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2025年大学化学（电化学实验）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本卷共6题，每题5分。每题只有一个选项符合题意。请将正确答案的序号填在括号内。

1. 在电化学实验中，以下哪种电极常用于参比电极？（ ）
A. 铂电极
B. 银电极
C. 饱和甘汞电极
D. 玻碳电极

2. 下列关于电化学工作站的说法，错误的是（ ）
A. 可以测量电流、电压等电化学参数
B. 能进行恒电位、恒电流等实验技术
C. 只能用于研究简单的电化学体系
D. 可用于分析电极反应的动力学过程

3. 对于一个氧化还原反应，其标准电极电势Eθ的大小反映了（ ）
A. 反应进行的速度
B. 反应的方向
C. 反应的限度
D. 反应物的浓度

4. 当用循环伏安法研究电极反应时，峰电流与扫描速率的关系是（ ）
A. 峰电流与扫描速率成正比
B. 峰电流与扫描速率的平方根成正比
C. 峰电流与扫描速率无关
D. 峰电流与扫描速率的平方成正比

5. 在电解池中，阳极发生的是（ ）
A. 氧化反应
B. 还原反应
C. 既不发生氧化也不发生还原反应
D. 有时发生氧化有时发生还原反应

6. 用电化学方法测定溶液pH值时，常用的指示电极是（ ）
A. 玻璃电极
B. 铂电极
C. 银电极
D. 石墨电极

第II卷（非选择题 共70分）

（一）填空题（共20分）
答题要求：本大题共4空，每空5分。请将答案填写在横线上。

1. 电化学实验中，三电极体系包括工作电极、参比电极和______。

2. 测定电极表面的粗糙度可以采用______技术。

3. 恒电位仪的作用是维持工作电极的______恒定。

4. 对于可逆电极反应，其峰电位差ΔEp与扫描速率v的关系为______。

（二）简答题（共20分）
答题要求：简要回答下列问题，每题10分。

1. 简述循环伏安法的基本原理及应用。

2. 说明如何选择合适的参比电极。

（三）实验设计题（共15分）
答题要求：设计一个实验方案来测定某电极反应的速率常数。

（四）材料分析题（共15分）
材料：在研究一种新型电池电极材料的电化学性能时，通过循环伏安法得到了如下曲线。从图中可以看出，该电极在扫描过程中出现了明显的氧化还原峰。
问题：分析该材料电极反应的可逆性，并说明依据。

（五）计算题（共20分）
答题要求：写出计算过程及答案。已知某电极反应的标准电极电势Eθ = 0.5 V，当溶液中反应物浓度为0.1 mol/L，产物浓度为0.01 mol/L时，计算该电极反应的实际电极电势E（25℃，能斯特方程：E = Eθ + (0.0592/n)lg([氧化态]/[还原态])，假设该反应为单电子转移反应）。

答案：
第I卷：1. C 2. C 3. B 4. B 5. A 6. A
第II卷：（一）1. 辅助电极 2. 电化学阻抗谱 3. 电位 4. ΔEp = 59.2/n mV（25℃，可逆体系）
（二）1. 循环伏安法基本原理：在工作电极上施加一个线性变化的电压，记录电流随电压的变化曲线得到循环伏安图。应用：可判断电极反应的可逆性、测定电极反应速率常数、研究电极表面吸附等。2. 选择参比电极要考虑其电位稳定、重现性好、对被测体系干扰小。常用的有饱和甘汞电极用于一般体系，银/氯化银电极用于含氯离子体系等。根据具体实验体系特点选择合适参比电极。
（三）实验方案：采用恒电位法，将工作电极置于含有反应物的溶液中，设定不同的电位值，记录对应的电流随时间的变化。通过分析电流与时间的关系，利用相关动力学方程计算反应速率常数。具体步骤包括配置溶液、安装电极、设置仪器参数、记录数据、数据处理等。
（四）从循环伏安图中氧化还原峰的对称性、峰电流与峰电位的关系等方面分析。若氧化峰与还原峰峰形对称，且峰电位差符合可逆体系的理论值，则电极反应可逆；若峰形不对称、峰电位差偏离理论值等，则电极反应不可逆。依据相关理论知识进行判断。
（五）已知Eθ = 0.5 V，n = 1，[氧化态] = 0.1 mol/L，[还原态] = 0.01 mol/L。根据能斯特方程E = Eθ + (0.0592/n)lg([氧化态]/[还原态])，可得E = 0.5 + (0.0592/1)lg(0.1/0.01) = 0.5 + 0.0592×1 = 0.5592 V 。