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电化学思考课后答案第五章

思考题
1. 在电极界面附近的液层中,是否总是存在着三种传质方式为什么
每一种传质方式的传质速度如何表示
答:电极界面附近的液层通常是指扩散层,可以同时存在着三种
传质方式(电迁移、对流和扩散),但当溶液中含有大量局外电解
质时,反应离子的迁移数很小,电迁移传质作用可以忽略不计,
而且根据流体力学,电极界面附近液层的对流速度非常小,因此
电极界面附近液层主要传质方式是扩散。三种传质方式的传质速
度可用各自的电流密度j来表示。
3. 旋转圆盘电极和旋转圆环-圆盘电极有什么优点它们在电化学测量
中有什么重要用途
答:旋转圆盘电极和旋转圆环-圆盘电极上各点的扩散层厚度是均
匀的,因此电极表面各处的电流密度分布均匀。这克服了平面电
极表面受对流作用影响不均匀的缺点。它们可以测量并分析极化
曲线,研究反应中间产物的组成及其电极过程动力学规律。
6. 稳态扩散和非稳态扩散有什么区别是不是出现稳态扩散之前都一
定存在非稳态扩散阶段为什么
答:稳态扩散与非稳态扩散的区别,主要看反应离子的浓度分布是
否为时间的函数,即稳态扩散时()icfx=,非稳态扩散时(,)icfxt=。
稳态扩散出现之前都一定存在非稳态扩散阶段,因为反应初期扩散的
速度比较慢,扩散层中各点的反应粒子是时间和距离的函数;而随着
时间的推移,扩散的速度不断提高,扩散补充的反应粒子数与反应消
耗的反应离子数相等,反应粒子在扩散层中各点的浓度分布不再随时
间变化而变化,达到一种动态平衡状态。

习题
6. 已知25℃时,在静止溶液中阴极反应Cu2+ + 2e → Cu受扩散步骤
控制。Cu2+离子在该溶液中的扩散系数为1×10-5cm2/s,扩散层有效
厚度为×10-2cm,Cu2+离子的浓度为L。试求阴极电流密度为cm2时的
浓差极化值。

7. 在含有大量局外电解质的LNiSO4溶液中,用旋转圆盘电极作阴极
进行电解。已知Ni2+离子的扩散系数为1×10-5cm2/s,溶液的动力黏
度系数为×10-2cm2/s,试求:
(1)转速为10r/s时的阴极极限扩散电流密度是多少
(2)上述极限电流密度比静止电解时增大了多少倍设静止溶液中的
扩散层厚度为5×10-3cm。
10. 若25℃时,阴极反应Ag+ + e → Ag 受扩散步骤控制,测得浓差
极化过电位
η浓差=jj-平= -59 mV。已知++0-24x=0AgAgc=1mol/L,(dc/dx)=710mol/cm´,

+
-52
Ag
D=610cm/s´

。试求:

(1)稳态扩散电流密度;
(2)扩散层有效厚度d有效;
(3)Ag+离子的表面浓度sAgc+。

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