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文檔簡介
1、 電化學(xué)原理 1、 填空題。(每空2分,共30分)1. 電化學(xué)研究對象包括三部分:_,_及_。2. 液相傳質(zhì)的三種方式為:_,_和_。3. 離子淌度反映出離子在_推動下的運動特征。4. 金屬與溶液界面電位差一般由_電位差、_電位差和_電位差組成。5. 金屬電化學(xué)防腐有_、_、_等三種方式。6. 電池放電時,陽極是正極還是負極?_。7. 若某一電極過程有15J0 J 0.01Jd,則其速度控制步驟為_步驟。二、回答下列問題。(每題10分,共40分)1. “除電荷傳遞步驟外,電極過程的其他步驟不涉及電子轉(zhuǎn)移,所以不能用電流密度來表示它們的速度?!?這種說法對嗎?為什么?2. 在不同金屬上發(fā)生氫離子
2、還原時,為什么可根據(jù)Tafel公式中的a值將它們分成高、中、低過電位金屬?3.電化學(xué)極化的電極過程速度控制步驟是什么步驟?濃度極化的電極過程速度控制步驟是什么步驟?4. 為什么電極電位的改變會影響電極反應(yīng)的速度和方向?三、計算題(10分)用H2SO4的水乙酸溶液為電解液,測定鉑電極(陽極)上氧的過電勢,得出下表結(jié)果: J /A.cm-2 10-3 10-2 510-2 10-1 /V 0.92 1.31 1.53 1.64 求Tafel常數(shù)a和b。四、分析在金屬電鍍過程中陰、陽極上發(fā)生反應(yīng)(包括副反應(yīng))的特點及電位變化特點。(10分)五、測量動力學(xué)參數(shù)可采用經(jīng)典法和暫態(tài)法,二者各有何特點。(1
3、0分) 電化學(xué)原理 試題B(答案)2、 填空題。(每空2分,共30分)1. 電子導(dǎo)體,離子導(dǎo)體,二者形成的帶電界面性質(zhì)2. 對流,擴散,電遷移3. 電場力4. 離子雙層,偶極雙層,吸附雙層5. 陰極保護,陽極保護,犧牲陽極6. 負極7. 電荷傳遞二、回答下列問題。(每題10分,共40分)1. “除電荷傳遞步驟外,電極過程的其他步驟不涉及電子轉(zhuǎn)移,所以不能用電流密度來表示它們的速度。” 這種說法對嗎?為什么?答:不對。電極過程的所有步驟均為串聯(lián)進行,反應(yīng)速度相等,故都可用電流密度來表示它們的速度。2. 在不同金屬上發(fā)生氫離子還原時,為什么可根據(jù)Tafel公式中的a值將它們分成高、中、低過電位金屬
4、?答:a的物理意義是當電流密度為1Am-2時過電勢的數(shù)值,在相同的電流密度下,過電勢越大,反應(yīng)活性越差,故可根據(jù)a值將它們分成高、中、低過電位金屬。3.電化學(xué)極化的電極過程速度控制步驟是什么步驟?濃度極化的電極過程速度控制步驟是什么步驟?答:電化學(xué)極化的控制步驟是電荷傳遞步驟,濃度極化的控制步驟是液相傳質(zhì)步驟。4. 為什么電極電位的改變會影響電極反應(yīng)的速度和方向?答:電極電位的改變會影響參與反應(yīng)的電子能量,從而引起正逆反應(yīng)活化能的變化,從而影響電極反應(yīng)的速度和方向。三、計算題(10分)用H2SO4的水乙酸溶液為電解液,測定鉑電極(陽極)上氧的過電勢,得出下表結(jié)果: J /A.cm-2 10-3
5、 10-2 510-2 10-1 /V 0.92 1.31 1.53 1.64求Tafel常數(shù)a和b。解:-3-2-1.3-10.921.311.531.64以lgJ作圖:由圖中可得:四、分析在金屬電鍍過程中陰、陽極上發(fā)生反應(yīng)(包括副反應(yīng))的特點及電位變化特點。(10分)答:陰極特點:(1)發(fā)生金屬離子沉積在電極表面的金屬電沉積過程。 (2)電化學(xué)極化越大,鍍層性能越好。 (3)副反應(yīng)為氫析出反應(yīng)。 (4)電極電位負移。陰極特點:(1)可溶陽極發(fā)生金屬陽極溶解過程,不可溶陽極為氧析出反應(yīng)。 (2)副反應(yīng)為氧析出反應(yīng)。 (3)電極電位正移。五、測量動力學(xué)參數(shù)可采用經(jīng)典法和暫態(tài)法,二者各有何特點。
6、(10分)答:電極反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)的測量方法可分為兩大類:一類是經(jīng)典法,包括直接測量穩(wěn)態(tài)極化曲線的經(jīng)典方法和旋轉(zhuǎn)圓盤電極方法,測量時間較長;另一類是暫態(tài)法,即利用短暫電脈沖或交流電對電極體系進行激發(fā),通過響應(yīng)信號的分析進行測量,如電勢階躍法、電流階躍法等,測量時間很短。 在經(jīng)典穩(wěn)態(tài)極化曲線的測量中,要想得到Tafel直線段就要排除濃度極化的干擾,只有電化學(xué)反應(yīng)速率比較慢才能保證濃度極化較小,所以該方法一般測量上限約為標準速率常數(shù)。對于常規(guī)電極,電勢階躍法、電流階躍法測量上限約為。與穩(wěn)態(tài)法相比,暫態(tài)法有幾方面的優(yōu)點;首先,暫態(tài)法有利于研究反應(yīng)產(chǎn)物能在電極表面上累積或電極表面在反應(yīng)時不斷受到破壞的電極過程(如電沉積、陽極溶解反應(yīng)等)、有利于研究電極表面的吸脫附過程、有利于研究復(fù)雜電極過程,這是因為暫
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