电化学性能指标

A brief description of various electrochemical

techniques

1.Open Circuit Potential (OCP) Measurement

Open circuit potential, also called rest potential or corrosion potential, is the potential of a working electrode when it is at rest. OCP provides information on the trendency of a metal towards reactivity /corrosivity. A metal with more negative potential will always corrode preferentially. OCP information is useful in designing sacrificial galvanic protection. For example, zinc, which is electrochemically more negative compared to steel is used to protect steel galvanically. The information obtained from OCP measurements are however thermodynamic in nature and provides information only on the possibility but not provide information on the rate of reaction/corrosion.

2.Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS)

In EIS a small AC potential perturbation, typically a since wave of amplitude ~±10mv is applied on a system with respect to its open circuit potential over a wide range of frequency (typically from 105-10-2Hz) and the response of the current is measured at each frequency. Barrier properties, water uptake and volume fraction, diffusion rate in organic coating, or the various processes involved during corrosion can be obtained. Quantitative results are obtained. A three electrode configuration is normally used. The metal substrate acts as the working electrode. Platinum mesh, graphite rods, or any other noble metal can act as the counter electrode. A saturated calomel electrode such as silver/silver chloride or mercury/mercury sulfate can also be used as the reference electrode. Very often modeling of EIS data is performed to obtain quantitative information.

3.Potentiodynamic Polarization Scan(PDS)

In PDS, the potential of the working electrode is scanned at a selected rate over a relatively large potential range by applying a current through the electrolyte. The corrosion behavior is interpreted from the nature of the polarization plot. Corrosion rate, corrosion resistance, corrosion current, corrosion potential, passivity,pitting susceptibility, and corrosion mechanisms can be predicted. It is a very commonly used testing technique and find wide application for the corrosion study of metals and alloys.

4.Galvanic corrosion (GALCORR)

Galvanic corrosion measurement measures the galvanic current and potential between two electrodes. The experiment in the zero resistance ammeter(ZRA) mode ensures that the two working electrodes(WE-1 and WE-2) behave as if they were directly connected by a ‘zero-resistance’ wire, such that the galvanic current between cathode and anode, and the mixed potential between them can be measured/recorded.

5.Scanning Vibrating Electrode Technique(SVET)

SVET can be used for localized study of a surface behavior. In SVET a vibrating probe/electrode

scans the sample surface and detects the gradient in ohmic potential produced by local currents generated from actively corroding surfaces immersed in the electrolyte. From the variation in potentials ,areas of varying current densities can be located and measured. In other words, localized corrosive areas can be separated with inter areas.

国内外有关生物电化学的书籍

1、电化学与生物传感器 张学记化学工业出版社（2009-7-1） 目录：第1章 NO电化学传感器 第2章农药生物传感器 第3章葡萄糖电化学生物传感器 第4章离子选择性电极的新进展 第5章电化学免疫分析及免疫传感器研究进展 第6章超氧化物电化学及生物传感器：原理、进展及应用 第7章场效应器件检测带电大分子：可行性和局限性第8章生物样品中H2S产物的电化学传感器 第9章免疫传感器的最新进展 第10章用于体内pH测定的微电极 第11章生物芯片——原理与应用 第12章生物燃料电池 第13章基于电活性无机多晶体的化学及生物传感器 第14章基于纳米粒子的生物传感器和生物分析 第15章基于碳纳米管的电化学传感器 第16章基于溶胶?凝胶材料固定生物分子的生物传感器 第17章基于蛋白质直接电子转移的生物传感器 2、医学生物电化学方法 考利达吉林人民出版社（1983-06） 3、龋病与生物电和自由基 黄力子第四军医大学出版社; 第1版 (2003年1月1日) 目录：第一篇龋病发病机理的生物电化学理论的提出 第二篇电化学人工龋模型的建立及其意义 第三篇龋病发病机量与自由基 4、生物电分析化学 金文睿汪乃兴彭图治赵昕山东大学出版社（1994-10）

1、Modern Bioelectrochemistry Gutmann, Felix、 Keyzer, Hendrik Springer-Verlag New York Inc. (2012-03) 2、Bioelectrochemistry: Fundamentals, Experimental Techniques and Applications P. N. Bartlett WileyBlackwell (2008-06) 3、Elsevier Science E. Palecek(2006-02) 4、Bioelectrochemistry: Charge Separation Across Biomembranes - Proceedings of the Nineteenth Course of the International School of Biophysics, Held in Erice, Italy, Novemeber 13-18, 1988 No. 3 Blank, Martin、 Milazzo, Giulio Kluwer Academic/Plenum Publishers (1991-01) 5、生物电化学：生物氧化还原反应 6、（意）[米拉佐]https://www.docsj.com/doc/9c13132087.html,azzo，（美）[布兰克]Martin Blank合编；肖科等 译天津科学技术出版社（1990） 目录：第1章生物电化学和生物能学 第2章进行氧化还原反应的一般准则 第3章光合作用——选题 第4章生物酶氧化还原反应的能力学 第5章生物电化学的动力学：在电极上和溶液中的光氧化还原反应 第6章生物电化学中现代伏安方法的应用 7、生物电化学系统:从胞外电子传递到生物技术应用（Bioelectrochemical systems : from extracellular electron transfer to biotechnological application） [比] 瑞贝（KorneelRabaey），等著。王爱杰、任南琪、陶虎春等译科学出版社 (2012-06) 目录：第1章生物电化学系统：面向环境和工业生物技术的新方法第2章微生物利用生物质产能 第3章酶燃料电池及其与BES／MFC的互补关系 第4章基于可溶性化合物的电子穿梭 第5章从微生物到电子活性表面的直接电子传递 第6章生物电化学系统中的基因改造微生物 第7章电化学损失 第8章分析生物电化学系统的电化学方法 第9章生物电化学系统中的材料 第10章影响BES性能的技术因素及规模化的瓶颈 第11章有机物氧化 第12章生物电化学系统中硫化物的转化 第13章生物电化学系统中的化学催化阴极 第14章反应器中的生物电化学还原

电化学典型练习题

pH pH 沉淀量 沉淀量 7 7 时间 时间 时间 时间 电化学基础 1.用石墨电极电解100mL 硫酸铜和硫酸的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到 2.24L 气体（标准状况），原混合溶液中Cu 2+ 的物质的量浓度（mol ?L -1）为（ ） A ．4 B ．3 C ．2 D ．1 2．用石墨作电极电解3mol/LNaCl 和0.4mol/LAl 2(SO 4)3的混合液时，下图曲线正确的是（ ） 二、填空题 3．熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li 2CO 3、Na 2CO 3和的熔融盐混 和物作电解质，CO 为阳极燃气，空气与CO 2的混和气为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃 料电池，完成有关的电池反应式：电池反应式：阳极反应式：2CO+2CO 32- →4CO 2+4e -。 阴极反应式： ，总电池反应： 。 4. 金属镍有广泛的用途，粗镍中含有少量Fe 、Zn 、Cu 、Pt 等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列 叙述正确的是( ) (已知：氧化性Fe 2+＜Ni 2+＜Cu 2+) A.阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni 2++2e -Ni B.电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe 2+和Zn 2+ D.电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu 和Pt 5. 通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化合价为＋1）溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比为n （硝酸银）∶n （硝酸亚汞）＝ 2∶1，则下列表述正确的是（ ） A ．在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比为n （银）∶n （汞）＝ 2∶1 B ．在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等 C ．硝酸亚汞的分子式为HgNO 3 D ．硝酸亚汞的分子式为Hg 2（NO 3）2 6. 下列关于如图所示装置的叙述，正确的是（ ）

电化学专题训练

电化学专题训练（2013-11-2） 1．以惰性电极电解CuSO 4溶液。一段时间后取出电极，加入9.8 g Cu(OH)2后溶液与电解前相同，则电解时电路中流过的电子为 ： （ ） A ．0.1 mol B ．0.2 mol C ．0.3 mol D ．0.4 mol 2．按右图的装置进行电解实验，A 极是铜锌含金，B 极为纯铜。电解质 溶液中含有足量的Cu 2＋ 。通电一段时间后，若A 极恰好全部溶解， 此时B 极质量增加7.68g ，溶液质量增加0.03g ，则A 极合金中Cu 、 Zn 的原子个数比为： （ ）A.4：1 B.3：1 C.2：1 D.5：3 3． 4.一种新型燃料电池，一极通入 空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y 2O 3）的氧化锆（ZrO 2）晶体，在熔融状态下能传导O 2— 。下列对该燃料电池说法正确的是： （ ）A.在熔融电解质中，O 2— 由负极移向正极B.电池的总反应是：2C 4H 10＋13O 2→8CO 2＋10H 2O C.通入空气的一极是正极，电极反应为：O 2＋2H 2O ＋4e —＝4OH — D.通入丁烷的一极是负极，电极反应为：C 4H 10＋13O 2—＋26e — ＝4CO 2＋5H 2O 5.镁及其化合物一般无毒（或低毒）、无污染，且镁原电池放电时压高而平稳，使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点。其中一种镁原电池的反应为：xMg+Mo 3S 4 Mg x Mo 3S 4，下列 说法错误．． 的是： （ ）A ．放电时，负极反应为Mg －2e － =Mg 2+ B ．放电时，Mo 3S 4发生氧化反应 C ．放电过程中Mg 2+ 向正极迁移 D ．充电时，阳极反应为Mg x Mo 3S 4－2xe － =Mo 3S 4+xMg 2+ 6.镁—H 2O 2酸性电池采用海水作电解质（加入一定量酸），下列说法正确的是：（ ） A ．电池总反应为Mg+H 2O 2+2H + =Mg 2+ + 2H 2O B ．负极反应为H 2O 2+2e -+ 2H + = 2H 2O C ．电池工作时，正极周围海水的pH 减少 D ．电池工作时，溶液中的H + 向负极移动 7.科学家P.Tatapudi 等人首先使用在空气中电解水（酸性条件下）的方法，在阳极制得臭氧，阴极制得过氧化氢。电解总方程式为3H 2O ＋3O 23H 2O ＋O 3，下列说法正确的是：（ ）A ．电解产物在应用中都只能作为氧化剂 B ．电解一段时间后，溶液pH 不变 C ．阳极的反应：3H 2O —6 e － =O 3＋6H ＋ D ．每生成1 mol O 3转移电子数为3 mol 8.芬兰籍华人科学家张霞昌研制的“超薄型软电池”或2009年中国科技创业大赛最高奖，被称 之为“软电池”的纸质电池总反应为：Zn ＋2MnO 2＋H 2O ＝ZnO ＋2MnOOH 。下列说法正确的是（ ） A.该电池中Zn 作负极，发生还原反应 B.该电池反应中MnO 2起催化作用 C.该电池工作时电流由Zn 经导线流向MnO 2 D.该电池正极反应式为：2MnO 2＋2e —＋2H 2O ＝2MnOOH ＋2OH - 9.镍镉（Ni －Cd ）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液 为KOH 溶液，其充、放电按下式进行：Cd ＋ 2NiOOH ＋ 2H 2 O Cd(OH)2＋ 2Ni(OH)2有关该电池的说法正确的是： （ ） A.充电过程是化学能转化为电能的过程 B.放电时负极附近溶液的碱性不变 C.放电时电解质溶液中的OH — 向正极移动 D.充电时阳极反应：Ni(OH)2－e —＋ OH — ＝NiOOH ＋H 2O 10．下列四种装置中，溶液的体积均为250 mL ，开始时电解质溶液的浓度均为0.10 mol·L －1 ， 工作一段时间后，测得导线上均通过0.02 mole － ，若不考虑溶液体积的变化，则下列叙述正确的是： （ ） A ．溶液的浓度①＝②＝③＝④B.溶液的pH 值④＞③＞①＞② C ．产生气体的总体积：④＞③＞①＞② D ．电极上析出的固体的质量：①＞②＞③＞④ 11.日本茨城大学研制了一种新型的质子交换膜二 甲醚燃料电池（DDFC ），该电池有较高的安全性。 电池总反应为：CH 3OCH 3＋3O 2 ＝2CO 2＋3H 2O ，电池 示意如右图,下列说法不正确的是: ( ) A.a 极为电池的负极

原电池.doc化学电源.doc电化学.doc经典习题及解析

原电池化学电源 题组一原电池工作原理的考查 1．下列装置中能构成原电池产生电流的是( ) 答案 B 解析A项，电极相同不能构成原电池；C项，酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；D项，锌与电解质溶液不反应，无电流产生。 2．有关电化学知识的描述正确的是( ) A．CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 D．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池 答案 D 解析CaO＋H2O===Ca(OH)2不是氧化还原反应，KCl和AgNO3反应生成AgCl沉淀易阻止原电池反应的发生；作电极的不一定是金属，如石墨棒也可作电极。 题组二原电池正、负极的判断 3．下列有关原电池的说法中正确的是( ) A．在电路中，电子由正极流向负极 B．在原电池中，相对较活泼的金属作负极，不活泼的金属作正极 C．原电池工作时，正极表面一定有气泡产生 D．原电池工作时，可能会伴随着热能变化 答案 D 解析A项，电路中不存在电子的移动；B项，若是由铝、镁、氢氧化钠溶液构 成的原电池，则负极是铝；C项，若是由锌、铜、硫酸铜溶液构成的原电池，则正 极表面析出铜，没有气泡产生。 4．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是( )

A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ 答案 B 解析②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；③中Fe在浓硝酸中易钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A错，C错。②中电池总反应为2Al ＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，负极电极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlO－2＋4H2O，二者相减得到正极电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正确。④中Cu是正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=== 4OH－，D错。 题组训练原电池原理的应用 1．电工经常说的一句口头禅：“铜接铝，瞎糊弄”，所以电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，说明原因：_______________________________________________。 答案铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，易造成电路断路 2．请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Fe3＋氧化性的强弱。请写出电极反应式，负极_______________，正极____________________， 并在方框画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向。 答案Cu－2e－===Cu2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 3．有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4

电化学专题训练

《电化学》专题训练 1、(2015江苏单科,10)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。 下列有关该电池的说法正确的是() A.反应 CH4+H2O 3H2+CO,每消耗1 mol CH4转移12 mol电子 B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH--2e- 2H2O C.电池工作时,CO32—向电极B移动 D.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e- 2CO32— 2、(2014大纲全国,9)右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH-Ni 电池)。下列有关说法不正确 ．．．的是() A.放电时正极反应为:NiOOH+H 2O+e- Ni(OH)2+OH- B.电池的电解液可为KOH溶液 C.充电时负极反应为:MH+OH- H2O+M+e- D.MH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高 3、(2013江苏单科,9)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以 海水为电解质溶液,示意图如下。该电池工作时,下列说法正确的是() A.Mg电极是该电池的正极 B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应 C.石墨电极附近溶液的pH增大 D.溶液中Cl-向正极移动 4、(2012福建理综,9)将下图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是() A.Cu电极上发生还原反应 B.电子沿Zn→a→b→Cu路径流动 C.片刻后甲池中c(SO42—)增大 D.片刻后可观察到滤纸b点变红色 5、(2012北京理综,12)人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和 H2O制备化学原料。如图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图,下列说法不正确 ．．．的是() A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B.催化剂a表面发生氧化反应,有O2产生 C.催化剂a附近酸性减弱,催化剂b附近酸性增强 D.催化剂b表面的反应是CO2+2H++2e- HCOOH 6、(2015浙江理综,11)在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种 新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法不正确 ．．．的是() A.X是电源的负极 B.阴极的电极反应式是:H2O+2e- H2+O2- CO2+2e- CO+O2- C.总反应可表示为:H2O+CO2 H2+CO+O2 D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1 7、(2013浙江理综,11)电解装置如图所示,电解槽内装有KI及淀粉溶液,中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅。 已知:3I2+6OH- IO3—+5I-+3H2O 下列说法不正确 ．．．的是() A.右侧发生的电极反应式:2H2O+2e- H2↑+2OH- B.电解结束时,右侧溶液中含有 IO3— C.电解槽内发生反应的总化学方程式:KI+3H2O KIO3+3H2↑ D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内发生的总化学反应不变

微生物电化学测试系统技术参数

微生物电化学测试系统技术参数 1. 工作条件 1.1 电源：220V，50Hz； 1.2 仪器运行的持久性：仪器可连续正常运行； 1.3 工作条件及安全性要求符合中国及国际有关标准或规定。 2. 电化学测试系统 2.1 系统组成：电化学工作站主机1台、软件1套、电极线等配件若干； 2.3 槽压：±30V；施加电位：±10 V； 2.4 电位精度：±0.2%； 2.5 电位分辨率：0.3μV； 2.6 ★最大输出电流：±2A；最小电流1nA；可扩展到20A； 2.7 施加及测量电流精度：全量程±0.2%； 2.8 ★输入偏置电流：<1 pA；ECD最小电流分辨率：0.3fA（硬件测量），测试可自动扣除背景基线电流。 2.9 ★交流阻抗硬件输出频率范围：10μHz-32MHz；1Ω的样品在1Hz下的阻抗测量精度（阻抗精度图）：0.3%；频率信号类型：单正弦波、五正弦波、十五正弦波； 2.10 阻抗模块除进行常规的交流阻抗测试外，可以调制外部信号，进行EHD，IMPS，IMVS测试。 2.11 仪器可扩BA双恒电位仪功能，能同时测试两个工作电极，共用辅助和参比。 2.12 仪器接口：USB；电极连接方式：2，3，4电极； 3. 微生物电解池 3.1 定制电解池； 3.2 预留测试窗口，微生物可直接在池内生长，直接进行电化学测试； 3.3 带通气口和出气口； 3.4 含定制的参比电极及辅助电极； 4. 电化学软件 4.1 软件可自由安装在任意一台计算机上并可脱机运行，用户可用其对测得的数据进行离线分析； 4.2 ★软件可以与第三方设备联用，如控制旋转圆盘电极转速、恒温槽，红外、紫外等；阻抗拟合软件最好具有最新开发的模型，以便能对数据进行深入解析。 4.3 软件支持修改内置标准测试方法，支持组合测试，支持用户创建自己的测试方法；软件兼容并支持LabView，VB等软件的控制，支持软件的二次开发。 5. 技术服务与售后要求 5.1 ★仪器厂家在湖北设有办事处，有售后工作服务人员；

电化学部分练习题及答案

电化学部分练习题 一、选择题 1．在极谱分析中，通氮气除氧后，需静置溶液半分钟，其目的是( ) A．防止在溶液中产生对流传质 B．有利于在电极表面建立扩散层 C．使溶解的气体逸出溶液 D．使汞滴周期恒定 2．在下列极谱分析操作中哪一项是错误的? （）A．通N2除溶液中的溶解氧 B．加入表面活性剂消除极谱极大 C．恒温消除由于温度变化产生的影响 D．在搅拌下进行减小浓差极化的影响 3．平行极谱催化波电流比其扩散电流要大，是由于( ) A．电活性物质形成配合物, 强烈吸附于电极表面 B．电活性物质经化学反应而再生, 形成了催化循环 C．改变了电极反应的速率 D．电极表面状态改变, 降低了超电压 4．确定电极为正负极的依据是（）A．电极电位的高低B．电极反应的性质 C．电极材料的性质D．电极极化的程度 5．催化电流和扩散电流的区别可以通过电流随汞柱高度和温度的变化来判断，催化电流的特征是( ) A．电流不随汞柱高度变化, 而随温度变化较大 B．电流不随汞柱高度变化, 而随温度变化较小 C．电流不随汞柱高度变化也不随温度而变化 D．电流随汞柱高度变化, 随温度变化也较大 6．在1mol/LKCl支持电解质中, Tl+和Pb2+的半波电位分别为-0.482V和-0.431 V, 若要同时测定两种离子应选下列哪种极谱法? ( ) A．方波极谱法B．经典极谱法 C．单扫描极谱法D．催化极谱法

7．极谱定量测定的溶液浓度大于10-2mol/L时，一定要定量稀释后进行测定，是由于( ) A．滴汞电极面积较小 B．溶液浓度低时, 才能使电极表面浓度易趋于零 C．浓溶液残余电流大 D．浓溶液杂质干扰大 8．在单扫描极谱图上，某二价离子的还原波的峰电位为-0.89V，它的半波电位应是( ) A．-0.86V B．-0.88V C．-0.90V D．-0.92V 9．金属配离子的半波电位一般要比简单金属离子半波电位负，半波电位的负移程度主要决定于( ) A．配离子的浓度B．配离子的稳定常数 C．配位数大小D．配离子的活度系数 10.某有机化合物在滴汞上还原产生极谱波Ｒ＋nＨ+＋nｅ-ＲＨn请问其E 1/2( ) A．与Ｒ的浓度有关B．与Ｈ+的浓度有关 C．与ＲＨn的浓度有关D．与谁都无关 11．若要测定1.0×10－7 mol/LZn2+，宜采用的极谱方法是（）A．直流极谱法B．单扫描极谱法C．循环伏安法D．脉冲极谱法 12．循环伏安法在电极上加电压的方式是（）A．线性变化的直流电压B．锯齿形电压 C．脉冲电压D．等腰三角形电压 13．电解时，由于超电位存在，要使阳离子在阴极上析出，其阴极电位要比可逆电极电位（）A．更正B．更负C．者相等D．无规律 14．pH 玻璃电极产生的不对称电位来源于( ) A．内外玻璃膜表面特性不同 B．内外溶液中H+浓度不同 C．内外溶液的H+活度系数不同 D．内外参比电极不一样 15．平行催化波的灵敏度取决于( ) A．电活性物质的扩散速度 B．电活性物质速度 C．电活性物质的浓度

高考化学专题突破训练电化学

7电化学 一、选择题(本题包括8个小题,每小题8分,共64分) 1.(2019黑龙江大庆实验中学高三上学期开学考试)有关下列四个常用电化学装置的叙述正确的是() A.图Ⅰ所示电池中,MnO2的作用是催化剂 B.图Ⅱ所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大 C.图Ⅲ所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变 D.图Ⅳ所示电池中,Ag2O是氧化剂,电池工作过程中被还原为Ag 2.(2019四川成都高三一诊)港珠澳大桥设计寿命120年,对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是() A.防腐原理主要是避免发生反应:2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2 B.钢构件表面喷涂环氧树脂涂层,是为了隔绝空气、水等防止形成原电池 C.采用外加电流的阴极保护法时需外接镁、锌等作辅助阳极 D.钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀 3.(2018山东烟台高三诊断性测试)下列装置一定能证明2Ag++2I-2Ag+I2能否自发进行的是 ()

4.(2019天津武清区大良中学高三月考)燃料电池作为安全性能较好的一类化学电源得到了更快的发展,一种以联氨(N2H4)为燃料的环保电池工作原理如图所示,工作时产生稳定无污染的物质。下列说法正确的是() A.M极生成氮气且电极附近pH降低 B.负极上每消耗1 mol N2H4,会有2 mol H+通过质子交换膜 C.正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH- D.电极M是原电池的正极 5.(2019广东佛山普通高中教学质量检测)我国研制出非贵金属镍钼基高效电催化剂,实现电解富尿素废水低能耗制H2(装置如图)。总反应为CO(NH2)2+H2O3H2↑+N2↑+CO2↑。下列说法中错误的是()

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。

高中化学专题训练电化学

电化学 1．一种太阳能电池的工作原理如图Z7-1所示，电解质为铁氰化钾K3[Fe(CN)6]和亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]的混合溶液，下列说法不正确的是( ) 图Z7- 1 A．K＋移向催化剂b B．催化剂a表面发生的化学反应：[Fe(CN)6]4－－e－===[Fe(CN)6]3－ C．[Fe(CN)6]3－在催化剂b表面被氧化 D．电解池溶液中的[Fe(CN)6]4－和[Fe(CN)6]3－浓度基本保持不变 2．工业上常用电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱，生产装置如图Z7-2所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，以下说法中正确的是( ) 图Z7- 2 A．a极与电源的负极相连 B．产物丙为硫酸溶液 C．离子交换膜d为阴离子交换膜 D．b电极反应式：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 3．如图Z7-3，下列说法不正确的是( ) 图Z7- 3 A．此装置用于电镀铜时，电解一段时间，硫酸铜溶液的浓度不变 B．若a为纯铜，b为粗铜，该装置可用于粗铜的电解精炼 C．燃料电池中正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－ D．电子经导线流入b电极

4．用电解法可提纯含有某些含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图Z7-4所示。下列有关说法错误的是( ) 图Z7- 4 A．阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ B．通电后阴极区附近溶液pH会增大 C．K＋通过交换膜从阴极区移向阳极区 D．纯净的KOH溶液从b出口排出 5．我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站。为了实现空间站的零排放，循环 利用人体呼出的CO2并提供O2，我国科学家设计了一种装置(如图Z7-5)，实现了“太阳能-电能-化学能”转化，总反应方程式为2CO2===2CO＋O2。下列关于该装置的说法正确的 是( ) 图Z7- 5 A．图中N型半导体为正极，P型半导体为负极 B．图中离子交换膜为阳离子交换膜 C．反应完毕，该装置中电解质溶液的碱性增强 D．人体呼出的气体参与X电极的反应：CO2＋2e－＋H2O===CO＋2OH－ 6．用如图Z7-6装置研究电化学原理，下列分析中错误的是( ) 图Z7- 6 7.(1)利用如图Z7-7实验装置可以合成氨，钯电极B 的电极反应式为

第十二章 电化学在生物和医学中的应用

第十二章电化学在生物和医学中的应用 第一节生物电化学的研究内容 生命现象最基本的过程是电荷运动。生物电的起因可归结为细胞膜内外两侧的电位差人和动物的代谢作用以及各种生理现象，处处都有电流和电位的变化产生。人或其它动物的肌肉运动、大脑的信息传递以及细胞膜的结构与功能机制等无不涉及电化学过程的作用。细胞的代谢作用可以借用电化学中的燃料电池的氧化和还原过程来模拟；生物电池是利用电化学方法模拟细胞功能；生物电化学是在20世纪70年代初由电生物学、生物物理学、生物化学、电生理及电化学等多门学科交叉形成的独立学科，其主要研究内容如下： 1．生物分子电化学 利用近代电化学技术模拟生物分子在生命活动过程的作用和变化。生物体内进行的化学反应绝大部分是氧化还原反应，它们本身的电子传递机理及它们所构成的物质和能量代谢链的电子传递机理，正在利用电化学理论和研究技术有效地进行研究。 2．生物电催化 生物电催化是研究酶对生物体系中电化学反应催化作用，其研究内容主要有酶的结构和性能；酶促反应机理；酶固定化方法；在电极一电解质界面酶的电化学行为和氧化还原反应机理；酶促反应同电化学反应的关联方法，尤其是酶在固定化电子递体或促进剂的电极上的电催化作用；酶电催化的应用，尤其是酶作为专一性电化学传感器一酶在能源转换和存储中的应用。 3．光合作用 光合作用实际上是所有生命过程所需能量的最初来源。光合作用敏化剂叶绿素分子的激发态，激发态的反应、能量转换过程及模型，初级电荷分离及其后的二级反应，等，都可以利用电化学方法研究，光合作用的各个步骤也可能利用电化学系统来模拟。 4．活组织电化学

利用对离子和氧化还原反应敏感的染料作指示剂可以间接测定细菌的电位和离 子浓度，以探测细胞中的离子行为。微生物电化学有重要的应用，例如微生物燃料电池，利用电化学技术杀死微生物以净化水等。 5．生物技术中的电化学技术 研制生物电极，包括微电极、酶电极和微生物电极等，研究它们在生物技术、医学和其他领域中的应用。电化学为电生理学，例如跨膜电位的测定、兴奋细胞的刺激、膜电位的控制、离子电渗疗法、脑电图、肌动电流图、心电图的研究提供了基础。通过电流流过细胞描摹来修饰细胞，利用电脉冲进行细胞膜打孔、细胞电融合和电打孔基因摄取，这些电生物学技术离不开电化学原理。 第二节生物体的电现象 一、脑波、心电和筋电 生物电化学已经涉及到不同领域的生物学问题，主要是：①在生物体内进行的绝大部分化学反应都是氧还原反应，例如为生命需要(营养、组织生长、再生、废物排泻)进行的新陈代谢。②光合作用，包括吸收分子的电子激发过程、膜上产生的电子和质子转移过程和代谢化学反应。③膜现象几乎完全控制着离子和分子等物质从活细胞外部向内部或反方向的传输，离子有方向性的运动造成了跨膜电位差，调节着一系列的物质运输。④生物体所需的信息过程几乎都是通过电信号方式发生的，出现一系列电生理现象，包括视觉、动作、痛觉、热刺激、饥饿和干渴感等等。⑤用一定周期和幅度的适当电脉冲在膜中生成微孔，使物质更容易跨膜转移，有可能实现细胞融合和基因摄取。⑥生物电化学方法对各种疾病的治疗，涉及生物传感器、燃料电池、人工器脏、电刺激和电麻醉、食品控制、环境保护等多方面的应用。现在首先了解生物体的电现象及有关的实验技术。 二、细胞膜电位和刺激传递 1．微电极 两个显著的特点：①电极响应速度相当快(RC<”s)，在扫描伏安测量中，扫描速度高达2×104 V‘。～，比常规电极快3个数量级。②极化电流甚微，一般为毫微安(，甚至可低到微微安(pA)的数量级；欧姆电位降很小，故可采用双电极

超级电容器材料电化学电容特性测试

华南师大学实验报告 学生:蓝中舜学号：20120010027 专业：新能源材料与器件勷勤创新班年级、班级：12新能源 课程名称：化学电源实验 实验项目：超级电容器材料电化学电容特性测试 实验类型：验证设计综合实验时间：2014年5月19日-26日实验指导老师：易芬云组员：吕俊、郭金海、余启鹏 一、实验目的 1、了解超级电容器的原理； 2、了解超级电容器的比电容的测试原理及方法； 3、了解超级电容器双电层储能机理的特点； 4、掌握超级电容器电极材料的制备方法； 5、掌握利用循环伏安法及恒流充放电的测定材料比电容的测试方法。 二、实验原理 1、超级电容器的原理 超级电容器是由两个电极插入电解质中构成。超级电容与电解电容相比,具有非常高的功率密度和实质的能量密度。尽管超级电容器储存电荷的能力比普通电容器高,但是超级电容与电解电容或者电池的结构非常相似。

图1 超级电容器的结构图 从图中可看出,超级电容器与电解电容或者电池的结构非常相似,主要差别是用到的电极材料不一样。在超级电容器里,电极基于碳材料技术,可提供非常大的表面面积。表面面积大且电荷间隔很小,使超级电容器具有很高的能量密度。大多数超级电容器的容量用法拉(F)标定,通常在1F到5,000F之间。 (1) 双电层超级电容器的工作原理 双电层电容是在电极/溶液界面通过电子或离子的定向排列造成电荷的对峙所产生的。对一个电极/溶液体系,会在电子导电的电极和离子导电的电解质溶液界面上形成双电层。当在两个电极上施加电场后,溶液中的阴、阳离子分别向正、负电极迁移,在电极表面形成双电层;撤消电场后,电极上的正负电荷与溶液中的相反电荷离子相吸引而使双电层稳定,在正负极间产生相对稳定的电位差。这时对某一电极而言,会在一定距离（分散层）产生与电极上的电荷等量的异性离子电荷,使其保持电中性;当将两极与外电路连通时,电极上的电荷迁移而在外电路中产生电流,溶液中的离子迁移到溶液中成电中性,这便是双电层电容的充放电原理。根据双电层理论,双电层的微分电容约为20μF/cm2,采用具有很大比表面积的碳材料可获得较大的容量。双电层电容具有响应速度快，放电倍率高的特点，但储能比电容较小。 (2) 法拉第鹰电容的工作原理 法拉第鹰电容器是在电极表面或体相中的二维或准二维空间上,电极活性物质进行欠电位沉积,发生高度可逆的化学吸附脱附或氧化还原反应,产生与电极充电电位有关的电容。对于法拉第准电容,其储存电荷的过程不仅包括双电层上的存储,而且包括电解液中离子在电极活性物质中由于氧化还原反应而将电荷储存于电极中。对于其双电层中的电荷存储与上述类似,对于化学吸脱附机理来说,一般过程为电解液中的离子一般为或在外加电场的作用下由溶液中扩散到电极溶液界面,而后通过界面的电化学反应而进入到电极表面活性氧化物的体相中若电极材料具有较大比表面积的氧化物,就会有相当多的这样的电化学反应发生,大量的电荷就被存储在电极中。放电时这些进入氧化物中的离子又会重新返回到电解液中,同时所存储的电荷通过外电路而释放出来,这就是法拉第准电容的充放电机理。法拉第鹰电容可以产生高的比电容，但因为法拉第反应的限制，倍率性能比双电层电容小。

电化学原理试题B

电化学原理 一、填空题。（每空2分，共30分） 1. 电化学研究对象包括三部分：_____________，________________及_______________________。 2. 液相传质的三种方式为：_____________，______________和_____________。 3. 离子淌度反映出离子在______________推动下的运动特征。 4. 金属与溶液界面电位差一般由______________电位差、____________电位差和__________电位差组成。 5. 金属电化学防腐有___________、___________、___________等三种方式。 6. 电池放电时，阳极是正极还是负极？_____________。 7. 若某一电极过程有15J 0< J< 0.01J d ，则其速度控制步骤为_____________步骤。 二、回答下列问题。（每题10分，共40分） 1. “除电荷传递步骤外，电极过程的其他步骤不涉及电子转移，所以不能用电流密度来表示它们的速度。” 这种说法对吗？为什么？ 2. 在不同金属上发生氢离子还原时，为什么可根据Tafel公式中的a值将它们分成高、中、低过电位金属？

3.?电化学极化的电极过程速度控制步骤是什么步骤？浓度极化的电极过程速度控制步骤是什么步骤？ 4. 为什么电极电位的改变会影响电极反应的速度和方向？ 三、计算题（10分） 用H 2SO 4的水——乙酸溶液为电解液，测定铂电极（阳极）上氧的过电势，得出 下表结果： J /A.cm -2 10-3 10-2 5×10-2 10-1 η/V 0.92 1.31 1.53 1.64 求Tafel 常数a 和b 。 四、分析在金属电镀过程中阴、阳极上发生反应（包括副反应）的特点及电位变化特点。 （10分） 五、测量动力学参数可采用经典法和暂态法，二者各有何特点。（10分） 电化学原理 试题B （答案） 二、填空题。（每空2分，共30分） 1. 电子导体，离子导体，二者形成的带电界面性质

电化学专题训练及答案-较难知识讲解

电化学专题训练及答 案-较难

电化学专题训练（2012-9-13） 1．以惰性电极电解CuSO4溶液。一段时间后取出电极，加入9.8 g Cu(OH)2后溶液与电解前相同，则电解时电路中流过的电子为：（） A．0.1 mol B．0.2 mol C．0.3 mol D．0.4 mol 2．按右图的装置进行电解实验，A极是铜锌含金，B极为纯铜。电解质 溶液中含有足量的Cu2＋。通电一段时间后，若A极恰好全部溶解， 此时B极质量增加7.68g，溶液质量增加0.03g，则A极合金中Cu、 Zn的原子个数比为：（） A.4：1 B.3：1 C.2：1 D.5：3 3．某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是：（） A．电子通过外电路从b极流向a极 B．b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2 D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极 4．(2010·浙江理综，9)Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe，有关该电池的下列说法中，正确的是：（） A．Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为＋1价 B．该电池的电池反应式为：2Li＋FeS===Li2S＋Fe C．负极的电极反应式为：Al－3e－===Al3＋ D．充电时，阴极发生的电极反应式为：Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS 5.一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y 2O 3 ）的氧化锆（ZrO 2 ）晶 体，在熔融状态下能传导O2—。下列对该燃料电池说法正确的是：（） A.在熔融电解质中，O2—由负极移向正极 B.电池的总反应是：2C4H10＋13O2→8CO2＋10H2O C.通入空气的一极是正极，电极反应为：O 2＋2H 2 O＋4e—＝4OH— D.通入丁烷的一极是负极，电极反应为：C 4H 10 ＋13O2—＋26e—＝4CO2＋5H2O 6.（2010·绍兴模拟）镁及其化合物一般无毒（或低毒）、无污染，且镁原电池放电时压高而平稳，使镁原电池 越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点。其中一种镁原电池的反应为： xMg+Mo 3S 4 Mg x Mo 3 S 4 ，下列说法错误 ．．的是：（） A．放电时，负极反应为Mg－2e－=Mg2+ B．放电时，Mo 3S 4 发生氧化反应 C．放电过程中Mg2+向正极迁移 D．充电时，阳极反应为Mg x Mo3S4－2xe－=Mo3S4+xMg2+ 7.（2010·三明模拟）镁—H 2O 2 酸性电池采用海水作电解质（加入一定量酸），下列说法正确的 是：（） A．电池总反应为Mg+H 2O 2 +2H+=Mg2++ 2H 2 O B．负极反应为H 2 O 2 +2e-+ 2H+= 2H 2 O

生物电化学系统中微生物电子传递的研究进展

Development of Energy Science November 2014, Volume 2, Issue 4, PP.39-46 Research Advances in Microbial Electron Transfer of Bio-electrochemical System Yunshu Zhang, Qingliang Zhao #, Wei Li School of Municipal and Environmental Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150090, China #Email: qlzhao@https://www.docsj.com/doc/9c13132087.html, Abstract Bio-electrochemical system (BES) was an emerging biomass-energy recovery technology based on electricigens electron transfer (EET), which was applied to recover electric energy (e.g. microbial fuel cell, MFC) and resources (such as hydrogen and methane) and to enhance the removal of heavy metals and refractory organic pollutants (e.g. POPs). The process of electron transfer to the electrode was identified as the key process in such a BES system. In this paper, the recent research achievements about EET both at home and abroad were analyzed and summarized, and the electricigen diversity, the electron transfer pathways and study methods were systematically presented. Finally, the direction of EET research was pointed out. Keywords: Bio-electrochemical System; Microbial Fuel Cell; Electricigens; Electricigen Electron Transfer 生物电化学系统中微生物电子传递的研究进展* 张云澍，赵庆良，李伟 哈尔滨工业大学市政环境工程学院，黑龙江哈尔滨 150090 摘要：生物电化学系统（bio-electrochemical system，BES）是一种新兴的以产电微生物电子传递（EET）为基础的生物质能源回收技术，可用于电能（如微生物燃料电池）和资源回收（包括氢气和甲烷等），此外还可用于强化重金属与难降解有机污染物（如POPs）的去除，而其中产电微生物将产生的电子传递到电极是BES的重要过程。本文分析总结了近年来国内外学者在EET方面的研究成果，系统地介绍了产电微生物的多样性、EET的途径和研究电子传递的方法，在此基础上指明了EET研究的发展方向。 关键词：生物电化学系统；微生物燃料电池；产电微生物；产电微生物电子传递 引言 生物电化学系统（bioelectrochemical system，BES）近年来在环境和能源领域受到广泛的关注。BES是微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell，MFC）研究的拓展，MFC的发现最早追溯到上个世纪初，英国的植物学家Potter在进行厌氧培养时发现可以产生开路电压和电流，拉开了微生物产电研究的序幕[1]。随着化石燃料短缺带来的能源危机，生物质能源作为可再生能源逐渐受到人们的重视。到了20世纪中叶，针对微生物产电的研究才逐渐升温，将微生物产电和燃料电池技术相结合，构建了MFC系统。近几年，MFC从产电研究逐渐过渡到生物质资源化的应用方面，BES应运而生。研究发现，通过BES，CH4[2]、H2[3]等高附加值生物能源的合成效率显著提高；BES能够有效提高重金属的还原去除，如U(Ⅵ)[4]、Cr(Ⅵ)[5]等；BES可以应用于难降解有机污染物的去除，如石油烃[6]、多氯联苯和硝基苯等[7]；BES应用于脱盐的研究，发现BES可以有效地去除溶液中的阴、阳离子[8]。随着对BES研究的逐渐深入，BES的应用前景会更加广阔。其中电子传递过程是BES研究的重要理论基础，因此对电子传递过程的深入研究是十分有意义的。 *基金资助：本研究得到国家自然科技基金支持资助（51378144）。