*(1??)*?0j0?iA?k?zFcOXcR

0.50.5?2 ?1.036?10?1?96500?1?1?99.974mA?cm（3）

*(1??)*?i0?zFAk?cOXcR?3 ?1?96500C?mol?1?0.1cm2?1.036?10?3cm?s?1?(10?4mol?L?1)0.5?(10?4mol?L?1)0.5 ?9.9974?10?7C?cm?2?9.9974?10?7A?s?cm?2

Rct?RT8.314?298.15??25693.92? ?7zFi01?96500?9.9974?107．根据文献J Am．Chem. Soc. ，77，6488(1955)报道，研究电极反应：当cCd(Hg)?0.40Cd2??Hg?2e?Cd(Hg)，实验数据：

mol?L?1时，得到如下

[Cd2?]/mmol?L?1 J0/mA?cm?2 试计算?和k的值。 解：

?1.0 30.0 0.50 17.3 0.25 10.1 *(1??)*?*(1??)*?j0?zFk?cOXcR?zFk?cCd2?cCd(Hg)

由标中数据可得：

3011???0.4??1??1?????17.30.5?0.4??0.5?17.30.51???0.4??0.5?????10.10.251???0.4??0.25?10.10.251???0.4??0.25?????4.940.101???0.4??0.10?1?? （1）

1?? （2）

1?? （3）

对方程（1）取对数：ln30?(1??)ln2 得：1-α＝0.7942，α＝0.2058

17.317.3对方程（2）取对数：1-α＝0.7764，α＝0.2236 ln?(1??)ln2 得：

10.1对方程（3）取对数：ln10.10?(1??)ln2.5 得：1-α＝0.7805，α＝

4.940.2195

所以：α=（0.2058+0.2236+0.2195）/3=0.2163

k??j0*(1??)*?zFcCd2?cCd(Hg)30?10?3A?cm?2?2?96500C?mol?1?(1.0?10?3mol?L?1)1?0.2163?(0.4mol?L?1)0.783730?10?3A?cm?2 ?2?96500A?s?mol?1?(1.0?10?6mol?cm?3)0.7837?(0.4?10?3mol?cm?3)0.783730?10?3A?cm ==0.15544cm?s?1=1..5544?10-4m?s?1 ?62?96500A?s?9.681?105

……………………………

8. 对于一个旋转圆盘电极，应用稳态物质传递控制电极反应的处理，物质传递系数m0＝0.62D02/3?1/2??/6，式中，D0为扩散系数(cm?s?1)，?为圆盘的角速度

，

(

s?1)（??2?f?1f为旋转频率r?s?1)，?是动力强度，水溶液中

?为

0.010(cm2?s)。使用0.30 cm2的圆盘电极，在1

mol?L?1H2SO4中使

0.010mol?L?1

Fe3?还原为Fe2?。已知Fe3?的D0为5.2×10-6 cm2?s?1，

?s?1时的还原极限电流。

计算因盘电极转速为10r解：m0＝0.62D02/3?1/2??/6

?1/6 =0.62?(5.2?10?6cm2?s?1)2/3?(2?10r?s?1)1/2??0.010cm2?s?1? =0.0252cm·s-1

*id?zFAm0cOX =1?96500A?s?mol-1?0.30cm2?0.0252cm?s?1?0.01mol?cm?3?10?3 =7.2954?10?3A

9．现用70A·m-2的电流密度电解析出铜，假定溶液中Cu2+的活度为1，实验测得其Tafel曲线斜率为(0.06V)-1，交换电流密度j0为1A·m-2，试问电解析出铜时阴极电位应为多少?

解：???eq???0.06lgi0?0.06lgi?0.06(lg??Cu,析出??eq????Cu1)??0.1107V 702?－/CuRTaCuln?0.1107VzFaCu2?

=0.34－

RT1ln+0.1107V=0.4507VzF1第三章习题解答

10.试写出下列电池的电极反应、成流反应以及电解液和集电器名称： (1)碱性锌－锰原电池 (2)锂—二氧化锰原电池 (3)锌—氧化汞电池 (4)碱性镍－镉电池 (5)氢镍蓄电池 (6)氢—氧燃料电池 解：(1) 碱性锌－锰原电池

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电解液，浓KOH电解质溶液.碱性圆柱形锌－锰电池的钢壳为为正极的集流器，而中心的钢集流器与锌紧密接触，并连接电池底邻成为负极端。 (2)锂—二氧化锰原电池

解：锂—二氧化锰电池表达式为：

(-)Li | LiClO4+PC+DME| MnO2,C（+）

负极反应： Li?e?Li?

正极反应： MnO2?Li??e?LiMnO2 电池反应： MnO2?Li?LiMnO2

电解液是，LiClO4+PC+DME（电解质LiClO4溶解于PC和1,2-DME混合溶剂中）。

电池以不锈钢外壳和石墨分别作为负极和正极的集电器。

(3)锌—氧化汞电池

解：锌—氧化汞电池的表达式为：(-)Zn|浓KOH | HgO，C(+)，电池的负极反应与碱性电解液的锌锰电池相同，

正极反应： HgO?H2O?2e?Hg?2OH?

电池反应： Zn?HgO?2OH??H2O?Hg?[Zn(OH)4]2?

该电池采用浓的KOH溶液作电解液，集电器分别为Zn和石墨。

(4)碱性镍－镉电池 解：

对于碱性Ni/Cd电池的成流反应，电池放电时负极镉被氧化生成氢氧化镉；在正极上羟基氢氧化镍接受了由负极经外电路流过来的电子，被还原为氢氧化镍。集电器分别为Cd和羟基氢氧化镍。电解液为相对密度为1.25～1.28的KOH溶液。 (5)氢镍蓄电池

解：氢镍电池的负极可采用混合稀土贮氢合金(如LaNiHx，x＝6)或钛－镍合金(MHx)，正极采用碱性Ni/Cd电池中Ni电极技术，并加以改进。电池表达式为：

该电池以KOH溶液作为电解液。 (6)氢—氧燃料电池

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低温碱性氢上氧燃料电池。负极是用Ni粉和Pt、Pd烧结而成，或用镍的化物Ni2B制作，正极是有效面积很大的银，高浓度KOH为电解质，采用石棉或钛酸钾作隔膜。其电极反应为 负极反应：H2＋2OH

一

2H2O＋2e

—

—

—

正极反应：1/2O2十H2O＋2e 电池反应：H2＋1/2O2天飞机上。

2OH

H2O

电动势1.15V，工作电压0.95V，工作温度353～363K，此电池已用于航

11.下表为从电池在不同放电电流下的放电数据记录(电池质量50g) (1)绘出两放电电流下的放电曲线（E/V-Q/mA·h·g-1）。

(2)解释为什么相同初终放电电压而不同放电电流下电池容量不尽一样? i=15mA i=40mA E/V t/min E/V t/min 3.24 0 3.24 0 3.11 60 3.12 45 3.10 120 3.08 90

解：(1)绘出两放电电流下的放电曲线（E/V-Q/mA·h·g-1）。

E/V i=15mA t/min Q//mA·h·g-1 E/V i=40mA t/min Q//mA·h·g-1

3.532.53.08 240 3.00 180 3.06 330 2.80 240 3.00 600 2.72 270 2.85 660 2.50 310 2.75 700 2.60 740 3.24 0 0 3.24 0 0 3.11 60 0.3 3.12 45 0.6 3.10 120 0.6 3.08 90 1.2 3.08 240 1.2 3.00 180 2.4 3.06 330 1.65 2.80 240 3.2 3.00 600 3 2.72 270 3.6 2.85 660 3.3 2.50 310 4.1 2.75 700 3.5 2.60 740 3.7 E/V21.510.500100200300400500Q/mA·h·g-1600700800i=40mAi=15mA图1两放电电流下电池的放电曲线 (2) 由上图可见，放电电流的大小对电池容量有较大的影响。对于给定的电池，由于欧姆内阻和有电流通过时极化内阻的存在，电池容量和放电电压随放电电流的增加而减小，电池的使用寿命也随着减小。尽管在初

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