解：
Q nzF It
镍的理论曾重m
nM
m It M 2.51 3600 58.79 2.74g
zF
2 96500
电流效率
实际增重 理论增重
100%
2.55 2.74
100%
93.07%
5 在含有NiSO4的溶液中进行电镀，被镀物件总表面积
为100cm2通过电流为3A，试问，镀上0.3mm的镀层需 要多少时间？已知电流效率为90%，Ni的密度为 8.9g/cm3. 解：
解：阴极过电位为0.556 V，属于高极化区，塔菲尔方程:
c
2.303RT
nF
log
i0
2.303RT
nF
log
ic
已知i0= 1×10-9A/cm2; ηc= 0.556 V; ic= 1 A/cm2；n=1
解得α= 0.94
(2)
1
2.303RT
nF
log
i0
2.303RT
nF
log
i1
(1)
解：（1）
1 2
RT nF
ln
id
i
i
id
nFD cO0
2 965001.5104 0.1103 0.01
0.29
A
/
c
m2
1 2
RT nF
ln
id
i i
0.12
8.314 298 ln 296500
0.29 0.08 0.08
-0.13V
（2）
1 2
RT nF
ln
id
i i
-0.132
8.314 298 2 96500
ln
0.29 0.2 0.2
-0.14V
第三章（4） 电子转移步骤动力学
3.电极反应O十e→R在20℃时的交换电流密度是 1×10-9A/cm2。当阴极过电位为0.556 V时，阴极 电流密度为1 A/cm2时。假设阴极过程为电子转移步 骤控制，试求: (1)传递系数α。 (2)阴极过电位增大一倍时，阴极反应速度改变多少?
解：正极 NiOOH + H2O +e Ni(OH)2 + OH-
M=91.7
负极 Cd +2OH-
Cd(OH)2 + 2e
M=112.41
正极所需活性物质的 质量
正极所需活性物质的 质量
m 3 91.7 10.38g 96500 3600
m 3112.41 6.29g 96500 2 3600
好好学习 天天向上
实际增重m V 8.9100 0.310-1 26.7g
t Q nzF mzF 26.7 296500 9.03h I实 90%I 90%IM 90% 3 58.7
第六章 化学电源
1 重量为123g的碱性锌锰电池在2.25 负载下连续放电， 知道电池的终止电压为0.9V，持续放电时间为735min， 放电量为6.21Ah，试求该电池放电时的平均比能量和 比功率。已知人体重55kg的平均输出功率为100W，体 重为450kg的马输出功率为1马力，试把他们与上述电 池的比功率做比较。
流密度。已知每一个有机物分子结合的电子数是4，有 机物在溶液中的扩散系数是6×10-5cm2/s，浓度为 0.1mol/L。扩散层有效厚度为5×10-2cm。
解：
c0
id nFD
4 96500
6
10
5
0.110 3 510 2
0.046
A/cm2
7 已知25℃时，阴极反应O+2e=R受扩散步骤控制，O和 R均为可溶，co0=0.1mol/L，cR0=0。扩散层厚度为 0.01cm，O的扩散系数为1.5×10-4cm2/s，求（1）测 得jc=0.08A/cm2时阴极电位 =-0.12V，该阴极过程中 的半波电位是多少？（2）jc=0.2A/cm2时，阴极电位 是多少？
2
2.303RT
nF
log
i0
2.303RT
nF
log
i2
(2)
(2)-(1)得：
2
1
2.303RT
nF
log
i2 i1
i1= 1 A/cm2; η1= 0.556 V; η2= 2×0.556 V α= 0.94； R=8.314； T=293K
解方程得 i2=9.8×108 A/cm2
4 镀镍时，通过2.5A电流1h，电极增重 2.55g，计算电流效率。
马的比功率 P 750 1.7W / kg m 450
2 某仪器使用的电源体积已限130mm×60mm×8mm， 平均工作电压为13V，最大工作电流为250mA，并要求 工作4小时，问何种电池能满足这个指标。
解：W=IEt=0.25×13×4=13 Wh 所需体积比能量为 W/V=13/（130×60×8）×106
解： P I 2R Q 2 R 6.21 60 2 2.25 0.58W
t 735
比功率
P m
0.58 123103
4.7W
/ kg
平均比能量 P t 4.7 735 57.58Wh / kg
m
60
人的比功率 P 100 1.8W / kgFra bibliotekm 55
比功率：电池＞人＞马
=208 Wh/L 能满足该指标的电池：锌银电池，锌汞电池
3 某设备使用的电源要求平均电压为27V， 工作电流为20A，工作时间15天。已知锌 银电池组的比能量可达80Wh/kg，如果 使用锌银电池组，其质量为多少？
解：
m
W 比能量
IEt 比能量
20 2715 24 80
2430kg
4 烧结式镉镍电池的正、负活性物质为NiOOH.Cd，实际在化成前镉电 极上存在Cd(OH)2,试问容量为3Ah的镉镍电池所需正常正、负极活 性物质的质量。
解i ： n2
F 2Di
4i2
ci0
2
42
96500
2
1.2 10 5 4 0.52
(0.1103)2
0.056 s
当t=1×10-3s时，转换上面公式得
C（0,
t）
C
0
1
t
0.1
1
110
3
0.087
0.056
mol/L
6 某有机物在25℃下静止的溶液中电解氧化，若扩散步
骤是速度控制步骤，试计算该电极过程的极限扩散电
应用电化学习题解答
第三章（3） 液相传质步骤动力学
5 已知反应电极O+4e=R在静止溶液中恒电流极化时，阴
极过程为扩散步骤控制，反应物O的扩散系数为 1.5×105cm2/s，初始浓度为0.1mol/L。当阴极极化电 流密度为0.5A/cm2。求阴极过程的过渡时间。若按上 述过程恒电流极化1×10-3s时，电极表面液层反应物O 的浓度是多少？