电解与极化作用1．电流密度j=0.01A·cm-2时，H2在Zn电极上的超电势η(H2)=0.76V，若电解液中Zn2+的活度为0.01，要使Zn2+在阴极上析出，而不使氢析出，求溶液的pH值应控制在什么范围(298K时(Zn2+|Zn)=-0.763V)。2．实验测得酸性溶液（pH=1.0）中氢在铁上析出的极化曲线符合Tafel公式，得到a=0.7V,b=128mV，(电流密度的单位是A·cm-2)。试求外电流为1.0×10-4mA·m-2时氢在铁上析出的阴极超电势()，实际析出电势()，及交换电流密度(j0)。3．298.2K、时，用铂做两电极电解浓度为1mol·dm-3的NaOH溶液：（1）两极产物是什么？写出电极反应方程式。（2）电解时理论分解电压是多少?已知=0.401V，=-2.714V4．298.2K，以铜为电极电解0.05mol·dm-3CuSO4和0.001mol·dm-3H2SO4的混合溶液，H2在铜上的超电势为-0.23V，若H2气体压力为100kPa，求H2在铜上的析出电势。5．溶液中Ni2+，Cu2+的活度均为1.00molkg-1，298.15K电解时（1）在阴极上何种离子先析出来？（2）第二种离子析出时，先析出离子的浓度为多少？已知，。6．Pt电极电解H2SO4(0.1mol·kg-1，γ±=0.265)反应温度为298K，压力是101325Pa。若电解过程中，将Pb电极与另一甘汞电极相联，测得E=1.0685V，求H2在Pb电极上的超电势。已知(甘汞)=0.2801V。7．298K，101325Pa时，以Pt为阴极，石墨为阳极，电解含有FeCl2(0.01mol·kg-1)和CuCl2(0.02mol·kg-1)的水溶液，若电解过程中不断搅拌，并设超电势均可忽略不计，活度系数为1。问（1）何种金属先析出？（2）第二种金属析出时，至少需加多少电压？（3）第二种金属离子析出时，第一种金属离子在溶液中的浓度为若干？((Fe2+|Fe)=-0.44021V；(O2|H+,H2O)=1.229V；(Cu2+|Cu)=0.337V；(Cl2|Cl－)=1.360V)8．某溶液在298K下，经分析知a(H+)=1，a(Zn2+)=1，如以锌做阴极进行电解，要使Zn2+全部析出（只允许Zn2+在溶液中的浓度约为10-7mol·kg-1），需控制溶液的pH值为若干？已知H+在Zn电极上的η(H+)=0.7V，Zn2+在锌电极上的η(Zn2+)=0。9．在Zn2+和Cd2+浓度各为1mol·kg-1，pH=3的溶液中进行电解，问哪种离子先析出？当第二种离子析出时，溶液中第一种离子的浓度为若干？在氢析出前，第二种离子的浓度为若干？假定氢在第二种金属上的超电势为0.72V，离子活度系数均为1。10．25℃时，用铂电极电解1mol·kg-1H2SO4水溶液，当电流密度为50A•m-2时，η(H2)=η(O2)=0.487V，求此H2SO4水溶液的分解电压。11．在某一溶液中NiCl2的浓度为0.2mol·dm-3，NaCl的浓度为0.1mol·dm-3，已，，(Cl2|Cl－)=1.360V，(O2|H+,H2O)=1.229V，在镍上η(H2)=-0.42V，η(O2)=0.1V，η(Cl2)=0，若在298.2K、时以镍为电极，电解此溶液，通过计算说明两极首先发生什么反应?(活度系数均为1)。12．在298.2K、时外加电压使下述电解池发生电解作用Pt(s)|CdCl2(1mol·dm-3)+NiSO4(1mol·dm-3)|Pt(s)（1）当外加电压逐渐增大时，两极上首先发生什么反应？此时外加电压至少为多少?(假设不考虑超电势，且各电解质溶液的=1)。已知如下数据：，，(Cl2|Cl－)=1.3595V，。（2）若H2在Pt上的超电势是-0.07V，O2在Pt上的超电势是0.85V，则电解产物是什么?开始电解时分解电压是多少?电解与极化1．解：当φ(Zn)>φ(H2)时氢才能析出-0.763-0.05912>-0.05913pH-0.76pH>1.052．解：3．解：（1）阳极:O2+2H2O+4e-→4OH-阴极:2H2O+2e-→2OH-+H2（2）4．解：5．解：（1），。所以Cu先析出。（2）当第二种离子析出时，6．解：a(H+)=0.1×0.265=0.02657．解：(1)，故铜先析出。(2)，所以阳极析出氧。阳极反应：H2O→O2+2H++2e，故铜全析出后H+增加0.04mol·kg-1(3)Fe析出时，8．解：使溶液中Zn2+的浓度降低为10-7mol·kg-1，则阴极电势为：要使Zn2+析出，而H+不析出，则>，所以9．解：(1)，，所以Cd先析出。(2)当第二种离子析出时，(3)当氢析出时，10．解：与电解池对应的原电池为：Pt|H2()|H2SO4(1mol·kg-1)|O2()|Pt电极反应：负极：H2()2H+(aq)+2e－正极：1/2O2()+2H+(aq)+2e－H2O电池反应：H2()+1/2O2()=H2O(l)11．解：阴极：所以阴极反应为；Ni2++2e-→Ni阳极：所以阳极Ni→Ni2++2e-12．解：(1)阴极：所以阴极Ni先析出。阳极：所以阳极O2先析出至少加电压1.065V。(2)阴极：所以阴极Ni先析出。阳极：所以阳极Cl2先析出，分解电压为1.60V。
