第九章电解与极化作用复习题及参考答案 1.什么是分解电压？它在数值上与理论分解电压（即原电池的可逆电动势E)有何不同）实际操作时用 的分解电压要克服哪几种阻力？ 答：使某电解质溶液连续不断发生电解时所必须的最小外加电压叫这电解质的分解电压。从理论上讲， E分应大于E实际操作时的分解电压，要克服导线和接触点等的电阻阻力、电极表面层阻力、极化阻 力（化学极化、浓差极化）以及离子运动阻力。 2.原电池和电解池的极化现象有何不同？产生极化作用的原因主要有几种？ 答：原电池发生极化时，正极向负偏离，且E速E速，电解池发生极化时，阳极（正极）向正偏离。 阴极（负极）向负偏离，且E)E磁。产生极化作用的原因主要有：电化学极化（克服势全需较 高活化能)，浓差极化（溶液中存在一定浓度梯度），欧姆极化（接触点及电解质溶液存在一定电阻）。 3.什么叫超电势？它是怎样产生的？如何降低超电势的数值？ 答：把某一电流密度下的电势中阿逊与中平衡之间的差值称为电势。在有电流通过电极时，电极电势偏 离平衡值，即电极产生了极化现象而产生了超电势。诚少电极产生极化即可降低超电势值。 4.电极的平衡电势与析出电势有何不同？由于超电势的存在使阴，阳极的析出电势如何变化？超电势的 存在有何不利和有利之处？ 答：平衡电势是指电极处于平衡（可逆）状态时所具有的电极电势。析出电势是指电极处于不平衡（不 可逆)状态时所具有的电极电势，其数值等于可逆电极电势加上（或减去）浓差超电势和电化学超电 势（在有些情况下还要加上或减去电极的电阻超电势）称为析出电势。 中用.析出F中阳，证十μ用 由于超电势存在使阳极析出电势大于中阳.速，阴极析出电势小于中開.避。从能量消耗角度来看。 无论是电池还是电解池，超电势的存在是不利的，（电解时需要消耗能量，放电时得到的电量减 少)，但从另一角度看，正因为有超电势的存在，才使得某些本来在H之后在阴极上还原的反应也
第九章 电解与极化作用 复习题及参考答案 1. 什么是分解电压？它在数值上与理论分解电压（即原电池的可逆电动势 E）有何不同）实际操作时用 的分解电压要克服哪几种阻力？ 答：使某电解质溶液连续不断发生电解时所必须的最小外加电压叫这电解质的分解电压。从理论上讲， E 分应大于 E 可逆实际操作时的分解电压，要克服导线和接触点等的电阻阻力、电极表面层阻力、极化阻 力（化学极化、浓差极化）以及离子运动阻力。 2. 原电池和电解池的极化现象有何不同？产生极化作用的原因主要有几种？ 答：原电池发生极化时，正极向负偏离，且 E 可逆>E 不可逆，电解池发生极化时，阳极（正极）向正偏离， 阴极（负极）向负偏离，且 E 不可逆> E 可逆。产生极化作用的原因主要有：电化学极化（克服势垒需较 高活化能），浓差极化（溶液中存在一定浓度梯度），欧姆极化（接触点及电解质溶液存在一定电阻）。 3. 什么叫超电势？它是怎样产生的？如何降低超电势的数值？ 答：把某一电流密度下的电势φ不可逆与φ平衡之间的差值称为电势。在有电流通过电极时，电极电势偏 离平衡值，即电极产生了极化现象而产生了超电势。减少电极产生极化即可降低超电势值。 4. 电极的平衡电势与析出电势有何不同？由于超电势的存在使阴，阳极的析出电势如何变化？超电势的 存在有何不利和有利之处？ 答：平衡电势是指电极处于平衡（可逆）状态时所具有的电极电势。析出电势是指电极处于不平衡（不 可逆）状态时所具有的电极电势，其数值等于可逆电极电势加上（或减去）浓差超电势和电化学超电 势（在有些情况下还要加上或减去电极的电阻超电势）称为析出电势。 φ阳，析出=φ阳，可逆+μ阳 φ阴，析出=φ阴，可逆 –μ阴 由于超电势存在使阳极析出电势大于φ阳，可逆，阴极析出电势小于φ阴，可逆。从能量消耗角度来看， 无论是电池还是电解池，超电势的存在是不利的，（电解时需要消耗能量，放电时得到的电量减 少），但从另一角度看，正因为有超电势的存在，才使得某些本来在 H+ 之后在阴极上还原的反应也
能顺利地先在阴极上进行。 5.什么叫氢超电势？氢超电势与哪些因素有关？如何计算？对电解过程有何利弊？ 答：所谓氢超电势是指：在一定电流密度条件下，氢在阴极电解（析出）时的电极电势中阿送与其中平 衡之间的差值称为氢超电势，氢超电势与电极材料、电极表面状态、溶液组成、实验温度以及电流密度 大小有关。 对电解过程不利之处在于多消耗能量，有利之处在于由于有氢超电势的存在，才使得某些本来在Ⅱ矿之 后在阴极还原的反应，也能顺利地先在阴极上进行。 6.在电解时，阴，阳离子分别在阳，阴极上放电，其放电先后次序有和规律？欲使不同的金属离子用电 解方法分离，需控制什么条件？ 答：在电解时，在阴极上，阳离子（还原）电势愈正者，其氧化态愈先还原而析出。在阳极上，阴离子 (还原)电势愈负者其还原态愈先氧化而析出。欲使不同的金属离子用电解方法分离，需控制外加电 压使金属离子分步析出而得以分离。 7.金属电化学腐蚀的机理是什么？为什么粗锌（杂质主主要是CuF®等）比纯锌容易在HS0,中溶解？ 为什么在水面附近的金属部分比在空气中或水中的金属部分更容易腐蚀？所有的杂质都促使主体金属 腐蚀过程加快，这说法对不对？为什么海轮比江轮采取更有效的防腐措施？ 答：金属电化学腐蚀的机理是当金属表面在介质中（如潮湿空气、电解质溶液）因形成局部微电池而 发生电化学作用（在阳极上一般都是金属的溶解即氧化作用）而引起的腐蚀。粗锌中CF杂质 在锌中形成局部微电池，而锌作为阳极被溶解。在水面附近的金属可与溶解于水中的空气中的O 及其杂质组成局部微电池（其中水面中杂质等容易形成电解质溶液），而在空气或水中一是缺少形 成电解质的条件及其含氧量少，不容易形成局部微电池。 不对，如果杂质的还原电极电势比金属的还原电极电势更负，即杂质作为微电池的阳极，金属作 为阴极，则杂质不会促使主体金属腐蚀过程加快。因为海水中含有NC1等电解质，可形成较强的 电解质溶液从而使海轮中的主体金属与杂质形减局部微电池时放电过程加快。 8.金屈防腐有哪些方法？这些防腐方法的原理有何不同？
能顺利地先在阴极上进行。 5. 什么叫氢超电势？氢超电势与哪些因素有关？如何计算？对电解过程有何利弊？ 答：所谓氢超电势是指：在一定电流密度条件下，氢在阴极电解（析出）时的电极电势φ不可逆与其φ平 衡之间的差值称为氢超电势，氢超电势与电极材料、电极表面状态、溶液组成、实验温度以及电流密度 大小有关。 对电解过程不利之处在于多消耗能量，有利之处在于由于有氢超电势的存在，才使得某些本来在 H+ 之 后在阴极还原的反应，也能顺利地先在阴极上进行。 6. 在电解时，阴，阳离子分别在阳，阴极上放电，其放电先后次序有和规律？欲使不同的金属离子用电 解方法分离，需控制什么条件？ 答：在电解时，在阴极上，阳离子（还原）电势愈正者，其氧化态愈先还原而析出。在阳极上，阴离 子 （还原）电势愈负者其还原态愈先氧化而析出。欲使不同的金属离子用电解方法分离，需控制外加电 压 使金属离子分步析出而得以分离。 7. 金属电化学腐蚀的机理是什么？为什么粗锌（杂质主主要是 Cu,Fe 等）比纯锌容易在 H2SO4中溶解？ 为什么在水面附近的金属部分比在空气中或水中的金属部分更容易腐蚀？所有的杂质都促使主体金属 腐蚀过程加快，这说法对不对？为什么海轮比江轮采取更有效的防腐措施？ 答：金属电化学腐蚀的机理是当金属表面在介质中（如潮湿空气、电解质溶液）因形成局部微电池而 发生电化学作用（在阳极上一般都是金属的溶解即氧化作用）而引起的腐蚀。粗锌中 Cu, Fe 杂质 在锌中形成局部微电池，而锌作为阳极被溶解。在水面附近的金属可与溶解于水中的空气中的 O2 及其杂质组成局部微电池（其中水面中杂质等容易形成电解质溶液），而在空气或水中一是缺少形 成电解质的条件及其含氧量少，不容易形成局部微电池。 不对，如果杂质的还原电极电势比金属的还原电极电势更负，即杂质作为微电池的阳极，金属作 为阴极，则杂质不会促使主体金属腐蚀过程加快。因为海水中含有 NaCl 等电解质，可形成较强的 电解质溶液从而使海轮中的主体金属与杂质形成局部微电池时放电过程加快。 8. 金属防腐有哪些方法？这些防腐方法的原理有何不同？
答：(1)非金属保护层一一使金属与腐蚀介质隔开 (2)金属保护层一(A)阳极保护被保护的金属是阴极 (B)阴极保护一被保护的金属是阳极起着暂时被保护金属与介质隔离作用 (3)电化学保护 (A)保护器保护.一阳极保扩 (B)阴极电保护 (C)阳极电保护 (D)加缓蚀剂保护一减慢阴极（或阳极）过程的速度 9.化学电源主要有哪几种？蓄电池有哪几种？各有何优缺点？ 答：1、燃料电池2、锌空气电池3、蓄电池(1)铅蓄电池(2)Fe一N蓄电池 10.试述电解方法在工业上有哪些应用，并举例说明之。 答：在电解工业中常用来实现物质的(1)电解制备(2)塑料电镀(3)铝及其其合金的电化学氧化和 表面着色等
答：（1）非金属保护层-使金属与腐蚀介质隔开 （2）金属保护层-（A）阳极保护-被保护的金属是阴极 （B）阴极保护-被保护的金属是阳极起着暂时被保护金属与介质隔离作用 （3）电化学保护 （A）保护器保护-阳极保护 （B）阴极电保护 （C）阳极电保护 （D）加缓蚀剂保护-减慢阴极（或阳极）过程的速度 9. 化学电源主要有哪几种？蓄电池有哪几种？各有何优缺点？ 答：1、燃料电池 2、锌-空气电池 3、蓄电池（1）铅蓄电池（2）Fe—Ni 蓄电池 10. 试述电解方法在工业上有哪些应用，并举例说明之。 答：在电解工业中常用来实现物质的（1）电解制备（2）塑料电镀（3）铝及其其合金的电化学氧化和 表面着色等