化学电池原理和电化学法有关系吗

电化学原理：电化学是研究电和化学反应相互关系的科学，即研究两类导体形成的带电界面现象及其上所发生的变化的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成，也可利用高压静电放电来实现（如氧通过无声放电管转变为臭氧），二者统称电化学，后者为电化学的一个分支，称放电化学。由于放电化学有了专门的名称，因而，电化学往往专门指“电池的科学”，电化学如今已形成了合成电化学、量子电化学、半导体电化学、有机导体电化学、光谱电化学、生物电化学等多个分支。电化学在化工、冶金、机械、电子、航空、航天、轻工、仪表、医学、材料、能源、金属腐蚀与防护、环境科学等科技领域获得了广泛的应用。电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。

给你介绍一本书《电化学原理》李狄主编。

电化学方法原理和应用如下：1、原理：由金电极（阴极）和银电极（阳极）及氯化钾或氢氧化钾电解液组成，氧通过膜扩散进入电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶解氧分析仪电极加上0.6～ 0.8V 的极化电压时，氧通过膜扩散，阴极释放电子，阳极接受电子，产生电流，整个反应过程为：阳极 Ag+Cl→AgCl+2e- 阴极 O2+2H2O+4e→4OH- 根据法拉第定律：流过溶解氧分析仪电极的电流和氧分压成正比，在温度不变的情况下电流和氧浓度之间呈线性关系。2、应用。（1）电化学分析法不仅可用于物质组成和含量的定量分析，也可用于结构分析，如进行元素价态和形态分析。（2）传统电化学分析法主要用于无机离子的分析，随着该类技术的发展，测定有机化合物的应用也日益广泛，在药物分析的应用也越来越多。（3）随着电极制造技术的不断进步， 超微电极直接刺入生物体内，活体分析也成为现实。（4）电化学分析法还可用作为科学研究的工具，如化学平衡常数测定、 化学反应机理研究、研究电散猜极过程动力学、 氧化还原过程、 催化反应过程、有机电极过程、吸附现象等等。（5）电化学分析法还因为信号易传递、易于实现自动化和连续化以及仪器简单冲没型、价格便宜等特点，在环境监测与控制、工业自动控察弊制和在线分析领域有着重要的地位。

电化学作为化学的分支之一，是研究两类导体（电子导体，如金属或半导体，以及离子导体，如电解质溶液）形成的接界面上所发生的带电及电子转移变化的科学。传统观念认为电化学主要研究电能和化学能之间的相互转换，如电解和原电池。但电化学并不局限于电能出现的化学反应，也包含其它物理化学过程，如金属的电化学腐蚀，以及电解质溶液中的金属置换反应。电化学反应种类繁多，没有统一的原理和过程、必要的条件。如原电池反应，条件是有两种金属活动性不同的金属（或一种金属，另一种导电非金属，如石墨。），及电解质溶液和闭合电路。又如电解反应，需要电源、电解质溶液、待镀物品（阳极）和镀层金属（阴极）。

电化学工作站原理如下：1、交流阻抗的原理。交流阻抗方法是用小幅度交流信号扰动电解池，并观察体系在稳态时对扰动的跟随的情况，同时测量电极的交流阻抗，进而计算电极的电化学参数。从原理上来说，阻抗测量可应用于任何物理材料，任何体系，只要该体系具有双电极，并在该双电极上对交流电压具有瞬时的交流电流相应特性即可。2、循环伏安法原理。循环伏安法是在一定电位下测量体系的电流，得到伏安特性曲线。根据伏安特性曲线进行定性定量分析。如果施加的电位为等腰三角形的形式加在工作电极上，得到的电流电压曲线包括两个分支，如果前半部分电位向阴极方向扫描，产生还原波，那么后半部分电位向阳极方向扫描时，便产生氧化波，该法称为循环伏安法。电化学工作站简介：电化学工作站是电化学测量系统的简称，是电化学研究和教学常用的测量设备。其主要有2大类，单通道工作站和多通道工作站，应用于生物技术、物质的定性定量分析等。可直接用于超微电极上的稳态电流测量。如果与微电流放大器及屏蔽箱连接，可测量1pA或更低的电流。如果与大电流放大器连接，电流范围可拓宽为±100A。某些实验方法的时间尺度的数量级可达l0倍，动态范围极为宽广，一些工作站甚至没有时间记录的限制。可进行循环伏安法、交流阻抗法、交流伏安法、电流滴定、电位滴定等测量。

电化学发光原理电化学发光法是分子发光光谱分析的一种，是根据待测物质的浓度与体系的化学发光强度在一定条件下呈线性定量的原理，通过仪器检测体系的化学发光强度来确定待测物质含量的痕量分析方法。化学发光广泛应用于痕量金属离子、无机化合物、有机化合物分析和生物领域。电化学发光是物质分子吸收化学能产生的光辐射。任何化学发光反应都包括两个关键步骤，即化学激发和发光。所以，一个化学反应要成为发光反应，必须满足两个条件：首先，反应必须提供足够的能量；其次，化学能必须被某种物质分子吸收产生电子激发态，必须有足够的荧光量子产额。所研究的化学发光反应多为氧化还原反应，多为液相化学发光反应。

汽车是每个人出行的必备工具。当然，汽车知识必不可少。为了方便大家理解这些知识，今天，边肖将向大家介绍电化学腐蚀的原理是什么的问题。有兴趣的朋友可以了解一下，可能对你有帮助。电化学腐蚀原理：两种金属在溶液中形成回路，发生氧化还原反应，影响活性金属发生反应而被腐蚀。电化学腐蚀是指铁和氧形成两个电极，形成腐蚀原电池。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中，金属失去电子并被氧化。反应过程称为阳极反应过程，反应产物是进入介质的金属离子或覆盖在金属表面的金属氧化物(或金属难溶盐)。介质中的物质从金属表层获得电子并被还原，其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中，得到电子并被还原的物质习惯上称为去极化剂。在均匀腐蚀过程中，金属表层发生阳极反应和阴极反应的概率没有显著差异，两种反应发生的表层位置随机变化。如果金属表层的某些区域发生阳极反应，而其他区域发生阴极反应，则前者称为阳极区，后者称为阴极区。阳极区域和阴极区域形成腐蚀电池。直接造成金属材料破坏的是阳极反应。因此，通常使用外部电源或电线将被保护的金属与另一种具有较低电极电位的金属连接，从而在具有较低电位的金属上发生腐蚀。

将洁净的金属片Fe.Zn.A.B分别与Cu用导线连接浸在合适的电解质溶液里。实验并记录电压指针的移动方向和电压表的读数右（金属Fe,电子流动方向Fe流向Cu，电压+0.78；Zn, Zn流向Cu,+1.10; 金属A，Cu流动A,-0.15;金属B， B流动Cu，+0.3）根据以上实验记录，完成以下填空：（1）构成两电极的金属活动性相差越大，电压表的读数（大）（填“大，小”）Zn.A.B三种金属元素活动性由强到弱的顺序是（Zn>B>A）（2）Cu与A组成的原电池，（A）为负极，此电极反应式为（不好打A应该是银）（3）A.B形成合金，露置在潮湿空气中（）先被腐蚀。（为什么？）B，因为潮湿空气可以当成是电解溶液，A B之间存在一个电化学反应，金属活动性更强的B 更容易腐蚀。

疯了

电化学保护是用电化学极化的方法，通过改变金属的电位达到减缓或停止腐蚀的措施。因为金属在所处介质中的腐蚀状态、腐蚀速度，与其电位的高低密切相关，用施加电流使其阳极极化（电位正向变化）而达到阳极保护的目的；施加电流使其阴极极化而达到阴极保护的目的。实现这种保护都是有条件的，阳极与阴极保护机理不同，因此也有不同的使用范围。

电化学高级氧化法主要用于有毒生物降解有机废水的处理，电化学技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或间接电化学反应而得到转化，从而达到削减和去除污染物的目的。电化学方法既可以单独使用，又可以与其他处理方法结合使用，如作为前处理方法，可以提高废水的生物降解性，一般电化学处理工艺只能针对特定的废水，吹规模小，且处理效率不高，其耗电量大，不利于运营成本控制。根据不同的氧化作用机理可分为直接电解和间接电解。

工作电极 用来发生所需要的电化学反应或响应激发信号，在测量过程中溶液本体浓度发生变化的体系的电极。如电解分析中的阴极等。参比电极 用来提供标准电位，电位不随测量体系的组分及浓度变化而变化的电极。这种电极必须有较好的可逆性、重现性和稳定性。常用的参比电极有SHE、Ag/AgCl、Hg/Hg2Cl2电极，尤以SCE使用得最多。 辅助电极－－或对电极 在电化学分析或研究工作中，常常使用三电极系统，除了工作电极，参比电极外，还需第三支电极，此电极所发生的电化学反应并非测示或研究所需要的，电极仅作为电子传递的场所以便和工作电极组成电流回路，这种电极称为辅助电极或对电极。研究的是工作电极，只有精确地测定工作电极的电位，才能够考察电位同电化学反应，吸附等界面反应的规律。至于辅助电极和工作电极之间的联系，主要是在于构建电化学反应平衡，另外要 保证辅助电极不要影响到工作电极。而确定辅助电极和工作电极之间的电位，用电压表就ok了，不需要双参比电极分别确定两电极电位。三电极体系含两个回路，一个回路由工作电极和参比电极组成，用来测试工作电极的电化学反应过程，另一个回路由工作电极和辅助电极组成，起传输电子形成回路的作用。

1.牺牲阳极的阴极保护法。2.外加电流保护法。3.表面钝化处理。（氧化处理，烤蓝，烤黑）4.表面镀覆处理。（电镀、化学镀、涂漆）5.电极合金化。（改变电极材料电化学性能）6.加入缓蚀剂。（主要用于管线）

基本原理 化学传感器主要由两部分组成：识别系统；传导或转换系统。 识别系统反待测物的某一化学参数（常常是浓度）与传导系统连结起来。它主要具有两种功能：选择性地与待测物发生作用，反所测得的化学参数转化成传导系统可以产生响应的信号。分子识别系统是决定整个化学传感器的关键因素。因此，化学传感器研究的主要问题就是分子识别系统的选择以及如何反分子识别系统与合适的传导系统相连续。化学传感器的传导系统接受识别系统响应信号，并通过电极、光纤或质量敏感元件将响应信号以电压、电流或光强度等的变化形式，传送到电子系统进行放大或进行转换输出，最终使识别系统的响应信号转变为人们所能用作分析的信号，检测出样品中待测物的量。 化学传感器在环境与卫生监测中的应用 （一） 空气检验 1、湿度传感器 湿度是空气环境的一个重要指标，空气的湿度与人体蒸发热之间有着密切关系，高温高湿时，由于人体水分蒸发困难而感到闷热，低温高湿时，人体散热过程剧烈，容易引起感冒和冻伤。人体最适宜的气温是18~22℃，相对湿度为35%～65%RH。 在环境与卫生监测中，常用于湿球温湿度计、手摇湿温度计和通风湿温度计等仪器测定空气湿度。近年来，大量文献报道用传感器测定空气湿度。用于测定相对湿度的涂覆压电石英晶体用传感器,通过光刻和化学蚀刻技术制成小型石英夺电晶体,在AT切割的10MHZ石英晶体上涂有4种物质,对湿度具有较高的质量敏感性.该晶体是振荡电路中的共振器,其频率随质量变化,选择适当涂层,该传感器可用于测定不同气体的相对湿度.该传感器的灵敏度、响应线性、响应时间、选择性、滞后现象和使用寿命等孝怪癖于涂层化学物质的性质。1986年，德国ErbenUwe[提出了一种测定湿度用的传感器，并获得专利。该传感器采用以硅为基体的金属-绝缘体-半导体（MIS）型结构。在MIS型结构中涂有二氧化硅和敏湿层，敏湿层的材料包含有金属氧化物、氧化物以及低极性组分的聚合物。敏湿材料的吸水量与每湿材料的相对介电常数的变化有关，该传感器可用准表态和支态两种方法进行测定，不过前者比后者更为方便省力，在空气调节系统、建筑工地和日常生活环境中都能监测、控制和调节湿度。 我国科技工作者采用最新研制的氧化钽薄膜湿敏电容，推出一种稳定性好，调节十分方便的通用湿度控制器。这种传感器可用于恒湿箱、计算机房、防湿机等许多场合的空气湿度监测，是一种性能价格比很高的通用型湿度传感器，有人利用磷酸盐涂膜的感湿性研制出性能十分可靠的湿度传感器。它的主要电极为不锈钢线材，直径0.4~1.0mm，表层涂有磷酸薄膜，在膜上再旋绕一层镀金丝作为主电极的对置电极，两电极间仅仅相隔一层20~50um厚的涂膜，距离大大小于一般的湿度传感器，响应速度得到提高，改变磷酸盐涂膜，又能制成特性不同的多种感湿元件。传感器工作期间，由于磷酸盐涂膜表面吸附水分而产生的离子在电极间来回运动，致使传导发生变化，从而显示感湿性。若对传感器元件加以交流负荷，则可借检测阻抗的变化测定出空气湿度。该传感器何种小，可封闭在注射器针关内，利用针尖可插入狭窄的被测处，使用方便，检测迅速，还可用于露点测定。 现在日本制造销售湿度传感器及湿度测量控制仪器的公司已超过30家。温度传感器数量大，品种多，使用的感湿材料有电解质陶瓷和有机高分子膜等，范围甚广，大部分检测精度高，结构简单，具有超小型化和集成化的特点。 2、氧化氮传感器 氧化氮是氮的各种氧化物所组成的气体混合物的总称，常以NOX表示。在氧化氮中，不同形式的氧化氮化学稳定性不同，空气中常风的是化学性质相对稳定的一氧化氮和二氧化氮，它们在卫生学上的意义显得较其它形式氧化氮更为重要。在环境分析中，氧化氮一般指一氧化氮二氧化氮。 我国监测氧化氮的标准方法是盐酸萘乙二胺比色法，方法灵敏度为0.25ug/5ml,方法转换系数受吸收液组成、二氧化氮浓度、采气速度、吸收管结构、共存离子及温度等多种因素的影响，目前沿末完全统一。传感器测定是近年发慌起来的新方法。 文献报道，用交指型栅极电极场效应晶体管的微电子集成电路与化学活性电子束蒸镀酞花青铜薄膜相结合，获得了新型气体敏感微传感器，可选择性检测mg/m3级二氧化氮和二惜内基甲基膦酸盐（DIMP）。它利用电压脉冲激发传感器，测量时域和频域响应，测定的峰形与归一化差分傅立叶变换频谱有关，能清晰地区分二氧化氮和DIMP的响应，每个峰面积可以相应地反应出传感器对特定气体浓度的灵敏度，科技人员研究了工作频率600MHZ的高频表面声波（SAW）气敏装置。该装置包括三个分离的SAW延迟线，它们是振荡电路的频率测定元件，在其表面涂了一层有机膜，作为气体吸附剂，该膜为1~15nm厚酞花青铅膜或由可溶酞花青铁衍生物组成的LB(Langmuir-Blodgett)膜。在吸附过程中，薄膜质量增加，引起表面波速的降低，随即引起振荡频率的降低，达到测定二氧化氮浓度的目的。 锡在高于熔点的温度下沉积，而镉在室温下沉积，利用加热蒸镀新方法可制得掺有1%~6%镉的二氧化锡薄膜。在520℃下缓慢氧化该膜，便形成了二氧化锡和氧化镉的多晶体，薄膜表面对低浓度氧化氮和二氧化氮有吸附。在300℃条件下，该膜对10g/m3的一氧化氮和二氧化氮具有最高灵敏度，按电导率相对变化百分比计，其值分别为10000%和400%，相同条件下，对空气中0.01%的一氧化碳、甲烷、丁烷和氢气的灵敏度都在300%以下，这种基于掺镉二氧化锡薄膜组成的传感器，对氧化氮和二氧化氮的测定不仅灵敏度高，而且具有很好的选择性。半导体本花青膜的电导率对电子受体气体具有极佳的灵敏度，这一特点给人们提供了制造廉价、低能耗、体积小的二氧化氮传感器系统的理论基础。但是，这种膜用于传感器也有一缺点，如响应慢，在潮湿条件下，响应呈可逆地降低等。为此，WilsonA等人研制了一种微处理控制传感系统。该系统通过控制取样和传感器操作条件，获得可再现的动力学过程，从而把上述缺点带来的影响降低到了最低点。 3、硫化氢气体传感器 硫化氢是一种无色、具有特殊腐蛋臭味的可燃气体，具有刺激性和窒息性，对人体有较大危害。目前大多用比色法和气相色谱法测定空气中硫化氢。 对含量常常低至mg/m3级的空气污染物进行测定是气体传感器的一项主要应用，但在短时期内半导体气体传感器还不能满足监测某些污染气体灵敏度和选择性要求。他提出利用掺银薄膜传感器监测实验室和城市空气中的硫化氢。该传感器阵列由四个传感器构成，通过基于库化滴定的通用分析装置和半导体气体传感器阵列的信号，同时记录二氧化硫和硫化氢浓度，实践表明，在150℃下以恒温方式盍的掺银薄膜传感器用于监测城市空气中的硫化氢含量，效果良好。Yomogoe N对半导体气体传感器进行了改进和研究，克服了它检测硫化氢等气体的不足之处。他通过控制能影响接收和转换功能的基本因素，改进了二氧化锡半导体气体传感器的传感性能。他发现，转换功能与元件的微观结构密切相关，如与二氧化锡的粒度大小（D）和表面空间电荷层的厚度（L）相关。当D≤2L时，传感器的灵敏度大幅度提高。在二氧化锡表面引入其它受体，极大地改善了传感器的受体功能，特别是用银和钯作助催化剂，在空气中形成的氧化物与二所化锡表面相互作用，产生缺电子实质问题电荷，大大提高了检测气体的灵敏度。用CaO-SnO2元件能十分灵敏地检测空气中的硫化氢。 4、二氧化硫传感器 二氧化硫是污染空气的主要物质之一，检测空气中二氧化硫尝试是空气检验的一项经常性工作。应用传感器监测二氧化硫。从缩短检测时间到降低检出限，都显示出极大的优越性。 利用固体聚合物作离子交换膜，膜的一边含对电极和参比电极的内部电解液，另一边插入铂电极，组成一种二氧化硫传感器。该传感器安装在流通池中，在0.65V下氧化二氧化硫。批示出二氧化硫的量。该传感装置电流灵敏度高。响应时间短，稳定性好，本底噪音低，线性范围达0.2mmol/L，检出限为8*10-6mmol/L，信噪比为3。该传感器不仅可以测定空气中的二氧化硫，还可用于测定低电导率液体中的二氧化硫。有机改性硅酸盐薄膜二氧化硫气体传感器的气敏涂层是利用溶胶工艺和自旋技术制作的，对二氧化硫的测定具有良好的重现性和可逆性，响应时间不到20S，对其它气体的交感小，受温度和湿度影响小。中国科学院长春应用化学研究所薛祚霖等人研制成功一种检测范围宽广的小型二氧化硫浓度传感器，利用它可以装配成何种小、重量轻、价格便宜的拾式二氧化硫气体浓度检测仪器。它可用于现场直接检测二氧化硫气体的浓度，不需要单独采样。该传感器采用控制电们电解原理，待测气体在传感器的工作电极上一定控制电位下发生氧化反应，当电位控制足够正且电极的催化活性足够高时，氧化反应进行得很快，过程的总速度由二氧化硫扩散步骤所决定，产生的信号电流与二氧化硫浓度成正比。这一传感器响应快速，响应时间小于30S。在宽广的二氧化硫浓度范围内，具有良好线性关系，线性误差<±2%，响应关系的直线通过坐标原点。因此可以采用一点法标定传感器。正确选择催剂和控制电位，可避免大多数气体物质的干扰，而且不需要干扰气过滤器，既改善了传感器的性能，又简化了仪器的结构。该传感器用188g/m3二氧化硫气体，测定偏差<2%。低浓度标准气体标定的传感器用来测定高浓度气体，能获得如此准确的结果，可见其检测准确度是令人满意的.参考资料： http://www.xbgk.com/Technique/TechListView.asp?Aid=353

根据腐蚀的作用原理，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。两者的区别是当电化学腐蚀发生时，金属表面存在隔离的阴极与阳极，有微小的电流存在于两极之间，单纯的化学腐蚀则不形成微电池。过去认为，高温气体腐蚀（如高温氧化）属于化学腐蚀，但近代概念指出在高温腐蚀中也存在隔离的阳极和阴极区，也有电子和离子的流动。据此，出现了另一种分类：干腐蚀和湿腐蚀。湿腐蚀是指金属在水溶液中的腐蚀，是典型的电化学腐蚀，干腐蚀则是指在干气体（通常是在高温）或非水溶液中的腐蚀。单纯的物理腐蚀，对于金属很少见，对于非金属，则多半产生单纯的化学或物理腐蚀，有时两种作用同时发生。

《电化学原理》，由北京航空航天大学出版社2008年8月出版，主要介绍水溶液电化学的基本原理。全书包括电化学热力学、电极与溶液界面的结构和性质、电极过程动力学和重要的实用电化学过程等四大部分内容。属于普通高校“十一五”规划教材。

电化学知识归纳与整理 二、考点归纳：内容原电池电解池电镀池Zn 装置图CuSO4溶液PtPt 盐酸溶液CuFe CuCl2溶液定义将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的装置形成条件①活动性不同的两电极（连接）；②电解质溶液（电极插入其中并与电极自发反应）；③形成闭合回路。①两电极接直流电源；②两电极插入电解质溶液；③形成闭合回路。①镀层金属接电源正极作阳极，镀件接电源负极作阴极；②电镀液必须含有镀层金属的阳离子③形成闭合回路。两电极规定及反应负极：较活泼金属；释放电子；发氧化化反应正极：较不活泼金属(或能导电的非金属)；电子流入一极；发生还原反应。阴极：与电源负极相连的极；发生还原反应。阳极：与电源正极相连的极；发生氧化反应。阴极：待镀金属；还原反应。阳极：镀层金属；氧化反应。电子流向e-沿导线负极 正极负极→阴极→阳离子正极←阳极←阴离子负极→阴极→阳离子正极←阳极电解液变 化1. 理解掌握原电池和电解池(电镀池)的构成条件和工作原理：2. 掌握电解反应产物及电解时溶液pH值的变化规律及有关电化学的计算：⑴要判断电解产物是什么，必须理解溶液中离子放电顺序：阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。放电顺序是：K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+(H+)、Cu2+、Hg2+、Ag+、Au3+ 放电由难到易阳极：若是惰性电极作阳极，溶液中的阴离子放电，放电顺序是：S2-、I-、Br-、Cl-、OH-、含氧酸根离子(NO3-、SO42-、CO32-)、F-失电子由易到难若是非惰性电极作阳极，则是电极本身失电子。要明确溶液中阴阳离子的放电顺序，有时还需兼顾到溶液的离子浓度。如果离子浓度相差十分悬殊的情况下，离子浓度大的有可能先放电。如理论上H+的放电能力大于Fe2+、Zn2+，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液时，由于溶液[Fe2+]或[Zn2+]>>[H+]，则先在阴极上放电的是Fe2+或Zn2+，因此，阴极上的主要产物则为Fe和Zn。但在水溶液中，Al3+、Mg2+、Na+等是不会在阴极上放电的。⑵电解时溶液pH值的变化规律：电解质溶液在电解过程中，有时溶液pH值会发生变化。判断电解质溶液的pH值变化，有时可以从电解产物上去看。①若电解时阴极上产生H2，阳极上无O2产生，电解后溶液pH值增大；②若阴极上无H2，阳极上产生O2，则电解后溶液pH值减小；③若阴极上有H2，阳极上有O2，且V(H2)==2V(O2)，则有三种情况：a 如果原溶液为中性溶液，则电解后pH值不变；b 如果原溶液是酸溶液，则pH值变小；c 如果原溶液为碱溶液，则pH值变大；④若阴极上无H2，阳极上无O2产生，电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl2溶液（CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性），一旦CuCl2全部电解完，pH值会变大，成中性溶液。⑶进行有关电化学计算，如计算电极析出产物的质量或质量比，溶液pH值或推断金属原子量等时，一定要紧紧抓住阴阳极或正负极等电极反应中得失电子数相等这一规律。（4）S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F- Ⅰ ⅡAg+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+ Ⅲ Ⅳ电解质溶液电解规律Ⅰ与Ⅲ区：电解电解质型Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型 Ⅱ与Ⅲ区：放氧生酸型Ⅱ与Ⅳ区：电解水型3. 理解金属腐蚀的本质及不同情况，了解用电化学原理在实际生活生产中的应用：⑴金属的腐蚀和防护：①金属腐蚀的实质是铁等金属原子失去电子而被氧化成金属阳离子的过程，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。金属与氧化剂（一般非电解质）接触，直接发生化学反应引起的腐蚀叫化学腐蚀，如铁与氯气接触发生的腐蚀为化学腐蚀。而更普遍存在的，危害也更为严重的是电化学腐蚀，即不纯的金属或合金与电解质溶液发生原电池反应引起的腐蚀。如钢铁在水膜酸性较强条件下发生析氢腐蚀Fe－2e－=Fe2+，2H++2e－==H2↑；在水膜酸性很弱或中性条件下，则发生吸氧腐蚀：2Fe－4e－=2Fe2+，2H2O+O2+4e－==4OH－。②金属的防护方法：a、改变金属的内部结构；b、覆盖保护层；c、使用电化学保护法⑵原电池原理的应用：①制作多种化学电源，如干电池、蓄电池、高能电池、燃料电池；②加快化学反应速率。如纯锌与盐酸反应制H2反应速率较慢，若滴入几滴CuCl2溶液，使置换出来的铜紧密附在锌表面，形成许多微小的原电池，可大大加快化学反应；③金属的电化学保护，牺牲阳极的阴极保护法；④金属活动性的判断。⑶电解原理的应用：①制取物质：例如用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。②电镀：应用电解原理，在某些金属或非金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，选择含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液。电镀过程中该金属阳离子浓度不变。③精炼铜：以精铜作阴极，粗铜作阳极，以硫酸铜为电解质溶液，阳极粗铜溶解，阴极析出铜，溶液中Cu2+浓度减小④电冶活泼金属：电解熔融状态的Al2O3、MgCl2、NaCl可得到金属单质。

高中的时候，只需要掌握固体电解质（氧化钇，氧化锆等）可以传导O2-就可以了。在写电极反应式的时候，正极区氧气得电子可直接得到氧离子（O2-）。而电解质溶液则需要根据溶液的酸碱性来考虑氧气得电子的产物，酸性时产物为H2O，中性或碱性时产物为OH-。氧离子不能在水中存在。给你举个例子吧：同样是甲烷 — 氧气 燃料电池，如果是固体电解质，那么正极的反应式：O2 - 4e- = 2O2-如果电解质溶液是碱性溶液，那么正极反应式就是：O2 - 4e- + 2H2O = 4OH- 希望能够帮助到你~如有疑惑，欢迎追问

3,在辅助发出电流时极化过电位要小,这对工程应用是重要的,但实验中可能是不重要的; 4,特别要注意在辅助电极上沉积下来沉积物可能会对下一次实验造成影响,例如研究铜腐蚀,辅助电极上沉积的铜.下一次实验中要把辅助电极上的铜阳极溶解掉.不建议使用碳棒作为辅助电极,因为其为黑色,不好观察表面是否有沉积物,而且其多孔很难清洗,不利于科学研究使用.stormxuhao(站内联系TA)牛，学习了！天雪飞飞(站内联系TA)Originally posted by xuwangri at 2009-12-3 13:00: 辅助电极的要求:1,能发出电流,满足研究电极的工作要求和电力线均匀分布; 2,自身要稳定,三种情况:不工作时;作为阳极时;作为阴极时;如果发生腐蚀,溶解的离子会对体系形成干扰; 3,在辅助发出电流时极化过电位要小, ... 谢谢~我做的是电化学腐蚀研究，不会发生沉积。想知道辅助电极要求极化过电位小是什么原理？xuwangri(站内联系TA)如果工作电极腐蚀或阳极溶解的电流大,辅助电极上当然有可能会发生金属离子的沉积.过电位小是基于能耗的要求,工程上的考虑,你做腐蚀实验可不考虑.土纸(站内联系TA)Originally posted by 天雪飞飞 at 2009-12-3 12:05: 请高手指教:) 本帖关键词：高手 指教 辅助电极，尽量大于工作电极。土纸(站内联系TA)辅助电极，不要使用可以牺牲的电极，因为辅助电极的电极反应产物可能会对测试溶液的成分产生影响。疯狂小子(站内联系TA)牛，学习了:)天雪飞飞(站内联系TA)Originally posted by 土纸 at 2009-12-3 18:26: 辅助电极，尽量大于工作电极。 是面积大于，还是氧化还原电位大于？stormxuhao(站内联系TA)当然是工作面积大，这样就能保证没有太大的影响。 Originally posted by 天雪飞飞 at 2009-12-4 10:58: 是面积大于，还是氧化还原电位大于？ 天雪飞飞(站内联系TA)Originally posted by stormxuhao at 2009-12-4 11:07: 当然是工作面积大，这样就能保证没有太大的影响。 当然是工作面积大，这样就能保证没有太大的影响。 电阻很大可以理解，但是应该不是无穷大吧。 Originally posted by 天雪飞飞 at 2009-12-4 11:12: 电阻很大可以理解，但是应该不是无穷大吧。就是显示超过了最大量程~你可以亲自试一试

第4章 电化学原理及应用 5课时 教学目标及基本要求 1. 明确原电池及相关的概念。了解电极的分类，了解电极电势的概念。 2. 能用能斯特方程式进行有关计算。能应用电极电势的数据判断氧化剂、还原剂的相对强弱及氧化还原反应自发进行的方向和程度。 3. 了解摩尔吉布斯自由能变与原电池电动势，标准摩尔吉布斯自由能变与氧化还原反应平衡常数的关系。 4. 了解电解、电镀、电抛光的基本原理，了解它们在工程上的应用。了解金属腐蚀及防护原理。 教学重点 1. 原电池符号的书写 2. 影响电极电势的因素 3. 电极电势与吉布斯的关系 4. 电极电势的应用 教学难点 1. 电极类型 2. 能斯特方程及相关计算 3. 应用电极电势判断氧化剂、还原剂的相对强弱 本章教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题 本章采用多媒体结合板书的方式进行教学。 在教学过程中注意 1. 原电池的设计 2. 浓度、酸度对电极电势的影响 3. 电极电势的应用 主要教学内容 4.1 原电池（Electrochemical cell） 任何自发进行的氧化还原 (oxidation-reduction) 反应，只要设计适当，都可以设计成原电池 用以产生电流。 4.1.1 原电池的结构与工作原理 Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s) 负极 Zn(s) → Zn2+(aq)+2e-(Oxidation) 正极 Cu 2+(aq)+2e-→ Cu(s) (Reduction) 总反应： Zn(s)+ Cu2+(aq) → Zn2+(aq)+ Cu(s) 原电池的符号（图式） (cell diagram) 表示 : 如铜 - 锌原电池 , : Zn ∣ ZnSO 4(c1) ┊┊ CuSO 4(c2) ∣ Cu 规定： (1) 负极 (anode) 在左边，正极 (Cathode) 在右边，按实际顺序从左至右依次排列出各个相的组成及相态; (2) 用单实竖线 表示相界面 , 用双虚竖线 表示盐桥; (3) 溶液注明浓度，气体注明分压; (4) 若溶液中含有两种离子参加电极反应, 可用逗号隔开，并加上惰性电极. 4.1.2 电极类型 按氧化态、还原态物质的状态分类： 第一类电极： 元素与含有这种元素离子的溶液一起构成的电极。 (1) 金属──金属离子电极： Zn 2+| Zn ；Cu 2+| Cu ；Ni 2+| Ni (2) 气体 —— 离子电极： H + |H2(g) | Pt 2H + + 2e-＝ H 2(g) Cl -| Cl2(g) | PtCl2(g) + 2e-＝2Cl - 第二类电极： (1) 金属──金属难溶盐电极： 甘汞电极： Cl -|Hg2Cl 2(s)| Hg Hg 2Cl 2(s) + 2e-＝ 2 Hg (s) + 2 Cl- 银－氯化银电极： Cl -| AgCl(s) | Ag AgCl(s) + e-＝ Ag (s) + Cl- (2) 金属──难溶金属氧化物电极： 锑 — 氧化锑电极： H ,H2O(g) | Sb2O 2(s) |Sb Sb 2O 2(s) + 6 H+ + 6 e-＝ 2Sb +3H2O(g) 第三类电极 : 氧化还原电极： MnO 4-，Mn 2+| Pt 2 MnO4-+ 16H+ + 10e-→ 2Mn2++8H2O 4.2 电极电势 + 4.2.1 双电层理论 原电池能够产生电流说明在电池的两个电极之间有电势差，构成原电池的两个电极各自具有不同的电势。 -Z+ M(s) - Ze --> M （aq ） 在金属表面与附近溶液间形成双电层，产生电势差。 每一个电极的电势称为电极电势 。 4.2.2 电极电势的测量 电极电势是强度性质。同时不能测定电极电势的绝对值，只能用电位差计测出两电极电势的差值。 通常选择标准氢电极作为比较的标准，规定标准氢电极电势为零。 标准氢电极的组成如图 将镀有铂黑的铂片浸入 c （H +）=1mol.dm-3的溶液中，通入压力为 100kPa 的纯氢气流，使氢气冲打铂片并建立平衡： 2H +（aq ）+2e-H 2（g ） 标准氢电极表示为： H +(1mol.dm-3) │ H2(100kPa) │ Pt 并规定，标准氢电极电势恒为零。记为 ; =0V 测定其他电极的标准电极电势时，可将标准态的待测电极与标准氢电极组成原电池，测定原电池的电动势，即可确定电极的标准电极电势 E （电极） E Θ= E Θ( 正 )- E Θ( 负 ) 例 E θ(Cu2+/ Cu ) 的测量 Pt|H2(g, 105Pa)|H+(1mol.dm-3)|| Cu2+(1mol.dm-3)|Cu 测出 E θ＝ 0.342V Θ E ＝ E (Cu/ Cu ) － E (H/ H2) E (Cu/ Cu ) ＝ E ＋ E (H/ H2) ＝ 0.342V － 0 ＝ 0.342V ( 电极电势的测定 ) θ 2+ θ θ + θθ2+θ+ 由于氢标准电极携带不便，常用饱和甘汞电极来代替。饱和甘汞电极由糊状的 Hg 2Cl 2和 KCl 饱和溶液组成。表示为 Cl -( 饱和 )| Hg2Cl 2(s)|Hg 电极反应 : Hg2Cl 2 (s)+2e-2Hg+2Cl 298.15K 时 E{ Hg2Cl 2 (s)/Hg }=0.2410V 附表 11 列出了标准电极电势 4.2.3 电极电势的影响因素 （1） Nernst 方程式 非标准状态下的电极电势不仅与电极自身的组成有关，还与所处的条件有关 ( 温度，浓度 , pH 值等 ). 电极反应通式： aO+ze-bR 热力学研究表明 , 非标准态下的电极电势为 : - E (electrode) = E -1 -1 (electrode) + (4.1) R=8.315J.mol.K ; T-K; z- 电极反应中电子的化学计量数 ; F= 96485C .mol 简化式 : -1 E( 电极 )= E ( 电极 )+ (4.2) 应用 Nernst 方程式应注意： 1）浓度以化学计量数为指数 2）纯 l 、 s 物质的浓度不列入方程中： 例： Cu （s ） +2Ag+(aq)=2Ag(s)+Cu2+ (aq) 3） 气体用相对分压 ， 浓度用相对浓度 - 例： O 2(g)+2H2O(l)+4e←→4OH 4） 有 H 或 OH 参与反应，应列入 Nernst 方程中 MnO 4-/Mn2+电对 MnO 4 (aq)+8H(aq)+5e←→Mn(aq)+4H2 O(l) -+ 2+ + - 5） E （ O/R ）的 值与电极反应方程式书写无关 例，计算 OH -浓度为 0.100mol·dm -3时，氧的电极电势 [P(O2)=100Kpa T=298.15K] 解： O 2(g)+2H2O(l)+4e←→4OH- (aq) =0.1mol·dm -3时 =0.401V = 0.460V 电极反应写成： 1/2 O2(g)+H2O(l)+2e=2OH- (aq) 从上可知， 电极电势 与反应式书写无关 （2） Nernst 方程式讨论： u2022 c(O) ——氧化态一侧各物质浓度的乘积 c(R ) ——还原态一侧各物质浓度的乘积 u2022 固体、纯液体（ H 2O ）不列入方程式中 u2022 u2022 u2022 u2022 改变物质的浓度可以改变电极电势的大小 电极物质自身浓度发生变化 溶液的酸度发生变化 生成沉淀使电极物质浓度发生变化 u2022 生成配合物使电极物质浓度发生变化 例 计算 Cr 2O 72-/Cr3+电对在 pH=1 和 pH=6 是的电极电势。 298.15K 时，设 c(Cr2O 7)=c (Cr) 1mol·dm 。 2-+3+ 解： Cr 2O 7+14H+6e-= 2Cr+ 7H2O 2-3+ -3 E(Cr2O 7/Cr) = E(Cr2O 7/Cr) + (0.0592V/6) lg= 1.23V+(0.0592V/6) lg {c( H+) /cθ} 14 = 1.23V － 0.138pH 当 pH=1 时， E(Cr2O 72-/Cr3+) ＝ 1.062V 当 pH=6 时， E(Cr2O 7/Cr) ＝ 0.402V 可见：含氧酸及含氧酸盐的电极电势极大地受酸度的影响。 4.2.4 电动势电极电势 E 与 的关系 ) 等于原电池可做的最大功 W max. 2-3+ 2-3+θ2-3+ 在等温等压下，吉布斯自由能的减小 (- - 即 : = W max =QE=z (4.4) FE (4.3) 若过程处于标准状态，则 , 4.2.5 电极电势的应用 （1）比较氧化剂和还原剂的相对强弱 . (4.5) 越小， Re 还原强 若 Ox/Re 在标态下： 越大， Ox 氧化性强 /V 电极反应 例：电对 标准电极电势 Sn 4+/Sn2++0.15 Sn4++2e←→Sn2+ Cu 2+/ Cu +0.34 Cu2++2e←→Cu Fe 3+/Fe2++0.77 Fe3++e←→Fe2+ 最大 Fe 3+是最强氧化剂 最小 Sn 2+是最强还原剂 u2022判断反应发生的方向 任一反应判据：ΔG 而 ΔG = - zFE ≤ 0 而 z > 0 F > 0 反应自发性的判据为： E > 0 自发 即： E （正） > E（负） 反应自发 例： pH=7.0 介质中判断下列反应进行的方向 2MnO 4-(aq)+16H+(aq)+10Cl-(aq) = 2Mn2+(aq)+5Cl2(g)+8H2O(l) 解：已知： = +1.358V 假设其反应正向进行，则 Cl 2/Cl作负极， MnO 4/Mn为正极 MnO 4-+8H+(aq)+5e = Mn2++4H2 O(l) --2+ = +1.49V 故 Cl 2/Cl-应为正极； 所以，反应逆向进行 u2022 氧化还原进行程度的判断 (4.6) 例：由标准钴电极与标准氯电极组成原电池测得其电动势为 1.64V . 此时钴电极为负极。已知 =1.36V 问 （1） =? （2） 反应方向 . （3） =? （4） 当 [Co2+]=0.01 mol·dm -3时 E= ？ 解： Co+Cl2==Co2++ 2Cl- u2022 =1.36 – 1.6 如 E （+） > E （-） 则反应 自发 而 (3) (正 ) =1.36V > （负） = – 0.28V ∴ 正向自发 (4) =1.7V 4.3 化学电源 4.3.1 干电池 （1）锌锰干电池 负极： 锌片（锌皮） 正极： MnO 2、石墨棒（碳棒） 电解质： NH 4Cl 、 ZnCl 2、淀粉 电极反应 负极： Zn - 2e-= Zn 正极： MnO 2+ 2 NH4+ +2e-→ Mn2O 3+ 2NH3+ H2O 总反应： Zn + MnO2+ 2 NH4+→ Zn2++ Mn2O 3+ 2NH3+H2O 电池符号 Zn │ ZnCl2、 NH 4Cl │ MnO2， C 碱性锌锰电池： Zn │ ZnCl2、 KOH │ MnO2， C 电压： 1.5v （2） 锌汞电池 负极： Zn （汞齐） 正极： HgO 、碳粉 电解质： 饱和 ZnO 、 KOH 糊状物 电极反应 负极： Zn (汞齐) + 2 OH→ ZnO + H2O + 2e 正极： HgO + H2O +2e-→ Hg +2OH- 总反应： Zn (汞齐) + HgO → ZnO + Hg 电池符号： Zn (汞齐) │ KOH ( 糊状，含饱和 ZnO) │ HgO （C ） 电压： 1.34v 4.3.2 蓄电池 铅蓄电池 负极： Pb-Sb 格板中填充海绵状 Pb 正极： Pb-Sb 格板的孔穴中填充 PbO2 电解质：稀硫酸（30% 密度： 1.2~ 1.3g .cm-3） --2+ 放电时的电极反应 负极 (Pb 极 ) ： Pb + SO4 = PbSO4+ 2e( 氧化 ) 正极（PbO 2极）： PbO 2+ 4H++ SO42- + 2e-= PbSO4+ 2H2O （还原） 总反应： PbO 2+ Pb + 2H2SO 4= 2 PbSO4+ 2H2O 充电时的电极反应 负极 (Pb 极 ) ： PbSO 4+ 2e-= Pb + SO42- 正极（PbO 2极）： PbSO 4+ 2H2O = PbO2+ 4H+ + SO42- + 2e- 2-- 总反应： 2 PbSO4+ 2H2O = PbO2+ Pb + 2H2SO 4 电动势： 2.0v 4.3.3 新型燃料电池和高能电池 u2022 燃料电池 还原剂（燃料）： H 2联氨（ NH 2-NH 2） CH 3OH CH 4—— 负极 氧化剂 ： O 2空气 —— 正极 电极材料： 多孔碳、多孔镍， Pt Pd Ag 等贵金属（催化剂） 电解质： 碱性、酸性、固体电解质、高分子等 碱性氢 — 氧燃料电池 负极（燃料极） —— 多孔碳或多孔镍（吸附H 2） 正极（空气极） —— 多孔性银或碳电极（吸附O 2） 电解液 ——30%KOH 溶液，置于正负极之间。 电池符号： （C ） Ni │ H2│ KOH (30%) │ O2│ Ag (C) 电池反应： 负极 2H 2+ 4OH-= 4H2O + 4e-（氧化） 正极 O 2+ 2H2O + 4e-= 4OH-（还原） 总反应 2H 2+ O2= 2H2O 电动势： 1.229v (2) 高能电池 —— 具有高―比能量‖和高―比功率‖的电池 比能量、比功率 —— 按电池的单位质量或单位体积计算的电池所能提供的电能和功率。 锂电池 E Θ ( Li + /Li ) = -3.04v Li —MnO 2非水电解质电池 ： 负极 —— 片状金属 Li 正极 ——MnO 2 电解质 ——LiClO 4+ 混合有机溶剂（碳酸丙烯脂 + 二甲氧基乙烷） 隔膜 —— 聚丙烯 电池符号： Li │ LiClO4│ MnO2│ C 电池反应： 负极 Li = Li+ e 正极 MnO 2+ Li++ e-= LiMnO2 总反应 Li + MnO2= LiMnO2 电池的电动势： 2.69v 4.4 电解 + - 4.1.1 电解现象 将直流电通过电解液使电极上发生氧化还原反应的过程叫电解。借助电流引起化学变化，将电能转变为化学能的装置，叫做电解池。电解池中与外界电源的负极相接的极叫做阴极，和外界电源正极相接的极叫做阳极，电子从电源负极流出，进入电解池的阴极，经电解质，由电解池的阳极流回电源的正极。在电解中正离子向阴极移动，负离子向阳 极移动，阴极上发生还原反应，阳极上发生氧化反应。 电解池是把电能转变成化学能的装置。 非自发 ： Cu +2Cl =Cu(s)+Cl2 (q) =197.0 kJ·mol -1 >>0 u2022 分解电压 分解电压——使电解顺利进行所必需的最小外加电压。 产生分解电压的原因： 在电解过程进行时 , 电极上产物与电解池溶液组成原电池 , 其电动势与外加电源的电势方向相反 , 这种电动势称为反电动势。 例如 , 用 Pt 作惰性导体电解 0.1mol·dm -3 NaOH 溶液，阳极上析出 O 2 , 阴极上析出氢， O 2 和 H 2 组成电池 : Pt ︱ H 2 (g) ︱ NaOH(0.1mol·dm -3 ) ︱ O 2(g) ︱ Pt 电池的电动势与工作电池的电动势 E w 正相反。 正极： 2H 2 O + O2 ((g) + 4e = 4OH 负极： 2H 2 = H+ ＋ 4e - 电池反应： 2H 2 (g) + O2(g) =2 H2 O 理论分解电压的计算 理论上，分解电压应等于电解池两极的反电动势，故称理论分解电压 E 理分 。 E(+)=E (O2 /OH- ) = Eθ(O2 /OH- ) +(0.0592V/4) lg(P(O2 )/ Pθ)/ {c( OH- )/cθ}4 = 0.401V+ (0.0592V/4) lg(1 / 0.1 )4 =0.46V E(－)=E (H+/ H2 ) = Eθ(H+/ H2 ) +(0.0592V/4) lg{c(H+)/cθ} 4 /{( P(O2 )/ Pθ)} 2 -134 = 0+ (0.0592V/4) lg(10 ) = －0 .77V E 理分 ＝ E(+) － E(－) ＝ 0.46V -(-0.77V)=1.23V u2022 超电势 某一电流密度下的电极电势与平衡电势之差的绝对值称该电极的超电势，有时也叫超电压，符号 η 。 阳极超电势 η (阳)=E(阳) ﹣ E(阳, 平) 阴极超电势 η( 阴 )=E(阴 , 平) ﹣ E(阴 ) --2+ - 根据产生超电势的原因不同，超电势又分浓差超电势，化学超电势，电阻超电势等等。 浓差极化 发生电极反应时，电极表面附近溶液浓度与主体溶液浓度不同所产生的现象称为极化。 可通过增大电极面积，减小电流密度，提高溶液温度，加速搅拌来减小浓差极化。 电化学极化 主要由电极反应动力学因素决定。由于分步进行的反应速度由最慢的反应所决定，即克服活化能要求外加电压比可逆电动势更大反应才能发生。 4.4.2 电镀 电镀是应用电解的原理将一种金属镀到另一种金属表面的过程。 阴极——被镀件（铜棒） 电镀 阳极——镀层金属（Zn 片） 电解液——含有欲镀金属的盐溶液。（一般不选用简单离子的盐溶液，会使镀层粗糙、厚薄不匀。） 以镀锌为例，电镀液为： ZnO ＋ NaOH ＋添加剂 ZnO ＋ NaOH ＋ H 2O=Na2 [Zn(OH)4 ] [Zn(OH)4]2-= Zn2+ ＋ 4OH - 配离子的形成，降低了 Zn 2+ 的浓度，使金属锌在镀件上析出的过程中有了一个适宜的速率，可得到紧密光滑的镀层。两极的主要反应为： 阴极： Zn ＋ 2e = Zn 阳极： Zn － 2e = Zn2+ 4.4.3 电抛光及电解加工 u2022 电抛光： 电抛光是金属表面精加工的方法之一。 原理：在电解过程中，利用金属表面上凸出部分的溶解速率大于金属表面凹入部分的溶解速率，从而使金属表面平滑光亮。 阴极——铅板 电抛光 阳极——欲抛光工件（钢铁） 2+ 电解液：磷酸＋硫酸＋铬酐（CrO 3） 电抛光时铁因氧化而发生溶解 阳极： Fe － 2e = Fe2+ 产生的 Fe 与溶液中的 Cr 2O 7发生氧化 - 还原反应： 6Fe 2+ ＋ Cr 2O 72-＋ 14H + = 6Fe3+ ＋ 2Cr 3+ ＋ 7H 2 O Fe 3+ 又进一步与溶液中的 HPO 42- 、 SO 42- 形成 Fe 2 (HPO4) 3和 Fe 2 (SO4) 3，由于阳极附近盐浓度不断增加，在金属表面形成一种粘性薄膜，且分布不均匀。凸起部分薄膜较薄，凹入部分薄膜较厚，因而阳极表面各处的电阻有所不同，凸起部分电阻较小，电流密度较大；这2+2- 样就使凸起部分比凹入部分溶解得快，于是粗糙的平面逐渐得以平整。 阴极主要反应： Cr 2O 7＋ 14H ＋ 6e = 2Cr ＋ 7H 2 O 2H + +2e- = H2 2-+-3+ （ 2 ）电解加工：利用电解方法，使作为阳极的金属材料在电解过程中部分区域适当溶解，让其几何形状满足预定的要求。特点两极间距较小。 电化学课件动画（ 电解加工） 4.4.4 阳极氧化 阳极氧化过程的应用： 装饰、修饰、防腐 阳极氧化膜的特点： 厚度均匀、结合牢 阳极： 2Al + 6OH- =Al2O 3 + H2O + 6e- 4OH - = 2H2 O + O2 (g) + 4e- 阴极： 2H + ＋ 2e - = H2 4.5 金属腐蚀与防护 4.5.1 化学腐蚀与电化学腐蚀 u2022 化学腐蚀 由金属与介质直接起化学反应而造成的腐蚀称为化学腐蚀。 影响化学腐蚀的因素有：温度、压力等。 u2022 电化学腐蚀 由于电化学作用而引起的腐蚀称为电化学腐蚀。 1) 析氢腐蚀 析氢——在 酸性介质中，腐蚀过程中有 H 2析出。 以钢铁的析氢腐蚀为例： 电化学反应为：阳极（Fe ）： Fe － 2e = Fe2+ Fe + OH = Fe(OH)2 阴极（杂质）： 2H + +2e- = H2 总反应： Fe ＋ 2H 2O = Fe(OH)2＋ H 2 电化学课件动画 （ 析氢腐蚀） 2) 吸氧腐蚀 吸氧——在中性及弱酸性介质中，由于溶解氧的作用而引起的腐蚀。 电化学反应为：阳极（Fe ）： 2Fe － 4e = 2Fe2+ 阴极（杂质）： O 2(g)+2H2O(l)+4e = 4OH (aq) 总反应： 2Fe+ O2(g)+2H2O = 2Fe(OH)2 例：在铁钉中部紧绕铜丝，放在含有 K 3[Fe(CN)6] 和酚酞的胨胶中，形成腐蚀电池。其中铜丝为 阴 极，其电极反应为 O 2(g)+2H2O(l)+4e = 4OH- (aq) （吸氧），故铜丝附近显 红 色；铁钉为 阳 极，其电极反应为 Fe －2e = Fe 2+ ，铁钉附近显兰绿色，这是由于生成了 Fe 3[Fe(CN)6]2。 电化学课件动画 （ 吸氧腐蚀） 3) 氧浓差腐蚀 由于在不同部位 O 2浓度差而引起的腐蚀。 当金属插入水或泥沙中时，由于与含 O 2量不同的液体接触，各部分电极的 E （电极）不一样， O 2电极的 E （电极）与 O 2的分压有关。 由电极反应方程式： O 2(g)+2H2O(l)+4e = 4OH(aq) 在溶液中，O 2浓度小的地方，E （O 2/OH-）小，成为阳极，金属发生氧化而溶解腐蚀；O 2浓度大的地方，E （O 2/OH-）大，成为阴极，却不会被腐蚀； 图片 4) 生物腐蚀 由于细菌及藻类、贝壳等生物体的活动和新陈代谢而引起的对金属的腐蚀破坏。 与土壤、天然水、海水、石油产品等接触的金属容易发生。 由于生物体摄取食物而加速金属的腐蚀。 生物体的新陈代谢加速金属的腐蚀。 由于生物体耗氧而引起差异充气腐蚀 4.5.2 金属腐蚀的防护 选择恰当的金属材料： 覆盖保护层法： 在金属表面覆盖一层保护层，以断绝金属与外界物质接触，达到耐腐蚀的效果。（油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜） 阴极保护法： 牺牲阳极方法 外加阴极电流 缓蚀剂： 无机缓蚀剂——中性，碱性介质（重铬酸盐） 有机缓蚀剂——酸性介质中（乌洛托品） 作业 :P109-111 1, （3），4, 7, 9, 11 - -2+-

正好最近我学了这个，分两种情况，一种是金属在水中，那么金属与水相互作用，金属由于水的作用，形成离子进入溶液中，金属表面呈负电状态，而接近金属表面的溶液呈正电状态，这就是紧密层，然后围绕金属表面的溶液，由于静电作用，围绕了一圈负电荷，但是由于扩散作用等原因，不再精密排列，这就是扩散层。

．（1）Fe +Cu2+ === Fe2+ + Cu (1分) 0.2mol。(1分)（2）2H+ + 2e-=== H2↑；酸 (各1分） NH4+ + H2O NH3u2022H2O + H+（1分）2Fe2+ + Cl2=== 2Fe3+ + 2Cl- (1分) 2Fe3++3Cl2+8H2O==2FeO42- +6Cl- （2分） （3）溶液变红 (1分) O2+2H2O+4e—=== 4OH— （2分） 阴（1分），2Cl——2e—===Cl2↑(1分)，湿润淀粉碘化钾试纸(1分)， Cl2 + 2I- == 2Cl— +I2 (1分)

铁生锈属于电化学腐蚀，根据环境的不同，分为2种情况：①析氢腐蚀：在酸性较强的溶液中发生电化学腐蚀时放出氢气 负极（铁）：Fe-2e-=Fe2+ ； 正极（碳）：2H++ 2e-=H2↑ 总反应方程式： ②吸氧腐蚀：金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀。 负极（Fe）：2Fe - 4eˉ = 2Fe2+ 正极（C）：2H2O + O2 + 4eˉ = 4OH-总反应方程式 ：2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2 绝大多数情况下，铁生锈是吸氧腐蚀的结果

甲醛快速检测成熟的分析方法有电化学法和半导体气敏传感器法，电化学法主要应用甲醛分子释放后在电极电压作用下发生氧化反应产生扩散电极电流，电流与甲醛释放浓度的正比关系检测。

金属表面在介质如潮湿空气、电介质溶液等中，因形成微电池而发生电化学作用而引起的腐蚀称为电化学腐蚀。(1)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时)阳极(Fe)：Fe=Fe2＋2e-Fe2＋2H2O=Fe(OH)2＋2H阴极(杂质)：2H＋2e-=H2电池反应：Fe＋2H2O=Fe(OH)2＋H2↑由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。(2)吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时)阳极(Fe)：Fe=Fe2＋2e-阴极：O2＋2H2O＋4e-=4OH-总反应：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2由于吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀。

(1)电化学发光法反应原理：反应在电极表面进行，发光底物为基态三联吡啶钌，另一反应物为三丙胺(TPA)，在阳电极表面，以上两种化合物均可失去电子发生氧化反应，TPA被氧化成阳离子自由基，可将一个电子传递给三联吡啶钌使其变成激发态，激发态的三联吡啶钌在衰减时发射一个波长为620nm的光子而又回到基态，周而复始，可在电极周围产生许多光子，使光信号得以增强。(2)电化学发光免疫测定具有以下优点：标记物的再循环利用，使发光时间更长、强度更高、易于测定；敏感度高，可达pg/ml或pmol水平；线性范围宽；反应时间短，20min可完成测定；试剂稳定性好。

金属活动性顺序表：K 、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au活泼 ——》不活泼不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成微电池发生电化学腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗，金属腐蚀快慢与下列两因素有关：①构成微电池的两级材料活动性差别越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率就越快。②与金属所接触的电解质强弱有关，活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液。

1、依据电化学原理,原电池负极发生氧化反应（失电子）正极发生还原反应（得电子）；电解池阳极发生氧化反应（失电子）,阴极发生还原反应（得电子）。 2、依据电解质的性质，酸作电解质或碱作电解质注意与酸或碱反应的物质,如CO2与OH—生成CO32-，还有大量融盐燃料电池,固体电解质,传导某种离子等。 3、得失电子,电荷的平衡.电极反应是半反应,在写某电极反应式时,要注意失电子的数目与电荷的平衡，或得电子数目与电荷的平衡。 4、H2O中的H+或OH-参与电极反应时,在电极方程式中可直接写成H+或OH-,可以不写成H2O。 5、两个半反应合并后,总反应要合理，这也是检验所写的电极方程式是否正确的方法,合并不是两个半反应直接相加,要使失电子和得电子的总数相等后再相加，合并后的总方程式是否符合客观事实,合并后的总方程式中左边除H2O的电离外,不能包含其他化学反应。

氧化还原反应与电化学实验原理：电解就是在电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起的氧化还原过程，借助于电流引起氧化还原反应的装置叫电解池。浓度对电极电势和氧化还原反应的影响：当氧化态物质的浓度增大或还原态物质的浓度减小时，电极电势升高，氧化态物质在水溶液中的氧化能力增强，还原态物质的还原能力降低。相反，当氧化态物质的浓度减小或还原态物质的浓度增大时，电极电势降低，还原态物质的还原能力增强，氧化态物质的氧化能力降低。尤其是加入某种配位剂（如氨水）或沉淀剂。介质酸碱性对氧化还原反应的影响介质酸碱性对氧化还原反应产物的影响高锰酸钾在酸性、中性和强碱性介质中分别被还原为无色的Mn2+、棕色的MnO2沉淀、绿色的MnO42-，说明介质酸度对氧化还原反应产物有影响。介质酸碱性对氧化还原反应方向的影响在酸性介质中，IO3-与I-反应生成I2而使淀粉变蓝，其反应式为：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O（4.5）。

锂电池充电时，在电压作用下，正极材料里的锂离子会跑到负极材料的空穴里，跑的越多，电压越高，最后达到了饱和也就是充满电了；在锂电池放电时，负极里的锂离子会跑回正极材料里，跑的越多，电压下降，最后达到了最低电压时就不会再下降了。

析氢蚀深比吸氧腐蚀深且更快析氢蚀深是原电池问题，速度是比较快的，而吸氧腐蚀也就是我们常说的氧化，速度是比较慢的

谁知道...

原理：由金电极（阴极）和银电极（阳极）及氯化钾或氢氧化钾电解液组成，氧通过膜扩散进入电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶解氧分析仪电极加上0.6～ 0.8V 的极化电压时，氧通过膜扩散，阴极释放电子，阳极接受电子，产生电流，整个反应过程为：阳极 Ag+Cl→AgCl+2e- 阴极 O2+2H2O+4e→4OH- 根据法拉第定律：流过溶解氧分析仪电极的电流和氧分压成正比，在温度不变的情况下电流和氧浓度之间呈线性关系。溶解氧含量的表示方法:溶解氧含量有3 种不同的表示方法：氧分压（mmHg）；百分饱和度（%）；氧浓度（mg/L 或10-6），这3 种方法本质上没什么不同。⑴分压表示法：氧分压表示法是最基本和最本质的表示法。根据Henry 定律可得，P=(Po2+P H2O）×0.209，其中，P 为总压；Po2 为氧分压（mmHg）；P H2O 为水蒸气分压；0.209 为空气中氧的含量。⑵百分饱和度表示法：由于曝气发酵十分复杂，氧分压不能计算得到，在此情况下用百分饱和度的表示法是最合适的。例如将标定时溶解氧定为100%，零氧时为0%，则反应过程中的溶解氧含量即为标定时的百分数。⑶氧浓度表示法：根据Henry 定律可知氧浓度与其分压成正比，即：C=Po2 ×a，其中C 为氧浓度（mg/L）；Po2 为氧分压（mmHg）；a 为溶解度系数（mg/mmHg·L）。溶解度系数a 不仅与温度有关，还与溶液的成分有关。对于温度恒定的水溶液，a 为常数，则可测量氧的浓度。氧浓度表示法在发酵工业中不常用，但在污水处理、生活饮用水等过程中都用氧浓度来表示。

1、原电池工作原理原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生，从而在外电路中产生电流。2、原电池的电极的判断负极：电子流出的一极；发生氧化反应的一极；活泼性较强金属的一极。正极：电子流入的一极；发生还原反应的一极；相对不活泼的金属或其它导体的一极。在原电池中，外电路为电子导电，电解质溶液中为离子导电。扩展资料：一、组成原电池的基本条件1、将两种活泼性不同的金属（即一种是活泼金属一种是不活泼金属），或着一种金属与石墨（Pt和石墨为惰性电极，即本身不会得失电子）等惰性电极插入电解质溶液中。2、用导线连接后插入电解质溶液中，形成闭合回路。3、要发生自发的氧化还原反应。二、研究内容电池由两个电极和电极之间的电解质构成，因而电化学的研究内容应包括两个方面：一是电解质的研究，即电解质学，其中包括电解质的导电性质、离子的传输性质、参与反应离子的平衡性质等，其中电解质溶液的物理化学研究常称作电解质溶液理论。另一方面是电极的研究，即电极学，其中包括电极的平衡性质和通电后的极化性质，也就是电极和电解质界面上的电化学行为。电解质学和电极学的研究都会涉及到化学热力学、化学动力学和物质结构。参考资料来源：百度百科－电化学

原电池：金属性不同的两种金属（或碳棒）用导线相连，插在电解质溶液中，一般金属性强的一极或添加的气体失去电子，称为负极，但是电子并不进入溶液中，而是通过导线流入另一极（正极），溶液中的离子或空气中的物质得到这些电子，电流源源不断的在外电路中流，这种把氧化还原反应分开，使化学能直接转化为电能的装置就是原电池，做原电池的题主要是找好原电池的正负极和他们的反应判断是否构成原电池主要看1是否组成闭合回路2是否是电解质溶液3金属性是否有差异电解池：通过在电解质溶液上外加电源使溶液中的离子或电极放电实现难以实现的氧化还原反应一般说来，阴极（与电源负极相连的一极）金属受到保护，电子强迫流入阴极，金属不能失电子进入溶液，在阴极上，溶液中阳离子得电子，得电子顺序与金属性顺序相反。阳极（与电源正极相连的一极）除惰性电极（c棒，pt）之外，都会失去电子进入溶液，进入溶液的顺序和金属性顺序相同。若阳极为惰性电极，则溶液中阴离子失电子，顺序为：硫离子，碘离子，溴离子，氯离子，氢氧根例子，氟离子，含氧酸根离子（所以在水溶液中，后两种是不会得电子的）更具体的可以参考人教化学选修4

置换反应，电子转移

电化学腐蚀原理是什么？ 电化学腐蚀原理:两种金属在溶液中形成回路，发生氧化还原反应，导致活性金属的反应和腐蚀。1.电化学腐蚀是指铁和氧形成两个电极，形成腐蚀性原电池。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中，金属失去电子并被氧化。反应过程称为阳极反应过程，反应产物为进入介质的金属离子或覆盖在金属表面的金属氧化物(或金属难溶盐)；介质中的物质从金属表面得到电子并被还原，其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中，获得电子并被还原的物质通常称为去极化剂。2.在均匀腐蚀条件下，金属表面发生阳极反应和阴极反应的概率没有显著差异，两种反应的表面位置随机变化。如果金属表面的某些区域主要进行阳极反应，而其他区域主要进行阴极反应，则前者称为阳极区，后者称为阴极区。阳极区域和阴极区域形成腐蚀电池。阳极反应是金属材料损坏的直接原因，所以常采用外接电源或导线将被保护的金属与另一种电极电位低的金属连接起来，这样电极电位低的金属就会被腐蚀。 @2019

电化学（Electrochemistry）是研究电和化学反应相互关系的科学，即研究两类导体形成的带电界面现象及其上所发生的变化的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成，也可利用高压静电放电来实现（如氧通过无声放电管转变为臭氧），二者统称电化学，后者为电化学的一个分支，称放电化学。由于放电化学有了专门的名称，因而，电化学往往专门指“电池的科学”。 电化学如今已形成了合成电化学、量子电化学、半导体电化学、有机导体电化学、光谱电化学、生物电化学等多个分支。电化学在化工、冶金、机械、电子、航空、航天、轻工、仪表、医学、材料、能源、金属腐蚀与防护、环境科学等科技领域获得了广泛的应用。电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。在物理化学众多分支中，电化学是唯一以大工业为基础的学科。其应用分为以下几个方面：①电解工业：其中氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业、耐纶66的中间单体己二腈是通过电解合成的；铝、钠等轻金属的冶炼，铜、锌等的精炼也都用的是电解法；②机械工业：要用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整；③环境保护：用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物；④化学电源；⑤金属防腐蚀：大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题；⑥许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理；⑦应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法，已成为实验室和工业监控不可缺少的手段。现在电化学热点问题多，如电化学工业、电化学传感器、金属腐蚀、生物电化学、化学电源等。一、电化学两种原理原电池是将化学能转变成电能的装置。根据定义，普通的干电池、燃料电池等都可以称为原电池。原电池，与蓄电池相对，又称非蓄电池，是利用两个电极之间金属性的不同，产生电势差，从而使电子流动，产生电流，是电化电池的一种，其电化反应不能逆转，只能将化学能转换为电能，简单来讲就是不能重新储存电力。原电池工作原理：原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生，从而在外电路中产生电流。电解池是将电能转化为化学能的装置。电解是使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。二、电化学的发展电学最早起源于静电起电，1791年伽伐尼发表了金属能使蛙腿肌肉抽缩的“动物电”现象，一般认为这是电化学起源。1799年伏打在伽伐尼工作的基础上发明了用不同的金属片夹湿纸组成的“电堆”，即现今所谓“伏打堆”，这是化学电源的雏型。在直流电机发明以前，各种化学电源是唯一能提供恒稳电流的电源。1834年法拉第电解定律的发现为电化学奠定了定量基础。19世纪下半叶，赫尔姆霍兹和吉布斯的工作，赋于电池的“起电力”(今称“电动势”)以明确的热力学含义；1889年能斯特用热力学导出了参与电极反应的物质浓度与电极电势的关系，即著名的能斯脱公式；1923年德拜和休克尔提出了人们普遍接受的强电解质稀溶液静电理论，大大促进了电化学在理论探讨和实验方法方面的发展。20世纪40年代以后，电化学暂态技术的应用和发展、电化学方法与光学和表面技术的联用，使人们可以研究快速和复杂的电极反应，可提供电极界面上分子的信息。电化学一直是物理化学中比较活跃的分支学科，它的发展与固体物理、催化、生命科学等学科的发展相互促进、相互渗透。三、电化学研究内容电池由两个电极和电极之间的电解质构成，因而电化学的研究内容应包括两个方面：一是电解质的研究，即电解质学，其中包括电解质的导电性质、离子的传输性质、参与反应离子的平衡性质等，其中电解质溶液的物理化学研究常称作电解质溶液理论；另一方面是电极的研究，即电极学，其中包括电极的平衡性质和通电后的极化性质，也就是电极和电解质界面上的电化学行为。电解质学和电极学的研究都会涉及到化学热力学、化学动力学和物质结构。四、电化学分析方法电化学分析法（electrochemical analysis）也称电分析化学法，是基于物质在溶液中的电化学性质基础上的一类仪器分析方法，由德国化学家C.温克勒尔在19世纪首先引入分析领域，仪器分析法始于1922年捷克化学家 J.海洛夫斯基建立极谱法。通常将试液作为化学电池的一个组成部分，根据该电池的某种电参数（如电阻、电导、电位、电流、电量或电流-电压曲线等）与被测物质的浓度之间存在一定的关系而进行测定的方法。电分析化学是利用物质的电学和电化学性质进行表征和测量的科学，它是电化学和分析化学学科的重要组成部分，与其它学科，如物理学、电子学、计算机科学、材料科学以及生物学等有着密切的关系。电分析化学已经建立了比较完整的理论体系。电分析化学既是现代分析化学的一个重要分支，又是一门表面科学，在研究表面现象和相界面过程中发挥着越来越重要的作用。电化学分析法是应用电化学原理和技术，利用化学电池内被分析溶液的组成及含量与其电化学性质的关系而建立起来的一类分析方法，其操作方便。许多电化学分析法既可定性，又可定量；既能分析有机物，又能分析无机物，并且许多方法便于自动化，在生产等各个领域有着广泛的应用。

电化学研究的是在化学反应过程产生电流的学科

电化学腐蚀的机理是金属材料与电解质溶液接触通过电极反应产生的腐蚀。以下是关于电化学腐蚀的部分介绍：1、简介：电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中金属失去电子而被氧化其反应过程称为阳极反应过程反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐）；介质中的物质从金属表面获得电子而被还原其反应过程称为阴极反应过程。2、反应历程的特点：在一定条件下非电解质中的氧化剂直接与金属表面的原子作用而形成腐蚀产物。

电化学腐蚀原理介绍如下：电化学腐蚀原理：两种金属在溶液中形成回路，发生氧化还原反应，影响活性金属反应，被腐蚀。电化学腐蚀是指铁和氧形成两个电极，形成被腐蚀的原电池。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中，金属失去电子并被氧化。反应过程称为阳极反应过程，反应产物是进入介质的金属离子或覆盖在金属表面的金属氧化物(或金属不溶性盐)。介质中的物质从金属表面获得电子并被还原，其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中，得到电子并被还原的物质习惯上称为去极化剂。在均匀腐蚀过程中，金属表面发生阳极反应和阴极反应的概率没有显著差异，两种反应的表面位置随机变化。如果金属表面的某些区域发生阳极反应，而其他区域发生阴极反应，则前者称为阳极区，后者称为阴极区。阳极区域和阴极区域形成腐蚀的电池。正是阳极反应直接导致了金属材料的破坏。因此，通常使用外部电源或电线将被保护的金属与另一种具有较低电极电位的金属连接，从而在具有较低电极电位的金属上发生腐蚀。

第1章 绪论1.1 电化学科学的研究对象1.2 电化学科学在实际生活中的应用1.2.1 电化学工业1.2.2 化学电源1.2.3 金属的腐蚀与防护1.3 电化学科学的发展简史和发展趋势1.3.1 电化学科学的发展简史1.3.2 电化学的发展趋势1.4 电解质溶液的电导1.4.1 电解质溶液的电导1.4.2 离子淌度1.4.3 离子迁移数1.5 电解质溶液的活度与活度系数1.5.1 复习有关活度的基本概念1.5.2 离子活度和电解质活度1.5.3 离子强度定律思考题例题习题第2章 电化学热力学2.1 相间电位和电极电位2.1.1 相间电位2.1.2 金属接触电位2.1.3 电极电位2.1.4 绝对电位和相对电位2.1.5 液体接界电位2.2 电化学体系2.2.1 原电池(自发电池)2.2.2 电解池2.2.3 腐蚀电池2.2.4 浓差电池2.3 平衡电极电位2.3.1 电极的可逆性2.3.2 可逆电极的电位2.3.3 电极电位的测量2.3.4 可逆电极类型2.3.5 标准电极电位和标准电化序2.4 不可逆电极2.4.1 不可逆电极及其电位2.4.2 不可逆电极类型2.4.3 可逆电位与不可逆电极电位的判别2.4.4 影响电极电位的因素2.5 电位pH图2.5.1 化学反应和电极反应的平衡条件2.5.2 水的电化学平衡图2.5.3 金属的电化学平衡图2.5.4 电位pH图的局限性思考题例题习题第3章 电极/溶液界面的结构与性质3.1 概 述3.1.1 研究电极/溶液界面性质的意义3.1.2 理想极化电极3.2 电毛细现象3.2.1 电毛细曲线及其测定3.2.2 电毛线曲线的微分方程3.2.3 离子表面剩余量3.3 双电层的微分电容3.3.1 双电层的电容3.3.2 微分电容的测量3.3.3 微分电容曲线3.4 双电层的结构3.4.1 电极/溶液界面的基本结构3.4.2 斯特恩(Stern)模型3.4.3 紧密层的结构3.5 零电荷电位3.6 电极/溶液界面的吸附现象3.6.1 无机离子的吸附3.6.2 有机物的吸附3.6.3 氢原子和氧的吸附思考题例题习题第4章 电极过程概述4.1 电极的极化现象4.1.1 什么是电极的极化4.1.2 电极极化的原因4.1.3 极化曲线4.1.4 极化曲线的测量4.2 原电池和电解池的极化图1394.3 电极过程的基本历程和速度控制步骤4.3.1 电极过程的基本历程4.3.2 电极过程的速度控制步骤4.3.3 准平衡态4.4 电极过程的特征思考题例题习题第5章 液相传质步骤动力学5.1 液相传质的三种方式5.1.1 液相传质的三种方式5.1.2 液相传质三种方式的相对比较5.1.3 液相传质三种方式的相互影响5.2 稳态扩散过程5.2.1 理想条件下的稳态扩散5.2.2 真实条件下的稳态扩散过程5.2.3 旋转圆盘电极5.2.4 电迁移对稳态扩散过程的影响5.3 浓差极化的规律和浓差极化的判别方法5.3.1 浓差极化的规律5.3.2 浓差极化的判别方法5.4 非稳态扩散过程5.4.1 菲克第二定律5.4.2 平面电极上的非稳态扩散5.4.3 球形电极上的非稳态扩散5.5 滴汞电极的扩散电流5.5.1 滴汞电极及其基本性质5.5.2 滴汞电极的扩散极谱电流——依科维奇(Ilkovic)公式5.5.3 极谱波思考题例题习题第6章 电子转移步骤动力学6.1 电极电位对电子转移步骤反应速度的影响6.1.1 电极电位对电子转移步骤活化能的影响6.1.2 电极电位对电子转移步骤反应速度的影响6.2 电子转移步骤的基本动力学参数6.2.1 交换电流密度j6.2.2 交换电流密度与电极反应的动力学特性6.2.3 电极反应速度常数K6.3 稳态电化学极化规律6.3.1 电化学极化的基本实验事实6.3.2 巴特勒伏尔摩(ButlerVolmer)方程6.3.3 高过电位下的电化学极化规律6.3.4 低过电位下的电化学极化规律6.3.5 稳态极化曲线法测量基本动力学参数6.4 多电子的电极反应6.4.1 多电子电极反应6.4.2 多电子转移步骤的动力学规律6.5 双电层结构对电化学反应速度的影响（ψ1效应）6.6 电化学极化与浓差极化共存时的动力学规律6.6.1 混合控制时的动力学规律6.6.2 电化学极化规律和浓差极化规律的比较6.7 电子转移步骤量子理论简介6.7.1 电子跃迁的隧道效应6.7.2 弗兰克康东(FrankCondon)原理6.7.3 金属和溶液中电子能级的分布6.7.4 电极/溶液界面的电子跃迁6.7.5 平衡电位下和电极极化时的电子跃迁思考题例题习题第7章 气体电极过程7.1 研究氢电极过程的重要意义7.1.1 氢电极7.1.2 研究氢电极过程的意义7.2 氢电极的阴极过程7.2.1 氢离子在阴极上的还原过程7.2.2 析氢过电位及其影响因素7.2.3 析氢反应过程的机理7.3 氢电极的阳极过程7.4 研 究氧电极过程的意义和存在的困难7.4.1 研究氧电极过程的意义7.4.2 研究氧电极过程的困难7.5 氧的阳极析出反应7.5.1 氧的析出过程7.5.2 氧过电位7.5.3 氧电极阳极过程的可能机理7.6 氧的阴极还原过程7.6.1 氧阴极还原反应的基本历程7.6.2 氧在汞表面上阴极还原的反应历程思考题习题第8章 金属的阳极过程8.1 金属阳极过程的特点8.2 金属的钝化8.2.1 金属钝化的原因8.2.2 成相膜理论8.2.3 吸附理论8.3 影响金属阳极过程的主要因素8.3.1 金属本性的影响8.3.2 溶液组成的影响8.4 钝态金属的活化思考题习题第9章 金属的电沉积过程9.1 金属电沉积的基本历程和特点9.1.1 金属电沉积的基本历程9.1.2 金属电沉积过程的特点9.2 金属的阴极还原过程9.2.1 金属离子从水溶液中阴极还原的可能性9.2.2 简单金属离子的阴极还原9.2.3 金属络离子的阴极还原9.3 金属电结晶过程9.3.1 盐溶液中的结晶过程9.3.2 电结晶形核过程9.3.3 在已有晶面上的延续生长思考题习题第10章 半导体电化学与光电化学基础10.1 半导体的基本性质10.1.1 半导体的能带结构简介10.1.2 半导体中的状态密度与载流子的分布10.2 半导体/溶液界面的结构与性质10.2.1 半导体/溶液界面的基本图像10.2.2 空间电荷层的不同表现形式10.2.3 半导体/溶液界面的电位分布10.3 半导体/溶液界面上的电荷传递10.3.1 平衡电位下的电荷传递10.3.2 非平衡条件下（极化时）的电荷传递10.4 半导体/溶液界面上的光电化学10.4.1 半导体/溶液界面的光电效应10.4.2 光电化学电池思考题第11章 化学电源11.1 化学电池的基本性能11.1.1 电池电动势11.1.2 充、放电过程中的电极极化及端电压随时间的变化11.1.3 容量11.1.4 自放电11.1.5 电池的效率11.2 电池反应动力学11.2.1 伴有离子和电子传递的固相反应11.2.2 反应生成物参与的固、液相反应11.2.3 反应生成物溶解、再析出反应11.3 一次电池11.3.1 锰干电池11.3.2 碱锰电池11.4 二次电池33911.4.1 铅酸蓄电池11.4.2 碱性蓄电池11.4.3 镍金属氢化物电池思考题第12章 燃料电池12.1 燃料电池的基本概念、基本原理和分类12.1.1 燃料电池的概念、特点及其发展史12.1.2 燃料电池的基本原理12.1.3 燃料电池的分类方法12.2 燃料电池的效率及其影响因素12.2.1 燃料电池的效率12.2.2 影响燃料电池实际效率的因素12.3 碱性燃料电池12.3.1 碱性燃料电池的工作原理12.3.2 碱性燃料电池的关键部件12.4 磷酸燃料电池12.4.1 磷酸燃料电池的工作原理12.4.2 磷酸燃料电池的关键部件12.5 质子交换膜燃料电池12.5.1 质子交换膜燃料电池的工作原理12.5.2 质子交换膜燃料电池的关键部件12.6 熔融碳酸盐燃料电池12.6.1 熔融碳酸盐燃料电池的工作原理12.6.2 熔融碳酸盐燃料电池的关键部件12.7 固体氧化物燃料电池12.7.1 固体氧化物燃料电池的工作原理12.7.2 固体氧化物燃料电池的关键部件思考题部分习题答案附录参考文献

正极片（含活性物质Ni（OH）2、导电剂、导电骨架泡沫镍等）负极片（含活性物质储氢合金粉、导电骨架铜网）隔膜（PP、PE）电解质（KOH、NaOH、LiOH等）电池壳（低碳钢质）、盖板（包括密封圈）镍氢电池充电时，正极发生反应如下：Ni(OH)2–e+OH-→NiOOH+H2O负极反应：MHn+ne→M+n/2H2放电时，正极：NiOOH+H2O+e→Ni(OH)2+OH-负极：M+n/2H2→MHn+ne

工作电极用来发生所需要的电化学反应或响应激发信号，在测量过程中溶液本体浓度发生变化的体系的电极。如电解分析中的阴极等。参比电极用来提供标准电位，电位不随测量体系的组分及浓度变化而变化的电极。这种电极必须有较好的可逆性、重现性和稳定性。常用的参比电极有SHE、Ag/AgCl、Hg/Hg2Cl2电极，尤以SCE使用得最多。辅助电极－－或对电极在电化学分析或研究工作中，常常使用三电极系统，除了工作电极，参比电极外，还需第三支电极，此电极所发生的电化学反应并非测示或研究所需要的，电极仅作为电子传递的场所以便和工作电极组成电流回路，这种电极称为辅助电极或对电极。研究的是工作电极，只有精确地测定工作电极的电位，才能够考察电位同电化学反应，吸附等界面反应的规律。至于辅助电极和工作电极之间的联系，主要是在于构建电化学反应平衡，另外要保证辅助电极不要影响到工作电极。而确定辅助电极和工作电极之间的电位，用电压表就ok了，不需要双参比电极分别确定两电极电位。三电极体系含两个回路，一个回路由工作电极和参比电极组成，用来测试工作电极的电化学反应过程，另一个回路由工作电极和辅助电极组成，起传输电子形成回路的作用。

原电池：金属性不同的两种金属（或碳棒）用导线相连，插在电解质溶液中，一般金属性强的一极或添加的气体失去电子，称为负极，但是电子并不进入溶液中，而是通过导线流入另一极（正极），溶液中的离子或空气中的物质得到这些电子，电流源源不断的在外电路中流，这种把氧化还原反应分开，使化学能直接转化为电能的装置就是原电池，做原电池的题主要是找好原电池的正负极和他们的反应判断是否构成原电池主要看1是否组成闭合回路2是否是电解质溶液3金属性是否有差异电解池：通过在电解质溶液上外加电源使溶液中的离子或电极放电实现难以实现的氧化还原反应一般说来，阴极（与电源负极相连的一极）金属受到保护，电子强迫流入阴极，金属不能失电子进入溶液，在阴极上，溶液中阳离子得电子，得电子顺序与金属性顺序相反。阳极（与电源正极相连的一极）除惰性电极（c棒，pt）之外，都会失去电子进入溶液，进入溶液的顺序和金属性顺序相同。若阳极为惰性电极，则溶液中阴离子失电子，顺序为：硫离子，碘离子，溴离子，氯离子，氢氧根例子，氟离子，含氧酸根离子（所以在水溶液中，后两种是不会得电子的）更具体的可以参考人教化学选修4

electrochemistry theory

碳纤维和铝合金电化学反应原理是腐蚀电化学原理。根据相关公开信息查询，电化学腐蚀的原理：两种金属在溶液中形成回路，发生氧化还原反应，导致活泼金属发生反应被腐蚀。电化学保护法的原理是通过在外加电流使金属制品的电位发生变化，从而减缓或抑制金属制品的腐蚀。电化学保护分为两种，即阳极保护法和阴极保护法。

原理是电化学原理。根据查询中国化学网官网显示，硅烷电化学沉积是一种利用电化学原理进行金属或合金沉积的方法。其原理是将金属离子或化合物在电解质溶液中通过电极反应还原成金属沉积在电极表面上。

常见蓄电池的原理现在，常见的蓄电池有镍氢NiMH、镍镉NiCd和锂离子LIB蓄电池。由于各自的电化学反应机理不尽相同，因此也各有其特点和不同的应用领域。本文根据它们的电化学反应机理，介绍各自的特点和相应的应用领域。电化学反应机理NiMH蓄电池和古老的NiCd蓄电池有亲缘关系，为此首先介绍NiCd蓄电池，其次是NiMH蓄电池，最后说明LIB。1. NiCd蓄电池早在1899年，NiCd蓄电池就已发明，于1947年实现完全密化的NiCd蓄电池，一直应用至今。长时间的应用表明，NiCd蓄电池不失为一种高性能和高可靠性的蓄电池。如今的NiCd蓄电池，在发泡镍或镍纤维状基体上附着大量NiOOH活性物质作为正极，以重金属镉Cd作为负极，一同置进电解液（KOH溶液）中，经密封后构成蓄电池。该蓄电池容器内，进行的电化学反应如下：这个电化学反应的特征在于，明明看到作为电解液成分的KOH，但它并不直接参与电化学反应。由于制造蓄电池时使负极的容量大于正极的容量，当过充电时只能看到由正极产生的氧（O2）；由于负极残留未被充电部分，不产生氢（H2）；由于产生的氧（O2）被负极吸收，所以可以实现密封。从NiCd蓄电池的电化学反应机理得知，它是依靠OH-离子快速移动，反应比铝酸蓄电池平稳。因此，它的重要特征是放电容量尽管在大电放逐电时也不出现低下现象（可维持1.2 V端电压）。结晶结构基本上不因充放电而变化，使用寿命较长。2. NiMH蓄电池美国和荷兰都对能吸躲氢的合金MH（Hydrogen Storing alloy metal）开展研究，并试图用于开发蓄电池。世界上出现NiMH蓄电池商品是在20世纪九十年代初，发展却十分迅速。实践证实，通过适当组合La、Ce、Pr和Nd等稀土元素能形成吸躲氢的合金MH，它所能开释/吸躲的氢H2量相当大，例如，1cc的液体氢能变成784cc的氢气，而1cc体积的吸躲氢的合金MH却能开释出1000cc的氢气。在NiCd蓄电池里，只要利用吸躲氢的合金MH取代有毒的重金属Cd（镉），便形成对环境无污染的绿色蓄电池NiMH，其电化学反应如下：由于设计时可像NiCd蓄电池一样也把负极MH的容量制成足够大，当过充电时由正极放出的氧气可被MH中的氢气还原，使蓄电池可实现密封。NiMH蓄电池和NiCd蓄电池一样，大电放逐电时可维持平稳的1.2V端电压。值得称道的是NiMH蓄电池的废弃物不污染环境，而NiCd蓄电池废弃物（若不回收）必将造成环境污染。NiMH蓄电池的负极材料结构和电化学反应机理不同于NiCd蓄电池，它的能量密度和使用寿命都比NiCd蓄电池优越，从而也能开拓出更广阔的应用市场。正是由于这种缘故，世界各产业发达国家都高度重视NiMH蓄电池的研究与开发。据报道，我国有色金属研究院的科研职员对MH合金已开展很深进的研究，并且获得可喜的新进展。3. LIB蓄电池以金属锂Li作为负极的一次性电池，口碑很好。因此，各产业发达国家都试图利用Li制造蓄电池，1979年，加拿大MoLi-Energy公司的锂金属蓄电池在手机里起火的事故，曾迫使锂金属蓄电池一度退出市场。但是，由于锂Li金属作为负极的蓄电池具备理想的性能，各国仍在潜心研究与开发。现在，市场流行的锂离子蓄电池（LIB）是以牺牲电池性能获取安全性和使用寿命的折衷方案，其电化学反应如下：LIB是由涂有LiCoO2活性物质的铝集电体作为正极、碳（石墨或活性碳）和溶解有LiPF6的有机溶液构成的。当充电时，LiCoO2中分层结构里Li离子游向负极被分层结构的碳所吸附；当放电时，碳分层结构里吸附的锂离子又回游到正极，于是正极复原成LiCoO2分层结构，负极也复原成碳分层结构。也就是说，该蓄电池在周而复始的充放电过程中，出现的只是锂离子而不是活泼的锂金属。因此，LIB具备较好的安全性和可使用的寿命。LIB的主要特点是具有较高的重量能量密度，平稳的放电电压为3.6 V，可在-20℃～60℃的温度范围内工作，无存储效应，自放电率低（因而不能大电放逐电）。为了安全地使用LIB，要求具备严防过充电和过放电的保护设施。各种蓄电池比较上述NiCd、NiMH和LIB蓄电池的电化学反应机制不同，各个蓄电池的特点也不尽相同。为了便于比较，需要用到评价蓄电池性能的标准或者是参数。通常使用的评价参数，如像平衡放电时的蓄电池端电压Vdc、再充电次数（Recharges）或者充放电周期个数、价格比率（Price Ratio）、能量密度（细分为重量能量密度和体积能量密度）和功率密度等，都是用定量的数值表示的。例如，NiCd和NiMH的Vdc=1.2V，而LIB的Vdc高达3.6V。当需要3.6V供电电压时，人们都宁愿用1块LIB而不用3块NiCd(或NiMH)蓄电池串联供电。这一实例说明，利用定量的参数可对各种蓄电池进行横向比较，便于选择应用。除此之外，蓄电池的安全性和是否具有记忆效应等，也是影响蓄电池广泛应用的重要因素，值得留意。根据以上所述，可把现在常用的电能转换器件和电能储存器件的各种参数列于表1，以便用户选择。其中，Wh/kg是蓄电池的重量能量密度，表示每kg蓄电池能提供出的Wh(瓦小时)电能；Wh/Liter是蓄电池的体积能量密度，表示每公升（Liter）蓄电池能提供出的Wh电能；W/kg表示蓄电池的功率密度，表示每kg蓄电池能提供出的瓦数（W），即电功率；Price Ratio是蓄电池之间的价格比率，表示各种蓄电池的相对价格。从表1中能够清楚地看到，NiCd、NiMH、LIB和双电荷层电容器都各有短长,各项参数都十全十美的器件，目前市场上还未出现。因此，蓄电池器件的选用，必须结合具体应用实际加以选择，公道搭配使用。蓄电池的应用NiCd蓄电池最严重的题目是其废弃物对环境造成严重污染，危及人类健康。由于在欧美和日本已建立回收再利用机制，环境污染题目也基本上获得解决。至于NiCd蓄电池存储（记忆）效应，只要使用时牢记，一定要使它充分放电后再进行充电就可避免；否则，假如NiCd蓄电池在放电很浅的情况下就又充电，它就会记忆住放电深度，用未几久就又需要充电。除了上述的不足之处以外，NiCd蓄电池仍有一定的上风，诸如价格相当便宜，电压控制和温度控制的充电设施相对简单，重负载的放电能力以及多种型号（高容量型、急速充电型等）等，堪称是经济实惠的蓄电池。其应用领域相当广泛，只要不计较其体积和重量，可用于收发信机、无绳电话、携带式AV机器和电动机器等。NiMH蓄电池是NiCd蓄电池的新发展，体积能量密度高，而且对环境无污染和无记忆效应，受到广大用户的欢迎。它具备较高的容量，可大电放逐电，答应再充电次数高达500～1000次，价格日趋公道（预计今后3～5年内，每年本钱可下降3％），并且可利用现行的NiCd蓄电池的充电设施，因而NiMH蓄电池获得广泛应用。NiMH蓄电池和NiCd蓄电池一样，具有圆筒形（AAA、AA、A、C、D、F和M）、方形和纽扣形电池。这些NiMH蓄电池可装配成多种电池组，可以满足电子设备日益增长的便携性需求。例如，NiMH蓄电池非常适合于大电放逐电需求，如像便携式打印机、医疗设备，远程通讯设备，笔记本电脑和数码AV机器（数码相机、数码摄像、数码音频播放机）等，都可应用NiMH蓄电池。原来，NiMH蓄电池实用化比锂离子蓄电池LIB先行一步，于是在移动通讯领域本也是NiMH蓄电池的天下。但是，LIB实用化以后，情况发生逆转，后面将仔细介绍。NiMH蓄电池由于吸躲氢的合金MH比重很大，导致Wh/kg仅为60左右；尽管NiMH的Wh/Liter可达到300乃至400，W/kg高达160以上，但它的应用远景限定在不严格计较重量的重负载应用领域，例如混合电动车辆（hybrid electric vehicles）、电动车辆、军事野营、抗灾（水灾、地震等）现场用电等方面将发挥出不可替换的重要作用。由于NiMH蓄电池的特性决定它能和太阳能电池板、双电荷层电容器EDLC、便携式风力发电机等构成复合系统。例如混合电动车辆的汽油发动机功率较小，只限于行驶时作为动力，而启动和爬坡时借助于NiMH蓄电池与双电荷层电容器提供电能驱动电动机实现加速；将来的电动车辆主要是依靠大型NiMH蓄电池组和大型双电荷层电容器组复充电方式，加速时由电容器提供脉冲大电流驱动；太阳能电池板和NiMH蓄电池组合供电系统，白天依靠太阳能电池发电为NiMH蓄电池充电，夜间由蓄电池放电；风力发电机和NiMH蓄电池组合供电系统，有风时发电机为NiMH蓄电池充电，无风时由NiMH蓄电池放电。LIB蓄电池的Vdc=3.6V，再充电次数可达300～400次，能量密度高达287Wh/Liter，堪称是目前世界上最轻便的蓄电池。尽管它在充放电时，都要求一套精密的控制设施保证安全性,而且价格不菲，对于追求轻便和使用效率的移动通讯手机用户，依然是对LIB蓄电池情有独钟。在移动通讯领域，LIB蓄电池终回要完全取代NiCd和NiMH蓄电池。总之，NiCd、NiMH和LIB蓄电池由于各自机理和特性不同，各有其自己的应用领域，今后将会在不同的领域协调发展。

电化学除cod原理是电解。除cod的工作原理基于电化学、氧化-还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理，电化学除cod是直接或间接地利用电解作用将水中的污染物除去，或将有毒物质转化为无毒、低毒的物质，所以电化学除cod原理是电解。