第10章　电解与极化作用

一、填空题

1．溶液中含有活度均为1.00的、、。已知在H₂在阴极上析出的超电势为0.4 V，则正确的析出顺序是（　　）。已知：；。[南京航空航天大学2012研]

【答案】Pb^2＋；H^＋；Zn^2＋

【解析】在阴极上可能析出的阳离子的电极电势分别为：

根据在阴极上电势愈正者，其氧化态愈先还原而析出的原则，析出顺序为：Pb^2＋、H^＋、Zn^2＋。

二、选择题

1．随下列哪个条件的变化氢过电位会由大变小？（　  ）[中国科学院大学2012研]

A．电流密度逐渐增大

B．电极表面由光滑变粗糙

C．电极材料由Fe换成Pb

D．温度不断降低

【答案】C

【解析】一般说来，对氢超电势比较高的金属有Hg，Zn，Pb，Cd等金属；对氢超电势低的金属有Pt，Pd等；对氢超电势居中的金属有Fe，Co，Cu等。故当电极材料由Fe换成Pb时，氢过电位会由大变小。

2．当发生极化现象时，两电极的电极电势将发生如下变化（　　）。[北京航空航天大学2010研]

A．φ（阳）变大，φ（阴）变小　 

B．φ（阳）变小，φ（阴）变大

C．两者都变大

D．两者都变小

【答案】A

【解析】根据极化产生的原因可分为两类，即浓差极化和电化学极化。对于阴极而言，浓差极化是因为阴极附近的离子沉积到阴极表面，使其浓度小于本体浓度，从而导致其电极电势低于可逆时的电极电势；电化学极化是由于本身反应的迟缓性而使阴极表面积累了过多的电子，从而使电极电势向负方向移动。所以，阴极极化的结果使电极电势变得更负，同理，阳极极化使电极电势变得更正。

3．铅蓄电池负极反应的交换电流密度，比正极反应的交换电流密度约小两个数量级，这表明（　　）。[中国科学技术大学2010研]

A．负极反应的恢复平衡的速率小，容易出现极化

B．正极反应的恢复平衡的速率大，容易出现极化

C．负极反应的恢复平衡的速率大，容易出现极化

D．正极反应的恢复平衡的速率小．容易出现极化

【答案】A

【解析】由于化学反应的迟缓性，铅蓄电池负极发生氧化反应的速率较慢，使阴极表面积累了过多的电子，从而容易出现极化。

4．为延长建筑物的寿命和降低成本，最好不用下面哪种水来搅拌用于浇注钢筋的混凝土？（　　）[中国科学技术大学2010研]

A．河水　 

B．超纯水　 

C．海水　 

D．去离子水

【答案】C

【解析】钢筋混泥土的主要成分是铁，海水中含有多种矿物质，会与铁形成原电池，而腐蚀钢筋。

5．一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞，今用一金属片焊接在洞外面以堵漏，为了延长铁箱的寿命，选用哪种金属片为好？（　　）[中国科学技术大学2010研]

A．镀锡铁　 

B．铁片　 

C．铜片　 

D．锌片

【答案】D

【解析】为了达到防腐蚀的目的，焊接的金属应该与铁构成原电池，且选择的金属片的活性要高于铁，所以为锌片。

三、计算题

在298 K，p^θ压力时，电解含有

行而变化）的混合溶液，又已知H₂（g）在Ag，Ni，Fe和Cd上的超电势分别为0.20，0.24，0.18和0.30 V。当外加电压从零开始逐渐增加时，

试计算说明在阴极上析出物质的顺序。

已知。[电子科技大学2010研]

解：在阴极上可能析出的阳离子的电极电势分别为：

所以电极电势由正到负的顺序是：＞＞＞＞

考虑H₂在各电极上的超电势，则H₂在各电极上的实际析出电势分别为：

则阳离子的析出电势与H₂在各电极上的实际析出电势的比较分别为：

＞，＞，＜，＜

根据在阴极上电势愈正者，其氧化态愈先还原而析出的原则，析出顺序为：Ag、Ni、H₂、Cd、Fe。