电极极化答案.doc

第十一章电极极化练习题答案一、判断题答案：1对。2对。3错。4错。5错。6对。7对。8错。9错。10对。11错，实际电解时电极发生极化。二、单选题答案：1. E；2. D；3. B；4. D；5. B；6. C；7. A；8. D；9. D；10.C；11.A；12.C；13.A；14.A；15.D；16.B；17.D；18.C；19.B；20.B；21.D；22.C；23.C；24.B；25.C；26.C；27.B；28.C；29.D；30.C；31.C；32.D。三、多选题答案：1. E；2. AD；3. AC；4. AD；5. AD；6. BD；7. BC；8. A；9. AC；10. DE。四、主观题答案：1解： = a + b lgi ， = -2.303RT/nFlgi0 + 2.303RT/nFlgi(1)在Pt上，a = -blgi0lgi0 = -a/b = -0.3/0.14 = -2.14， i0 = 7.19 10-3 Acm-2 2.303RT/nF = b， n = 1= 2.303RT/bF = 2.303 8.314 293.2/(0.14 96500) = 0.416(2)在Hg上，lgi0 = -a/b = -1.4/0.116 = -12.069 ，i0 = 8.53 10-13 Acm-2= 2.303 8.314 293.2/(0.116 96500) = 0.502(3)Pt上的交换电流密度i0比Hg上交换电流密度大得多。做氢电极，要求可逆性好，不易极化，i0大的材料才行，因此用Pt而不用Hg。2解：E = (摩尔甘汞) - (不)(不) = 0.2800 - E = 0.2800 - 1.0685 = -0.7885 V(H+/H2) = + 0.05915lga(H+) = 0.05915lg(2 0.1 0.265) = -0.07546 V = (H+/H2) - (不) = -0.07546 + 0.7885 = 0.713 V3解：pH = 3.0 ，酸性溶液(H+/H2) = + 0.05915lgH+ = - 0.05915pH = - 0.05915 3 = -0.1775 V一般认为，Fe2+ 浓度起过 10-6 M 作为腐蚀标准，那么，(Fe2+/Fe) = + 0.05915lgFe2+/2 = - 0.440 + 0.02958lg10-6 = -0.617 VE = -0.1775 + 0.617 = 0.4395 V 0 ，Gm =nFE 0 ，Fe 能置换酸中 H+ ，这时铁容器会被腐蚀。4解：当 Zn2+ = 10-4 M，Zn 的析出电位为：(Zn) = + 0.05915lgZn2+/2 = -0.7628 + 0.02958lg10-4 = -0.8811 V(H2) = + 0.05915lgH+ - = -0.05915 pH - -0.05915pH - 0.72 -0.8811 解之，pH 2.7245解：阴极上，Zn2+、H+ 可能放电：(Zn) = + 0.02958lgZn2+ = -0.763 + 0.02958lg0.1 = -0.793 V(H2) = + 0.05915lgH+ - = 0.05915lg10-7 - 0.70 = -1.114 V因此，阴极上Zn首先析出。阳极上，Br-、I-、OH- 可能放电：(I2) = - 0.05915lgI- = 0.536 - 0.05915lg0.1 = 0.595 V(Br2) = - 0.05915lgBr- = 1.066 - 0.5915lg0.1 = 1.125 V(O2/OH-) = - 0.05915lgOH- + = 0.401 - 0.5915lg10-7 + 0.45 = 1.261 V因此，阳极上放电的顺序为 I-、Br-、OH- 。(1)99 的I2 析出，I- = 0.1 1 = 10-3(I2) = 0.536 - 0.05915lg10-3 = 0.713 V外加电压 E = (I2) - (Zn) = 0.713 - (-0.793) = 1.506 V(2) 99 的 Br2 析出，Br- = 0.1 1 = 10-3(Br2) = 1.065 - 0.05915lg10-3 = 1.242 V外加电压 E = (Br2) - (Zn) = 1242 + 0.793 = 2.035 V(3)O2 析出时，(O2) = 1.261 V 1.261 = 1.065 - 0.05915lgBr- Br- = 4.852 10-4 moldm-3 6解：(1) 阴极上，(Fe) = + 0.02958lgFe2+ = -0.44 - 0.02958lg0.01 = -0.4992 V (Cu)= + 0.02958lgCu2+ = 0.337 - 0.02958lg0.02 = 0.287 V因此Cu先放电。(2)阳极上，Cl-、OH-可能放电：(O2) = - 0.05915lgOH- = 0.401 - 0.05915lg10-7 = 0.815 V (Cl2) = - 0.05915lgCl- = 1.359 - 0.05915lg0.06 = 1.431 V阳极上，OH- (H2O) 先放电。则阴极：Cu2+ + 2eCu ，阳极：H2O - 2e2H+ + O2总反应： Cu2+ + H2O = Cu(s) + 2H+ + O2(g) 溶液的H+浓度随Cu2+ 的不断析出而增加，当Fe2+ 放电时，Cu2+ 巳基本反应完，H+ = 2 0.02 = 0.04 M(O2) = - 0.05915lgOH- = 0.401 - 0.05915lg(10-14/0.04) = 1.1463 V或(O2) = - 0.05915lgH+ = 1.229 - 0.05915lg0.04 = 1.229 - 0.0827= 1.1463 V所以外加电压： E = 1.1463 - (-0.4992) =