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1、电化学练习题解答一、是否题 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 在电极与电解液界面处发生的有电子参与的化学反应称为电极反应。 若通过Q 电量，发生电极反应生产n mol产物，则由此可以计算出法拉第常数 F 通过电池的电流趋于零时，电池两之极间的电势之差称为标准平衡电动势。 表达电动势与标准电动势之间关系的方程式称为Gibbs方程。 某些杂环有机化合物及导电掺杂物通过电化学聚合可以制成导电高分子膜。 燃料电池中进行的电化学反应是自发的电化学过程。 光化学反应的前提是反应物分子发生旋转能级和振动能级的跃迁。 8. 人们已经对微波加速化学反应的机理有了统一的认识，即微波引起有机物的内热。 10
2、. 电化学反应速度可用通过电极的电流密度的大小来表示。 11. 电解槽工作时的电压小于理论分解电压。 A 析出氧气 B 析出氯气 C 析出铜 D 铜电极溶解 3. 298K，0.1mol.kg-1的HCl溶液中，氢电极的可逆电动力势为-0.06V，当用Cu电极电解此溶液时，氢在Cu电极上析出的电动势是 ( C) A-0.06V B=-0.06V -0.06V D无法判断 4. 298K时，以1A电流电解CuSO4溶液，析出0.1molCu所需要的时间是 ( B ) A20.2h B 5.4h C2.7h D1.5h 5. 电解时，在阳极上首先发生氧化反应的是 ( D ) A 标准还原电位最B
3、标准还原电位最C 考虑极化后实际D 考虑极化后实际大者 小者 析出电位最大者 析出电位最小者 6. 以石墨为阳极，电解0.1 mol.kg-1的NaCl溶液，在阳极上首先析出 ( A ) 平衡A 氯气 B 氧气 C 氯气和氧气的混D 无气体析出 合物 7. 通过电解相同浓度的Fe2+,Ca2+,Zn2+和Cu2+的电解质溶液，设氢气由于过电位而不析出，） ） 则这些金属析出的次序为 ( C ) 2+CuA Ca,Zn,Fe,Cu B Ca,Fe,Zn,Cu C Cu,Fe,Zn,Ca 8. 下列Fe的哪一种防腐方法属于“电化学保护” ( C ) A 表面喷漆 三、填空题 1. 一个电极过程所包
4、括的基本步骤有 液相传质，电子转移，液相传质。 2. 一个电化学反应装置中的主要设备有 电解槽，电极，电源。电解质。 3. 举出三种不同的电极种类 工作电极，辅助电极，参考电极。 B 电镀 C Fe件中嵌Zn块 D Ca,Cu,Zn,Fe D 加入缓蚀剂 4. 电解槽中隔膜作用 有抵制部分粒子的扩散和迁移，以达到增加电流效率提高产品纯度或避免不希望的化学反应的发生 5. 光化学反应中对光源的基本要求是 具有合适的波长，光源要稳定，单色性好。 6. 光化学中的敏化作用是指 一个激发态分子将其能量转移给基态分子而使基态分子转化为激发态分子的过程； 而猝灭作用是指 激发态分子失去能量的去活化的过程。
5、 7. 微波有机合成反应的最大特点是 速度快。 8. 实现电化学合成的方式有 直接电化学合成，间接电化学合成。 9. 电解过程极化规律是 阳极极化使电极电位大于平衡电位，阴极极化使电极电位小于平衡电位。 10. 决定过电位的因素是 电极材料，表面特征，电流密度，电解质及其浓度，溶液的流动状况，析出的气体，温度等。 11. 离子交换膜的基本组成部分是 基膜，活性离子交换基团。 12. 电化学中的EGB是 电化学生成碱。 四、计算、推导题 1. 在298K时，有一含有Zn2+和Cd2+的浓度均为0.1mol.kg-1的溶液，用电解沉淀的方法将它们分离，试问： 2+Cd(1) 哪种金属首先在阴极上析
6、出？用铂电极作阴极，H2在铂电极上的过电位是0.6V, 在Cd上的过电位是0.8V； 能斯特公式：E=E-RT/ZFlnPaB qVBjCdjzn2+/Cd=-0.403-8.314298/296500ln1/0.1=-0.433=-0.7932+/zn阴极上电位越大，越容易被还原，所以Cd先出来 (2) 第二种金属析出时，前一种金属剩下的浓度为多少。设所有组分的活度过1。 jzn2+/zn=jCd2+/Cd-1Ccd2+=0.67mol.kg2. 298K时，用面积为2cm2的Fe作阴极电解浓度为1mol.kg-1的 KOH溶液，每小时析出H2 100mg，试求这时氢在阴极上极出的电势是多少
7、？已知塔菲尔公式为h(V)=0.76+0.05lni(Acm-2)。 I=Q/t=NZF/t=10010-3/2296500/3600=2.68Ai=I/S=2.68/210-4=1.34104h=0.76+0.05lni 又因为阴极过电位 j=jj实际 平衡根据能斯特公式：E=E-RT/ZFlnPaB qVBjHO/H=jqHO/H-RT/ZFlnPaBVB 22223. 电解食盐水时总电流为10000A，电解2h得到NaOH 28.51kg，理论分解电压为2.17V，实际的槽电压为3.3V，计算： 电流效率、电压效率和电能效率； 电流效率=理论电量/实际电量 y=zFN/It=28.511
8、000/4096500/1000023600=0.95电压效率=理论分解电压/实际分解电压=0.66 电能效率=理论电能/实际电能=(nzF/t2.17)/(3.310000)=0.62 若该过程中H2的电流效率为98%，则产生了多少H2？ N=Q/ZF=It/ZF=100000.9823600/2/96500=0.73kmol 五、写出下列电化学合成过程的电极反应式 1由硝基苯合成对氨基苯酚： NO22H+2e-H2ONO2H+2eNHOHNH2阴极：阳极：H2O-2e2H+OH+1/2O22甲苯合成苯甲醛 3草酸合成乙醛酸 阴极：阳极：HOOC-COOH+2H+2eHOOC-CHO+H2O
9、H2O-2e2H+1/2O24丙酮合成频哪醇： 阳极：Cr2+-eCr3+2CH3COCH3+2H2O+2e+2OH-OHOH阴极： 5顺丁烯二酸合成丁二酸 阴极： HOOC-CH=CH-COOH+2H+2eH2O-2e2H+HOOC-CH2-CH2-COOH1/2O2阳极：+6戊醇合成戊酸戊酯 阴极：阳极：4H+4e2H2CH3(CH2)COOH+4H+CH3(CH2)4OH+H20-4e7对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸 阴极：3Zn2+6e3eCOOHCOOH+3Zn+6H+NH2+3Zn2+2H2ONO2阳极： 2Cr3+7H2O-6eCH3Cr2O72- +8H+NO2NO2Cr2O72-
10、+14OH-COOH+ 2Cr3+ +5H2O8丙烯合成环氧丙烷 2H2O +2e2OH- +H2CH3CH(OH)CH2Cl + HClO+ HClCH3-CH=CH2 + Cl2 + H2OCH3CHOHCH2Cl阴极：阳极：2Cl- - 2eCl29己二酸合成癸二酸 阴极：2H+2eH2CH3OOC(CH2)8COOCH3+2CO2 + 2H+阳极：2CH3OOC(CH2)4COOH - 2e10四乙基铅的合成 阴极：4MgCl+ + 4eRCl +Mg2Mg + MgCl2RMgClR4PbR- + MgCl+阳极：4R- + Pb - 4e 11隔膜法生产氯气和氢氧化钠 阴极：阳极：
11、 六、说明题 1举一光催化反应实例，并写出有关反应式 氯代苯甲醛的合成：Cl+2Cl22H2O +2e2OH- +H22Cl- - 2eCl2hvClCCl2ClCHO2举一微波反应实例，并写出有关反应式。 1噻唑烷4甲酸与甲醇的反应： SNHClH+MeOHCOOHmwSNHCOOMe3试指出氧阴极的原理和作用。 O2 + 4H+ + 4e2H2O开发氧电极，就是利用氧在碱性溶液中的还原反应取代氢电极，可显著降低槽电压。 4简述EGZn改进Reformatsky反应的原理。 它的关键是需要高活性的锌催化。采用牺牲阳极，使所需要的金属阳极分解后化为惰性阳极上还原的活性锌，新生态的金属具有很高的活性，能大幅度的提高反应速率。
