电化学与电分析化学归纳.doc

一、 名词解释：2010 28分1. 电化学生物传感器 2. 循环伏安法 3. 塔菲尔(Tafel)公式4. 极限电流与扩散电流 5. 双电层 6. 能斯特方程7. 标准电极和参比电极2009 10分1 电极上法拉第和非法拉第过程。 2形式电势(formal potential)。3 双电层。 4 原电池(galvanic cell)和电解池(electrolytic cell) 5准参比电极(quasireference electrode, QRE) 2008 15分1. 极限电流与扩散电流 2. 电化学催化 3. 浓差极化 4. 化学修饰电极5. 电镀与化学镀2007 24分1. 能斯特方程 2. 化学修饰电极 3. 原电池与电解池4. 物质的传质的三种途径 5. 双电层 6. 微电极与常规电极2006 15分1. 循环伏安法 2. 电化学催化 3. 常规电极与微电极4. 极限电流与扩散电流 5. Tafel方程2005 15分1.标准电极电位与条件电位 2.双电层 3.极限电流与扩散电流4.半电池的形式电势（Eo）5.交流伏安法。二、 简述回答下列问题2010 32分1. 电极极化及其产生原因。2. 物质传质的途径。3. 请举出几种分离方法与电化学相结合的分析应用实例及原理。4. 举出电化学分析中常用的5种碳材料电极。2009 20分（简述题）1 线扫伏安法和电势阶跃法 2 电化学阻抗谱和交流伏安法3 薄层电化学和溶出分析 4 旋转圆盘电极和纳米阵列电极5 生物电化学传感器和微全分析系统2008 40分1. 简述双电层，通常双电层包括几部分？2. 简述电极过程；请列出四种不同类型的电极过程并各举一例。3. 阐述电极极化及其产生原因。4. 简述物质传质的几种途径。5. 请给出塔菲尔(Tafel)公式并具体说明每一项符号的意义。2006 10分1. 循环伏安法及其应用。2. 标准电极与参比电极？实验中常采用何种参比电极代替标准电极并请给出各参比电极的单电极电位。2006 10分1. 简述电极过程；请列出四种不同类型的电极过程并各举一例。2. 简述双电层，通常双电层包括几部分？2005 20分1. 何谓循环伏安法？主要用于研究什么？从可逆性角度简述循环伏安曲线有几类？具体依据及特点？2. 何谓标准电极？何谓参比电极？为何实验中常采用参比电极代替标准电极？常用参比电极有哪些，请给出各参比电极的单电极电位。3. 阐述电极极化及其产生原因。4.电势阶跃法测量中对电极面积/溶液体积比以及溶液电阻要求大还是小? 为什么?5. 发生电化学极化时的电势与平衡电势是否相同？为什么?三、详细回答下列问题 2010 20分1. 请详细说明电极过程并举出四种不同类型的电极过程。2. 请详细说明微电极的特点和优势。2008 30分1. 何谓循环伏安法？区分电极反应的可逆性与否的依据是什么？2. 在电分析化学中常用到微电极？它与常规电极相比，传质过程有何不同，在分析中有何优势？请以微盘电极为例，说明微电极的特性，如何计算其扩散电流？3. 何谓标准电极？何谓参比电极？为何实验中常采用参比电极代替标准电极？常用参比电极有哪些，请给出各参比电极的单电极电位。2007 36分1. 何谓电极过程？列出四种不同类型的电极过程并各举一例。2. 请给出塔菲尔(Tafel)公式并具体说明每一项符号的意义。3. 在电化学分析中，我们要精确检测溶液中存在的DA，如果不利用液相分离的方法，仅用电化学分析的方法如何排除干扰？请解释其原理。2005 30分1. 何谓电极过程？列出四种不同类型的电极过程并各举一例。2. 在电分析化学中，什么是微电极？什么是常规电极？请以微盘电极为例，说明微电极的特性，如何计算其扩散电流？请图解说明比较微电极与常规电极的传质过程。利用微电极作工作电极在电化学实验中有何优点？3. 叙述利用电化学方法测定电化学活性物质一般步骤。四、论述及列举2010(10分)请结合硕士论文的研究过程说明是如何查阅文献的，并列出五种分析化学、电化学、电分析化学方面的外文期刊杂志的全名或公认缩写。(10分)结合电化学知识及研究兴趣，请说明如何进行博士论文的选题、科学意义及要解决的科学问题。200910分每个小题至少列举五种（1）化学修饰电极的名称；（2）与电化学和电分析化学相关的英文杂志名称；（3）可用于现场电化学研究的仪器分析新方法。论述题（20分）结合你所了解的电化学和电分析化学研究领域前沿热点，写出一个研究课题扩展摘要（字数在500-1000以内）。要求包含题目、目的、意义、内容、技术方法、研究方案和解决的关键问题等（避免写成实验准备报告）20092008 15分请简述硕士论文研究内容、意义，及硕士发表论文情况(500 1000字)；并简要说明如何根据论文内容查阅中英文期刊的，请列出5种分析化学、电化学、电分析化学方面的SCI外文期刊杂志的正确名称或缩写。2007(10分)请简述硕士论文研究内容及意义，及硕士发表论文情况。并简要说明你是如何根据论文内容查阅中英文文献的。(10分)请谈谈你对电化学的理解，并简要说明你设想进行的博士论文课题的科学意义及要解决的科学问题。2006 15分请简述硕士论文研究内容、意义，及硕士发表论文情况(500 1000字)；并简要说明如何根据论文内容查阅中英文期刊的，请列出5种分析化学、电化学、电分析化学方面的SCI外文期刊杂志的正确名称或缩写。五、计算题2009 20分 1、（5分）考虑如下的Nernst半反应：A3+ + 2e A+ EoA3+/A+ = -0.500 V vs. NHE25oC时，在过量支持电解质存在下，含有2.00 mmol/L A3+和1.00 mmol/L A+的溶液i-E曲线显示il,c = 4.00mA和il,a = -2.40 mA。 E1/2 (V vs. NHE)是多少？ 2、（15分）下图为二苯甲酮(BP)和三对甲苯基胺(TPTA)均为1 mM的乙腈溶液中的循环伏安图。在乙腈的电势窗口内，BP可被还原而不能被氧化，BP + e BP.- (EO=-1.8 V vs QRE), TPTA可被氧化而不能被还原,TPTAAPTA.+ + e (EO=0.7 V vs QRE)。扫描从0.0 V (vs. QRE)开始先向正扫。据伏安图（还原电流为正，氧化电流为负）说明：(a) 电势在0.5 - 1.0 V之间(氧化还原峰电流之比为1, 峰电势差为100mV)和 -1.5 -2.0V之间(氧化还原峰电流之比为1, 峰电势差为125mV)的伏安峰，分别对应什么电极反应？解释与这些电极反应有关的异相和均相动力学。(b)在0.7 - 1.0 V之间的电流为什么下降？ (c)在 -1.0 V的氧化电流和还原电流由什么构成？ 2006 10分 半无限条件下，在100mL的10 mM电活性物质O溶液中（支持电解质浓度足够大且不发生反应），溶液静止条件下计时电流法研究平板电极，发现实验开始后0.01s测得电流i=55mA，那么a)100s和10000s后电流分别为多少？b)尽管本体溶液中O绝大部分未被还原（注意：计时电流法中溶液是静止的），为何电流变得非常小？c)如果物质O浓度CO* = 0.1mM，得到电子数n = 6，平板电极面积A = 0.1cm2，分析it-1/2的斜率=1.07710-5，计算扩散系数DO。2005 15分 1. 室温下在1 mM电活性物质O溶液中，计时电量研究发现O吸附在电极表面。假设每个吸附O分子占据的面积为100 2。a) 如果O在电极表面发生2电子还原，计算还原所需电量（C/cm2）。b) 计时电量实验时间对测量吸附O的准确性有何影响，既实验时间长还是短好？为什么？2. 利用线性回归整理极谱测量实验数据电流i和电势E(V) vs. SCE，得到：-E = 0.0112 ln (i/(id-i) + 0.532（id-极限扩散电流）那么：(a) 发生几电子反应? (b)E1/2是多少?六、判断题（对或错）2009 20分1. 一个电化学平衡体系的交换电流为零。2. 物质传质的模式有如下三种：迁移、扩散和对流。3. 浓度不同但电解质相同的两种溶液之间不存在液接界电势。4. 外壳(outer-sphere)电极反应中，反应物和产物与电极表面之间有很强的相互作用。5. 一个电极过程仅仅涉及快速异相电荷转移动力学和迁移，以及可逆的均相反应，那么：(a)均相反应处于平衡态；(b)与法拉第过程相关物种的表面浓度与电极电势关系符合Nernst方程。6. 电化学测量中可以采用微电极或超微电极方法来减小溶液电阻的影响7. 循环伏安法一般用于定性和半定量分析。8. 电势扫描、电势阶跃或电流阶跃，经常可使电极处于远离平衡的状态，并且通常是观察暂态信号的响应。9. 可逆体系线扫伏安曲线上任一点的电流正比于反应物浓度和电势扫描速度。10. 只有电极表面存在吸附的O和R并且具有电活性情况下，能斯特反应O+ n eR循环伏安法曲线的氧化还原峰电流相等，峰电势差为0，峰电流与电势扫描速度平方根成正比。2006 10分1参比电极Ag/AgCl的电势随电极内KCl溶液浓度的增加而增加。 （ ）2支持电解质的主要作用是消除迁移电流对法拉第电流的影响。 （ ）3电极反应发生时只有法拉第过程发生。 （ ）4汞电极于除氧的氯化钾溶液界面在其电势窗口内可以接近理想极化电极。 （ ）5电解质相同但浓度不同的两种溶液界面不存在电势差。 （ ）6铁氰化钾溶液静止和搅拌时的循环伏安曲线没有明显变化。 （ ）7可逆体系的循环交流伏安曲线正扫和反扫曲线是重合的。 （ ）8电化学阻抗测量要求叠加在直流电压上的交流信号幅度要小且氧化态与还原态浓度要接近。 （ ） 9与静止电极方法相比，旋转圆盘电极技术最大优点是它能在稳态下进行测量。（ ）10电化学可逆体系的循环伏安曲线峰电流比和峰电势差与扫描速度无关。 （ ）七、选择题2006单项或多项选择题(20分) 1 能斯特反应O+neR(初始时R不存在)电流-电势曲线的半波电势与下列何种因素无关？A. 极限电流; B. 标准电势；C. O浓度; D. 得失电子数n。2 公式E = K(2.303RT/nF)lgai是离子选择性电极测定离子活度的基础，常数项K是多项常数的集合，但下列那一项不包括在其中？A. 不对称电势; B. 液接界电势; C. 膜电势; D. 内参比电极电势。3 用来比较不同电解质溶液导电能力的参数是A. 电阻; B. 电导; C. 电导率; D. 摩尔电导。4 严重限制经典极谱分析检测下限的因素是A. 电容电流; B. 扩散电流; C. 极限电流; D. 电解电流。5 形式电势与下列那些因素有关？A. 活度系数; B. 标准电势；C. 离子强度; D. 温度。6 能斯特反应O+neR在平衡时净电流A. 大于0; B. 等于0；C. 小于0; D.交换电流。7 只有电极表面强吸附物质发生能斯特反应O+neR时，循环伏安曲线峰电势差以及峰电流与扫速关系分别为A. 0 V; 线性；B. 0.059/n V; 线性；C. 0 V; 非线性；D. 0.059/n V; 非线性。8 在除氧的氯化钾溶液中，汞电极上首先发生氧化和还原反应的分别是A. 汞的氧化和水的还原；B. 氯离子的氧化和水的还原；C. 氯离子的氧化和钾离子的还原；D. 汞的氧化和钾离子的还原。9 扫描电化学显微镜的基本原理是基于A. 扫描隧道显微镜原理；B. 原子力显微镜原理；C. 电化学原理；D. 光学原理。10 第三代GOD电化学传感器中修饰在电极表面的葡萄糖氧化酶A. 不能直接催化底物；B. 可以直接催化底物；C. 需要电子受体才能完成电催化；D. A+C。2005选择题(20分)11 法拉第定律与哪些因素有关？A. 温度和压力; B.电极材料或溶剂性质; C. 电子转移数; D. 浓度。12 电化学实验中，可选择三电极电池装置，这是为了A. 消除充电电流的影响; B.有效减少溶液iR降; C.提高方法的灵敏度; D.增加极化电压稳定性。13 同样浓度的铅离子在水中的极限扩散电流比氯化钾介质中要大，这是因为存在A. 充电电流; B. 迁移电流; C.残余电流； D. 扩散电流。14 恒电势电解时，电流与时间的关系为i(t)=i0e-Kt，式中K与下列哪些因素无关？A. 扩散系数D或扩散厚度; B. 电极面积A; C. 溶液体积V； D. 起始电势E。15 硫酸溶液中汞电极上铜离子的氧化还原峰电势差为28mV, 在盐酸溶液中的氧化还原峰电势差为： A. 0mV; B. 56mV; C. 28Mv; D. 14 mV。16 由扩散控制的电化学交流阻抗图表现为A.一条直线; B. 半圆; C. 椭圆； D. 直线连接半圆。17 关于离子选择电极，不正确的说法是A. 不一定有内参比电极和内参比溶液; B. 不一定有晶体敏感膜; C. 不一定有离子穿过膜相; D. 只能用于正负离子的测定。18 要使某一物质在阳极上氧化析出，电极反应能持续进行，阳极电势应A. 保持恒定; B.比阳极析出电势正;C.比阳极析出电势负; D.等于阳极析出电势。19 E代表电极表面上的电子传递，C代表均相化学反应，那么催化反应O+ne=R（电极反应）, R+ZO+Y（化学反应。其中Y, Z在O还原为R电势下为非电活性物质）属于 A. CE反应; B. EC反应