1.何谓电毛细曲线？何谓零电荷电势？由 lippman公式可进一步得到界面双电层的微分电 容Cd,请给出Cd的数学表达式。
答：①将理想极化电极极化至不同电势（①）， 同时测出相应的界面张力（c值），表征①-6关 系的曲线为“电毛细曲线”。②“零电荷电势” 是指c -①曲线上最高点处d c /d①=0即q=0（表 面不带有剩余电荷）相应的电极电势，用①0表示。 ③由lippman 公式：q=- （d c/d①）卩i ,卩2，… 卩 i；及 Cd=dq/d①得 Cd=-d2 c/d ①2
2?何谓电化学极化？产生极化的主要原因是什 么？试分析极化在电解工业（如氯碱工业）、电 镀行业和电池工业的利弊。
答：①电化学极化是指外电场作用下，由于电化 学作用相对于电子运动的迟缓性改变了原有的 电偶层而引起电极电位变化。（即电极有净电流 通过时，阴、阳电流密度不同，使平衡状态受到 了破坏，而发生了电极电位的“电化学极化”）。 ②原因：电化学反应迟缓、浓差极化。③从能量 角度来看，极化对电解是不利的；超电势越大， 外加电压越大，耗能大。极化在电镀工业中是不 利的，氢在阴极上析出是不可避免的副反应，耗 能大，但同时使阴极上无法析出的金属有了析出 的可能。极化使电池放电时电动势减少，所做电 功也减小，对电池工业不利 3?参比电极需选用理想极化电极还是不极化电 极？目前参比电极有那些类型？选择参比电极 需考虑什么？ 答：① 参比电极选用理想不极化电极。②类型： 标准氢电极，饱和甘汞电极， Ag/Agcl电极，
Hg/HgO/OH-电极。③考虑的因素：电极反应可逆， 稳定性好，重现性好，温度系数小以及固相溶解 度小，与研究体系不反应
4. 零电荷的电势可用哪些方法测定？零电荷电 势说明什么现象？能利用零电荷电势计算绝对 电极电位吗？
答：①电毛细法和微分电容法。②零电荷电势表 明了 “电极/溶液”界面不会出现由于表面剩余 电荷而引起的离子双电层现象；③不能将此电势 看成相间电势的绝对零点，该电势也是在一定参 比电极下测得的，所以不能用于计算绝对电极电 位。
5. 为什么卤素离子在汞电极上吸附依 F< Cl < I 的顺序而增强，特性吸附在电毛细曲线和微分电 容曲线上有何表现？
答：①卤素离子为表面活性物质，阴离子吸附主 要
发生在比零电荷电势更正的电势范围，由于 F-、c「、I■离子半径依次增大，可极化度增大， 吸附能力增强，所以在汞电极上，l->c「>F-.②特 性吸附在两种曲线上的左半支曲线不同，零电荷 电势负移。 6?何谓非稳态扩散？其初始条件和一个边界条件 是什么？另一边界条件由极化条件决定。
答：①非稳态扩散：在电化学反应开始阶段，由 于反应粒子浓度变化幅度较小，液相传质不足， 粒子被消耗，此时浓度极化处于发展阶段，称之 为传质过程的非稳态阶段②初始条件：Ci （x,0） =Ci0开始电极前扩散粒子完全均匀分布在液相 中。边界条件：Ci （^，t） =Ci0,无穷远处不出 现浓度极化。③另一边界条件：极化条件
7. 溶液中有哪几种传质方式，产生这些传质过程 的原因是什么？
答：对流、扩散、电迁移。①对流：由于流体各 部分之间存在浓度或温度差或者外部机械作用 力下所引起；②扩散：由于某一组分存在浓度梯 度，粒子由高浓度向低浓度转移；③电迁移：在 外电场作用下，液相中带电粒子作定向移动。
8. 稳态扩散和非稳态扩散的特点是什么，可以用 什么定律来表示？
答：①稳态扩散：扩散粒子的浓度只与距离有关， 与时间无关。用Fick第一定律 表示, J表示扩散流量。②非稳态扩散：扩散粒子的浓 度同时是距离和时间的函数。用 Fick第二定律 9. 说明标准电极反应速度常数ks和交换电流密度 i0的物理意义，并比较两者的区别。
答：①ks：当电极电势为反应体系的标准平衡及 反应粒子为单位浓度时，电极反应进行的速率 （md/s）。i° :反应在平衡电势下的电流密度，即 有i0=ia=ik②相同点：数值越大，表示该反应的可 逆性越强。不同点：kS与浓度无关，i0与反应体 系各种组分的浓度有关。
10. 为什么有机物在电极上的可逆吸附总是发生 在一定的电位区间内？
答：越正的电势，有机物易被氧化；电势越负， 易被还原，因此其可逆吸附发生在平衡电势附近 值，即一定的电位区间内。
11. 试说明锂离子电池的正极和负极材料是何物 质？为什么其溶剂要用非水有机溶剂 ？锂离子 电池比一般的二次电池具有什么特点？ 答：①正
极：主要是嵌锂化合物，包括三维层状 的LiCoQ丄iNiO 2,三维的TiO?。负极：主要是碳 素材料，如石墨、碳纤维。②锂遇水反应生成H2, 可能有爆炸的危险，所以要用非水有机溶剂。③ 特点：工作电压高，比能量高，稳定性好，寿命 长，自放电小，无记忆效应，工作温度范围宽， 不含有害金属铅、镉，无污染。
12. 何谓电池的放电曲线？从放电曲线可得到那 些有关电池性能的信息？
答：①放电曲线：在指定负载和温度下放电时， 工作电压随时间的变化曲线；②从曲线上可知工 作电压、终止电压、开路电压、理论电动势的值， 放电平台越长，电池性能越好。
13. 如何得到Eva ns图？从该图可达到那些电化 学信息？在一般条件下钢铁发生吸氧腐蚀，说明 钢铁腐蚀过程的控制步骤是什么？
答：①Evans图即腐蚀极化图，这种图是把表征 腐蚀电池的阴、阳极极化曲线画在同一图上而成 的②从该图可知极化曲线较陡，表明电极的极化 率较大，反应阻力大；反之，反应容易进行。极 化作用使阴阳的电位交于一点，对应电位为腐蚀 电位（Ecorr），电流为腐蚀电流（Icorr）；金属以 此电流不断地腐蚀。③过程：阴极氧的扩散
14. 钢铁腐蚀使用的电化学保护主要有几种？简 述它们的基本原理。
答：阳极保护法和阴极保护法。原理：阳极保护 法是把被保护金属变成阳极，用极化的方式使金 属钝化，并维持稳定状态，腐蚀速率降低，得以 保护。阴极保护法是提供阴极极化，改变金属表 面电子能级结构，使金属电位负移进入免蚀区。
15?两种金属共沉积形成合金的基本条件是什 么？如何才能实现合金电沉积？
答：①基本条件：析出电位十分相近或相等；② 若析出电位相差较小，可采用改变浓度和改变沉 积电流密度；若相差较大，可采用加入络合剂和 添加剂。
16. —般金属镀层大多为多晶体，试根据金属电结 晶理论，若要得到晶体细小的镀层一般要采用什 么措施进行电沉积？
答：即抑制核的生长速度，通过增加阴极极化、 适
当的降低主盐浓度，在较大的电流密度下进行 电沉积。
17. 目前氯碱工业阳极广泛使用形稳电极代替石 墨，其组成是什么？什么叫形稳电极？
答：DSA的组成：以钛为基地，涂镀Ti02、RuO2 加催化剂（Pt、PbO2）。形稳电极是指电解过程 中耐腐蚀、尺寸稳定、寿命长的不溶性阳极。
18. 二次电池要求充放电反应可逆性要好， 一般要 求电极的结构具备什么特点？试举例说明之。 答：如锂离子电池，电极材料二维层状；自由嵌 入、嵌出；体积膨胀率小；尖晶石，三维轨道结 构。 19. 镍氢电池（储氢电池）是一种重要的二次电
池， 该电池正极和负极材料是何物质？写出电池反 应。何谓储氢合金？
答：①正极材料：Ni（OH） 2;负极：混合稀土氢合 金（LaNiHx）或钛镍合金（MHx）。电池反应： MNNi5H6+6NiOH
MzNi+6Ni （OH）2
储氢合金：在一定条件下可逆的吸收放出 H2的 新型合金。
20. 海洋性环境下钢铁主要发生电化学腐蚀， 其阴 极电极反应主要是什么反应？控制步骤是什 么？
答：①阴极反应为吸氧反应：O2+4H+
+4e— 2H2O ②控制步骤：氧的扩散步骤
21. 何谓电解提取？何谓电解精炼？举例说明两 者之间的区别？
答：①电解提取：直接利用通电的方式提取电解 质中的金属。②电解精炼：利用电解方法将含有 金属的物质进行提纯。③区别：电解提取采用不 溶性阳极，如以Pt为电极，电解Al 2O3得到Al ； 电解精炼采用可溶性阳极，如以粗铜为阳极，用 以精炼. 22. 试叙述赫尔槽的结构特点和在电镀中的用途。
答：特点：阴极各个部位与阳极的距离不同，有 近端与远端，其电流密度不同。用途：①确定渡 液各组分的合适含量；②确定渡液中添加剂或杂 质的大致含量；③可用于选择不同的操作条件， 如改变为温度，pH值、电流密度
23. 与其它阴极过程相比，金属电沉积有何特点？ 答：①液相传质，反应粒子向电极表面迁移；② 前置转化，发生化学转化反应；③电荷传递，反 应粒子还原为吸附态金属原子；④电结晶，吸附 态金属
原子形成晶体。
24. 采用钢铁电极以丙稀氰为主要原料电合成己 二氰，写出阴极和阳极反应？
答:阴极：2CH2=CHCN+2H++2e— NC（CH2）4CN 阳极：H20—20— 1/2O2+2H+
25. 碱性锌氧化银电池以锌粉为负极，以氧化银 粉（Ag20）压制成正极，电解液为饱和了锌酸盐 的浓碱溶液试写出其正极反应，负极反应，电池 反应。
答：正极： 负极：
总反应：
26. 试述有关化学电源主要性能的概念，如电动 势、开路电压、工作电压、截止电压。
答：①电动势E:电池两极在断路且处于可逆平 衡状态时两极电势之差。②开路电压 U:电池两 极在断路时的稳定电极电势之差。③工作电压V: 有电流通过外电路时，两极的电势差。④截止电 压：放电时，电压下降到不宜继续放电的最低工 作电压。⑤数值：E>U> V截止电压
27. 防止钢铁腐蚀主要措施有？
答：①阴极保护法中的外加电流法；②涂防锈漆； ③镀上惰性金属镀层；④用缓蚀剂加以保护 28. 什么是析氢腐蚀和耗氧腐蚀？
答：①析氢腐蚀：以H\还原反应为阴极，生成 “ 的过程。②耗氧腐蚀：消耗O的还原反应为阴极， 生成OH或HO的过程。
碱性介质：2HO+2e=H+2OH （析氢）
1/2O
2
+2e+HO=2OH（耗氧）
酸性介质：2Hh+2e-=Hl （析氢）
2H
+
+1/2Q+2e=HO（耗氧）
29. 阴极保护的方法有哪几种，画图并简述一下 各种方法，也可举例说明。
答：①外加电流法：在电解质中加入辅助电极， 将需要保护的金属基体连接到外电源负极，调节 施加电流，从而保护金属。图示，把阴极极化曲 线的电流调到a点，对应的腐蚀电流Icorr '即Ia 变小，若调制b点，则为0,起到对阴极的保护。
②牺牲阳极法：在金属基体上附上更活泼的金 属，构成短路的原电池，活泼金属为阳极，不断 溶解，阴极得到保护，例：钢板上镀锌，防止被 海水腐蚀。
30. 发生钝化的金属或合金具有的一些特点？有 哪几种主要的钝化理论？
答：①特点：形成致密氧化膜，隔离腐蚀介质， 包括Al。Cr、Ti。②理论：成相膜理论和吸附理 论。 31. 什么叫缓冲剂，其防蚀机理如何？
答：①缓蚀剂：加入到一定介质中能明显抑制金 属腐蚀的少量物质。②机理：形成氧化膜促进钝 化；形成沉淀膜；形成吸附膜
32. 金属离子还原继而形成结晶层的电结晶一般 过程由哪些基本步骤组成及次序？
答：①溶液中的离子向电极表面扩散一②电子迁 移反应—③失去溶剂化外壳，形成吸附原子—④ 吸附原子经表面扩散，到缺陷等位置一⑤电还原 的金属原子聚集，核化—⑥结合到晶格中，核化 生长—⑦沉积物的结晶及形态发展
31、什么是电解的电流效率和电能效率？两者区 别是？
n I =
n E
=
区别：电流效率反映副反应的程度大小，电能效 率反映能量的利用率
32. 简述电解冶金的方法，并说出电解冶金与火 法冶金比较有哪些特点？
答：①电解治金可分为水溶液电解，熔盐电解， 有机溶剂电解。（水溶液电解是电解金属氯化物 或硫酸盐的水溶液，电流效率高，操作简单；对 于碱金属，碱土金属，电解时易析出氢气，采用 熔盐体系电解来提取）②特点：电解治金采用电 子作还原剂，而火法冶金一般采用 CO C,H2为还 原剂；耗电、能耗大
33. 对镀锌层采用什么后处理方法？镀锌层为什 么要进行钝化处置？
答：①对镀锌层采用Cr2O3/H2SQ钝化后处理。② 为了使阳极溶解速率减慢，耐腐蚀性能大大提高
应用电化学简单题附答案
