m2=B-0+m,,=E-×R1a (1.0685-0.2802+R7 n(0.10×0.265 【6】在锌电极上析出氢气的Tafe1公式为: n/=0.72+0.116gj/(A.cm-2) 在298K时,用Zn(s)作阴极,惰性物质作阳极,电解浓度为0.10mo1/kg的硫酸锌溶液, 设溶液的pH为7.0。若要使H(g)不和锌同时析出,应控制什么条件? 【解】首先计算Zn2和H+在电极上的析出电势。 0x,mn=0mm2Fha2=-0.7628+ln0.1 In =-0.7924V QH,, FIn10-(.72+.116lg 要使肚+不发生还原反应,就要使On略小于oa→,即 ln10--(0.72+0.116l -0.7924 j>1.14×10A·cm2 也就是应该控制电流密度大于1.14×10A·cm,H才不会和锌同时析出 【】在298和标准压力下,当电流密度j=0.1A4cm2时,B(g)和02(g)在Ag(s)电 极上的超电势分别为0.87和0.98V。今用Ag(s)电极电解浓度为001mo1/kg的NaOH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】在阴极上可能还原的阳离子有Na·和H,还原电位大的首先还原。 lna.,=-2713+ln0.1=-2.83 RT ln10-2-0.87=-1.58 所以在阴极上首先析出氢气。 阳极上可能发生的反应是0H离子氧化生成Q2气体或电极Ag本身发生氧化生成Ag20 RT 2,OH--EInaou+no=0.401l ln0.01+0.98=1.499 2Ag(s)+20H--2e> Ag,O(s)+H,O RT 420,4g=①4g2O,42FO lna2=0.344-ln0.0=04622 所以阳极上首先发生的是Ag电极本身氧化生成Ag20 E分解=9-9=0462-(-1.58)=204212 , ln H H H RT E E a F     = − + = − + + + 2 H 甘汞 甘汞 (1.0685 0.2802) ln(0.10 0.265) RT V F = − +  =0.6950V 【6】在锌电极上析出氢气的 Tafel 公式为： / 0.72 0.116lg[ /( )] −2  V = + j A cm 在 298K 时，用 Zn（s）作阴极，惰性物质作阳极，电解浓度为 0.10mol/kg 的硫酸锌溶液， 设溶液的 pH 为 7.0。若要使 H2（g）不和锌同时析出，应控制什么条件？ 【解】首先计算 2 Zn + 和 H + 在电极上的析出电势。 2 2 2 , , ln 0.7628 ln 0.1 2 2 Zn Zn Zn Zn Zn RT RT a V F F    + + + = + = − + =-0.7924V 2 2 7 ln ln10 (0.72 0.116lg ) H H H H RT RT j a F F j   + + − = − = − + ， 要使 H+不发生还原反应，就要使 H H2  + ， 略小于 2 Zn Zn ,  + ，即 7 ln10 (0.72 0.116lg ) RT j F j − − + <-0.7924 j>1.14×10-3 A·cm -2 也就是应该控制电流密度大于 1.14×10-3 A·cm -2，H2才不会和锌同时析出。 【7】在 298K 和标准压力下，当电流密度 2 0.1 − j = A cm 时，H2(g)和 O2(g)在 Ag(s)电 极上的超电势分别为 0.87V 和 0.98V。今用 Ag(s)电极电解浓度为 0.01 mol/kg 的 NaOH 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】在阴极上可能还原的阳离子有 Na+和 H +，还原电位大的首先还原。 2 2 2 , , ln 2.713 ln 0.1 2.831 2 Na Na Na Na Na RT RT a V V F F    + + + = + = − + = − 2 2 12 ln ln10 0.87 1.58 H H H H RT RT a V F F   + + − = − = − = − ， 所以在阴极上首先析出氢气。 阳极上可能发生的反应是 OH-离子氧化生成 O2气体或电极 Ag 本身发生氧化生成 Ag2O. 2 2 2 , , ln 0.401 ln 0.01 0.98 1.499 O OH O OH OH O RT RT a V V V F F     − − − = − + = − + = 2 2 2 ( ) 2 2 ( ) Ag s OH e Ag O s H O − − + − → + 2 2 2 , , ln 0.344 ln 0.01 0.4622 2 Ag O Ag Ag O Ag OH RT RT a V V F F   = − = − = − 所以阳极上首先发生的是 Ag 电极本身氧化生成 Ag2O. E V V V 分解 = − = − − =   阳 阴 0.4622 ( 1.58 ) 2.042