电化学原理课后习题讲解.ppt

当 很小时，由于 ， 从公式可以看出，当 较大时， 和 之间含有 对数关系；当 较小时，与 之间是线性关 系。其极化曲线如图1所示。 从图中可以看出，随着电流密度的增加，阴极电位越来越负，当电流密度达到时，扩散电流不随电极电位的变化而变化，达到极大值(要对图稍做文字说明)。 第六章 电子转移步骤动力学 4.已知 时，镍在1mol/L 溶液中的交换电流密度为 用的电流密度 电沉积镍时，阴极发生电化学极化。若传递系数 ，试问阴极电位是多少？ 解：阴极反应为： 在1mol/L 溶液中， ，查表知 25℃时， ， （注意温度系数） 已知 所以， ，符合高过电位的电化学极化规 律，则有: 又因为： 即阴极电位为： 注意：最终求阴极电位φ 9、 时测得铂电极在1mol/L 溶液中的阴极极化实验数据如表6.7所列。若已知速度控制步骤是电化学反应步骤，试求 (1)该电极反应在 时的交换电流密度。 (2)该极化曲线塔菲尔区的a值和b值。 表6.7 阴极极化实验数据 对表进行处理可得：（注意：作η~logj的曲线图） 0 —∞ 0.055 —3.301 0.080 —3.000 0.122 —2.523 0.171 —2.000 0.220 —1.523 0.266 —1.000 0.310 —0.523 由图可得直线的斜率，即b=0.093； 直线的截距，即a=0.358。 10、测出 时电极反应O+e?R的阴极极化电流与过电位的数据如表6.8所列。求该电极反应的交换电流密度和传递系数 。 0.002 0.593 0.006 0.789 0.010 0.853 0.015 0.887 0.020 0.901 0.030 0.934 作η~logj的曲线图 由图可看出过电位与电流密度的对数呈线性关系，即为高过电位下的极化过程。由拟合直线可以得到： 直线斜率值（Slope），即b=0.289； 直线的截距（Intercept），即a=1.401。 求得 说明： ①作图的误差会影响到计算结果 ②对图中直线作延长线，当logj=0，求得a值。 第七章 气体电极过程 2、 2、 25℃时，用钛板作阴极分别在pH=3和pH=5的钛盐溶液中，以恒定的电流密度电解析氢。问在两种溶液中钛上的析氢过电位相差多少伏？假设两种溶液的总浓度相同，ψ1电位相同， α均为0.48。如果想在不改变溶液 pH值的前提下，使钛在两种溶液中的析氢过电位相等，可以采取什么措施？ 解：在酸性溶液中，电极过程由电化学反应步骤控制并考虑 效应，则有： 当电流恒定， ψ1电位相同时，两种溶液中钛上的析氢过电位差为： 如果想在不改变溶液的pH值的前提下，使钛在两种溶液中的析氢过电位相等，可增加pH=3的溶液总浓度，由 总浓度增加，ψ1增大，从而使析氢过电位增大。 5.实验测得 时， 的酸性水溶液中，氢在某金属上析出的极化曲线符合塔菲尔关系，且值为0.7V，b值为0.128V。试说明该电极过程的机理。并计算该电极反应的交换电流密度和外电流密度为1mA/cm2时的极化电位。 解：因为氢在某金属上析出的极化曲线符合塔菲尔关系且b=0.128V，而迟缓放电机理的b值约为118mV且符合塔菲尔关系，所以该电极过程为迟缓放电机理。 由公式 可得： 所以 阴极反应： 则 因为 则 第八章 金属的阳极过程 1.已知镍阳极溶解反应是电化学极化过程，其 下的塔菲尔斜率 ，交换电流密度为 。求在离子活度为1的溶液中，电极电位为0.02V时镍的阳极溶解速度。 当电极电位为0.4V时，镍阳极溶解的电流密度为0.01A/m2。将它与上面计算出的溶解速度相比，说明了什么？ 解：阳极反应为: 已知 ，查表得 其平衡电位为： 所以 因为 该阳极溶解反应是电化学极化过程，且符合塔菲尔 关系，则有： 即： 所以 j=3.16×10-4A