湘潭大学应用电化学习题解答-1

1、应用电化学习题解答应用电化学习题解答5 已知反应电极O+4e=R在静止溶液中恒电流极化时，阴极过程为扩散步骤控制，反应物O的扩散系数为1.5105cm2/s，初始浓度为0.1mol/L。当阴极极化电流密度为0.5A/cm2。求阴极过程的过渡时间。若按上述过程恒电流极化110-3s时，电极表面液层反应物O的浓度是多少？解：当t=110-3s时，转换上面公式得 056. 05 . 04)101 . 0(102 . 1965004422352220222iiiciDFns087. 0056. 010111 . 01t , 030tCC）（mol/L第三章（第三章（3） 液相传质步骤动力学液相传质步骤

2、动力学6 某有机物在25下静止的溶液中电解氧化，若扩散步骤是速度控制步骤，试计算该电极过程的极限扩散电流密度。已知每一个有机物分子结合的电子数是4，有机物在溶液中的扩散系数是610-5cm2/s，浓度为0.1mol/L。扩散层有效厚度为510-2cm。解：046. 0105101 . 01069650042350cnFDidA/cm27 已知25时，阴极反应O+2e=R受扩散步骤控制，O和R均为可溶，co0=0.1mol/L，cR0=0。扩散层厚度为0.01cm，O的扩散系数为1.510-4cm2/s，求（1）测得jc=0.08A/cm2时阴极电位 =-0.12V，该阴极过程中的半波电位是多少

3、？（2）jc=0.2A/cm2时，阴极电位是多少？解：（1）ViiinFRTAcnFDiiiinFRTdOdd13. 0-08. 008. 029. 0ln965002298314. 812. 0lncm/29. 001. 0101 . 0105 . 1965002ln21234021（2）ViiinFRTd14. 0-2 . 02 . 029. 0ln965002298314. 8132. 0-ln213.电极反应电极反应O十十eR在在20时的交换电流密度是时的交换电流密度是110-9A/cm2。当阴极过电位为。当阴极过电位为0.556 V时，阴极时，阴极电流密度为电流密度为1 A/cm2时

4、。假设阴极过程为电子转移步时。假设阴极过程为电子转移步骤控制，试求骤控制，试求: (1)传递系数传递系数。 (2)阴极过电位增大一倍时，阴极反应速度改变多少阴极过电位增大一倍时，阴极反应速度改变多少?ccinFRTinFRTlog303. 2log303. 20解：阴极过电位为阴极过电位为0.556 V，属于高极化区，塔菲尔方程，属于高极化区，塔菲尔方程:已知i0= 110-9A/cm2; c= 0.556 V; ic= 1 A/cm2；n=1解得= 0.94第三章（第三章（4） 电子转移步骤动力学电子转移步骤动力学1212log303. 2iinFRT101log303. 2log303.

5、2inFRTinFRT(2)(1)(2)202log303. 2log303. 2inFRTinFRT(2)-(1)得：i1= 1 A/cm2; 1= 0.556 V; 2= 20.556 V= 0.94； R=8.314； T=293K解方程得 i2=9.8108 A/cm24 镀镍时，通过2.5A电流1h，电极增重2.55g，计算电流效率。解：%07.93%10074. 255. 2%10074. 279.58965002360015 . 2tt理论增重实际增重电流效率镍的理论曾重gMzFImnMmInzFQ5 在含有NiSO4的溶液中进行电镀，被镀物件总表面积为100cm2通过电流为3A

6、，试问，镀上0.3mm的镀层需要多少时间？已知电流效率为90%，Ni的密度为8.9g/cm3.解：hIMmzFInzFIQtgVm03. 97 .583%909650027 .26%90%907 .26103 . 01009 . 81-实实际增重 1 重量为123g的碱性锌锰电池在2.25 负载下连续放电，知道电池的终止电压为0.9V，持续放电时间为735min，放电量为6.21Ah，试求该电池放电时的平均比能量和比功率。已知人体重55kg的平均输出功率为100W，体重为450kg的马输出功率为1马力，试把他们与上述电池的比功率做比较。解：kgWmPkgWmPkgWhtmPkgWmPWRtQR

7、IP/7 . 1450750/8 . 155100/58.57607357 . 4/7 . 41012358. 058. 025. 27356021. 63222马的比功率人的比功率平均比能量比功率比功率：电池人马第六章 化学电源2 某仪器使用的电源体积已限130mm60mm8mm，平均工作电压为13V，最大工作电流为250mA，并要求工作4小时，问何种电池能满足这个指标。解：W=IEt=0.25134=13 Wh 所需体积比能量为 W/V=13/（130608）106 =208 Wh/L 能满足该指标的电池：锌银电池，锌汞电池3 某设备使用的电源要求平均电压为27V，工作电流为20A，工作时间15天。已知锌银电池组的比能量可达80Wh/kg，如果使用锌银电池组，其质量为多少？解：kg24308024152720比能量比能量IEtWm4 烧结式镉镍电池的正、负活性物质为NiOOH.Cd，实际在化成前镉电极上存在Cd(OH)2,试问容量为3Ah的镉镍电池所需正常正、负极活性物质的质量。解：正极 NiOOH + H2O +e Ni(