第十章-电解与极化作用(共16页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上第十章 电解与极化作用1、要在一面积为的薄铁片两面都镀上厚度为的均匀镍层，计算所需的时间。已知所用电流为，电流效率为，。解：2、在09AB和标准压力下，试写出下列电解池在两极上所发生的反应，并计算其理论分解电压：（3） 解：（1）阴极反应：阳极反应： = （2）阴极反应 阳极反应= （3）阴极反应 阳极反应3、在和标准压力下，用镀铂黑的铂电极解的水溶液，当所用电流密度为时，计算使电解能顺利进行的最小分解电压。已知，忽略电阻引起的电位降，的标准摩尔生成自由能为。解：4、在时，使下列电解池发生电解作用： 问当外加电压逐渐增加时，两极上首先分别发生什么反应？这时外加电压至少

2、为若干？（设活度因子均为1，超电势可忽略。）.解：在阳极上可能发生反应的阴离子是、和 所以阳极发生被氧化反应在阴极上，阳离子有阴极发生Ni2+被还原成Ni的反应。5、时，用电极来电解溶液，已知其浓度为，若在电解过程中，把阴极与另一甘汞电极相连组成原电池，测得其电动势。试求在阴极上的超电势（只考虑的一级电离）。已知所用甘汞电极电势。解：电解时组成原电池甘汞电极为正极6、在锌电极上析出氢气的公式为在时，用 作阴极，惰性物质作阳极，电解浓度为的溶液，设溶液为7.0，若要使不和锌同时析出，应控制什么条件？解：在阴极上发生还原反应H的电极电势 还原电极越正，越先析出.使不析出，有所以欲使不和锌同时析出应

3、控制电流密度在以上。711自考、在和标准压力下，当电流密度时，和在电极上的超电势分别为和。今用电极电解浓度为的溶液，问这时在两个银电极上首先发生什么反应？此时外加电压为多少？（设活度因子为1）。解：阳极发生氧化反应，可能的反应是或分别计算两者电极电势电极电势低的先发生氧化反应，阳极发生氧化成的反应。同理，阴极可能发生的反应是：或故阴极发生还原反应。外加电压为：8、在和标准压力下，若要在某一金属上镀合金，试计算镀液中两种离子的活度比至少应为多少？忽略超电势的影响，已知，。解：镀合金应使两才电极电势相等。，如不计超电势的影响9、在和标准压力时，某混合溶液中，浓度为，浓度为，用铂电极进行电解，首先沉

4、积到电极上。若在上的超电势为，问当外加电压增加到有在电极上析出时，溶液中所余的浓度为多少？（设活度因子均为1，作一级电离处理）。解：电解时，阴极发生的反应有先计算。阳极发生的反应有：每有被还原，就应有被氧化，生成，若一级电离，则的活度为：10、在和标准压力下，以为阴极，为阳极，电解含和的水溶液。若电解过程中超电势可忽略不计，试问：（设活度因子均为1）（1）何种金属先在阴极析出？（2）第二种金属析出时，至少须加多少电压？（3）当第二种金属析出是，计算第一种金属离子在溶液中的浓度。（4）事实上在石墨上是有超电势的，若设超电势为，则阳极上首先应发生什么反应？解：（1）阴极上发生的反应可能有电极电势分

5、别为:（2）阳极可能发生的反应有: 电极电势低者首先析出，同时被还原，产生，当基本析完时，先生成.（3）的浓度为: 求得:(4)若存在超电势则<首先在阳极发生的反应是被氧化成。11、在和标准压力下，用铁为阴极，为阳极，电解的水溶液若在铁阴极上的超电势为，在石墨阳极上的超电势为，的超电势可忽略不计。试说明两极上首先发生的反应及计算至少外加电压，电解才能进行。（设活度因子均为1）解：电解时，阴极可能性的反应为： 计算得发生的反应是阳极发生的反应可能有：故阳极发生氧化反应。12、在和标准压力下，电解一含溶液，希望当浓度降至，仍不会有析出，试问溶液的应控制在多少为好？已知在上的超电势为，并设此值

6、与浓度无关。解：在上的超电势与浓度无关阴极发生被还原反应时（活度系数均为1）在浓度为时，若电解时，阳极不发生消耗的反应，不析出。则即控制溶液时，浓度为不会有析出。13、在和标准压力下，用电解沉积法分离，混合溶液。已知和的浓度均为（设活度系数均为1），在和超电势分别为和，设电解液的保持为。试问：（1）阴极上首先析出何种从属？（2）第二种金属析出时第一种析出的离子的残留浓度为多少？（3）是否有可能析出而影响分离效果？解：（1）先析出金属。（2）析出时，故残留的浓度为。在上在上而在隋性电极上可以看出，若使用惰性电极，则会析出影响分离效果，而使用或电极时，由于超电势的存在，则不可能有析出。14、在和标

7、准压力下，电解含有，和的混合溶液，并随电解的进行而变化，又已知在，和上的超电势分别为，和。当时加电压从零开始逐渐增加时，试用计算说明在阴极上析出物质的顺序。解：在金属上的电极电势为：析出顺序为、。15、在，溶液含和的原始浓度分别为，当形成配离子后，其解离常数，试计算在该溶液中的剩余浓度和的析出电势。（设活度因子均为1）解： 开始 平衡 16、欲从镀银废液中回收金属银，废液中的浓度为，还含量少量的。今以银为阴极、石墨为阴极用电解法回收银，要求银的回收率达，试问阴极电势应控制在什么范围之内？离子的浓度应低于多少才不致使和同时析出？（设所有的活度因子均1）解：银回收率为，则溶液中银的浓度为当时金属不

8、析出即：的浓度控制在以下。17、工业上目前电解食盐水制造的反应为 有人提出改进方案，改造电解池的结构，使电解食盐水的总反应为 （1）从两种电池总反应分别写阴极和阳极反应。（2）计算在时，两种反应的理论分解电压各为多少？设活度均为1，溶液。（3）计算改进方案在理论上可节约多少电能（用百分数表示）？解：（1）阴极 阳极 总的反应式 阴极 阳极 总的反应式 （2）（3）节约电能为18、某一溶液中含，和的浓度均为，今将该溶液放入带有电极的素烧瓷杯内，再将杯放在一带有电极和大量的溶液的较大器皿中，若略去液接电势和极化影响，试求时下列各情况所需施加的外加电压最少为若干？（1）析出的碘；（2）析出，至的浓度

9、为；（3）析出，至的浓度为。解：阴极发生的反应为（1）的剩余浓度为：（2）（3）198、氯碱工业用铁网为阴极，石墨棒为阳极，电解含的质量分数为的溶液来获得和溶液。溶液不断地加到阳极区，然后经过隔膜进入阴极区。若某电解槽内阻为，外加电压为，电流强度为。每小时从阴极区流了溶液为，其中，。已知下述电池的电动势：试求：（1）该生产过程的电流效率；（2）该生产过程的能量效率（即生产一定量产品时，理论上所需的电能与实际消耗的电能之比）；（3）该电解池中用于克服内阻及用于克服极化的电势降各为多少？解：（1）（2）（3）克服内阻的电压降为：20、以为电极、水溶液为电解质的可逆氢、氧燃料电池，在，下稳定地连续工

10、作，试回答下述问题：（1）写出该电池的表示式、电极反应和电池反应；（2）求一个的电池，每分钟需要供人，压力的的体积？已知该电池反应每消耗时的；（3）该电池的电动势为多少？解：（1）电池表示式为负极：正极：电池反应：（2）消耗单位时间对外作功为当功率时电子转移的摩尔数为（3）以的变化计算，则21、金属的电化腐蚀是金属作原电池的阳极而被氧化，在不同的条件下，原电池中的还原作用可能有下列几种：酸性条件： 碱性条件：所谓金属腐蚀是指金属表面附近能形成离子的活度至少为。现有如下种金属：，和，试问哪些金属在下列条件下会被腐蚀：（1）强酸性溶液；（2）强碱性溶液；（3）弱酸性溶液；（4）弱碱性溶液。所需的标准电极电势值自己查阅，设所有的活度因子均为1。解：发生腐蚀时，金属作为原电池的负极电极电势为：正极为：在酸性条件下，在酸性条件下，,（1）强酸性溶液时，由得出，和可被腐蚀，有存在下，。除外其它金属均可被腐蚀。（2）强碱性溶液时，除和外其它金属均可被腐蚀。（3）弱酸性溶液时，和可被腐蚀，有存在下，。除外其它金属均可被腐蚀。