电解与极化作用
(一)原电池和电解池有哪些相同点,哪些不同点?
答:原电池和电解池可以归纳出5个共同点和4个不同点.
共同点是:
(1)无论是原电池还是电解池,其正极的电势总是高于负极电势;
(2)阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应;
(3)电解质导电时,离子电迁移的方向总是阳离子迁向阴极,阴离子迁向阳极;
(4)有多种可能发生反应的物质同时存在时,还原电势最低的首先在阳极上发生氧化,电极电势最高的首先在阴极上发生还原反应.
(5)在不可逆的情况下,由于极化作用,阳极的析出电势变大,阴极的析出电势变小.
原电池和电解池的不同点是:
(1)原电池是将化学能转变成电能,而电解池是将电能转变成化学能;
(2)原电池中,阳极是负极,阴极是正极.电解池中,阳极是正极,阴极是负极;
(3)原电池中,电极的极性由电极本身的化学性质决定,电势低的作负极,高的作正极;而电解池中电极的极性由所接的外电源决定.
(4)由于极化,原电池的实际电动势比可逆电动势小,电解池中实际分解电压比理论分解电压高.
(二)金属防腐的方法主要有哪几种?
答:金属防腐的方法很多,主要有四种:
【1】 非金属防腐:在金属表面涂上油漆、搪瓷、高分子材料,沥青等,
将金属与腐蚀介质隔离.
【2】 金属保护层:在需保护的金属表面用电镀的方法镀上Ni,Cr等耐
腐蚀性较强的金属.
【3】 电化保护法:主要有三种:
(a) 保护器保护:将被保护金属作阴极,锌块、废铁等作牺牲性阳极;
(b) 阴极保护:外加电源,将被保护的金属接阴极;
单选练习
1. 当电池的电压小于它的开路电动势时,则表示电池在: ( ) 参考答案: A
(A) 放电 (B) 充电
(C) 没有工作 (D) 交替地充放电
2. 当发生极化现象时,两电极的电极电势将发生如下变化: ( ) 参考答案: B
(A)φ(平,阳)> φ(阳) ; φ(平,阴)>φ(阴)
(B) φ(平,阳)< φ(阳) ; φ(平,阴)> φ(阴)
(C) φ(平,阳)< φ(阳) ; φ(平,阴)< φ(阴)
(D) φ(平,阳)> φ(阳) ; φ(平,阴)< φ(阴)
3. 极谱分析仪所用的测量阴极属于下列哪一种? ( ) 参考答案: A
(A) 浓差极化电极 (B) 电化学极化电极
(C) 难极化电极 (D) 理想可逆电极
4. 极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是: ( ) 参考答案: C
(A) 增加溶液电导 (B) 固定离子强度
(C) 消除迁移电流 (D) 上述几种都是
5. 极谱分析的基本原理是根据滴汞电极的 ( ) 参考答案: B
(A) 电阻 (B) 浓差极化的形成
(C) 汞齐的形成 (D) 活化超电势
6. 电解金属盐的水溶液时, 在阴极上 : ( ) 参考答案: B
(A) 还原电势愈正的粒子愈容易析出
(B) 还原电势与其超电势之代数和愈正的粒子愈容易析出
(C) 还原电势愈负的粒子愈容易析出
(D) 还原电势与其超电势之和愈负的粒子愈容易析出
7. 用铜电极电解 CuCl2的水溶液,在阳极上会发生: ( ) 参考答案: D
(A) 析出氧气 (B) 析出氯气
(C) 析出铜 (D) 铜电极溶解
8. 25℃时, H2在锌上的超电势为 0.7 V,φ(Zn2+/Zn) = -0.763 V,电解一含有 Zn2+(a=0.01) 的溶液,为了不使 H2析出,溶液的 pH值至少应控制在 ( ) 参考答案: A
(A) pH > 2.06 (B) pH > 2.72
(C) pH > 7.10 (D) pH > 8.02
9. 通电于含有相同浓度的Fe2+, Ca2+, Zn2+, Cu2+的电解质溶液, 已知
φ(Fe2+/ Fe) = -0.440 V ,
φ (Ca2+/ Ca) = -2.866 V,
φ (Zn2+/ Zn) = -0.7628 V ,
φ (Cu2+/ Cu) = 0.337 V 当不考虑超电势时, 在电极上金属析出的次序是 : ( ) 参考答案: A
(A) Cu → Fe → Zn → Ca (B) Ca → Zn → Fe → Cu
(C) Ca → Fe → Zn → Cu (D) Ca → Cu → Zn → Fe
10. 一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞,今用一金属片焊接在洞外面以堵漏,为了延长铁 箱的寿命,选用哪种金属片为好? ( ) 参考答案: D
(A) 铜片 (B) 铁片
(C) 镀锡铁片 (D) 锌片
11. 在还原性酸性溶液中, Zn的腐蚀速度较Fe为小, 其原因是: ( ) 参考答案: D
(A) φ(Zn2+/Zn)(平) < φ(Fe2+/Fe)(平)
(B) φ (Zn2+/Zn) < φ(Fe2+/Fe)
(C) φ (H+/H2)(平,Zn) < φ(H+/H2)(平, Fe)
(D)φ (H+/H2)(Zn) < φ (H+/H2)(Fe)
12. 将铅蓄电池在 10.0 A 电流下充电 1.5 h,则PbSO4分解的量为:(Mr(PbSO4)= 303) ( ) 参考答案: B
(A) 0.1696 kg (B) 0.0848 kg
(C) 0.3392 kg (D) 0.3564 kg
13. 铅蓄电池负极反应的交换电流密度,比正极反应的交换电流密度约小两个数量级, 这表明 : ( ) 参考答案: C
(A) 负极反应的恢复平衡的速率大, 容易出现极化
(B) 正极反应的恢复平衡的速率大, 容易出现极化
(C) 负极反应的恢复平衡的速率小, 容易出现极化
(D) 正极反应的恢复平衡的速率小, 容易出现极化
14. 298 K、0.1 mol·dm-3的HCl 溶液中,氢电极的热力学电势为 -0.06 V,电解此溶液 时,氢在铜电极上的析出电势φ(H2) 为: ( ) 参考答案: C
(A) 大于 -0.06 V (B) 等于 -0.06 V
(C) 小于 -0.06 V (D) 不能判定
15. j 代表电池的电流密度,j0代表电极的交换电流密度,以下关系式中哪个反映了 常用参比电极的工作特性? ( ) 参考答案: B
(A) j>> j0 (B) j<< j0
(C) j= j0≠0 (D) j= j0= 0
16. Tafel公式 η =a+blgj 的适用范围是 : ( ) 参考答案: D
(A) 仅限于氢超电势
(B) 仅限于j ≈ 0, 电极电势稍有偏差的情况
(C) 仅限于阴极超电势, 可以是析出氢, 也可以是其他
(D) 可以是阴极超电势, 也可以是阳极超电势
17. 298K,101.325 kPa 下,以1A的电流电解 CuSO4溶液,析出 0.1 mol 铜,需时间 大约是: ( ) 参考答案: B
(A) 20.2 h (B) 5.4 h
(C) 2.7 h (D) 1.5 h
18. 电解时, 在阳极上首先发生氧化作用而放电的是: ( ) 参考答案: D
(A) 标准还原电势最大者
(B) 标准还原电势最小者
(C) 考虑极化后,实际上的不可逆还原电势最大者
(D) 考虑极化后,实际上的不可逆还原电势最小者
19. 金属活性排在H2之前的金属离子, 如Na+ 能优先于H+在汞阴极上析出, 这是由于: ( ) 参考答案: D
(A) φ (Na+/Na) < φ (H+/H2)
(B)η(Na) < η(H2)
(C) φ (Na+/Na) < φ(H+/H2)
(D) H2在汞上析出有很大的超电势, 以至于φ(Na+/Na) >φ(H+/H2)
20. 下列对铁表面防腐方法中属于"电化保护"的是: ( ) 参考答案: C
(A) 表面喷漆 (B) 电镀
(C) Fe表面上镶嵌Zn块(D) 加缓蚀剂