题目

298 K 时和 标准压力下,以 Pt(s)为阳极, Fe(s)为阴极, 电解浓度为 1 mol·kg-1的NaCl 水溶液活度因子为 0.66)。 设电极表面有 H2(g)不断逸出时的电流密度为 0.1A·cm-2, Pt 上逸出 Cl 2(g)的超电势可近似看作零。若 Tafel 公式为 = a + b lg(j/A·cm-2),且 Tafel 常数 a = 0.73 V,b = 0.11 V ,E(Cl 2/Cl -)=1.36 V ,请计算实际的分解电压。

298 K 时和 标准压力下,以 Pt(s)为阳极, Fe(s)为阴极, 电解浓度为 1 mol·kg-1的NaCl 水溶液活度因子为 0.66)。 设电极表面有 H2(g)不断逸出时的电流密度为 0.1A·cm-2, Pt 上逸出 Cl 2(g)的超电势可近似看作零。若 Tafel 公式为 = a + b lg(j/A·cm-2),且 Tafel 常数 a = 0.73 V,b = 0.11 V ,E(Cl 2/Cl -)=1.36 V ,请计算实际的分解电压。

题目解答

答案

解:理论分解电压在数值上就等于该电池作为原电池时的电动势,- RT - + RT + E 理论 = E +-E-=[ E (Cl 2 /Cl -)- ln (Cl -)]-[(E (H +/H 2)+ ln (H+)]8.314 298 8.314 298=( 1.36 - ln 0.66 - ln10 7、) V =1.78 V96500 96500阴 = a + b lgj =0.73+0.11 × lg0.1 =0.62 V阳 =0E 分解 =E 理论 + 阴+ 阳 =2.40 V

解析

步骤 1：计算理论分解电压
理论分解电压在数值上就等于该电池作为原电池时的电动势。根据给定的电极电势和活度因子，计算理论分解电压。
步骤 2：计算阴极超电势
根据Tafel公式，计算阴极超电势。Tafel公式为 = a + b lg(j/A·cm-2)，其中a和b为Tafel常数，j为电流密度。
步骤 3：计算阳极超电势
根据题目条件，Pt上逸出Cl2(g)的超电势可近似看作零。
步骤 4：计算实际分解电压
实际分解电压等于理论分解电压加上阴极超电势和阳极超电势。