气体电极

气体电极（gas electrode ）

指有气体参与电极反应的电极，如氢电极、氧电极等。气体分子与溶液中相应的离子在气/液相之间的惰性金属上接受电子，从而建立电极反应的平衡。实验室中往往用镀有铂黑的铂片作为电极之电子导体。近年在燃料电池、金属空气电池等的研制开发中研制了载有催化剂的气体扩散电极，扩展了气体电极的应用。

气体电极是将被单质气体冲击着的铂片浸入单质气体其离子组成的溶液中而构成。其中标准氢电极是把镀有铂黑的铂片浸入的溶液中，并以的干燥氢气不断冲击到铂电极上构成，电极结构，规定标准氢电极(SHE)的电极电势为零。

呼吸式气体电极特征在于包括外壳、气体腔、多孔电极和电解液腔构成，气体腔和电解液腔之间仅通过多孔电极内的毛细管相连通；所述气体腔或电解液腔与周期性变化的压力源相连；周期性变化的压力使多孔电极内产生周期性的气驱液和液驱气过程，形成有利于电化学反应的三相区域，加快多孔电极内的传质过程，从而提高电池的输出功率；适用于消耗气体的燃料电池电极，如氧电极、氢电极等。

气体扩散电极Gas diffusion electrode是一种特制的多孔膜电极，由于大量气体可以到达电极内部，且与电极外面的整体溶液（电解质）相连通，可以组成一种三相（固、液、气）膜电极。它既有足够的“气孔”，使反应气体容易传递到电极上，又有大量覆盖在催化剂表面的薄液层。催化剂（如铂黑）的粉粒分散在多孔膜中，并通过薄液层的“液孔”与电极外面的电解质溶液连通，以利于液相反应物和产物的迁移。气体进入扩散电极发生催化反应，并产生电流，由此可测出气体的含量，常用于监测气体中某些微量组分。用气体扩散电极制成的小型监测器用于监测环境、工厂、矿场空气中某些微量的有害气体。

气体扩散电极应用用于携带式的一氧化碳监测仪，其中的电解质用稀硫酸，含有一氧化碳的气流通过装有催化剂的气体扩散电极被氧化为二氧化碳，氧气则被还原为水。测量这一电池的电流，便可测出一氧化碳含量。电极反应为：

2CO+2H2O→2CO2+4H++4e

O2+4H++4e→2H2O

总的反应为：

2CO+O2→2CO2

中南大学物化课后习题标准答案-10章-电极过程

第10章电极过程 1．用间接方法求得298.15K H 2＋?O 2 ==== H 2O （l ） ＝－236.65 kJ ·mol -1 试问298.15K 时，非常稀的硫酸溶液的分解电压是多少?设用的是可逆电极，并 （答案：1.226V ） 解： ∵ = - zFE Θ ∴ U 分 = E 理 = E Θ= 2．298.15K 时低电流密度电解稀硫酸水溶液，用银作两极的电极材料，和用光滑铂作两极材料，试分别确定其分解电压(已知在银电极上ηH2＝0.87 ，ηO2＝0.96V ，在光滑铂电极上ηH2＝0.09，ηO2＝0.45V 。并设稀硫酸水溶液中a H2O ＝1)。 （答案：3.059V ；1.769V ） 解： 电解稀硫酸水溶液，就是电解水，其理论（可逆）分解电压为1.229， 考虑极化作用，则其实际分解电压 = 理论（可逆）分解电压 + ∑超电压，故， 用Ag 作电极： U 分 = 1.229 ＋ 0.87 ＋ 0.96 = 3.059 V 用Pt 作电极： U 分 = 1.229 ＋ 0.09 ＋ 0.45 = 1.769 V 3．某溶液中含10-2mol ·dm -3 CdSO 4，10-2mol ·dm -3 ZnSO4和0.5mol ·dm -3H 2SO 4，把该溶液放在两个铂电极之间，用低电流密度进行电解，同时均匀搅拌，

①哪一种金属将首先沉积在阴极上? ②当另一种金属开始沉积时，溶液中先析出的哪一种金属所剩余的浓 度为多少? （答案：6.65×10-15 mol·dm-3） 解：（1） 在此溶液中，，，而查表知： ， ∴一定有：，故金属Cd先析出。 （2）在金属锌析出时Cd2+的浓度应满足关系： (-0.4026) + 0.02958 lg c Cd2+ = (-0.7628) + 0.0296lg（0.01） 解得：c Cd2+ = 6.65×10-15 mol·dm-3 4．电解某溶液在阴极上有Zn沉积，H 在Zn上的超电压为0.72V，欲使溶液中 2 气，溶液的pH值最小应控制为多Zn2+的浓度降到10-4mol·dm-3，阴极仍不析出H 2 少?（答案：2.7） 解：当c Zn2+= 1.0×10-4mol·dm-3时，有 时，有E H+/H2 = (-0.05916)×pH-0.72 析出H 2

原电池中的电极

一、原电池中的电极 电极是原电池的基本组成部分。利用自发氧化还原反应产生电流的装置叫原电池，一个原电池必须由两个基本部分组成：两个电极和电解质溶液。给出电子发生氧化反应的电极，如丹尼尔电池（右图上部所示）中的Zn极，由于其电势较低，被称为负极（negative electrode）；而接受电子发生还原反应的一极，如Cu极，由于其电势较高，而称作正极（positive electrode）。 根据组成电极物质的状态，可以把电极分为三类。第一类电极是金属电极和气体电极，如丹尼尔电池中锌电极和铜电极，还有标准氢电极；第二类电极是金属-金属难溶盐电极及金属-金属难溶氧化物电极，如Ag-AgCl电极。第三类电极是氧化还原电极（任一电极皆为氧化还原电极，这里所说的氧化还原电极是专指参加电极反应的物质均在同一个溶液中），如Fe3+，Fe2+溶液组成的电极。 二、电解槽中的电极 电极是电解过程中，电流进入或离开电解液的导体。电解过程就是在电极相界面上发生氧化还原反应。 电极分为阴极和阳极，和电源正极相连的是阳极，阳极上发生氧化反应；和电源负极相连的是阴极，阴极上发生还原反应。 电解材料的种类很多，常用的是碳电极，此外钛等金属也可以做电极。在电镀中，镀层金属往往作为阳极，待镀制品作为阴极。 电极electrode 电池的组成部分，它由一连串相互接触的物相构成，其一端是电子导体──金属（包括石墨）或半导体，另一端必须是离子导体──电解质（这里专指电解质溶液，简称“电解液”或“电液”）。结构最简单的电极应包括两个物相和一个相界面，即〔金属｜电液〕。上述定义的电极也称“半电池”。 1.电动势：electromotive force (emf) 电路中因其他形式的能量转换为电能所引起的电位差，叫做电动势，简称电势。用字母E 表示，单位是伏特。在电路中，电动势常用符号δ表示。 2.原理：电动势是描述电源性质的重要物理量。电源的电动势是和非静电力的功密切联系的。所谓非静电力，主要是指化学力和磁力。在电源内部，非静电力把正电荷从负极板移到正极板时要对电荷做功，这个做功的物理过程是产生电源电动势的本质。非静电力所做的功，反映了其他形式的能量有多少变成了电能。因此在电源内部，非静电力做功的过程是能量相互转化的过程。电源的电动势正是由此定义的，即非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功与该电荷电量的比值，称电源的电动势。 3.公式：E＝W／q E=-U

理论电化学

《理论电化学》课程教学大纲 64学时 4学分 一、课程性质、目的和任务 本课程是化学工程与工艺专业电化学方向的主干课程，开课时间为第六学期，总学时64学时。本课程的目的是介绍电化学的基础理论，重点讲解“电极/电解质溶液”界面的基本结构和性质、电极过程的基本动力学性质、实际电极过程和电极体系的介绍和分析等。通过学习，使学生能够了解电解质溶液的性质和理论、平衡的电化学体系、双电层结构及其特性和电极过程动力学的有关基础知识，掌握电化学的基本概念和某些新的实验方法，为后续课程的学习和电化学新领域的研究和开发工作打下基础。 二、教学基本要求 （1）理解并重点掌握原电池电动势与电极电位、电极与溶液界面区的电位差、双电层的微分电容、离子双层的结构模型等基本理论知识。 （2）重点掌握电子转移步骤反应速度与电极电位的关系、稳态极化电流通过电极时的动力学过程、稳态扩散与浓度极化过程、氢电极过程、金属离子的阴极还原和金属的阳极溶解过程等的反应历程、影响因素和所涉及的基本概念。 （3）一般掌握离子间相互作用的离子氛理论、半导体电极与溶液界面区的双电层、多电子电极反应、氧电极过程及表面转化步骤不可逆条件下的扩散电流等基本概念和有关的理论。 （4）了解电化学的研究对象、特点和该领域的发展趋势 三、教学内容 第1章绪论 介绍电子导体、离子导体；电化学的研究对象和发展；法拉第定律和电流效率的定义 第2章电解质溶液 概述：概括介绍电解质溶液的有关概念和基础理论 电解质活度与离子活度：活度系数、平均活度的概念、电解质活度与离子活度的关系、离子强度定律

离子的运动：稳态扩散、菲克第一定律、电迁移、影响溶液导电能力的因素、当量电导率、离子淌度与绝对淌度、离子迁移数的定义 离子氛理论：离子氛理论的概念、离子间相互作用对活度系数及当量电导率的影响 第3章原电池电动势与电极电位 概述：介绍有关原电池电动势与电极电位的概念和基础理论 原电池的电动势：内、外电位及内、外电位差；可逆电池电能的来源及电动势与活度的关系；原电池电动势的温度系数 电极电位：氢标电极电位；平衡电位方程式；氢标电极电位在计算中的应用；可逆电极的分类及电动势的标度 液体接界电位：产生的原因及方程式；浓差电池的分类；消除液体接界电位的方法 离子选择性电极：原理及电位选择性系数；离子选择性电极类型 电位-pH图：定义及应用 第4章双电层 概述：介绍有关双电层的结构及其特性 电极与溶液界面区的电位差：双电层的分类；理想极化电极和不极化电极；绝对电位差与相对电位差 电毛细现象：李普曼公式；溶液中正负离子表面剩余量随电位的变化 双电层的微分电容：微分电容的定义；对微分电容曲线的解释 离子双层的结构模型：紧密层与分散层；GCS双电层模型；双电层中负离子的特性吸附； 零电荷电位的定义、影响因素及与零标电极电位的区别 有机化合物在电极上的可逆吸附对电毛细曲线及微分电容曲线的影响 第5章不可逆的电极过程 电极极化的定义；稳态极化曲线的测量；电极过程的特征及单元步骤；电极过程的速度控制步骤的定义及过电位的分类

(整理)第十章电解与极化作用练习题与答案(2)

第10章电解与极化作用练习题 二、单选题： 1．298K，p下，试图电解HCl溶液(a = 1)制备H2和Cl2，若以Pt作电极，当电极上有气泡产生时，外加电压与电极电位关系： (A)V(外) = φ(Cl-/Cl2) -φ(H+/H2) ；(B)V(外)>φ(Cl-/Cl2)-φ(H+/H2) ； (C) V(外)≥φ(Cl2,析) -φ(H2,析) ；(D)V(外)≥φ(Cl-/Cl2) -φ(H+/H2) 。2．25℃时，用Pt作电极电解a(H+) = 1的H2SO4溶液，当i = 52 ×10-4A·cm-2时，2Hη= 0，2Oη= 0.487V. 已知φ(O2/H2O) = 1.229V，那么分解电压是： (A) 0.742 V ；(B) 1.315 V ； (C) 1.216 V ；(D) 1.716 V 。 3．下列两图的四条极化曲线中分别代表原电池的阴 极极化曲线和电解池的阳极极化曲线的是： (A) 1、4；(B) 1、3； (C) 2、3；(D) 2、4。 8．在极化曲线的测定中，参比电极的作用是： (A) 与待测电极构成闭合回路，使电流通过电解池； (B) 作为理想的极化电极； (C) 具有较小的交换电流密度和良好的电势稳定性； (D) 近似为理想不极化电极，与被测电极构成可逆原电池 . 10．分别用(1)铂黑电极，(2)光亮铂电极，(3)铁电极，(4)汞电极，电解硫酸

溶液，若电极极片的大小和外加电压相同，则反应速度次序是： (A) (4) > (3) > (2) > (1) ；(B) (2) > (1) > (3) > (4) ； (C) (1) > (2) > (3) > (4) ；(D) (4) > (2) > (3) > (1) 。12．当原电池放电，在外电路中有电流通过时，其电极电势的变化规律是： (A) 负极电势高于正极电势；(B) 阳极电势高于阴极电势；(C) 正极可逆电势比不可逆电势更正；(D) 阴极不可逆电势比可逆电势更正。 13．电极电势φ的改变可以改变电极反应的速度，其直接的原因是改变了： (A) 反应的活化能；(B) 电极过程的超电势； (C) 电极与溶液界面双电层的厚度；(D) 溶液的电阻。 15．阴极电流密度与浓差超电势η的关系是： 16．对于活化过电势，下列叙述不正确的是： (A) 活化过电势的产生是当有电流通过时，由电化学反应进行的迟缓性所引起的； (B) 活化过电势随温度的升高而增大； (C) 活化过电势随电流密度的增大而增大； (D) 电解时阴极析出金属时(Fe、CO、Ni除外)活化过电势很小，若电极上有气体析出时则活化过电势很大。 18．氢在金属Pb上析出反应的机理是： (A) 复合脱附机理；(B) 电化脱附机理；

气体电极过程

91 第七章 气体电极过程 在电化学生产实践中，气体电极反应所涉及的面极为广泛，所以研究气体电极过程具有重要的意义。电解食盐工业和电解水工业都是全部或部分以气体电极过程为基础的电化学工业。在某些类型的化学电源中，利用气体电极的反应自由焓变化来获得电能，例如各种不同类型的“空气电池”、“燃料电池”，其中都是利用氧的还原构成阴极反应。在氢氧燃料电池中，还利用氢的电离过程构成阳极反应。 另一方面，由于气体电极反应的出现，也可能对生产造成一些不利的因素，甚至带来十分有害的后果。例如在电镀工业中，氢和氧的析出，不仅降低了主要电极反应的电流效率，氢在阴极上的析出，还能使金属引起“氢脆”，使镀层产生针孔、麻点，鼓泡等现象，氧在阳极上的析出，使阳极金属钝化，溶解不良。在金属的电化学腐蚀中，氢离子或溶解氧的还原反应往往是促使金属腐蚀的主要原因。为了有效地控制这些气体电极过程，要求人们研究这些过程的规律性。下面我们将重点讨论氢和氧的阴极过程，并简单介绍电催化的基本概念。 7.1 氢的阴极析出过程 氢的阴极析出过程，是各类电极过程中研究得比较多的一种，至今已有半个世纪以上的历史。但是对氢在阴极上的析出机理，却长期存在着分歧意见，直到近年，才逐渐在主要问题上取得了比较一致的结论。 7.1.1 氢析出的基本实验事实 在大多数金属电极上，氢的析出反应都存在着比较大的过电位。塔菲尔在大量的实践中发现，在许多电极上，氢的过电位与电流密度间存在着半对数关系，即i b a lg +=??。 在大多数纯净金属的表面上，公式中的经验常数b 具有几乎相同的数值，约0.11~0.12 v(见表7-1)。有时虽也观察到比较高的b 值（>0.14 v ），其原因常常是由于表面状态发生了变化所致。公式中经验常数a ，数值主要决定于电极材料。电极不同，a 也不同，说明电极及其表面对氢的析出过程，有着不同的“催化能力”（7.8）。 一般按a 值的大小，可将电极材料大致分为三类： （1）高过电位金属（a ≈1.2~1.5 v ），如Pb 、Cd 、Hg 、Tl 、Zn 、Sn 等。 （2）中过电位金属（a ≈0.5~0.7 v ），如Fe 、Co 、Ni 、Ca 、Au 等。 （3）低过电位金属（a ≈0.1~0.3v ），如Pt 、Pd 。 表7-1 氢在各种金属上放电时，塔费尔公式中常数a 和b 值（20℃）

电化学 第6章 气体电极过程

第6章 气体电极过程 所谓气体电极过程是指涉及气体的电极反应。换句话说，反应物或产物为气体的电极反 应就是气体电极过程。如工业生产中电解制备H 2和Cl 2。 222Cl e Cl →--- 再如：--?++OH O H e O 42422 也是气体电极过程。 研究气体电极过程的主要目的是了解气体电极过程的规律，控制反应的进行，使其为科研和生产服务。比如在电解法制备氢气中，我们可以设法降低氢析出过电位（如选择电极材料等），从而节约能源。再如在电池工业中，充电过程中正极要有2O 析出，该反应都是副反应，对电池充电有害，我们通过研究可以设法提高2O 的析出过电位，从而提高电池的充电效率。同样在电镀技术中，负极常常伴随着2H 的析出，由于存在该反应，使镀液体系的电流效率下降。若能设法提高2H 的析出过电位，则电流效率则可以提高，从而节约能源。 还有就是22O H -燃料电池、Air Al ,Air Zn --电池等等都涉及气体电极过程，这方面例子很多，这里就不再一一列举了。 在气体电极过程中，研究得比较多，比较透彻的是氢、氧电极过程。尤其是氢电极过程研究得最多，重现性好，人们认识也比较一致，有关氢电极过程的一些理论也是比较成熟的。而氧电极研究的也不少，但认识不一致，提出几十种机理。因此本章以氢电极为重点，氧电极也做一定介绍。 由于气体电极过程一般都涉及表面转化问题（或易于生成新相），大都涉及在电极上的吸附、吸附态中间粒子。故先讨论吸附问题： 6.1 氢原子和氧在电极上的吸附 本节主要介绍吸附的方式、研究吸附的方法和吸附量的求出。 氢通常是以原子形式吸附的，而氧的吸附则是很复杂的，故不特指氧原子。（可能形成222222O H HO HO O OH OH O O 、、、、、、、- - - - …，?不同，也可几种形式同时存在）。 氢原子吸附主要在Ni Fe Pd Pt 、、、等过渡金属表面上，而在Zn Cd Pb Hg 、、、等金属表面上从未发现过较大量的吸附氢原子。而在所有金属表面上均可以出现氧的吸附和氧化物层。目前对电极表面上含氧粒子的性质还没有一个满意的检定方法，因此所谓“氧的吸附”其含义往往并不完全清楚。 - -+↑→+OH H e O H 22222

电化学原理试题

第六章电化学极化 1. 简述三种极化的概念，哪一种极化严格来讲不能称为极化。 电化学极化：当电极过程为电化学步骤控制时，由于电极反应本身的“迟缓性”而引起的极化。 浓度极化：当电极过程由液相传质步骤控制时，电极所产生的极化。 电阻极化：由电极的欧姆电阻引起的电位差。 电阻极化严格来讲不能称为极化 2. 简述电化学极化最基本的三个动力学参数的物理意义。 1) 对称系数：电位偏离形式电位时，还原反应过渡态活化能改变值占F 的分数。 物理意义：反应改变电极电位对还原反应活化能的影响程度；（1—）反应改变电极电位对氧化反应活化能的影响程度。 对称系数是能垒的对称性的变量，是由两条吉布斯自由能曲线的斜率决定的，而且曲线的形状和斜率是取决于物质的化学键特性。在CTP动力学中，可以用来推测过渡态的构型，研究电极反应的放电机理。 2）电极反应标准速率常数K：当电极电位等于形式电位时，正逆反应速率常数相等，称为标准速率常数。 物理意义：在形式电位下，反应物与产物浓度都为1时，K在数值上等于电极反应的绝对反应速度。 a.度量氧化还原电对的动力学难易程度；b体现电极反应的反应能力与反应活性；c.反应电极反应的可逆性。 3)交换电流密度J。：在平衡电位下，氧化反应和还原反应的绝对电流密度相等，称为交换电流密度。 物理意义：a.度量氧化还原电对的动力学难易程度；b体现电极反应的反应能力与反应活性；c.反应电极反应的可逆性；d.表示平衡电位下正逆反应的交换速度。 3.为什么电极电位的改变会影响电极反应的速度和方向？ 4.写出Butler-Volmer公式在不同过电位范围下的近似公式。 5.简述J0对电极性质的影响。

织构气体扩散层表面氢氧燃料电池阴极超低Pt载量催化层的磁控溅射法制备

Ｖｏｌ．４０高等学校化学学报Ｎｏ．３２０１９年３月一一一一一一ＣＨＥＭＩＣＡＬＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＩＮＥＳＥＵＮＩＶＥＲＳＩＴＩＥＳ一一一一一一５４２ ５４７一一ｄｏｉ：１０．７５０３／ｃｊｃｕ２０１８０４９１ 织构气体扩散层表面氢氧燃料电池阴极 超低Ｐｔ载量催化层的磁控溅射法制备 刘家明，傅凯林，张一泽，郭一伟，潘一牧 （武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室，燃料电池湖北省重点实验室，武汉４３００７０） 摘要一采用磁控溅射技术在具有织构结构的气体扩散层（ＧＤＬ）表面制备了可应用于氢氧质子交换膜燃料电池的超低Ｐｔ载量阴极催化层，并通过ＳＥＭ二轮廓仪和ＸＲＤ等测试方法表征了ＧＤＬ及其载Ｐｔ后的形貌和物相，利用ＸＰＳ分析溅射Ｐｔ的化学价态，使用电池测试台表征其电池性能．测试结果表明，磁控溅射法在ＧＤＬ表面沉积的Ｐｔ催化层载量可控且分布均匀；与商业ＧＤＬ对比，Ｐｔ在织构ＧＤＬ表面具有更大的可附着面积．电池性能测试结果显示，当Ｐｔ载量为０ ０４ｍｇ／ｃｍ２时，以织构ＧＤＬ作基材的样品质量比功率高达２６ ２５ｋＷ／ｇＰｔ，远大于商业ＧＤＬ作基材时的１７ ７６ｋＷ／ｇＰｔ，也大于同等Ｐｔ载量下商业Ｐｔ／Ｃ催化剂的２４ ００ｋＷ／ｇＰｔ．关键词一磁控溅射；氢氧质子交换膜燃料电池；超低铂载量；织构气体扩散层 中图分类号一Ｏ６４６一一一一文献标志码一Ａ一一一一 收稿日期：２０１８?０７?０９．网络出版日期：２０１９?０１?２４． 基金项目：国家自然科学基金（批准号：２１７０６２００）和中国博士后科学基金（批准号：２０１８Ｔ１１０８１３）资助． 联系人简介：郭一伟，男，博士，副研究员，主要从事质子交换膜燃料电池研究．Ｅ?ｍａｉｌ：ｇｕｏｗｅｉ２０１６＠ｗｈｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ质子交换膜燃料电池（ＰＥＭＦＣ）因具有广阔的应用前景而备受关注［１］．其中，氢氧ＰＥＭＦＣ由于具有更高的能量密度，在航空航天和潜艇潜航等特殊运行环境下拥有巨大的需求［２］．膜电极（ＭＥＡ）是氢氧ＰＥＭＦＣ的核心部件，一般采用贵金属Ｐｔ作为催化剂．氢氧膜电极通常采用气体扩散电极（ＧＤＥ）工艺制备，但这种工艺制备的阴极Ｐｔ载量较高（一般大于１ ０ｍｇ／ｃｍ２，多数在２ ０ ４ ０ｍｇ／ｃｍ２之间［３］），因此降低Ｐｔ载量依然是氢氧膜电极开发的主要研究方向［４，５］． 为了达到降低Ｐｔ载量的目标，许多科研工作者致力于开发新型工艺来制备氢氧膜电极，如通过磁控溅射技术或喷涂技术改良ＧＤＥ工艺［６，７］或者采用三合一（ＣＣＭ）工艺［８，９］，其中磁控溅射沉积技术具有制备工艺简单二灵活性高二制备的催化剂材料形貌和结构可控二溅射基材种类多等优势，是实现超低Ｐｔ载量膜电极最有潜力的制备技术之一［１０］．以气体扩散层（ＧＤＬ）作为溅射基材，直接在ＧＤＬ表面沉积Ｐｔ的制备过程非常简单，更容易实现产业化，因此，已有大量关于在ＧＤＬ表面溅射沉积Ｐｔ制备低Ｐｔ载量膜电极的研究报道［１１ １５］．１９９７年，Ｓｈｉｎｉｃｈｉ等［１１］首次用磁控溅射技术在ＧＤＬ表面沉积０ ０４ｍｇ／ｃｍ２超低载量Ｐｔ，但是由于电池内阻太高，导致电池性能较差．后来，Ｂｒａｕｌｔ等［１２］用低压超高频感应等离子溅射系统在ＧＤＬ表面溅射沉积０ ０８ｍｇ／ｃｍ２的Ｐｔ并用于电池阴极侧，在氢氧测试条件下，电压０ ６Ｖ时的电流密度为０ ６７Ａ／ｃｍ２，在高电流密度区域，电压下降非常迅速．在ＧＤＬ表面共溅射沉积Ｐｔ和Ｃ虽然可将Ｐｔ载量降低至０ ０１ｍｇ／ｃｍ２，但是并没有提升电池性能［１３］．Ｓｕｎｇ等［１４］用高压溅射技术在ＧＤＬ表面溅射沉积０ ０２ｍｇ／ｃｍ２的Ｐｔ并分别用于电池的阳极和阴极侧，在氢氧测试条件二电压为０ ６Ｖ时电流密度为０ ６５Ａ／ｃｍ２，最大功率密度为０ ４２Ｗ／ｃｍ２．上述研究报道均采用商业ＧＤＬ作为溅射基材，虽然可以实现超低Ｐｔ载量，但电池性能并不理想． 商业化ＧＤＬ通常由基底和微孔层（ＭＰＬ）组成，基底通常采用碳布或碳纸材料，ＭＰＬ主要为碳粉与ＰＴＦＥ的混合物．目前，商业ＧＤＬ表面微孔层整体较为平整，作为溅射基底材料能为Ｐｔ粒子附着提供的面积较小，使Ｐｔ粒子更容易堆积，Ｐｔ的利用率受限．而在相同Ｐｔ载量下，织构ＧＤＬ表面呈高低

新版第五章电极过程和电极过程动力学-新版-精选.pdf

5．电极过程和电极过程动力学 5.1电化学装臵的可逆性：化学反应可逆性；热力学上可逆性 5.2电极的极化 5.3电极过程的控制步骤：电极反应的特点；电极反应的控制步骤 5.4电荷转移动力学方程 5.5交换电流密度与电极反应速度常数 5.6稳态极化时的电极动力学方程 5.7浓差极化及其电机动力学方程 5.8化学极化 分解电压E分：在可逆情况下使电解质有效组元分解的最低电压， 称为理论分解电压（V e）。理论分解电压是阳极平衡电极电位（ε e（A））与阴极平衡电极电位（εe（K））之差。 Ve=εe（A）- εe（K）（10 - 5） 当电流通过电解槽，电极反应以明显的速度进行时，电极反应将会明显偏离平衡状态，而成为一种不可逆状态，这时的电极电位就是不平衡电位，阳极电位偏正，阴极电位偏负。这时，能使电解质熔体连续 不断地发生电解反应所必需的最小电压叫作电解质的实际分解电压。显然，实际分解电压比理论分解电压大，有时甚至大很多。

实际分解电压简称分解电压（V），是阳极实际析出电位（ε（A））和阴极析出电位（ε（K））之差。 V=ε（A）- ε（K）（10 - 6） 当得知阴、阳极在实际电解时的偏离值（称为超电位）就可以算出某一电解质的实际分解电压。 分解电压符合能斯特方程，可以表示为如下形式： 式中 E i，E0分别表示实际和标准状态下组元i的分解电压； a i__组元的活度； n i __组元在熔盐中的化合价； F __ 法拉弟常数； 可以看出，温度和电解质组成均会影响分解电压 电极极化 电解时的实际分解电压比理论分解电压要大很多，这是由于电流通过

电解槽时，电极反应偏离了平衡状态。通常将这种偏离平衡电极电位的现象称为极化现象。电解过程实际分解电压和理论分解电压之差称 为超电压。 电解电极反应一般包含1： （1）反应离子由熔体向双电层移动并继续经双电层向电 极表面靠近。这一阶段在很大程度上靠扩散实现，扩散则 是由于导电离子在熔体和双电层外界的浓度差别引起的。 （2）反应离子在电极表面进行电极反应前的转化过程， 如表面吸附等； （3）在电极上的电子传递 - - 电化学氧化或电化学还 原反应； （4）反应产物在电极表面进行反应后的转化过程，例如 自电极表面的脱附，反应产物的复合、分解和其它化学反 应； （5）反应产物形成新相，或反应产物自电极表面向电解 质熔体的传递。

气体扩散电极制备

气体扩散电极制备 1 将镍网剪成80 mm ×10 mm 的长方形,浸入丙酮中脱脂,用蒸馏水冲洗干净备用。按质量比1: 1:1称取一定量的乙炔黑、活性炭、石墨粉,然后加入适量的PTFE 及Mn (NO3 ) 2 ,用无水乙醇分散,超声震荡10 min,使之混合均匀。加热并不断搅拌,使无水乙醇不断地从混合物中蒸发出来,直至混合物变稠、变黏,形成膏状物,然后将此膏状物均匀地涂在镍网两个侧面,置于压膜机内施以一定的压力,压成约1 mm 的薄片,最后在400 ℃下焙烧1 h 即可。 2 用砂皮擦去钛网表面的锈物后侵入丙酮溶液中进行脱脂，取出后放入90℃的10％草酸内浸没2h ，然后放入0.05mol /来的42SO H 中漂除草酸，将钛网再用蒸馏水冲洗干净待用。将质量比为一定的乙炔块、活性炭、石墨用适量的乙醇分散，然后放置于超声波振荡器中震荡1h ，在反复搅拌下加入一定量的聚四氟乙烯（PTFF)(60％）乳液，在100℃下加热使酒精挥发得膏状物。将其涂覆于已处理好的钛网上，置于压膜机上，在180℃、100公斤压力下压2h 即可制的多空气体扩散碳电极。 3 将一定质量的石墨粉和PTFE 乳液混合, 超声搅拌10 min, 然后加入少量无水乙醇再次超声, 使PTFE 和石墨分散均匀, 在恒温水浴(60~80 益)中不断搅拌, 直至混合物形成凝聚状膏体.将膏体用压膜机碾压形成厚约0.2 mm 的碳膜, 再将压好的碳膜附着在不锈钢网上, 用油压机在15 MPa 压力下使碳膜和不锈钢网复合较好. 将制备好的电极放在丙酮中浸泡2 4 h, 以去除电极表面残留的乙醇和PTFE 中的表面活性物质,最后用去离子水反复冲洗晾干.

1试推导下列各电极反应的类型及电极反应的过程.

1试推导下列各电极反应的类型及电极反应的过程。 (1)++ →+242Ce e Ce 解：属于简单离子电迁移反应，指电极/溶液界面的溶液一侧的氧化态物种4Ce + 借 助于电极得到电子，生成还原态的物种2Ce +而溶解于溶液中，而电极在经历氧化-还原后其物理化学性质和表面状态等并未发生变化， (2) - →++OH e O H O 44222 解：多孔气体扩散电极中的气体还原反应。气相中的气体2O 溶解于溶液后， 再扩散到电极表面，然后借助于气体扩散电极得到电子，气体扩散电极的使用提高了电极过程的电流效率。 (3) Ni e Ni →++ 22 解：金属沉积反应。溶液中的金属离子2Ni + 从电极上得到电子还原为金属 Ni ，附着于电极表面，此时电极表面状态与沉积前相比发生了变化。 (4) - +→++OH s MnOOH O H e s MnO )()(22 解：表面膜的转移反应。覆盖于电极表面的物种(电极一侧)经过氧化-还原形成另一种附着于电极表面的物种，它们可能是氧化物、氢氧化物、硫酸盐等。 (5)2)(22OH Zn e OH Zn →-+- ；--→+242])([2)(OH Zn OH OH Zn 解：腐蚀反应：亦即金属的溶解反应，电极的重量不断减轻。即金属锌在碱性 介质中发生溶解形成二羟基合二价锌络合物，所形成的二羟基合二价锌络合物又和羟基进一步形成四羟基合二价锌络合物。 4．根据电极反应ne Ox +Red ，已知：*R c ＝* Ox c ＝1mmol ·L — l ，θ k ＝10-7cm ·s -1，α＝ 03，1=n ；(1)计算交换电流密度A I j /00=(以2 -?cm A μ表示)；(2)试画出阳极电流和阴 极电流在6002 -?cm A μ范围内的Tafel 曲线(η-I lg )。T=298K ，忽略物质传递的影响。 解：（1）*(1)*000/OX R j I A zFk c C αα -== ＝1×96500 Ｃ·mol -1×10-7 cm ·s -1×(1 mmol ·L —l )0.7×(1 mmol ·L —l ) 0.3 =1×96500 Ｃ×10-7 cm -2·s -1×1×10-6＝9.65×10-9 c ·cm -2·s -1 ＝9.65×10-9 A ·cm -2=9.65×10-3μ A ·cm -2 （１Ｃ＝１A ·s ） 也可以等于9.6４８４×10-3μ A ·cm -2 。 (2) 对于阴极：

电极的种类

第八节 电极种类 在进行电池电动势的有关计算中，要求电池必须是可逆电池。而可逆电池必须具备的条件之一，就是两个电极的电极反应必须是可逆的，这样的电极称为可逆电极。可逆电极有许多种，但是规纳起来有如下三类。 一、第一类电极 这类电极包括金属和氢与其阳离子构成的电极（例如：银、锌电极）和非金属与其阴离子形成的电极（如卤素电极等）。 1．金属电极 电极结构：由金属侵入含有该金属离子的溶液中构成。如锌电极Zn 2+│Zn 电极反应： M Z++Ze －=M ，例 Zn 2++ 2e = Zn 电极表示： M Z+│M 对于有些活泼金属（碱土金属）与水有强烈作用，如Na 、K 等。为了令其稳定必须将其制成为汞齐（该金属与汞的合金），其中汞只起传递电子的作用，不参加反应。由于活泼金属在汞齐中的浓度不同，其活度也不同，故在电极上要写明金属在汞齐中的活度。例： Na －Hg(a 1)│Na +(a 2) 如汞齐中的金属（活泼）已达饱和，则该金属汞齐电极已与其纯金属电极等效。 2．气体电极 构成 气体电极分为以下几类： ⑴氢电极 酸中 222H e H ++= 2|H H Pt +｜ 碱中 22222H O e H OH -+=+ 2|OH H Pt -｜ ⑵氧电极 酸中 22442O H e H O +++= 2||H O Pt + 碱中 22244O H O e OH -++= 2||OH O Pt - ⑶卤素电极，如氯电极 222Cl e Cl -+= 2||Cl Cl Pt - 二、第二类电极 第二类电极包括金属与其难溶盐类电极和金属与其难性氧化物电极两种。 1．难溶盐电极 由金属表面覆盖一层该金属的难溶性盐，再侵入含有该盐的相同阴离子溶液中构成，所以又称难溶盐电极。最常见的是银—氯化银电极和甘汞电极。 银—氯化银电极 AgCl(s)＋e = Ag ＋Cl - Cl - (a)∣AgCl(s)∣Ag 甘汞电极(如图6－8所示) Hg 2Cl 2＋2 e = 2Hg(l ) + 2 Cl - Cl - (a)∣HgCl(s)∣Hg 其电极电势

第十章电解与极化作用练习题

第十章 电解与极化作用练习题 一、判断题： 1．用Pt 电极电解CuCl 2水溶液，阳极上放出Cl 2 。 2．电化学中用电流密度i 来表示电极反应速率。 3．分解电压就是能够使电解质在两极上持续不断进行分解所需要的最小外加电压。 4．凡是可以阻止局部电池放电，降低腐蚀电流的因素都能使腐蚀加剧。 5．测量阳极过电位用恒电流法。 6．恒电流法采用三电极体系。 7．交换电流密度越大的电极，可逆性越好。 8．用Pt 电极电解CuSO 4水溶液时，溶液的pH 值升高。 9．极化和过电位是同一个概念。 10．双电层方程式不适用有特性吸附的体系。 11．实际电解时，在阴极上首先发生还原作用的是按能斯特方程计算的还原电势最大者。 二、单选题： 1．298K ，p 下，试图电解HCl 溶液(a = 1)制备H 2和Cl 2，若以Pt 作电极，当电极上 有气泡产生时，外加电压与电极电位关系： (A) V (外) = φ (Cl -/Cl 2) -φ (H +/H 2) ； (B) V (外) > φ (Cl -/Cl 2) -φ (H +/H 2) ； (C) V (外)≥φ(Cl 2,析) -φ(H 2,析) ； (D) V (外)≥φ(Cl -/Cl 2) -φ(H +/H 2) 。 2．25℃时，用Pt 作电极电解a (H +) = 1的H 2SO 4溶液，当i = 52 × 10-4A·cm -2时，2H η= 0， 2O η= 0.487V. 已知 φ (O 2/H 2 O) = 1.229V ，那么分解电压是： (A) 0.742 V ； (B) 1.315 V ； (C) 1.216 V ； (D) 1.716 V 。 3．下列两图的四条极化曲线中分别代表原电池的阴 极极化曲线和电解池的阳极极化曲线的是： (A) 1、4； (B) 1、3； (C) 2、3； (D) 2、4。 4．已知反应H 2(g) + ?O 2(g) H 2O(l) 的m r G ?= -237.19 kJ·mol -1，则在25℃时极稀 硫酸的分解电压(V)为： (A) 2.458 ； (B) 1.229 ； (C) > 2.458 ； (D) > 1.229 。 5．电池在下列三种情况下放电，电压分别为：(a)电流i →0，(V 0)；(b)一定大小电流，(V i )； (c)短路i →∞，(V ∞)。这三种电压的关系： (A) V 0 < V i < V ∞ ； (B) V 0 > V i > V ∞ ； (C) V 0 = V i < V ∞ ； (D) V 0 = V i > V ∞ 。 6．电极极化时，随着电流密度由小到大增加，说法(1)：正极电位越来越大，负极的 电位越来越小；说法(2)：阳极电位越来越正，阴极电位越来越负。分析以上两种 说法时，以下解释中不正确的是： (A) 无论对原电池或电解池，说法(2)都正确； (B) 对电解池，说法(1)与(2)都正确； (C) 对原电池，说法(1)与(2)都正确； (D) 对原电池，说法(2)正确。 7．随着电流密度由小到大增加，电解池的实际分解电压V (分) 与原电池的端 电压V (端) 将： (A) V (分) 递增，V (端) 递减 ； (B) V (分) 递减，V (端) 递增 ； (C) V (分)、V (端) 递增 ； (D) V (分)、V (端) 递减 。

第十章电解与极化作用练习题及答案

第十章电解与极化作用——练习题 一、判断题： 1．用Pt电极电解CuCl2水溶液，阳极上放出Cl2 。 2．电化学中用电流密度i来表示电极反应速率。 3．分解电压就是能够使电解质在两极上持续不断进行分解所需要的最小外加电压。 4．凡是可以阻止局部电池放电，降低腐蚀电流的因素都能使腐蚀加剧。5．测量阳极过电位用恒电流法。 6．恒电流法采用三电极体系。 7．交换电流密度越大的电极，可逆性越好。 8．用Pt电极电解CuSO4水溶液时，溶液的pH值升高。 9．极化和过电位是同一个概念。 10．双电层方程式不适用有特性吸附的体系。 11．实际电解时，在阴极上首先发生还原作用的是按能斯特方程计算的还原电势最大者。 二、单选题： 1．298K，p下，试图电解HCl溶液(a = 1)制备H2和Cl2，若以Pt作电极，当电极上 有气泡产生时，外加电压与电极电位关系：

(A) V(外) = φ(Cl-/Cl2) -φ(H+/H2) ；(B) V(外) > φ(Cl-/Cl2) -φ(H+/H2) ； (C) V(外)≥φ(Cl2,析) -φ(H2,析) ；(D) V(外)≥φ(Cl-/Cl2) -φ(H+/H2) 。 2．25℃时，用Pt作电极电解a(H+) = 1的H2SO4溶液，当i = 52 ×10-4A·cm-2时，= 0， = 0.487V. 已知φ(O 2/H2O) = 1.229V，那么分解电压是： (A) 0.742 V ；(B) 1.315 V ； (C) 1.216 V ；(D) 1.716 V 。 3．下列两图的四条极化曲线中分别代表原电池的阴 极极化曲线和电解池的阳极极化曲线的是： (A) 1、4； (B) 1、3； (C) 2、3； (D) 2、4。 4．已知反应H2(g) + ?O2(g)H2O(l) 的= -237.19 kJ·mol-1，则在25℃时极稀 硫酸的分解电压(V)为： (A) 2.458 ；(B) 1.229 ；(C) > 2.458 ；(D) > 1.229 。

气体导电原理简介

气体导电原理简介(Gaseous discharge) 一：气体导电的现象。又称气体导电。气体通常由中性分子或原子组成，是良好的绝缘体，并不导电。气体的导电性取决于其中电子、离子的产生及其在电场中的运动。加热、照射(紫外线、X射线、放射性射线）等都能使气体电离，这些因素统称电离剂。在气体电离的同时，还有正负离子相遇复合为中性分子以及正负离子被外电场驱赶到达电极与电极上异号电荷中和的过程。这3个过程中，电离、复合二者与外电场无关，后者则与外电场有关。随着外电场的增强，离子定向速度加大，复合逐渐减少以致不起作用，因电离产生的全部离子都被驱赶到电极上，于是电流达到饱和。饱和电流的大小取决于电离剂的强度。一旦撤除电离剂，气体中离子很快消失，电流中止。这种完全靠电离剂维持的气体导电称为被激导电或非自持导电。 当电压增加到某一数值后，气体中电流急剧增加，即使撤去电离剂，导电仍能维持。这种情形称为气体自持导电或自激放电。气体由被激导电过渡到自持导电的过程，通常称为气体被击穿或点燃，相应的电压叫做击穿电压。撤去电离剂后，仍有许多带电粒子参与导电。首先，正负离子特别是电子在电场中已获得相当动能，它们与中性分子碰撞使之电离，这种过程连锁式地发展下去，形成簇射，产生大量带电粒子。其次，获得较大动能的正离子轰击阴极产生二次电子发射。此外，当气体中电流密度很大时，阴极会因温度升高产生热电子发射。 气体自持放电的特征与气体的种类、压强、电极的材料、形状、温度、间距等诸多因素有关，而且往往有发声、发光等现象伴随发生。自持放电因条件不同，而采取不同的形式。见辉光放电，弧光放电，火花放电，电晕放电 以下是网络的相关资料： 二：根据试验的结果，100~310 mm短空气间隙在不同气压、海拔高度以及温度和相对湿度下的放电电压试验结果如图2所示。为分析海拔4 000 m以上的间隙的放电特性，表1列出了海拔4 000 m以上，即气压在40.0 ~61.2 kPa之间的试验数据，不同间隙在不同海拔高度或气压下50 %放电电压的试验数据的标准偏差均在0～ 3 %之间，共计20个有效试验数据中只有1个的标准偏差超过2 %，因此，可以认为数据的标准偏差在容许范围以内。 图2是气压从实验室位置的海拔高度232 m处98.6 kPa降低到40.0 kPa 的试验结果。由图2可以看出：随着海拔升高、气压降低，在试验的各种间隙下，其交流放电电压随着气压的降低而降低，这种降低的趋势在不同的气压范围内存在明显差异，即① 气压在98.6～71.4 kPa范围内变化，即从实验室位置的海拔高度232 m升高到2850 m时，随着气压降低，间隙的交流放电电压将明显下降，这一阶段间隙的交流放电电压随气压下降而下降的趋势最明显；② 气压在 71.4～61.2 kPa，即海拔高度从2850 m升高到4000 m时，随着气压下降、海拔升高，间隙交流放电电压虽有下降的趋势，但较为平缓；③ 当气压降低到61.2 kPa以下，即海拔升高到

气体电极

气体电极（gas electrode ） 指有气体参与电极反应的电极，如氢电极、氧电极等。气体分子与溶液中相应的离子在气/液相之间的惰性金属上接受电子，从而建立电极反应的平衡。实验室中往往用镀有铂黑的铂片作为电极之电子导体。近年在燃料电池、金属空气电池等的研制开发中研制了载有催化剂的气体扩散电极，扩展了气体电极的应用。 气体电极是将被单质气体冲击着的铂片浸入单质气体其离子组成的溶液中而构成。其中标准氢电极是把镀有铂黑的铂片浸入的溶液中，并以的干燥氢气不断冲击到铂电极上构成，电极结构，规定标准氢电极(SHE)的电极电势为零。 呼吸式气体电极特征在于包括外壳、气体腔、多孔电极和电解液腔构成，气体腔和电解液腔之间仅通过多孔电极内的毛细管相连通；所述气体腔或电解液腔与周期性变化的压力源相连；周期性变化的压力使多孔电极内产生周期性的气驱液和液驱气过程，形成有利于电化学反应的三相区域，加快多孔电极内的传质过程，从而提高电池的输出功率；适用于消耗气体的燃料电池电极，如氧电极、氢电极等。 气体扩散电极Gas diffusion electrode是一种特制的多孔膜电极，由于大量气体可以到达电极内部，且与电极外面的整体溶液（电解质）相连通，可以组成一种三相（固、液、气）膜电极。它既有足够的“气孔”，使反应气体容易传递到电极上，又有大量覆盖在催化剂表面的薄液层。催化剂（如铂黑）的粉粒分散在多孔膜中，并通过薄液层的“液孔”与电极外面的电解质溶液连通，以利于液相反应物和产物的迁移。气体进入扩散电极发生催化反应，并产生电流，由此可测出气体的含量，常用于监测气体中某些微量组分。用气体扩散电极制成的小型监测器用于监测环境、工厂、矿场空气中某些微量的有害气体。 气体扩散电极应用用于携带式的一氧化碳监测仪，其中的电解质用稀硫酸，含有一氧化碳的气流通过装有催化剂的气体扩散电极被氧化为二氧化碳，氧气则被还原为水。测量这一电池的电流，便可测出一氧化碳含量。电极反应为： 2CO+2H2O→2CO2+4H++4e O2+4H++4e→2H2O 总的反应为： 2CO+O2→2CO2

物理化学第07章电极过程Word版

第七章 电极过程 复 习 思 考 题 1.电极反应步骤一般有哪些? 2.什么是不可逆电极电势? 3.何谓极化? 4.分解电压值与什么因素有关? 5.何谓析出电势和溶解电势?它们与什么因素有关?有什么用途? 6.何谓超电压?与什么因素有关? 7.电解池极化与原电池极化有何异同? 8.极化有几类?各自产生的原因如何? 9.什么是极限扩散电流?有何应用? 10.浓差超电压与电流密度的关系如何? 11.电极表面带电(电场)对电极反应的活化能有何影响? 12.电化学极化超电压与电流密度的关系如何? 13.塔菲尔公式的应用条件如何? 14.极化曲线有几种?测定装置上有什么不同? 15.极化曲线数据有何应用? 16.几种阳离子同时电积的条件是什么?取决于哪些因素? 17.为什么能自水溶液中电积出金属锌? 18.影响电结晶好坏有哪些因素? 19.多种金属及其合金同时溶解的条件是什么? 20.什么是金属钝化?产生的原因是什么? 21.腐蚀原电池是如何构成的? 22.什么是去极化作用?对金属腐蚀有何影响? 23.金属的防腐有什么基本方法? 24.阴极保护层、保护器保护和阴极电极电保护三种防腐措施有什么不同? 习 题 1．用间接方法求得298.15K 时，反应 H 2＋21 O 2＝H 2O （1） φ m r G ?＝－236.65 kJ ·mol -1

试问298.15K时，非常稀的硫酸溶液的分解电压是多少?设用的是可逆电极，并且溶液搅拌得很好。（答案：1.226V） 解：ΔrGmΘ= -ZFE U（分）=E（理）= -ΔrGmΘ/ZF = 1.226 V 2．298.15K时低电流密度电解稀硫酸水溶液，用银作两极的电极材料，和用光滑铂作两极材料，试分别确定其分解电压(已知在银电极上ηH2＝0.87 ，ηO2＝0.96V，在光滑铂电极上ηH2＝0.09，ηO2＝0.45V。并设稀硫酸水溶液中a H2O＝1)。（答案：3.056V；1.766V）解：用Ag作电极 U（分）=1.226＋0.87＋0.96 = 3.056 V 用Pt作电极 U（分）=1.226＋0.99＋0.45 = 1.766 V 3．某溶液中含10-2mol·dm-3CdSO4，10-2mol·dm-3ZnSO4和0.5mol·dm-3H2SO4，把该溶液放在两个铂电极之间，用低电流密度进行电解，同时均匀搅拌，试问 ①哪一种金属将首先沉积在阴极上? ②当另一种金属开始沉积时，溶液中先析出的哪一种金属所剩余的浓度为多少? （答案：6.8×10-15 mol·dm-3） 解：（1）ΦCd2+/Cd= -0.40-0.0296lg[1/（γCd2+·C Cd2+）] ΦZn2+/Zn=-0.76-0.0296lg[1/（γZn2+·C Zn2+）] 在此溶液中，γCd2+≈γZn2+ C Cd2+ = C Zn2+ ∴ΦZn2+/Zn < ΦCd2+/Cd金属Cd先析出。 （2）在金属锌析出时Cd2+的浓度应满足关系： -0.40-0.0296lg（1/C Cd2+）= -0.76-0.0296lg（1/0.01） 解得：C Cd2+ = 6.8×10-15 mol·dm-3 4．电解某溶液在阴极上有Zn沉积，H2在Zn上的超电压为0.72V，欲使溶液中Zn2+的浓度降到10-4mol·dm-3，阴极仍不析出H2气，溶液的pH值最小应控制为多少?（答案：2.7）解：当C Zn2+ = 10-4mol·dm-3时，有 ΦZn2+/Zn=-0.763-0.0296lg（1/10-4）= -0.881 V 析出H2时，有ΦH+/H2=-0.0592×PH-0.72 不让H2析出时，则