材料合成與制備-作業(yè)習題(編輯修改稿)
2025-04-21 04:32 本頁面
【文章內容簡介】 成 在電解過程中，制備電解液是相當重要的。所用電解液要具有良好的性質，以保證高的電解效率。（5）電解溫度 溫度在電解過程中從各個不同的方面影響著電解電壓，比較復雜的，所以電解溫度通常均由實驗來確定。（6）極間距離與隔膜 陰極與陽極之間距離愈小愈好，因為電解液所呈現的內阻R與極間距成正比，與浸入電解液的電極面積成反比。所以縮短極間距可降低電解電壓，提高電能效率。但是，也不能無限制地縮小。4. 陽極效應的現象以及電解鋁產生陽極效應的原因有哪些？答：在某些熔鹽電解過程中，有時在陽極上會出現陽極效應。發(fā)生陽極效應時，端電壓急劇升高，電流則強烈下降，同時，電解質與電極之間呈現潤濕不良現象，電解質好像被一層氣體膜隔開似的，電極周圍還出現細微火花放電的光圈。關于電解鋁陽極效應的機理，即產生陽極效應的原因，目前仍然是一個小有爭議的問題。大多數學者和專家認為：當電解槽中當氧化鋁濃度很低時，陽極表面電解質熔體中的絡合鋁氧離子不能補充到陽極表面去放電，致使陽極表面的鋁氧氟離子的濃度極化擴散過電壓升高，從而導致F放電，并在陽極表面與陽極炭生成碳氟化合物CF4和C2F6氣體，它們的出現使陽極表面對電解質的潤濕性變差，陽極氣體不能排出，而在陽極表面形成氣膜，最終電流不得不從電阻很大的氣膜中穿過，產生弧光（火光）放電，槽電壓升高，發(fā)生陽極效應。5. 電解下述電解液時得到什么產品？寫出陰、陽極的電極反應。(1) Pb(NO3)2溶液，用碳做電極；(2) Pb(NO3)2溶液，用碳做陽極，鉛做陰極；(3) Pb(NO3)2溶液，用鉛做陽極，碳做陰極。答：三種情況下，陰極的產品都是鉛。陽極的產品：(1)和 (2)是O2+CO2。 (3)是Pb2+離子（水溶液）。陽極反應：(1) (2) (3)均為Pb2++2e=Pb；陰極反應：(1)H2O=(1/2)O2+2H++2e,C+O2=CO2； (2)同上 (3) Pb = Pb2++2e四、計算題（7′2）1. 電解NaClKCl熔體中的TiCl4，可產生Ti3+、Ti2+、Ti，試求這些產物的電化當量（即算時的電化當量取Ah）。Ti3+、Ti2+也可繼續(xù)還原為Ti，試求這兩種離子各自還原為Ti的電化當量。答：(1)Ti4++e=Ti3+ n=1。 (2) Ti4++2e=Ti2+ n=2。 (3) Ti4++4e=Ti n=4。 (4) Ti3++3e=Ti n=3。(5) Ti2++2e=Ti n=2。 按k=M/nQ=，求得化學當量：(1)； (2)； (3)； (4) ；(5)。2. 25℃及1atm下，用5A直流電來電解很稀的硫酸水溶液。（1）通電多少時間可得1L氧氣；（2）通電多少時間可得1L氫氣。答：（1）V=nRT/P=(Itk氧/MO2)RT/P 1=(5t)300/1,t=（2）V=nRT/P=(Itk氫/MH2)RT/P1=(5t)300/1,t=第三章 課后習題二一、名詞解釋（25）1. 摩爾電導答：當距離為單位長度（1m）的平行電極間含有1mol電解質的溶液時，該溶液具有的電導稱為溶液摩爾電導（Λm）。2. 離子淌度和遷移數答：在單位電場強度，即單位電位梯度下，離子移動的速度叫離子淌度（U）；當有電流通過電解質溶液時，移向陰極的陽離子和移向陽極的陰離子所分擔的輸送電量比例叫各離子的遷移數。3. 界面荷電層答：由于兩相界面之間的各種作用，導致在界面兩側出現電量相等而符號相反的電荷，這個電荷層即為界面荷電層。 4. 超電位答：實際開始分解的電壓往往要比理論分解電壓大一些，兩者之差稱之為超電壓。5. 陽極效應答：在某些熔鹽電解過程中，端電壓急劇升高，電流則強烈下降，同時，電解質與電極之間呈現潤濕不良現象，電解質好像被一層氣體膜隔開似的，電極周圍還出現細微火花放電的光圈，這種現象即為陽極效應。二、填空題（38）1. 通常所說的電解液按其組成及結構可分為 電解質溶液 和 熔融電解質 兩大類。電解質溶液按溶劑不同又分為 電解質水溶液 和 非水電解質溶液 。2. 電極過程大致可分為以下三類： 金屬電極過程 、 氣體電極過程 和 電解氧化還原 。3. 電解槽中的離子導體除常見的電解質溶液外，尚有 熔鹽 、 固體電解質 或 超臨界流體 等。4. 工業(yè)電解槽按結構可分為 箱式電解槽 、 壓濾機式或板框式電解槽 和 特殊結構的電解槽 ；按工作方式可分為 間歇式電解槽 、 柱塞流電解槽 和 連續(xù)攪拌箱式電解槽 。5. 無機電化學合成工藝流程通常包括 電解合成前處理 、 電解合成 和 電解合成后處理 各步。三、簡答題（25）1. 敘述電解合成的基本原理。答：電解質中的離子常處于無秩序的運動中，通直流電后,離子作定向運動。陽離子向陰極移動，在陰極得到電子，被還原；陰離子向陽極移動，在陽極失去電子，被氧化。例如：在水電解過程中
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