湘潭大學應用電化學習題解答-1

1、應用電化學習題解答應用電化學習題解答5 已知反應電極O+4e=R在靜止溶液中恒電流極化時，陰極過程為擴散步驟控制，反應物O的擴散系數(shù)為1.5105cm2/s，初始濃度為0.1mol/L。當陰極極化電流密度為0.5A/cm2。求陰極過程的過渡時間。若按上述過程恒電流極化110-3s時，電極表面液層反應物O的濃度是多少？解：當t=110-3s時，轉(zhuǎn)換上面公式得 056. 05 . 04)101 . 0(102 . 1965004422352220222iiiciDFns087. 0056. 010111 . 01t , 030tCC）（mol/L第三章（第三章（3） 液相傳質(zhì)步驟動力學液相傳質(zhì)步驟

2、動力學6 某有機物在25下靜止的溶液中電解氧化，若擴散步驟是速度控制步驟，試計算該電極過程的極限擴散電流密度。已知每一個有機物分子結(jié)合的電子數(shù)是4，有機物在溶液中的擴散系數(shù)是610-5cm2/s，濃度為0.1mol/L。擴散層有效厚度為510-2cm。解：046. 0105101 . 01069650042350cnFDidA/cm27 已知25時，陰極反應O+2e=R受擴散步驟控制，O和R均為可溶，co0=0.1mol/L，cR0=0。擴散層厚度為0.01cm，O的擴散系數(shù)為1.510-4cm2/s，求（1）測得jc=0.08A/cm2時陰極電位 =-0.12V，該陰極過程中的半波電位是多少

3、？（2）jc=0.2A/cm2時，陰極電位是多少？解：（1）ViiinFRTAcnFDiiiinFRTdOdd13. 0-08. 008. 029. 0ln965002298314. 812. 0lncm/29. 001. 0101 . 0105 . 1965002ln21234021（2）ViiinFRTd14. 0-2 . 02 . 029. 0ln965002298314. 8132. 0-ln213.電極反應電極反應O十十eR在在20時的交換電流密度是時的交換電流密度是110-9A/cm2。當陰極過電位為。當陰極過電位為0.556 V時，陰極時，陰極電流密度為電流密度為1 A/cm2時

4、。假設陰極過程為電子轉(zhuǎn)移步時。假設陰極過程為電子轉(zhuǎn)移步驟控制，試求驟控制，試求: (1)傳遞系數(shù)傳遞系數(shù)。 (2)陰極過電位增大一倍時，陰極反應速度改變多少陰極過電位增大一倍時，陰極反應速度改變多少?ccinFRTinFRTlog303. 2log303. 20解：陰極過電位為陰極過電位為0.556 V，屬于高極化區(qū)，塔菲爾方程，屬于高極化區(qū)，塔菲爾方程:已知i0= 110-9A/cm2; c= 0.556 V; ic= 1 A/cm2；n=1解得= 0.94第三章（第三章（4） 電子轉(zhuǎn)移步驟動力學電子轉(zhuǎn)移步驟動力學1212log303. 2iinFRT101log303. 2log303.

5、2inFRTinFRT(2)(1)(2)202log303. 2log303. 2inFRTinFRT(2)-(1)得：i1= 1 A/cm2; 1= 0.556 V; 2= 20.556 V= 0.94； R=8.314； T=293K解方程得 i2=9.8108 A/cm24 鍍鎳時，通過2.5A電流1h，電極增重2.55g，計算電流效率。解：%07.93%10074. 255. 2%10074. 279.58965002360015 . 2tt理論增重實際增重電流效率鎳的理論曾重gMzFImnMmInzFQ5 在含有NiSO4的溶液中進行電鍍，被鍍物件總表面積為100cm2通過電流為3A

6、，試問，鍍上0.3mm的鍍層需要多少時間？已知電流效率為90%，Ni的密度為8.9g/cm3.解：hIMmzFInzFIQtgVm03. 97 .583%909650027 .26%90%907 .26103 . 01009 . 81-實實際增重 1 重量為123g的堿性鋅錳電池在2.25 負載下連續(xù)放電，知道電池的終止電壓為0.9V，持續(xù)放電時間為735min，放電量為6.21Ah，試求該電池放電時的平均比能量和比功率。已知人體重55kg的平均輸出功率為100W，體重為450kg的馬輸出功率為1馬力，試把他們與上述電池的比功率做比較。解：kgWmPkgWmPkgWhtmPkgWmPWRtQR

7、IP/7 . 1450750/8 . 155100/58.57607357 . 4/7 . 41012358. 058. 025. 27356021. 63222馬的比功率人的比功率平均比能量比功率比功率：電池人馬第六章 化學電源2 某儀器使用的電源體積已限130mm60mm8mm，平均工作電壓為13V，最大工作電流為250mA，并要求工作4小時，問何種電池能滿足這個指標。解：W=IEt=0.25134=13 Wh 所需體積比能量為 W/V=13/（130608）106 =208 Wh/L 能滿足該指標的電池：鋅銀電池，鋅汞電池3 某設備使用的電源要求平均電壓為27V，工作電流為20A，工作時間15天。已知鋅銀電池組的比能量可達80Wh/kg，如果使用鋅銀電池組，其質(zhì)量為多少？解：kg24308024152720比能量比能量IEtWm4 燒結(jié)式鎘鎳電池的正、負活性物質(zhì)為NiOOH.Cd，實際在化成前鎘電極上存在Cd(OH)2,試問容量為3Ah的鎘鎳電池所需正常正、負極活性物質(zhì)的質(zhì)量。解：正極 NiOOH + H2O +e Ni(