应用电化学期末复习题

1.如何设计电化学反应体系？在电解时正极是，负极是；在原电池中正极是，负极是。(B)A.阳极，阴极；阳极，阴极B.阳极，阴极；阴极，阳极C.阴极，阳极；阳极，阴极D.阴极，阳极；阳极，阴极2.下列属于Steam双电层模型图的是（C）ABCD3.以下不是电催化剂性能特点的是（D）A.催化剂有一定的电子导电性B.电催化剂具有较高的催化活性C.催化剂具有一定的电化学稳定性D.催化剂要具备耐高温、高压的特性4.评价电催化性能最常用的分析方法是（A）A.循环伏安法B.旋转圆盘电极法C.计时电流法D.稳态极化法5电解硫酸铜溶液时，析出128g铜（M=64），需要通入多少电量（A）A.96500CB.48250CC.386000CD.24125C6.电毛细现象是界面张力随（B）变化的现象。A.溶液密度B.电极电位C.电极电流D.溶液正负离子数7.以下不属于电催化与异相化学催化不同之处的是（C）A.电催化与电极电位有关B.溶液中不参加电极反应的离子和溶剂分子常常对电催化有明显影响C.电催化不能应用在离子浓度较高的溶液中D.电催化通常在相对较低的温度下即可起到催化作用8.电池容量的大小与电池大小（），与放点条件（）（A）A.有关，有关B.有关，无关C.无关，有关D.无关，无关9.下列关于电池寿命的叙述中错误的是（D）A.在一定条件下，电池工作到不能使用的工作时间B.二次电池报废以前，在一定的充放电条件下，电池经历的充放电次数为其循环寿命C.贮存寿命是指电池性能或电池容量降低到额定指标以下时的贮存时间D.燃料电池的循环寿命较长10.电解水溶液，镍电极上的，当ik增加到原来的10倍时，η的值为（B）（提示：已知中的b为0.15V）A.0.35VB.0.50VC.0.63VD.0.49V11.一个有机电合成产品要实现工业化必须达到以下指标中不包括哪一条（B）A.电流效率50%B.电解能耗81kWhkg最终产物C.在电解液中最终产物浓度10%D.最终产物能简单分离12.在其他条件不变时，电解质溶液的摩尔电导率随溶液浓度的增加而（B）A.增大B.降低C.先增后减D.不变13.下列对化学电源的描述哪个是不准确的：CA.在阳极上发生氧化反应B.电池内部由离子传输电荷C.在电池外线路上电子从阴极流向阳极D.当电动势为正值时电池反应是自发的14.电解水溶液，镍电极上的，当ik增加到原来的8倍时，η的值为（B)，（提示：已知式中的b为0.12V，ln2=0.301）A.0.25VB.0.46VC.0.53VD.0.49V15.镀镍液一般为酸性，以硫酸镍和氯化镍为主盐，以（B）为缓冲剂。A.醋酸B.硼酸C.草酸D.氢氰酸16.电解工业中规模最大的产业是（A）A.氯碱工业B.氯酸盐工业C.锰化合物的电解合成工业D.水的电解工业17.下列不属于氯碱工业隔膜槽电解法不足的是（D）A．所得碱液稀，产品需要浓缩B．碱液含杂质氯离子C．电解槽电阻高D．隔膜价格昂贵18.局部腐蚀中最常见的腐蚀形式是（A）A．点腐蚀B．缝腐蚀C．晶间腐蚀D．脱成分腐蚀19.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2以下说法正确的是(D)A．负极反应：O2+H2O+4e4OH—B．正极反应：FeFe2++2eC．原电池是将电能转化为化学能的装置D．钢铁在水下部分比在空气与水的交界处更不容易腐蚀20.下列叙述的方法不正确的是（B）A．金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍B．用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀C．钢铁在干燥空气中不易被腐蚀D．用牺牲锌块的方法来保护船身21下列关于腐蚀原电池的叙述错误的是（C）A．腐蚀原电池至少包括阴极、阳极、电解质和电路四部分B．腐蚀原电池不对外做功，仅是导致金属腐蚀破坏的短路原电池C．所有腐蚀原电池的阴阳极都可以肉眼区分D．腐蚀过程是自发进行的22.任意一浓差电池其标准电池电动势E（B）A.大于零B.等于零C.小于零D.无法判断1.简述电极的法拉第过程和非法拉第过程。答：电极上发生的反应过程有两种类型，法拉第过程和非法拉第过程。前者是电荷经过电极/溶液界面进行传递而引起的某种物质发生氧化或还原反应的法拉第过程，其规律符合法拉第定律，所引起的电流称为法拉第电流。后者是在一定的条件下，当在一定电势范围内施加电位时，电极/溶液界面并不发生电荷传递反应，仅仅是电极/溶液界面的结构发生变化，这种过程称为非法拉第过程。2.简述电池容量的影响因素。答：（1）放电电流：电池容量随着放电电流的增加而减小，放电倍率增加，则放电电流增加，电池容量减小。（2）放电深度：是指电池放电量占额定容量的百分比，一般情况下二次电池的放电深度为额定容量的20-40%。（3）放电形式：间隙放电时电池的容量要比连续放电时大。（4）放电期间的电池温度：低温放电，电池活性物质的化学活性会降低，电池内阻会增加，导致电池容量降低；高温放电，可能会导致一些组分的物理性质或化学性质的变形，有时足以造成容量的损失。3.金属共沉积有哪些方法？答：(1)当两种离子的i相差较小时，可采用调节离子浓度的方法实现共沉积。(2)当两种离子的i相差不大(＜0.2V)，且两者极化曲线斜率又不同的情况下，则调节电流密度使其增大到某一数值，使两种离子的析出电势相同，也可以实现共沉积.(3)当两种离子的i相差很大，可通过加入络合剂以改变平衡电极电势，实现共沉积。(4)添加剂的加入可能引起某种离子阴极还原时极化超电势较大，而对另一种离子的还原则无影响，这时亦可实现金属的共沉积.4.什么是有机电合成，有哪些主要特点？。答：定义：用电化学方法进行有机化合物合成的科学，它是一门涉及电化学、有机合成及化学工程等内容的边缘学科。主要特点：（1）可在温和的条件下制取特定的有机产品；（2）环境友好、“绿色”化学---用电子这一干净的“试剂”去代替易造成环境污染的氧化剂和还原剂；（3）通过调节电压和电流，反应易控制，适合小规模生产；（4）电极的种类、电解质、电解条件等可控制有机电解反应。5.简述电位-pH图制作的一般步骤。答：（1）确定体系中可能发生的各类反应，列出各反应的平衡方程；（2）根据参与反应的各组分的热力学数据计算反应的rGm、、Ka;（3）导出体系各反应的与pH的计算式，再根据指定的离子活度（或气体分压）、温度等算出各个反应的和pH；（4）将每个反应的计算结果表示在-pH图上。暂态：电极电势、电极表面的吸附状态以及电极/溶液界面扩散层内的浓度分布等都可能与时间有关，处于变化中。稳态：电流、电极电势、电极表面状态和电极表面物种的浓度等基本上不随时间而变化。影响催化性能等因素：答：（1）催化剂的结构和组成：催化剂能改变电极反应的速率，由于催化剂和反应物之间存在的某种相互作用改变了反应进行的途径，降低了反应的超电势和活化能。催化反应发生在催化电极/电解液的界面，即反应物分子必须与催化电极发生相互作用，相互作用的强弱主要决定于催化剂的结构和组成。（2）催化剂的氧化-还原电势。催化剂的活性与其氧化—还原电势密切相关。对于媒介体催化，催化反应是在媒介体氧化—还原电势附近发生的。一般媒介体与电极的异相电子传递很快，则媒介体与反应物的反应会在媒介体氧化—还原对的表面式电位下发生，这类催化反应通常只涉及单电子转移反应。（3）催化剂的载体对催化活性亦有很大的影响。电催化剂的载体包括：基底电极（贵金属电极、碳电极）、将电催化剂固定在电极表面的载体。载体须具备良好的导电性及抗电解液腐蚀的性质，载体的作用有：①载体仅作为一种惰性支撑物，催化剂负载条件不同只引起活性组分分散度的变化；②载体与活性组分存在某种相互作用，修饰了催化剂的电子状态，可能会显著地改变电催化剂的活性和选择性；③电催化剂的表面微观结构和状态、溶液中的化学环境等。.什么是一次电池？其不可充电的原因是什么？一次电池有何优点？答：（1）一次电池为电池放电后不能用充电的方法使其复活的一类电池（2）不能充电的原因是由于电池反应或电极反应的不可逆性或条件限制使电池的反应很难可逆的进行所决定的。（3）主要优点：方便、简单、容易使用，维修简单、贮存寿命长，具有适当的比能量和比功率，可靠，成本低。简述电镀生产工艺流程及各步骤的目的。答：电镀生产工艺流程：镀前处理、电镀、镀后处理。（1）镀前处理：获得良好镀层的前提，包括机械加工、酸洗、除油等步骤。①机械加工：用机械的方法，使镀件表面光洁平整，使镀层与基体结合良好，防止毛刺的发生。②电解抛光：除去镀件缺陷，得到一个洁净平整的表面，且镀层与基体有较好的结合力，减少麻坑和空隙，使镀层耐蚀性提高。③酸洗：除去镀件表面氧化层或其他腐蚀物。④氰化电镀：为防止盐酸带入镀液，酸洗后需进行中和处理，避免氰化物的酸解。⑤除油：清除基体表面上的油脂。⑵电镀：镀件经过镀前处理，进入电镀工序，获得符合要求的镀层。⑶镀后处理：去除电镀后镀件表面的吸附镀液或进行特殊化处理如钝化、着色。为了解和防止金属的腐蚀，首先要了解金属本身、它的可溶性离子和各种氧化物及难溶盐的稳定存在条件，电势-pH图就是了解这些条件的有力工具，因此它在腐蚀研究中有着广泛的应用。下图为Fe-H2O体系298K的电势-pH图，请详细阐述图中(A)、（B）、（C）、（D）线所代表的含义，并简述如何将该图利用到金属防护上。答：（1）（D）表示有H+或OH-参加的氧化还原反应，即电极电位与溶液pH有关的反应（1分）：22326223FeOHeFeHO（1分）（B）和（C）表示没有H+或OH-参加的氧化还原反应，平衡电极电位与溶液的pH无关（1分）。其中（B）表示的为32FeeFe（0.5分），（C）表示的为2Fe2eFe（0.5）（A）表示的是有H+和OH-参加的非氧化还原反应，反应不受电极电势影响（1分）：3232623FeOHFeHO（1分）（2）由电位—pH图可知：若使Fe不腐蚀，有四种方法：①提高pH值（1分）；②降低电位—阴极保护（1分）③升高电位—阳极保护、钝化剂、缓蚀剂（1分）④加入特定金属，缩小腐蚀区（1分）