應(yīng)用電化學(xué)書后習(xí)題答案楊輝_盧文慶編

1、1應(yīng)用電化學(xué)全書思考題和習(xí)題應(yīng)用電化學(xué)全書思考題和習(xí)題第一章習(xí)題解答第一章習(xí)題解答1試推導(dǎo)下列各電極反應(yīng)的類型及電極反應(yīng)的過程。(1)????242CeeCe解：屬于簡單離子電遷移反應(yīng)，指電極溶液界面的溶液一側(cè)的氧化態(tài)物種借助于電極得到4Ce?電子，生成還原態(tài)的物種而溶解于溶液中，而電極在經(jīng)歷氧化還原后其物理化學(xué)性質(zhì)和表面2Ce?狀態(tài)等并未發(fā)生變化，(2)????OHeOHO44222解：多孔氣體擴(kuò)散電極中的氣體還原反應(yīng)。氣相中的氣體溶

2、解于溶液后，再擴(kuò)散到電極表2O面，然后借助于氣體擴(kuò)散電極得到電子，氣體擴(kuò)散電極的使用提高了電極過程的電流效率。(3)NieNi???22解：金屬沉積反應(yīng)。溶液中的金屬離子從電極上得到電子還原為金屬Ni，附著于電極表2Ni?面，此時(shí)電極表面狀態(tài)與沉積前相比發(fā)生了變化。(4)?????OHsMnOOHOHesMnO)()(22解：表面膜的轉(zhuǎn)移反應(yīng)。覆蓋于電極表面的物種(電極一側(cè))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、

3、氫氧化物、硫酸鹽等。(5)；2)(22OHZneOHZn????????242])([2)(OHZnOHOHZn解：腐蝕反應(yīng)：亦即金屬的溶解反應(yīng)，電極的重量不斷減輕。即金屬鋅在堿性介質(zhì)中發(fā)生溶解形成二羥基合二價(jià)鋅絡(luò)合物，所形成的二羥基合二價(jià)鋅絡(luò)合物又和羥基進(jìn)一步形成四羥基合二價(jià)鋅絡(luò)合物。2試說明參比電極應(yīng)具有的性能和用途。參比電極(referenceelectrode，簡稱RE)：是指一個(gè)已知電勢的接近于理想不極化的電極，參比電極上基本

4、沒有電流通過，用于測定研究電極(相對于參比電極)的電極電勢。既然參比電極是理想不極化電極，它應(yīng)具備下列性能：應(yīng)是可逆電極，其電極電勢符合Nernst方程；參比電極反應(yīng)應(yīng)有較大的交換電流密度，流過微小的電流時(shí)電極電勢能迅速恢復(fù)原狀；應(yīng)具有良好的電勢穩(wěn)定性和重現(xiàn)性等。不同研究體系可以選擇不同的參比電極，水溶液體系中常見的參比電極有：飽和甘汞電極(SCE)、AgAgCl電極、標(biāo)淮氫電極(SHE或NHE)等。許多有機(jī)電化學(xué)測量是在非水溶劑中進(jìn)行

5、的，盡管水溶液參比電極也可以使用，但不可避免地會給體系帶入水分，影響研究效果，因此，建議最好使用非水參比體系。常用的非水參比體系為AgAg(乙腈)。工業(yè)上常應(yīng)用簡易參比電極，或用3=196500Ｃ107cm2s11106＝9.65109ccm2s1＝9.65109Acm2=9.65103μAcm2（１Ｃ＝１As）也可以等于9.6４８４103μAcm2。(2)對于陰極：（1）000RTRTlnln0.059120.05912lglg0.1

6、971(lg)0.30.3iizFzFiiii????????＝對于陽極極：（2）00RTRTlnln0.08446lg()iiiizFzF?????＝電流μAcm2100200300400500600lgi2.0002.3012.4772.6022.6992.778陰極超電勢V0.79140.85080.88550.91010.92920.9448陽極超電勢V0.33910.36460.37940.39000.39820.40495試

7、推導(dǎo)高正超電勢時(shí)試推導(dǎo)高正超電勢時(shí)～I(xiàn)關(guān)系式，并同關(guān)系式，并同TafelTafel方程比較。方程比較。?解：高超電勢時(shí)，方程(1.43)右式兩項(xiàng)中的一項(xiàng)可以忽略。當(dāng)電極上發(fā)生陰極還原反應(yīng)，且很?大時(shí)(此時(shí)，電極電勢非常負(fù)，陽極氧化反應(yīng)是可以忽略的)，對于一定條件下在指定電極上發(fā)生的特定反應(yīng)，和為一確定的0ln)(izFRT?zFRT??值，即方程(1.47)可以簡化為：。因此，在強(qiáng)極化的條件下，由ButlerVolmer方程ibalg?