强度I ： 离子强度定律：在稀溶液范围内，电解质活度与离子强度之间的 关系为： 注：上式当溶液浓度小于0.01mol ·dm-3 时才有效。 电导：量度导体导电能力大小的物理量，其值为电阻的倒数。 符 号为G ，单位为S ( 1S =1／Ω)。 影响溶液电导的主要因素：（1）离子数量；（2）离子运动速度。 当量电导（率）：在两个相距为单位长度的平行板电极之间，放置含有1 克当量电解质的溶液时，溶液所具有的电导称为当量电导，单位为Ω-1 ·cm2·eq-1。 与 K 的关系： 与 的关系： 当λ趋于一个极限值时，称为无限稀释溶液当量电导或极限当量电导。 离子独立移动定律：当溶液无限稀释时，可以完全忽略离子间的 相互作用，此时离子的运动是独立的，这时电解质溶液的当量电导等于电解质全部电离后所产生的离子当量电导之和： 同一离子在任何无限稀溶液中极限当量电导值不变! 离子淌度：单位场强（V/cm ）下的离子迁移速度，又称离子绝对运动速度。 离子迁移数：某种离子迁移的电量在溶液中各种离子迁移的总电量中所占的百分数。 ∑= 2 2 1i i z m I I A ?-=±γlog L A G κ=KV =λN c N c k 1000=λ- ++=000λλλE V U + +=E V U - -=