第十章电解与极化作用1.什么叫分解电压？它在数值上与理论分解电压（即原电池的可逆电动势）有何不同？实际操作时用的分解电压要克服哪几种阻力？答：分解电压是使某电解质溶液能连续不断发生电解时所必需的最小外电压.从理论上讲，分解电压等于原电池的可逆电动势，但实际上，分解电压大于可逆电压，分解电压应克服相应原电池的电动势，电极极化效应及体系电阻引起的电势降.表示为：E分解=E可逆十△E不可遇+IR2.产生极化作用的原因主要有哪几种？原电池和电解池的极化现象有何不同？答：产生极化作用的主要原因是电化学极化和浓差极化.电解时，电流密度愈大，超电势愈大.外加电压也要增大，所消耗的能量越多.原电池放电时，有电流在电极上通过，随着电流密度增大，由于极化作用，正极比可逆电势愈来愈小，负极比可逆电势越来越大，原电池的电动势逐渐减小，它所能作的电功逐渐减小。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环可逆与阿选之间的差值称为超电势，超电势产生的原因有，电化学极化和浓差极化，及电解过程中，在电极表面形成一层氧化膜或其它物质，从而对电流的通过产生阻力（电阻超电势），在外加电压不太大的情况下，把溶液剧烈搅动可以降低浓差极化，但由于电极表面扩散层的存在，不可能把浓差极化完全除去.除此之外，还可以加入去极化剂和减小体系的阴值R来降低超电势的值4.析出电势与电极的平衡电势有何不同？由于超电势的存在，使电解池阴、阳极的析出电势如何变化？使原电池正、负极的电极电势如何变化？超电势的存在有何不利和有利之处？答：由于超电势的存在，使得新出P用，可邀十相，析出二中明，可迪一7别一定电流密度下，每个电极的实际析出电势等于逆电势加上或减去电极超电势.超电势使得电解池的阴阳两极随电流密度的增大，阳极更正，阴极更负.外加电压变大，消耗电动增多.而原电池的阳极随着电流密度的增加而变小阴极的电势增大，总体上原电池的电动势减小，所作的电动减小，从能量消耗上讲，无论原电池或是电解池，极化作用都是不利的，但超电势也可以利用，如极谱分析.就是利用浓差极化来分析的一种方法.5.什么叫氢超电势？氢超电势与哪些因素有关？如何计算氢超电势？氢超电势的存在对电解过程有何利弊？答：氢超电势：由于电极极化，某一电流密度下氢的电势可逆与逆之间的差值.一般H在电极上析出的超电势很大.氢超电势与电极材料，溶液组成、电极表面状态及实验温度有关1905Tafel提出经验公式=a+bln（j/）电解制H?、由于H超电势的存在，使得电解时需要更多消耗能量，电流效率降低，有利的地方在于，某些生产过程，如湿法冶金、电解精炼，应用高超电势的金属作阴极抑制产生氢气的副反应，也可以利用H超电势·使得本来在H之后阴极上还原的反应也能顺利地在阴极进行，6.在电解时，阴、阳离子分别在、阴极上放电，其放电先后次序有何规律？欲使不同的金属离子用电解方法分离，需控制什么条件？答：电解时，还原电势愈证，在阴极上，其氧化态愈先还原而析出，在阳极还原电势愈负者，还原态先氧化而析出.控制外加电压的大小，可使具有不同的析出电势的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？为什么铁的耗氧腐蚀经析氢腐蚀要严重得多？为什么粗锌（杂质主要是Cu，Fe等）经纯锌在稀H,SO溶液中反应得更快？答：金属表面与介质（电解液等）接触时，形成原电池而发生电化学作用而引起的腐蚀叫电化学腐蚀.机理是进行原电池的电化学作用，吸氧腐蚀的oH+zo=1.229V比析氢腐蚀的9H+m大得多，即9m
第十章 电解与极化作用
与y2+i的原电池电势相比·IHtHo与e2+I组成的电池电动势小得多，所以有氧气存在时Fe的腐蚀更产严重纯锌在稀H2SO.中发生化学腐蚀，而含Cu、Fe的粗锌除发生化学腐蚀外，还要发生电化学腐蚀.所以在稀H.SO中粗锌腐蚀较快8.在铁锅里放一点水，哪一个部位最先出现铁锈？为什么？为什么海轮要比江轮采取更有效的防腐措施？答：水面附近的部位先出现铁锈，因为水面以下部分是析氢腐蚀，水面附近含有O与H发生吸氧腐蚀，吸氧腐蚀比析氢腐蚀容易发生、海水中含有电解质，容易发生电化学腐蚀。所以海轮比江轮采取更有效的防腐措施。9.比较镀锌铁与镀锡铁的防腐效果？一且镀层有损坏，两种镀层对铁的防腐效果有何不同？答：在镀层完整时，两种保护层并无原则上的区别.但当镀层损坏或不完整时，镀锌铁的防腐效果好于镀锡铁，一旦镀层损坏锡保护层作为阳极与Fe构成原电池，从而加速Fe的腐蚀.但锌保护层会作为阴极先被腐蚀，从而保护Fe不受腐蚀.直到保护层被完全腐蚀。10.金属防腐主要有哪些方法？这些防腐方法的原理有何不同？答：金属防腐有以下方法：①非金属保护，a阴极保护②金属保护[b.阳极保护a保护器保护②电化学保护b.阴极电保护c.阳极电保护④加缓蚀剂保护③钝化保护.11.化学电源主要有哪几类？常用的蓄电池有哪几种？各有何优缺点？氢氧燃料电池有何优缺点？答：化学电原可以分为：一次电池、二次电池及燃料电池常用蓄电池有：①酸式铅蓄电池②碱式蓄电池③Ag-Zn蓄电池①金属氢化物一镍电池、Fe一Ni或Cd一Ni电池铅蓄电池历史最早，较成熟、价廉、质量大、保养要求严格，易损坏镍蓄电池能够经受剧烈振动，比较经得起放电、保藏维护要求不高质量轻、低温性能好、结构复杂、制造费用高.Ag一Zn蓄电池单位质量、单位容量所蓄电能高、能大电流放电，经受机械振动、费用昂贵、使用寿命短燃料电池的优点：能量转换率高、减少大气污染、比能量高、高度的稳定，缺点是：使用电极材料贵重，电解液的腐蚀性比较强等12.试述电解方法在工业上有哪些应用，并举例说明之答：①电解制备②金属离子的分离③电镀④污水处理③铝及其合金的电化学氧化和表面着色