應用電化學期末復習題

1、第一章第一章 1.如何設計電化學反應體系？如何設計電化學反應體系？ 答：電極 工作電極 要求：電化學反應不會因電極自身所發(fā)生的反應而受到影響電極不發(fā)生反應，能在較大的電位區(qū) 域中測定；電極面積不宜太大電極表面最好應是均一平滑的，且能夠通過簡單的方法進行表面進化等等 分類： 固體 惰性固體電極材料：玻碳、Pt、Au、Ag、Pb、導電玻璃。液體液體電極（Hg、Hg 齊）：有可重 現(xiàn)的均相表面，容易制備，H2析出超電勢高。 輔助電極 要求：與工作電極組成回路，使工作電極上電流流暢 輔助電極上可以安排為氣體的析出反應或工作 電極的逆反應，以使電解液組分不變對工作電極影響輕度小表面積大使極化作用主要作用

2、于工作電極上，電 阻小，不易極化，對形狀、位置有要求。 參比電極 要求： 用于測定研究電極的電極電勢提供熱力學參比 是可逆電極，其電極電勢符合 Nerest 方程 應具有良好的電勢穩(wěn)定性和重現(xiàn)性等不同體系采用不同參比電極 隔膜 要求：導電離子通透性陰陽兩極的產(chǎn)物不互相干擾電解質(zhì)溶液（介質(zhì)）作用：在電化學體系中 起導電和反應物雙重作用電解質(zhì)只起導電作用時，不發(fā)生氧化還原反應固體電解質(zhì)為具有離子導電性的晶態(tài)或非 晶態(tài)物質(zhì) 2.法拉第過程法拉第過程：電荷經(jīng)過電極/溶液界面進行傳遞而引起的某種物質(zhì)發(fā)生氧化或還原反應的過程，是個化學反應。 3.非法拉第過程非法拉第過程：在一定條件下，當在一定電勢范圍內(nèi)，

3、施加電位時，電極/溶液界面并不發(fā)生電荷傳遞反應，僅僅是 電極/溶液界面的結構發(fā)生變化的過程,是個物理反應。 4.畫圖說明雙層理論圖形？畫圖說明雙層理論圖形？ 答：圖（11 頁 圖 1.5）BDM 模型（公認）：電極/溶液界面的雙電層的溶液一側由若干“層”組成。 圖 1.1 電極/溶液界面雙電層區(qū)模型 說明：內(nèi)層：最靠近電極的一層（緊密層） ，由溶劑分子+ 特性吸附物質(zhì)組成。 第一層：水分子層；M 第二層：水化離子剩余電荷層； IHP（內(nèi) Helmholtz 層）：特性吸附離子的電中心位置（距離 x1處） ； OHP（外 Helmholtz 層）：最接近電極的溶劑化離子（非特性 吸附離子）的中心

4、位置（距離 x2處） ； 分散層：非特性吸附離子由于電場的作用而形成，位于OHP 層與溶液本體之間，并延伸到本體溶液。 MdiS -內(nèi)層特性吸附離子總電荷密度 i -分散層中過剩的電荷密度 d -雙電層溶液一側總過剩電荷密度 S 5.零電荷電勢零電荷電勢：在一定的溫度和壓力下，在溶液組成不變的條件下，電極表面不帶電，這一點相應的電極電勢稱為 “零電荷電勢”用 Z。 6 明確電極反應種類和機理明確電極反應種類和機理 答：簡單電子遷移反應:指電極/溶液 界面你的溶液一側的氧化或還原物種借助于電極得到或失去電子，而電極在經(jīng) 歷氧化還原后其物理化學性質(zhì)和表面狀態(tài)等未發(fā)生變化的反應。 金屬沉積反應：溶液

5、中的金屬離子從電極上得到電子還原為金屬，附著于電極表面，而電極表面狀態(tài)與沉積前相比 發(fā)生了變化的反應。 表面膜的轉移反應：覆蓋于電極表面的物種（電極一側）經(jīng)過氧化還原形成另一種附著于電極表面的物種，它們 可能是氧化物、氫氧化物、硫酸鹽等。 伴隨著電化學反應的電子遷移反應：指存在于溶液中的氧化或還原物種借助于電極實施電子傳遞反應之前或之后發(fā) 生的化學反應。 多空氣體擴散電極中的氣體還原或氧化反應：指氣相中的氣體（如 O2或 H2）溶解于溶液后，在擴散那電極表面， 然后借助于氣體擴散電極得到或失去電子，氣體擴散電極的使用提高了電極過程的電流效率。 氣體析出反應：指某些存在于溶液中的非金屬離子借助于

6、電極發(fā)生還原或氧化反應產(chǎn)生氣體而析出的反應。 腐蝕反應：亦為金屬的溶解反應，指金屬或非金屬在一定的介質(zhì)中發(fā)生溶解，電極的重量不斷減輕的反應。 7.電極極化電極極化：當法拉第電流通過電極是，電極電勢或電池電動勢對平衡值（或可逆值，或 Nernst 值）會發(fā)生偏離，稱 為電極極化。 8.影響電極反應速度的因素？影響電極反應速度的因素？ 答：對于一個電極反應：Ox + ze Red其反應速度的大小與通過的法拉第電流密切相關。 dt dQ i zF dQ dn 反應速度可表示為： zF i dt dn dt dn dt dn v deOx Re )()( 式中，i 表示電化學反應的電流，Q 表示電化學

7、反應通過的電量，t 表示電流通過的時間，z 表示電極反 應電子的計量數(shù)，等分別表示點解產(chǎn)生或消耗的各對應物種的量和電子的物質(zhì)的量，v 為電極反應xodn 進行的速度。 由于電極反應是在電極/電解液亮相界面上發(fā)生的異相過程，由于電極反應是異相的，其反應速度通常 用單位面積的電流密度來表示，即： zF j zFA i v 表達式中 A 為電極表面積，j 是電流密度（A/cm2） 對于發(fā)生于異相界面的電極反應，施加在工作電極上的電勢表示了電極反應的難易程度，流過的電流表 示了電極表面上所發(fā)生反應的速度。 異相電極反應的速度由一系列過程所控制： 物質(zhì)傳遞：反應物從本體相傳遞到電極表面，產(chǎn)物從電極表面?zhèn)?/p>

8、遞到本體溶液。 電極/溶液界面的電子傳遞（異相過程） 。 電荷傳遞反應前置或后續(xù)的化學反應：可能是均相和異相過程。 吸脫附：電沉積等其他的表面反應。 最簡單的電極反應過程包括：反應物向電極表面的傳遞，非吸附物質(zhì)參加的異相電子傳遞反應以及產(chǎn)物 向本體溶液的傳遞。與連串化學反應一樣，電極反應速度的大小決定于受阻最大、進行得最慢的步驟， 這一步驟稱為決定電極反應速度的控制步驟。 9.暫態(tài)：電極電勢、電極表面的吸附狀態(tài)以及電極/溶液界面擴散層內(nèi)的濃度分布等都可能與時間有關，處于變化中。 穩(wěn)態(tài)：電流、電極電勢、電極表面狀態(tài)和電極表面物種的濃度等基本上不隨時間而變化。 第二章第二章 1.電催化反應類型電催

9、化反應類型 答： 圖中 A 和 B 分別為底物和產(chǎn)物，Ox 和 R 分別表示催 化劑的氧化態(tài)和還原態(tài)。 反應機理：Ox + neR R +AOx+B 2.電催化電催化：在電場作用下，存在于電極表面或溶液相中的 飾物能促進或抑制在電上極上發(fā)生的電子轉移反應，而電極表面或溶液相中的飾物本身并不發(fā)生變化的一類化學作用。 3 影響催化性能等因素：影響催化性能等因素： 答：（1）催化劑的結構和組成：催化劑能改變電極反應的速率，由于催化劑和反應物之間存在的某種相互作 用改變了反應進行的途徑，降低了反應的超電勢和活化能。催化反應發(fā)生在催化電極/電解液的界面，即反 應物分子必須與催化電極發(fā)生相互作用，相互作用

10、的強弱主要決定于催化劑的結構和組成。 （2）催化劑的氧化-還原電勢。催化劑的活性與其氧化還原電勢密切相關。對于媒介體催化，催化反應 是在媒介體氧化還原電勢附近發(fā)生的。一般媒介體與電極的異相電子傳遞很快，則媒介體與反應物的反 應會在媒介體氧化還原對的表面式電位下發(fā)生，這類催化反應通常只涉及單電子轉移反應。 （3）催化劑的載體對催化活性亦有很大的影響。電催化劑的載體包括：基底電極（貴金屬電極、碳電極） 、 將電催化劑固定在電極表面的載體。 載體須具備良好的導電性及抗電解液腐蝕的性質(zhì)，載體的作用有： 載體僅作為一種惰性支撐物，催化劑負載條件不同只引起活性組分分散度的變化；載體與活性組分 存在某種相互

11、作用，修飾了催化劑的電子狀態(tài)，可能會顯著地改變電催化劑的活性和選擇性；電催化劑 的表面微觀結構和狀態(tài)、溶液中的化學環(huán)境等。 4.氫氣析出的電催化氫氣析出的電催化 氫氣析出的總過程 2H3O+2eH2+2H2O(酸性介質(zhì)) 或 2H2O+2eH2+2OH-（中性或堿性介質(zhì)） 該過程的基本步驟有 （1）電化學反應步驟 H3O+e+MMH+H2O(酸性介質(zhì)) 或 H2O+e+MMH+OH-（中性或堿性介質(zhì)） (2)復合脫附步驟：MH+MH2M+H2 （3）電化學脫附步驟：(酸性介質(zhì))MOHHeOHMH 223 MH+H2O+eH2+M+OH-（中性或堿性介質(zhì)） 5.氧析出反應的電催化氧析出反應的電催

12、化 總反應 2H2OO2+4H+4e (酸性介質(zhì)) 4OH-O2+2H2O+4e（堿性介質(zhì)） 在酸性介質(zhì)中氧氣析出的機理為： M+H2OMOH+H+e MOHMO+H+e 2MOO2+2M 在堿性介質(zhì)中，O2析出的機理為： (1)M+OH-MOH- (2) MOH-MOH+e (3) MOH-+ MOHMO +M+H2O+e (4)2MOO2+2M 在低電流密度下，步驟（3）為控速步驟，而在高電流密度下，步驟（2）為控速步驟 第第 3 3 章章 化學電源化學電源 1.化學電源（電池）：將氧化還原反應的化學能直接轉變?yōu)殡娔艿难b置。 2.放電過程：化學電源對外電路供給能量的過程。 3.充電過程：化

13、學電源從外電路獲得能量的過程。 4.電池組：由兩個或多個電池以串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)形式組合而成。 5.工作電壓（V）：電池有電流流過時的端電壓，它隨輸出電流的大小、放電深度和溫度等變化而變化。 6.電池的電動勢（理論電壓）E：沒有電流流過外電路時電池正負兩極之間的電極電勢差，其大小由電池反應的 Gibbs 自由能變化來決定。電池的電動勢是放電的極限電壓。 7.電池的開路電壓（OCV）：在無負荷情況下的電池電壓，只有可逆電池的開路電壓才等于電池電動勢，一般電池的 開路電壓總小于電池的電動勢。 8.額定電壓：電池工作時公認的標準電壓。 9.中點電壓：電池放電期間的平均電壓。 10.截止電壓：電池放電

14、終止時的電壓值，是放電倍率的函數(shù)，由電池制造商規(guī)定。 11 電池電容（C）：在一定放電條件下，電池放電到終止電壓時所放出的電量，單位為庫侖（C）或安時（Ah） 。 12.比容量：單位質(zhì)量或單位體積電池所輸出的電量 13.額定容量：在設計或生產(chǎn)電池時，規(guī)定或保證在指定的放電條件下電池應該放出的最低限度的電量。 14.放電倍率：對于一個具有額定容量 C 的電池，按規(guī)定的小時數(shù)放電的電流。 15.放電深度（DOD）：電池放電量占其額定容量的百分數(shù)。 16.比能量（能量密度）：單位質(zhì)量或單位體積的電池所輸出的能量 17.電池的比功率（功率密度）：單位質(zhì)量或單位體積的電池所輸出的功率。 18.使用壽命：

15、在一定條件下，電池工作到不能使用的工作時間。 19.循環(huán)壽命：在二次電池報廢之前，在一定充放電條件下，電池經(jīng)歷充放電循環(huán)的次數(shù)。對于一次電池、燃料電池 不存在循環(huán)壽命。 20.貯存壽命：電池性能或電池容量降低到額定指標以下時的貯存時間。影響電池貯存壽命的主要原因是電池自放電。 21.一次電池（原電池）：電池放電后不能用充電的方法使它復原的電池。一次電池是一種方便的電源，可自由移動。 22.二次電池：又名蓄電池、可充電電池。電池放電后可通過充電方法使活性物質(zhì)復原能夠再放電，且充、放電過程 能反復多次循環(huán)。 1.選擇電池時須考慮的重要事項？ 答：電池類型：一次電池、二次電池、貯備電池或燃料電池。電

16、化學體系：鋅錳、鎘鎳、鋅銀、鉛酸、鋰離子 或其他。電壓：額定電壓或工作電壓、最高電壓和最低電壓范圍、放電曲線形狀等是否影響設備的要求。負載和 放電形式：恒電流、恒電阻或恒功率放電；單值或可變負載，脈沖負載。放電制度：連續(xù)放電或間歇放電。溫度： 要求電池的工作溫度范圍。使用時間：需要的工作時間長短。物理性能：尺寸、形狀、質(zhì)量等。貯存性能：貯 存時間、充電態(tài)或放電態(tài)、溫度、濕度和其他條件。充放電循環(huán)：浮充或循環(huán)使用，循環(huán)壽命和濕擱置壽命要求， 充電設備的特性，充電頻率。環(huán)境條件：振動、沖擊、離心等；氣候條件（溫度、氣壓等） 。安全性和可靠性： 失效率；不能漏氣或漏夜；三廢及其排放等?？量痰墓ぷ鳁l件

17、：極長期或極高溫貯存、備用或使用；特殊用途的高 可靠性；貯備電池的快速激活；電池特殊包裝；高沖擊、高離心和無磁性。維護和補充：電池易得，能就近供應， 更換方便；充電設備可靠；要求特殊運輸、回收或處理。成本：一次性購置；一次性使用或循環(huán)壽命成本。 2.鋅氧化銀電池 負極：鋅粉，采用多孔鋅電極技術， 正極：氧化銀粉（Ag2O 或 AgO）壓制而成，添加少量石墨改善電極的導電性。商業(yè)電池中混有少量二氧化錳，保 證電池具有平穩(wěn)的放電特性并延長電池的壽命。 電解液：飽和了鋅酸鹽的濃堿溶液（2045%） 。高倍率放電電池，使用飽和了鋅酸鹽的 KOH 溶液，低倍率放電電池 使用 NaOH 電解液。 電池表達

18、式：)(,)( 2 COAgKOHZn 負極反應：OHZnOeOHZn 2 22 正極反應： OHAgeOHOAg222 22 電池反應：AgZnOOAgZn2 2 隔膜：要求嚴格，采用復合隔膜的組合形式，通常采用聚乙烯接枝膜、微孔聚丙烯膜、水化纖維膜等的復合膜。 鋅氧化銀電池的電動勢為 1.605V，與堿的濃度無關。 優(yōu)點：有很高的能量密度（通常為 100150Whkg-1） 、高容量、優(yōu)越的大電流放電性能、非常平穩(wěn)的放電性能、 低溫性能好、貯存壽命長；電池的內(nèi)阻基本不變。 缺點：成本高。 應用：助聽器、攝象機、計算機等裝置。 第四章第四章 1.簡單金屬離子的還原過程包括以下步驟： 答：水化

19、金屬離子由本體溶液向電極表面的液相傳質(zhì)； 電極表面溶液層中金屬離子水化數(shù)降低、水化層發(fā)生重排，使離子進一步靠近電極表面： M2+mH2OnH2OM2+(m-n)H2O 部分失水的離子直接吸附于電極表面的活化部位，借助于電極實現(xiàn)電荷轉移，形成吸附于電極表面的水化原子： M2+ (m-n)H2O+eM+ (m-n)H2O（吸附離子） M+ (m-n)H2O+eM (m-n)H2O（吸附原子） 同時，由于吸附于電極表面金屬原子的形成，電極表面水化離子濃度降低，導致水化金屬離子由本體溶液向電極 表面?zhèn)鬟f的液相傳質(zhì)過程。 吸附于電極表面的水化原子失去剩余水化層，成為金屬原子進入晶格。 M (m-n)H2

20、O(ad) (m-n)H2OM 晶格 2.影響鍍層質(zhì)量因素 答：鍍液的性能 較理想的鍍液應具有如下性能： 沉積金屬離子陰極還原極化較大，獲得晶粒度小、致密、有良好附著力的鍍層。 穩(wěn)定且導電性好。 金屬電沉積的速度較大，裝載容量較大。 成本低，毒性小。 電鍍工藝因素對鍍層的影響 電流密度：電流密度大，鍍同樣厚度的鍍層所需時間短，可提高生產(chǎn)效率；電流密度大，形成的晶核數(shù)增加， 鍍層結晶細而緊密，從而增加鍍層的硬度、內(nèi)應力和脆性；電流密度太大，會出現(xiàn)枝狀晶體和針孔。 溫度：提高鍍液溫度有利于生成較大的晶粒，鍍層的硬度、內(nèi)應力、脆性、抗拉強度降低。溫度提高，能提高 陰極和陽極電流效率，消除陽極鈍化，增

21、加鹽的溶解度和溶液導電能力，降低濃差極化和電化學極化。但溫度太高， 結晶生長的速度超過了形成結晶活性的生長點，形成粗晶和空隙較多的鍍層。 攪拌：有利于減少濃差極化，得到致密的鍍層，減少氫脆。 此外，pH 值、沖擊電流、換向電流等對鍍層亦有影響。 陽極：陽極對鍍層質(zhì)量有影響，陽極氧化一般經(jīng)歷三個步驟： 活化區(qū)：金屬溶解區(qū)； 鈍化區(qū)：表面生成鈍化膜； 過鈍化區(qū)：表面產(chǎn)生高價離子或析出氧氣。 陽極的選擇應與陰極沉積物種相同，鍍液中的電解質(zhì)應選擇不使陽極發(fā)生鈍化的物質(zhì)，電鍍過程中調(diào)節(jié)電流密度 保持陽極在活化區(qū)域。某些電極（如 Cr）發(fā)生劇烈鈍化，則選用惰性陽極。 3.電鍍生產(chǎn)工藝 答：電鍍生產(chǎn)工藝流程

22、：鍍前處理、電鍍、鍍后處理。 鍍前處理：獲得良好鍍層的前提，包括機械加工、酸洗、除油等步驟。 機械加工：用機械的方法，除去鍍件表面的毛刺、氧化物層、其他機械雜質(zhì)，使鍍件表面光潔平整，使鍍層與 基體結合良好，防止毛刺的發(fā)生。 電解拋光：將金屬鍍件放入腐蝕強度中等、濃度較高的電解液中，在較高溫度下以較大的電流密度使金屬在陽 極溶解，可除去鍍件缺陷，得到一個潔凈平整的表面，且鍍層與基體有較好的結合力，減少麻坑和空隙，使鍍層耐蝕 性提高。但電解拋光不能代替機械拋光。 酸洗：除去鍍件表面氧化層或其他腐蝕物。常用鹽酸，鹽酸除銹能力強且快。但易產(chǎn)生酸霧（HCl 氣體） ，對 Al、Ni、Fe 合金易發(fā)生局部

23、腐蝕，不適用?？墒褂眉尤氡砻婊钚詣┑牡蜏佧}酸。 除鋼鐵外的金屬、合金：可用硫酸、乙酸及其混合酸來機械酸洗。 氰化電鍍：為防止鹽酸帶入鍍液，酸洗后需進行中和處理，避免氰化物的酸解。 除油：清除基體表面上的油脂。 除油方法：堿性除油、電解除油、溶劑（有機溶劑）除油、超聲除油。 堿性除油：基于皂化原理，除油效果好，適用除重油，較高溫度下進行，能耗大。 電解除油：利用陰極析出的氫氣和陽極析出的氧氣的沖擊、攪拌以及電解質(zhì)的作用來進行，但陰極會引起氫脆， 陽極會引起腐蝕。 電鍍：（書 139 頁 表 4.3）鍍件經(jīng)過鍍前處理，進入電鍍工序。必須注意電鍍液的配方、電流密度的選擇、溫 度、pH 等的調(diào)節(jié)。單鹽

24、電解液適用于形狀簡單、外觀要求不高的鍍層，絡鹽電解液分散能力高，電鍍時電流密度和 效率低，適用于表面形狀復雜的鍍層。 鍍后處理：電鍍后鍍件表面吸附有鍍液，不經(jīng)過處理可能腐蝕鍍層。水洗、烘干是最簡單的鍍后處理。還可進 行一些特殊處理，如鈍化處理、放變色處理等。 4.復合電鍍：是在電鍍或化學電鍍中加入一種或多種費溶性的固體顆粒，使其與金屬共沉積在機體上的鍍覆工藝，得 到的鍍層稱為復合電鍍 5.熔鹽電鍍：是指在熔鹽介質(zhì)中進行的一種電鍍方式。熔鹽點鍍和水溶液或有機溶液中的電鍍一樣可以實現(xiàn)單金屬鍍、 合金鍍和復合鍍。 6.金屬陽極氧化原理 答：以金屬作為陽極，根據(jù)電解條件的不同，可經(jīng)歷下 列幾個過程：

25、金屬的陽極溶解，如 Fe Fe2+ + 2e 陽極表面形成極薄的鈍化膜。 陽極表面形成鈍化膜的同時，伴隨著膜的溶解， 金屬以高價離子形式轉入溶液中。同時，如果達到氧的 析出電勢，陽極析出氧氣。 7.電泳涂裝（EC）：把水溶性的帶有正電荷或負電荷的陽、陰離子樹脂的電泳漆通過類似金屬電鍍的方法覆蓋到金 屬表面，對金屬進行精飾的一種電鍍方法。 陽極電泳涂裝（AEC）：以被鍍金屬基底作為陽極，帶電的陰離子樹脂在電場作用下進行定向移動，從而在金屬表 面實現(xiàn)電沉積的方法。 陰極電泳涂裝（CEC）：以水溶性陽離子樹脂為成膜基料，以工件為陰極，在金屬表面實現(xiàn)電沉積的一種電鍍方法。 第五章第五章 1.=電流效率

26、 I：是制取一定物質(zhì)的量所必須的理論消耗電量 Q 與實際消耗電量 Qr 的比值：I=（Q/Qr）100I 2.電能效率 E：是為獲得一定量產(chǎn)品，根據(jù)熱力學計算所需的理論能耗與實際能耗之比。 3.槽電壓：要使電路通過電解槽，外電源必須對電解槽兩極施加一定的電壓，這就是槽電壓 V。 4.時空產(chǎn)率：指單位體積的電解槽在單位時間內(nèi)所產(chǎn)生的產(chǎn)品數(shù)量。通常以 mol/Lh 為單位。 5.電壓效率：E=(W/Wr)100=(EeQ/VQr)=(Ee/V)I=vI 式中 v=Ee/V,稱為電壓效率 第七章第七章 1.化學傳感器分類 答：（221 頁 圖 7.1） （1）氣體傳感器 包括：半導體氣體傳感器、固體

27、電解質(zhì)氣體傳感器、接觸燃燒型氣體傳感器、 電解型氣體傳感器（2）生物傳感器 包括：微生物傳感器、酶傳感器、免疫傳感器 依據(jù)其原理可分為： （1）電化學式 電位型傳感器、電流型傳感器、電導型傳感器 （2）光學式（3）熱學式（4）質(zhì)量式 2.控制電位電解型氣體傳感器的結構原理 答：它們具有一些共同特性：都有供氣體進入的氣室或薄膜 ；一般有三個電極；有離子導電性的電解質(zhì)溶液。 （1）被測氣體進入傳感器氣室 這個過程可以通過氣體的自由擴散完成，也可以通過機械泵入。氣體可以直接進入傳感器，也可以通過一個過濾器。 （2）反應物從氣室到達工作電極前面的多孔膜，并向電極電解液界面擴散 其工作電極一般不直接暴露

28、在外面，待測氣體必須通過多孔膜向工作電極擴散，該擴散過程可以用 Fick 擴散定律來表 達。 （3）電活性物質(zhì)在電解液中的溶解 物質(zhì)穿過氣液界面的速度和氣體在電解液中的溶解速度在很 大程度上改變了傳感器響應靈敏度和響應時間。 （4）電活性物質(zhì)在電極表面吸附 待測氣體擴散到催化劑電極表面，并發(fā)生氧化或還原，而氧化或還原反應速率的大小與氣體在電極表面吸附密切相關。 不同氣體在電極表面的吸附性能各不相同。 （5）擴散控制下的電化學反應 電化學反應可以用下式：Ox+ze=Red。假設初始條件為 Cox(0,t)=0(當 t0 時)，應用 Fick 定律，可以得到在擴散控制 下的電流 i 和溶液中被測物

29、質(zhì)的濃度成正比關系 （6）產(chǎn)物的脫附 如果產(chǎn)物解吸速度慢，電極可能會被反應產(chǎn)物污染，電流信號會隨時間逐步下降，這就會造成電極的中毒。 （7）產(chǎn)物離開電極表面的擴散 這個過程可以凈化電極，使電極表面保持在最初清潔的狀態(tài)。 （8）產(chǎn)物的排除 凈化傳感器內(nèi)部空間。如果產(chǎn)物不是氣體或極易溶與電解液，它們會留在電解液中，這樣，傳感器內(nèi)部成分的改變將 會改變傳感器的信號響應。 3.電流型氣體傳感器的幾個個性能指標 答：考察一個傳感器的性能好壞主要是看它產(chǎn)生的響應信號所顯示的各種參數(shù)指標，如靈敏度、準確性、選擇性、測 量范圍、響應時間、溫度系數(shù)、底電流和噪聲、使用壽命以及對工作環(huán)境的要求等。對于低濃度氣體的

30、檢測，靈敏 度、選擇性、底電流和噪聲等是一些比較重要的指標。 靈敏度 電化學傳感器的靈敏度受以下多種因素的影響：待測物在檢測系統(tǒng)中的傳質(zhì)速度；電極材料的電化 學活性（包括電極材料、電極的物理形狀和工作時的電極電勢） ；反應過程中每摩爾物質(zhì)傳遞的電流；待測物 在電解液中溶解性和流動性；傳感器的幾個形狀和樣品進入的方法；工作電極產(chǎn)生的噪聲信號大小。 選擇性 影響因素：工作時的電極電勢；電催化劑；選擇合適的電解液和操作方法，外加一個過濾器或 有選擇性透過的膜也有助于提高傳感器的選擇性。 響應時間 影響因素：工作電極和參比電極的電阻，即溶液電阻；氣室的體積和電極反應速率常數(shù)；膜 的厚度（氣體擴散路徑）

31、 底電流和噪聲 產(chǎn)生的原因：電解液或電極上的雜質(zhì)，如微量的溶解氧或金屬；電極的腐蝕，即在樣機電勢 范圍內(nèi)，貴金屬電極催化劑表面緩慢生成氧化層； 反應物或對電極上的反應產(chǎn)物的擴散；溫度的變化 第八章第八章 1.均勻腐蝕：假定陽極和陰極反映四在金屬表面相同的位置發(fā)生的，這樣引起的金屬腐蝕是均勻的，稱為均勻腐蝕。 111 222 ( ) x xoo i tn ctFAD 2.局部腐蝕包括：孔蝕、晶間腐蝕、脫成分腐蝕、沖蝕和應力腐蝕破裂等。 3.孔蝕：是在材料表面，形成直徑小于 1并向板厚方向發(fā)展的孔。 晶間腐蝕：沿著金屬材料的晶界產(chǎn)生的選擇性腐蝕，盡管晶粒幾乎不發(fā)生腐蝕，但仍然導致材料破壞。 4.脫

32、成分腐蝕：合金中某特定成分由于腐蝕溶解而減少。 沖蝕：在沖擊的機械作用下，材料表面發(fā)生磨損的同時又加入腐蝕作用，兩者相互促進，產(chǎn)生嚴重的侵蝕。 5.應力腐蝕破裂：在特定環(huán)境組合下，由于低的拉應力導致金屬材料破裂的現(xiàn)象 6.鐵水體系圖的應用 （1）有 H+或 OH-參加的氧化還原反應，與 pH 有關： Fe2O3+6H+2e2Fe2+3H2O 為傾斜的線（D） ，下方 Fe2+占優(yōu)勢，上方 Fe2O3占 優(yōu)勢。 （2）沒有 H+和 OH-參加的氧化還原反應，這類反應的 平衡電勢與 PH 無關，為平行于橫軸（PH）的直線。 Fe2+2eFe 即圖中（C）線，上方氧化態(tài) Fe2+占優(yōu)勢，直線下 方還原態(tài) Fe 占優(yōu)勢。 Fe 3+2eFe2+ 對于氧化反應，即圖中平行于 PH 軸的 B 線。在 （B）線以上，氧化態(tài) Fe3+應占優(yōu)勢，在（B）線以下，還原態(tài) Fe2+占優(yōu)勢 （3）有 H+和 OH-參加的非氧化還原反應：只和反應物的濃度及 pH 值有關，不受電勢的影響，為平行于縱坐標的直線（A） 。 Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O 2.Fe-H2O 體系的- pH 圖在金屬防護上的應用 答：腐蝕區(qū)：在這區(qū)域內(nèi)，穩(wěn)定的是可溶性的 Fe2+離子、Fe3+ 離子或 HF