电化学法沉积金属薄膜和镀膜(中文译版)
Rapid electroplanting of insulators
电化学法沉积金属薄膜和镀膜有着很长的历史。这些技术大体分为两类，各有各的优点和缺点。第一种，也是最古老的一种，就是利用自发氧化还原反应来从溶液中沉积金属。这种沉积方法不仅可在金属基片上沉积，还可以在绝缘基片上沉积。但这种方法的沉积条件很难控制在原位沉积。一部分原因在于溶液中存在多种盐类和添加剂。第二种方法----电镀术---利用电流来降低溶液中的金属离子含量，并给出了控制沉积金属的质量（还在某种程度上控制了颗粒大小）。但这种技术的应用至今仍被局限于导电基片。我们将在这篇文章里描述可在不导电基片上实施的电镀技术，并能控制沉积金属的颗粒大小、厚度和生长速率。我们这种方法的基础是从与基片相连的电极上逐步向外生长金属，它的晶格形貌由生长着的沉积金属的电流的减小所控制。这种方法一般会形成树状、粉末状的沉积物，但我们指出了一系列快速生长均一薄膜的方法。
这里我们描述了一系列电化学晶格和一些可以用电沉积的方式在绝缘基片表面沉积金属膜层的方法。这种方式使得控制沉积磨蹭的晶粒尺寸。这种方法是建立在最近非平衡物理的基础上的。它使得生长均一薄膜成为可能，这也是电化学生长的基本要求。
用电沉积法沉积金属是在低电流密度下生长致密的金属。所以，当沉积电流提升时，沉积（随着电流功率的提高以及平衡和颗粒修复的缺失）变得粗糙，乃至变成树状或粉末状。这在工业上是一个制约因素。非平衡态物理学更多注重了同一性：即生长模式。比如，二元电解液的电化学生长就被研究了15年。由Chazlviel提出的新理论正确预言了二元电解液在树状沉积物周围的生长速率、沉积速率以及浓度场。这种理论预测了大电场的存在下在沉积物的顶端存在正比于离子浓度降低速率的连续生长模式。我们在自由流动的（大概是指溶液吧）、接近二维的树状沉积物的情况下验证了这些预测，这份工作由M.e.a独立发现。但这些实验存在一个问题：沉积物不能从电池里被取出。这就是为什么我们中的一个人提出了一种新的沉积树状物的方法（由C.e.a提供的模型提出）。
（公式推导看不懂，略）
（图一）
现在我们公布这种装置使得连续沉积镀膜得以实现（薄膜的生长特征相同，包括厚度和生
长速率）。这里存在一个条件窗口，粉末沉积的范围（在这个范围内可以沉积出镀膜）。这将引出一种新的镀金属膜层的工艺，使得在绝缘基底上镀膜得以实现。另外，这项技术的沉积速率很快，镀膜效率达到每秒几百微米，比树状区域快得多。因此，我们认为每小时大约能沉积一米。
实验装置如图一所示。这个装置的关键点在于在样品表面的一端与之相连的阴极开始沉积。然后，金属薄膜就逐渐侵入到了整个表面，知道表面全部铺满金属镀层。薄膜浸润到整个表面，并和它牢固地结合。因为不断扩展的金属薄膜充当了阴极的角色，使得薄膜得以不断生长，因此这项技术使得我们得以用电镀来给绝缘体镀膜。如果电流密度太小，生长出的薄膜就会变为树状。但是，当电流超过临界电流后，生长出的薄膜就是均一的了，并在几百微米的长度、厘米的宽度的尺寸内，生长边缘都可以视为平整的。对于银、铜和锡来说，临界电流密度是10mAcm-2。
（图二）
（图三）
（图四）
但即使在这种覆盖的模式下，薄膜生长的前沿还是因波动而不稳定。我们都知道薄的电池中会有重力流。这些重力流可以做数值分析。模型和实验显示波动效应可以通过垂直生长来减小。因此，我们做了向下的垂直生长。在这个方向上，前段的稳定性提高到了2厘米宽。我们还准备了一个中间有直径为1mm毛细管的圆柱形电池，并在里面放入了直径为100um
的玻璃光纤。放入的光纤表面没有涂上导电层。然后只在光纤的一段镀上银漆作为阴极。在电池的另一端，我们用银线作为阳极。电池溶液为0.05M的硝酸银溶液。结果我们又一次快速在光纤表面完全镀上了银。通过光纤的电流为160uA，电流密度为20uACm-2。
这种方法同样可以在玻璃表面以及未加工的聚四氟乙烯表面镀铜，用的溶液为氯化铜或硫酸铜（0.01-0.15M）。我们还用锡测试了这种方法，也获得了同样形貌的锡薄膜（只不过由于产生氢气的影响，它的电流受到更多限制）并且，和铜、银不同，锡在主沉积之前会先在表面形成一层极薄的膜。在极低的电流密度下，我们可以只沉积这层极薄的锡膜：只有5nm 厚（见图4），他的形貌就像以颗粒为边缘的地毯。虽然如图4所示，我们可以获得理论预测的200nm的铜膜和300nm的锡膜，5nm的薄膜就很薄了。
我们希望这项技术可以用于仍何已知可以在粉末区域沉积，以圆形方式沉积的金属。我们对与这种效应的解释是这样的：
首先，在使用二元电解液的薄电池中，沉积物的表面产生了强电场。这种强电场导致多晶沉积物的产生。由于实验显示划痕处这种生长要快得多，显然玻璃的悬挂键在大电场下有催化效应。我们正在思考为什么强电流下沉积物会覆盖整个表面。如图2所示，这种令人吃惊的稳定性不是由样品尺寸下沉积尺寸的增大引起的（各别颗粒还因此变小了）。这证明当生长速率提高时，每个个体的大小降低了（与理论预测结果一致）但颗粒的一般大小（讲公式的，不懂。。。。。。。）当λ（颗粒尺寸）变小时，不稳定性也不会发生，生长前段稳定。光纤、带和感光底片的镀膜也成为可能。这种技术可用于很多方面，比如减小电子工业的气相成核，裁剪不寻常的金属镜面和形貌，还有直接在有机材料表面镀膜。总而言之，这项技术可以在任何时候应用，也能使用多种盐类，即使在不加添加剂的情况下。但值得注意的是：由于
沉积过程是从样品的一端向另一端进行，这项技术总的生产效率会比现有的非电镀技术要小得多。
（最后一段总结略）
《金属的电化学腐蚀与防护》教案3(新人教选修4)
第四节金属的电化学腐蚀与防护 教材内容分析： 本节内容安排：揭示金属腐蚀的严重性和危害性→分析金属腐蚀的原因→探讨防止金属腐蚀的思路和方法。 教材以钢铁锈蚀为例，剖析了金属的两种电化腐蚀过程，并重点介绍了金属的电化学防护方法。 教材目标设定： 1、解金属腐蚀的两种形式。 2、了解钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀这两种电化学腐蚀的作用原理。 3、根据金属的电化学防护的方法 教学方法建议： 阅读讨论、分析探究 教学过程设计： 【阅读】：P84—第1，2小节，了解金属锈蚀的现象 【阅读】：P84—第3，4，5小节，了解金属腐蚀的两种方式 【板书】：一金属的电化学腐蚀 1、金属的腐蚀：化学腐蚀和电化学腐蚀 【阅读】：P84－最后一节至P85，思考并分析以下问题： 1、钢铁的电化学腐蚀有哪两种形式？ 吸氧腐蚀、析氢腐蚀 2、钢铁的电化学腐蚀的实质失什么？ 钢铁与电解质溶液接触，形成Fe—C原电池，铁失去电子而被氧 3、钢铁在潮湿空气中怎样形成微小的原电池？ Fe、C作电极，钢铁在潮湿的空气中表面形成一层水膜，水膜溶解 有来自大气中的CO2、SO2、H2S等气体。从而形成电解质溶液。 4、析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应怎样？ 析氢腐蚀：（水膜的酸性较强） 负极：Fe —2e—＝Fe2＋ 正极：2H2O + 2e—＝H2↑+ 2OH— 总反应：Fe + 2H2O ＝Fe（OH）2 吸氧腐蚀：（水膜的酸性很弱或呈中性） 负极：Fe —2e—＝Fe2＋
正极：2H2O + O2＋4e—＝4OH— 总反应：2Fe + 2H2O + O2＝2 Fe（OH）2 两种腐蚀中生成的Fe（OH）2被O2氧化成Fe（OH）3，再失去一部 分水生成Fe2O3·X H2O疏松地覆盖在钢铁表面。 5、电化学腐蚀与化学腐蚀有什么异同？ 相同点：都是金属原子失去电子而被氧化。 不同点：1、电化学腐蚀过程中伴随着电流产生，化学腐蚀过程没有。 2、两种腐蚀均同时发生，但电化学腐蚀普遍，腐蚀速度快。【板书】：2 钢铁的电化学腐蚀 析氢腐蚀：负极：Fe —2e—＝Fe2＋ 正极：2H2O + 2e—＝H2↑+ 2OH— 总反应：Fe + 2H2O ＝Fe（OH）2 吸氧腐蚀：负极：Fe —2e—＝Fe2＋ 正极：2H2O + O2＋4e—＝4OH— 总反应：2Fe + 2H2O + O2＝2 Fe（OH）2 4Fe（OH）2＋2H2O + O2＝4Fe（OH）3，Fe（OH）3 失去部分水，形成Fe2O3·X H2O。 【演示实验】：P85－实验4－3，观察现象。 导管内形成一段水柱 【过渡】：我们了解了金属的电化学腐蚀原理。可以指导我们去做好金属的防护，减少金属的腐蚀。 【阅读】：P86－87：二、金属的电化学防护，思考和分析以下问题： 1、金属的电化学防护通常有哪两种方法？ 牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法 2、牺牲阴极的阳极保护法中，对阳极有什么要求？ 活泼性比Fe强，如Zn等，并要定期拆换 3、外加电流的阴极保护法如何保护？ 被保护的钢铁设备作阴极，惰性电极作辅助阳极，接上外加直流电源，通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面产生电 子的积累，抑制了钢铁发生电子的作用。 【板书】：二金属的电化学防护 1、牺牲阳极的阴极保护法 2、外加电流的阴极保护法
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结 装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 电负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。池基本概念：正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 原电极反应方程式：电极反应、总反应。 理 失e- ,沿导线传递，有电流产生 氧化反应负极铜锌原电池正极还原反应 反应原理： Zn-2e-=Zn2+ 不溶阳 2H ++2e-=2H2↑移 断解离 电解质溶液 子向 1．下列变化中，属于原电池反应的是() A．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C．红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层 D．铁与稀H 2SO4反应时，加入少量CuSO 4溶液时，可使反应加速 2．100 mL 浓度为 2 mol/L 的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是() A．加入适量的 6 mol/L 的盐酸 B．加入数滴氯化铜溶液 C．加入适量的蒸馏水 D．加入适量的氯化钠溶液 3．称取三份锌粉，分别盛于甲、乙、丙三支试管中，按下列要求另加物质后，塞上塞 子，定时测定生成氢气的体积。甲加入 50 mL pH ＝ 3 的盐酸，乙加入 50 mL pH ＝ 3 的醋酸，丙加入 50 mL pH ＝ 3 的醋酸及少量胆矾粉末。若反应终了，生成氢气的体积一样多，且没 有剩余的锌。请用“＞”“＝”或“＜”回答下列各题。 (1) 开始时，反应速率的大小为__________。 (2)三支试管中参加反应的锌的质量为__________ 。 (3)反应终了，所需时间为 __________ 。 (4)在反应过程中，乙、丙速率不同的理由是(简要说明 )__________ 。新课标第一网
第四节 金属的电化学腐蚀与防1
第四节金属的电化学腐蚀与防护 一、教材分析 《金属的电化学腐蚀与防护》是人教版高中化学选修四《化学反应原理》第四章第四节，在学习了原电池原理及电解池原理的基础上展开，介绍了金属腐蚀造成的严重危害、电化学腐蚀的原理及防止金属腐蚀的几种方法，重点是掌握金属电化学腐蚀（析氢腐蚀和吸氧腐蚀）的本质（金属表面形成了微型原电池），同时指出，人们根据对金属电化学腐蚀本质的认识，发现了防护金属电化学腐蚀的方法，并具体地介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法,不但运用原电池原理(牺牲阳极的阴极保护法)，也再次运用了电解原理(外加电流的阴极保护法),加深了学生对化学能与电能相互转化的认识。本节内容是本章理论知识的实际应用，有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。 二、教学目标 1．知识目标： (1)知道金属腐蚀的两种类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）。 (2)能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害。 (3)知道防护金属腐蚀的方法。 2．能力目标： （1）学会设计控制单一变量进行对比实验以及对实验设计进行评价。 （2）从实验探究过程中提高对实验现象的观察能力和分析能力。 3．情感、态度和价值观目标： （1）通过金属腐蚀与生产、生活实际相联系的内容,增强学生学习兴趣. （2）通过课堂探究活动,发展学生的探究能力,学会与人合作与交流,共同研究，探讨科学问题。 （3）通过化学实验（设计、验证和评价）这一科学研究方法，培养学生实事求是的科学精神，帮助学生树立正确的科学态度。 三、教学重点难点 重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护 难点：金属发生吸氧腐蚀的电化学原理 四、学情分析 学生对金属的腐蚀有一定的认识，包括它的产生和防治，生活中对金属腐蚀的危害也有所见闻，而对金属腐蚀及防腐的原理不太清楚，学生了解了铁的腐蚀是氧气和水共同作用的结果，并且学习了原电池原理，再此基础上学习比较容易接受。 五、教学方法 1．阅读讨论分析探究计算机辅助教学实验辅助教学 2．学案导学：见后面的学案。 3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 六、课前准备 1．学生的学习准备：预习金属的电化学腐蚀内容。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。3．教学环境的设计和布置：四人一组，实验室内教学。课前打开实验室门窗通风，课前准备好如下仪器装置和药品：铁粉碳粉具支试管导管红墨水醋酸 NaCl溶液 七、课时安排：1课时 八、教学过程 [引入]在日常生活中，我们经常可以看到一些美丽的金属器皿使用一段时间后会失去表面的
电化学基础-王玮
中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述： 电化学基础是在学习无机化学和物理化学的基础上开设的电化学入门课程，是材料化学专业的学科基础必修课程。主要介绍电化学材料科学的基本理论、基本概念等内容，为今后学习奠定基础。 2.设计思路： 尽管先修课程物理化学中有专门一章介绍电化学，但是随着电化学材料科学的快速发展，电化学技术在材料科学与工程领域中的应用越来越广泛。本课程着重介绍电化学的基本知识、基本原理和电化学技术应用。 3.课程与其他课程的关系 本课程的先修课程是物理化学。为后期更好的学习新能源材料概论、金属腐蚀与防护、功能高分子材料等专业课程，更好的开展毕业论文（设计）工作奠定基础。二、课程目标 本课程的目标是让学生在前期学习物理化学等课程的基础上，系统学习电化学的基本理论、基本原理等内容，并能够应用于后续其他专业课程的学习。了解、掌握电 - 1 -
化学材料科学研究所涉及的基本理论和基本原理以及电化学技术的应用。 三、学习要求 本课程要求学生（或小组）及时关注网络教学（包括移动客户端）的阅读资料、思考讨论题等，按照要求在课前完成相关的资料检索汇总及思考；在课堂上认真听讲，积极参与课堂讨论；课后积极参与小组活动并完成作业。 四、教学内容 五、参考教材与主要参考书 [1] (美)巴德等. 电化学方法原理和应用（第二版）. 化学工业出版社. 2005.5 [2] 高鹏等. 电化学基础教程. 化学工业出版社. 2013.9 [3] (德)哈曼等. 电化学. 化学工业出版社. 2010 六、成绩评定 （一）考核方式 A.闭卷考试：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他（二）成绩综合评分体系： - 1 -
电化学在制备纳米材料方面的应用
电化学在制备纳米材料方面的应用 摘要：应用电化学方法制备纳米材料是近年来发展起来的一项新技术。本文对应用电化学技术制备纳米材料的方法进行分类，着重介绍了电化学沉积法、电弧法、超声电化学法和电化学腐蚀法，并对其应用前景做了展望。 关键词：电化学纳米材料电沉积 1 前言 纳米材料和纳米技术被广泛认为是二十一世纪最重要的新型材料和科技领域之一。纳米材料是指任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当材料的粒子尺寸小至纳米级时，材料就具有普通材料所不具备的三大效应：(1)小尺寸效应，指当纳米粒子的尺寸与传统电子的德布罗意波长以及超导体的相干波长等物理尺寸相当或更小时，其周期性的边界条件将被破坏，光吸收、电磁、化学活性、催化等性质发生很大变化的效应；(2)表面效应，指纳米微粒表面原子与总原子数之比。纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相当大的比例。随着粒径减小，表面原子数迅速增加。由于表面原子数增加，原子配位不足及高的表面能，使得这些表面原子具有高的活性，极不稳定，使其在催化、吸附等方面具有常规材料无法比拟的优越性；(3)宏观量子隧道效应。微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。研究发现，一些宏观量，如纳米粒子的磁化强度、量子相干器件中的磁通量也具有隧道效应，称为宏观量子隧道效应。正是由于纳米材料具有上面的三大效应，才使它表现出：(1)高强度和高韧性；(2)高热膨胀系数、高比热容和低熔点；(3)异常的导电率和磁化率；(4)极强的吸波性；(5)高扩散性等令人难以置信的奇特的宏观物理特性。 自1991年Iijima首次制备了碳纳米管以来，一维纳米材料由于具有许多独特的性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。纳米结构无机材料因具有特殊的电、光、机械和热性质而受到人们越来越多的重视。美国自1991年开始把纳米技术列入“政府关键技术”，我国的自然科学基金等各种项目和研究机构都把纳米材料和纳米技术列为重点研究项目。 由于纳米材料的形貌和尺寸对其性能有着重要的影响，因此，纳米材料形貌和尺寸的控制在纳米材料合成中是非常重要的。 目前制备纳米材料主要采用机械法、气相法、磁控溅射法等物理方法和溶胶—凝胶法、离子液法、溶剂热法、微乳法化学方法。但在这些方法中，机械法、气相法、磁控溅射法的生产设备及条件要求很高，生产成本高；化学方法中的离子液法和微乳法是近几年发展起来的新兴的研究领域，同时离子液离子液作为一种特殊的有机溶剂，具有粘度较大、离子传导性较高、热稳定性高、低毒、流动性好等独特的物理化学性质，但是离子液体用于纳米材料制备的技术还未成熟。 应用电化学技术制备纳米材料由于简单易行、成本低廉等特点被广泛研究与采用。与其他方法相比，电化学制备方法主要具有以下优点：1、适合用于制备的纳米晶金属、合金及复合材料的种类较多；2、电化学制备纳米材料过程中的电位可以人为控制。整个过程容易实现计算机监控，在技术上困难较小、工艺灵活，易于实验室向工业现场转变；3、常温常压操作，避免了高温在材料内部引入的热应力；4、电沉积易使沉积原子在单晶基底上外延生长，可在大面积和复杂形状的零件上获得较好的外延生长层。 电化学方法已在纳米材料的制备研究领域取得了一系列具有开拓性的研究成果。本文综述了应用电化学技术制备纳米材料的主要的几种方法及其制备原理，并对其优劣进行了比较。 2 应用电化学技术制备纳米材料的种类 2.1 电化学沉积法 与传统的纳米晶体材料制备相比，电沉积法具有以下优点：(1)晶粒尺寸在1~100 nm内；(2)
化学专题复习：电化学基础(完整版)
IV Fe Zn III I II Fe Zn 高考化学专题复习：电化学基础 要点一 原电池、电解池、电镀池的比较 原电池 电解池 电镀池 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它金属的装置。一种特殊的电解池 装 置 举 例 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 ②两电极插人电解质溶液 ③形成闭合回路 ①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极 ②电镀液必须含有镀层金属的离子 电 极 名 称 负极：较活泼金属； 正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等) 阳极：电源正极相连的电极 阴极：电源负极相连的电极 阳极：镀层金属； 阴极：镀件 电 子 流 向 负极正极 电源负极 阴极 电源正极 阳极 电源负极阴极 电源正极 阳极 电 极 反 应 负极（氧化反应）：金属原子失电子； 正极（还原反应）：溶液中的阳离子得电子 阳极（氧化反应）：溶液中的阴离子失电子，或金属电极本身失电子； 阴极（还原反应）：溶液中的阳离子得电子 阳极（氧化反应）：金属电极失电子； 阴极（还原反应）：电镀液中阳离子得电子 离 子流 向 阳离子：负极→正极（溶液中） 阴离子：负极←正极（溶液中） 阳离子→阴极（溶液中） 阴离子→阳极（溶液中） 阳离子→阴极（溶液中） 阴离子→阳极（溶液中） 练习1、把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液 混合溶液的玻璃皿中（如图所示），经一段时间后， 观察到溶液变红的区域是（ ） A 、I 和III 附近 B 、I 和IV 附近
电化学沉积
金属电沉积理论 一.研究概况 在电化学中,金属的电化学沉积学是一种最古老的学科。在电场的作用下，金属的电沉积发生在电极和电解质溶液的界面上，沉积过程含有相的形成现象。 首先，在金属的电化学沉积实验的研究时间要追溯到19世纪，并且在引进能产生直流电的电源以后，电镀很快成为一种重要的技术。电镀被用来制造各种不同的装饰性和功能性的产品，尽管在开始的早期，电镀技术的发展和应用建立是在经验的基础上。 金属电沉积的基本原理就是关于成核和结晶生长的问题。1878年，Gibbs在他的著名的不同体系的相平衡研究中，建立了成核和结晶生长的基本原理和概念。20世纪初，Volmer、Kossel、Stransko、Kaischew、Becker和Doring用统计学和分子运动模拟改进了基本原理和概念。按照这些早期的理论，成核步骤不仅要求一个新的三维晶体成核，而且完美单晶表面的层状二维生长。对于结晶理论的一个重要改进是由Avrrami提出的结晶动力学，他认为在成核和生长过程中有成核中心的重复碰撞和相互交迭。在1949年，Frank提出在低的过饱和状态下的一个单一晶面成长会呈螺旋状生长。Cabrera和Frank等考虑到在成长过程中吸附原子的表面表面扩散作用，完善了螺旋成核机理。 20世纪二三十年代，Max、V olmer等人对电化学结晶进行了更为广泛的基础研究。Erday-gruz和Volmer是第一次认识到过饱和度与过电位，稳态电流密度和由电荷转移引起的电结晶过电位之间的关系。 20世纪三四十年代，Finch和他的同事做了大量的关于多晶电化学沉积的实验，研究了决定结晶趋向与金属薄膜的组织结构的主要因素。在这一时期，Gorbunova还研究了底层金属与电解质溶液组成对电结晶过程的影响，并发现了由于有有机添加剂的吸附作用可能导致金属晶须的生长。 1945年，Kaischew对电结晶理论做了重大改进。考虑到单一晶体表面上金属原子的结合和分开的频率，可利用分子运动学模拟电化学结晶过程。这项工作对电结晶理论的发展有着重大的影响。 20世纪50年代是在电化学结晶理论与实验技术取得重大进步的阶段。Fincher等人完成在实际的电镀体系中抑制剂对电结晶成核与生长的影响的系统研究，并按照其微观结构和形态对金属电沉积进行了分类。Piontell等人对基体的取向作用和在金属沉积系统中同向和异向的金属沉积的阴离子的特性进行了进一步的研究。Kardos、Kaischew等人利用新的实验技术证实Volmer`s的三维形核的正确性。Wranglen，Vermilyea等人对结晶树枝状生长进行了深入的研究，提出了新的电化学结晶的理论模型。 20世纪60年代初，Flischman和Thirsh发展了在电结晶状态下多重成核与生长的一般
《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计
《金属的电化学腐蚀与防护》教学设计三维目标： 知识与技能：1．了解金属腐蚀及其危害。 2．了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。 3．了解金属防护的一般方法，特别是电化学防护的方法。 过程与方法：事例引入，激发兴趣；分组实验，总结结论，典型题例，强化理解。 情感态度与价值观：通过生活事例引发学生思考，体现化学与生活的紧密联系，激发学生的探索精神，并让学生体会到学以致用的科学精神。 教学重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。 教学难点：金属发生吸氧腐蚀的电化学原理。 教具：提供试剂：锌片铜片稀硫酸氯化钠溶液 提供仪器：水槽导管电流表 教学过程： 【事例引入（配合投影）】在我们的生活中经常可以看到这些现象（投影图片）。这些现实均显示：我们辛苦制备的材料，尤其是金属材料在使用
中往往会被腐蚀，造成损坏，浪费，甚至引起恶性事故。如：这是位于美国的俄亥俄桥，突然塌入河中，死亡46人。事后调查，是由于桥梁的钢梁被腐蚀产生裂缝所致。又如，这是日本大阪地下铁道的输气管道，因腐蚀而折断，造成瓦斯爆炸，乘客当场死亡75人。 这样的例子举不胜举，可见，金属腐蚀给人类造成的损失有多么巨大。据统计：（投影）。这些数据都说明金属腐蚀造成的损失已经远远超过了各种自然灾害造成的损失的总和。所以我们要有这样的使命感：用自己学过的知识，去研究金属腐蚀的原理，并尝试找出“防止腐蚀的方法”，甚至想想利用腐蚀原理为我们服务。今天这堂课我们就来走进“金属的腐蚀与防护”。 【板书】金属的电化学腐蚀与防护 [预设问题1] 钢铁生锈，铁锈的主要成分：Fe 2O 3 ·xH 2 O 铜器生锈，铜绿的主要成分：Cu 2(OH) 2 CO 3 思考：金属腐蚀的本质是什么？ [板书] 第四节金属的电化学腐蚀与防护[板书] 一、金属的电化学腐蚀
电化学基础知识点复习总结
装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 原 电极反应方程式：电极反应、总反应。 理 氧化反应 还原反应 反应原理：Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑ 电极反应： 负极（锌筒）Zn-2e -=Zn 2+ 正极（石墨）2NH 4++2e -=2NH 3+H 2↑ ①、普通锌——锰干电池 总反应：Zn+2NH 4+=Zn 2++2NH 3+H 2↑ 干电池： 电解质溶液：糊状的NH 4Cl 特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液 ②、碱性锌——锰干电池 电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）； 。 正极（PbO 2） PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极（Pb ） Pb+SO 42--2e -=PbSO 4 铅蓄电池：总反应：PbO 2+Pb+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O 电解液：1.25g/cm 3~1.28g/cm 3的H 2SO 4 溶液 蓄电池 特点：电压稳定。 Ⅰ、镍——镉（Ni ——Cd ）可充电电池； 其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H 2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Ⅱ、银锌蓄电池 锂电池 ①、燃料电池与普通电池的区别 不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时 燃料 电极反应产物不断排出电池。 电池 ②、原料：除氢气和氧气外，也可以是CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。 负极：2H 2+2OH --4e -=4H 2O ；正极：O 2+2H 2O+4e -=4OH - ③、氢氧燃料电池： 总反应：O 2 +2H 2 =2H 2O 特点：转化率高，持续使用，无污染。 废旧电池的危害：旧电池中含有重金属（Hg 2+）酸碱等物质；回收金属，防止污染。 失e -,沿导线传递，有电流产生化学电源简介 放电 充电 放电 放电`
电化学沉积3D打印金属零件工艺【详述】
电化学沉积3D打印金属零件 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 3D打印通过材料层间凝固形成复杂的三维几何体，金属3D打印提供的自由设计与制造已经在航空航天、汽车和医疗领域获得了应用。金属增材制造多以DMLS、SLM、LENS等技术常见，通过选择性激光烧结金属粉末层实现零件成型。由于金属打印机的高成本、零件内部易产生缺陷等问题，目前对金属增材制造的商业应用受到很大限制。因此，今年XJET开发出了基于喷墨的金属增材方式，开启了金属打印的新模式，近来伦敦帝国学院推出了一种成本较低的金属成型方式，该技术是基于FDM的电化学增材制造工艺。 电化学增材制造的基本原理是源于电镀工艺。电镀通常用于诸如首饰镀金或硬币镀铜的应用，它的工作原理是溶液中的金属离子如硫酸铜中的Cu2+离子通过施加外部电位而被还原成其元素组分，从而形成金属结构。
该工艺的优点是可在室内环境条件下沉积多种材料和合金，而不会造成热损伤，不需要激光器或惰性气体环境，成本很低。而且，在沉积过程还可以通过电位的逆转来实现增材和减材，从而通过电化学溶解来回收组分。 这项技术主要缺点是沉积速度慢，该问题的解决主要基于设备本身，研发团队采用半月板隔离法，将离子溶液装入注射器中，通过机械方法使电解质挤出，在喷嘴和导电板之间形成弯液面，通过施加电压来沉积金属，并且通过打印头移动来建立3D零件。采用该方法，金属沉积率比等效系统高出三个数量级。印刷的铜结构具有多晶质的特性，随着电压的增加，其粒尺寸减小，从而提高维氏硬度和电阻率。 电化学沉积技术通过控制电压正反可实现增材和减材制造，对于回收金属非常有限，大大降低了成本，并且通过安装打印头给复合材料制造提供了可能。
外文翻译--毛细管电泳电化学检测方法中文版-精品
毕业设计（论文）外文翻译 Electrochemical detection methods in capillary electrophoresis and applications to inorganic species 毛细管电泳电化学检测方法 在无机元素中的应用
电化学检测法在毛细管电泳 和无机元素中的应用 摘要：本文论述了毛细管电泳的三种电化学检测即电导检测法、安培检测法和电位检测法，并与较常见的光学检测方法进行了比较。详细介绍了三种检测方法的原理及其实现方法，同时介绍了它们在无机元素分析物中的应用情况。 关键字：电化学检测、毛细管电泳；无机阴离子、金属阳离子。 目录： 1.简介--------------------------------------------------------------1 2.电导检测法--------------------------------------------------------2 2.1原理----------------------------------------------------------2 2.2实现方法------------------------------------------------------3 3安培检测法--------------------------------------------------------6 3.1原理----------------------------------------------------------6 3.2实现方法------------------------------------------------------6 4电位检测法--------------------------------------------------------5 4.1原理----------------------------------------------------------9 4.2实现方法------------------------------------------------------9 5在无机元素中的应用------------------------------------------------9 6总结-------------------------------------------------------------10 7参考文献---------------------------------------------------------10 1．简介 毛细管电泳的检测方法通常采用光学方法（激光诱导荧光检测法），而毛细管电泳的三种电化学检测法即电导测定法、安培检测法、和电位测定法是非常有吸引力的一种替代方法，尽管目前开发的还相对较少。相对套色板离子法来说（其他和以前一般化的检测方法）他主要借助于电导性能而不是运用光学方法。由与针对毛细管中更小体积细胞的光学检测变得更加困难，而且事实上许多离子也不能直接由光学方法直接检测到，或许当人们意识到这些的时候会感到很惊讶。关于这一情况或许有两种解释。首先由于高性能流体套色板的广泛应用，我们在毛细管电泳中通常采用光学吸收检测法，许多毛细管电泳仪器制造商似乎已经走上
电化学翻译
提高微生物燃料电池性能的隔膜特性研究提高一室型空气阴极微生物燃料电池的性能主要面临两个挑战，一方面是要提高库伦效率，另一方面是要降低内阻。相对于随时间增长会逐步降解的布隔膜，难生物降解的玻璃纤维隔膜具有更高的功率和库伦效率。试验中微生物燃料电池测的试装置是由1.0毫米或0.4毫米厚度的玻璃纤维膜、阳极交换膜和布膜组装成的不同类型。当电极间距为2厘米、隔膜负载于阴极时，1毫米玻璃纤维膜(46±4 W/m3)或者布膜(46±1 W/m3)要比0.4毫米玻璃纤维膜(36±1 W/m3)或者阳离子交换膜(14±1 W/ m3)获得更高的功率密度。无论1毫米玻璃纤维膜在正负电极的哪一侧，功率密度都可以达到70±2 W/ m3，而且当电极间距为2厘米时，还可以通过使用双电极达到150±6W/ m3。当把双电极之间的距离缩小为0.3厘米时，功率密度会增加至696±26W/ m3，这是由于内阻从5.9欧姆降低到了2.2欧姆。1毫米玻璃纤维膜的优势主要在于库伦效率的提高，可以从40%提升到80%，而在同等条件下JC布膜的效率仅为20-40%，而且玻璃纤维膜不易生物降解。1毫米玻璃纤维 膜的库伦效力较高是由于氧气传质系数较低（ 5 5.010/ k cm s - =?）。1毫米玻璃纤 维膜和JC布膜材料在生物量及生物降解性能上的区别会影响功率总量和氧气传导。这些结果说明隔膜的材料和生物传质特性是提高微生物燃料电池的功率密度，库伦效率及其长期运行的重要因素。 前言 微生物燃料电池---利用微生物产电能力进行产电的装置，近年来作为污水处理领域一项有前景的技术被越来越重视。一室型空气阴极微生物燃料电池是最有潜质被应用于实际生产中的，因为它们的设计较为简单且利用空气时没有化学再生问题。 构建微生物燃料电池的主要挑战在于要提高功率和库伦效率并减少材料消耗。一个行之有效的办法就是减少电极距离，因为这样可以降低内阻。但是，如果间距过小会导致能量输出降低，这主要是由于氧气被正极上的微生物所利用的缘故。为了克服这点不利影响，Fan et al.在电极间放置了一个JC隔膜来避免由于氧气的侵入而导致的能量降低。相对于没有JC隔膜的情况，这种办法会使微生物燃料电池的体积能量密度从80 W/m3降低到71W/ m3，但是无论将电极放在隔膜
金属的电化学腐蚀与防护
第四节金属的电化学腐蚀与防护 主备人：陈丽辅备人：徐冬梅傅晓涛李超 三维目标 一、知识与技能 1、知道金属腐蚀的两种类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）。 2、能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害。 3、知道防护金属腐蚀的方法。 二、过程与方法 4、学会设计控制单一变量进行对比实验以及对实验设计进行评价。 5、从实验探究过程中提高对实验现象的观察能力和分析能力。 三、情感、态度与价值观 6、通过金属腐蚀与生产、生活实际相联系的内容，增强学生学习兴趣。 7、通过化学实验（设计、验证和评价）的科学研究方法，培养学生实事求是的科学精神，帮助学生树立科学态度。 教学重点 金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。 教学难点 金属发生吸氧腐蚀的电化学原理 教学方法 思考交流，实验探究，分析引导 教学过程 第一环节：情境引导激发欲望 播放金属腐蚀录像。金属腐蚀的现象非常普遍，像金属制成的日用品、生产工具、机器部件、海轮的船壳等，如保养不好，都会腐蚀，从而造成大量金属的损耗。至于因设备腐蚀损坏而引起停工减产、产品质量下降、污染环境、危害人体健康，甚至造成严重事故的损失，那就更无法估计了。因此，了解金属腐蚀的原因，掌握防护的方法，是具有十分重要的意义的。（板书课题） 第二环节：组内合作自学讨论 （一）金属腐蚀 质疑：什么是金属腐蚀？（学生阅读课文） 板书：金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。讲述：金属腐蚀后在外形、色泽及机械性能等方面都有一定变化。而金属腐蚀的本质就是金属失去电子形成阳离子的过程。 金属的化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。例如，铁在高温下与氧气直接化合而被腐蚀，在工业生产中氯气跟铁或与其他金属化合使金属锈蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。 板书：1、化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。 思考与交流：铁钉生锈的条件：铁钉含杂质、与电解质溶液接触。绝大多数钢铁生锈是否是化学腐蚀？为什么？ 板书：2、电化学腐蚀 讲述：由于金属和液态介质(常为水溶液)构成微小的原电池而发生金属腐蚀的过程.电化学
电化学腐蚀的种类和金属防护常用的方法
电化学腐蚀的种类和金属防护常用的方法 在日常生活中，学生对于金属的腐蚀较为熟悉，但只停留在简单的对于金属腐蚀的条件的理解，知道金属腐蚀需要水和氧气，但是对于电化学腐蚀的原理还不了解，电化学反应也是比较难以理解和掌握的，因此，要使学生能够掌握电化学腐蚀的种类和金属防护常用的方法需要我们联系实际，从生活中的实际入手，提高学生的化学素养。 例如，首先介绍金属腐蚀会导致国民经济的巨大损失，美国在20世纪80年代初期的统计年损失达1千多亿美元；估计我国的年损失在300亿元以上。电化学腐蚀与防护问题既有我们日常生活常见到的钢铁生锈、电池的点蚀等问题，也与当前新能源、新材料等领域密切相关，使学生了解金属防护的重要性，树立节约保护的意识。 根据学生的了解知道在有氧气和水的条件下，金属容易腐蚀，铁会生成四氧化三铁，铜会生成硫酸铜，再通过阅读课本内容，了解一般化学腐蚀和电化学腐蚀的区别，金属腐蚀的本质是电子的得失，并使学生考虑环境的影响是否对金属的腐蚀有所影响，引导学生分析酸性环境和碱性环境下，电化学腐蚀的反应原理。以钢铁为例，经过分析后，分别写出在酸性环境下和碱性环境下的反应原理。归纳出电化学腐蚀的种类： 1.析氢腐蚀 (酸性较强的溶液) 负极: Fe – 2e- = Fe2+ 正极: 2H+ + 2e- = H 2 ↑ 总式：Fe + 2H+ = Fe2+ + H 2 ↑ 2. 吸氧腐蚀 (中性或弱酸性溶液) 负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+ 正极: O 2+4e- +2H 2 O = 4OH- 总式：2Fe + O 2 +2H 2 O =2 Fe(OH) 2 离子方程式：Fe2+ + 2OH- = Fe(OH) 2 4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3 进而，根据金属腐蚀的条件分析出影响金属腐蚀快慢的因素一是本性（1）金属的活动性（2）纯度（3）氧化膜；二是介质：环境（腐蚀性气体，电解质溶液），最后根据影响因素思考金属防护的方法： 1、改变金属的内部结构（钢→不锈钢，在钢中加入镍和铬） 2、覆盖保护膜。在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，
电化学法沉积金属薄膜和镀膜(中文译版)
Rapid electroplanting of insulators 电化学法沉积金属薄膜和镀膜有着很长的历史。这些技术大体分为两类，各有各的优点和缺点。第一种，也是最古老的一种，就是利用自发氧化还原反应来从溶液中沉积金属。这种沉积方法不仅可在金属基片上沉积，还可以在绝缘基片上沉积。但这种方法的沉积条件很难控制在原位沉积。一部分原因在于溶液中存在多种盐类和添加剂。第二种方法----电镀术---利用电流来降低溶液中的金属离子含量，并给出了控制沉积金属的质量（还在某种程度上控制了颗粒大小）。但这种技术的应用至今仍被局限于导电基片。我们将在这篇文章里描述可在不导电基片上实施的电镀技术，并能控制沉积金属的颗粒大小、厚度和生长速率。我们这种方法的基础是从与基片相连的电极上逐步向外生长金属，它的晶格形貌由生长着的沉积金属的电流的减小所控制。这种方法一般会形成树状、粉末状的沉积物，但我们指出了一系列快速生长均一薄膜的方法。 这里我们描述了一系列电化学晶格和一些可以用电沉积的方式在绝缘基片表面沉积金属膜层的方法。这种方式使得控制沉积磨蹭的晶粒尺寸。这种方法是建立在最近非平衡物理的基础上的。它使得生长均一薄膜成为可能，这也是电化学生长的基本要求。 用电沉积法沉积金属是在低电流密度下生长致密的金属。所以，当沉积电流提升时，沉积（随着电流功率的提高以及平衡和颗粒修复的缺失）变得粗糙，乃至变成树状或粉末状。这在工业上是一个制约因素。非平衡态物理学更多注重了同一性：即生长模式。比如，二元电解液的电化学生长就被研究了15年。由Chazlviel提出的新理论正确预言了二元电解液在树状沉积物周围的生长速率、沉积速率以及浓度场。这种理论预测了大电场的存在下在沉积物的顶端存在正比于离子浓度降低速率的连续生长模式。我们在自由流动的（大概是指溶液吧）、接近二维的树状沉积物的情况下验证了这些预测，这份工作由M.e.a独立发现。但这些实验存在一个问题：沉积物不能从电池里被取出。这就是为什么我们中的一个人提出了一种新的沉积树状物的方法（由C.e.a提供的模型提出）。 （公式推导看不懂，略） （图一） 现在我们公布这种装置使得连续沉积镀膜得以实现（薄膜的生长特征相同，包括厚度和生
电化学基础 Word版含答案
专题能力训练电化学基础 (时间:45分钟满分:100分) 一、选择题(共7小题,每小题8分,共56分。每小题只有1个选项符合题意) 1.如图为锌铜原电池装置图,下列说法不正确的是() 锌铜原电池装置 A.电子由Zn极流向Cu极 B.该装置的总反应:Zn+Cu2+Zn2++Cu C.一段时间后,A池带正电荷,B池带负电荷 D.取出盐桥,电流计指针不再偏转 2.铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中,形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀,示意图如下。下列说法不正确的是() A.因铁的金属性比铜强,所以铁铆钉被氧化而腐蚀 B.若水膜中溶解了SO2,则铁铆钉腐蚀的速率变小 C.铜极上的反应是2H++2e-H2↑,O2+4e-+4H+2H2O D.在金属表面涂一层油脂,能防止铁铆钉被腐蚀 3.日本一家公司日前宣布,他们已经开发并计划大量生产一种颠覆性的阳极和阴极,两个电极都是碳材料的双碳性电池(放电原理如图所示),充电速度比普通的锂离子电池快20倍。放电 时,正极反应:C n(PF6)+e-P+n C,负极反应:LiC n-e-Li++n C。下列有关说法中正确的是() (A-表示阴离子) A.a极为电池的负极 B.A-为OH- C.电池充电时的阴极反应为LiC n+e-Li++n C D.充电时,溶液中A-从b极向a极迁移 4,PbO2-微生物燃料电池(MFC)是利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置(如图),若利用微生物分解香蕉皮(生成的葡萄糖作反应物)使该电池工作,下列说法不正确的是()
A.a电极为正极,b电极为负极 B.b电极附近有PbO2,发生的电极反应为PbO2+4H++2e-Pb2++2H2O C.电池的总反应式为12PbO2+C6H12O6+24H+6CO2↑+12Pb2++18H2O D.该电池一般是在常温环境中工作,使得电池维护成本低,安全性强 5.据外媒报道,在特斯拉最新公布的Model E专利设计中,铝-空气电池组基本上取代了增程式内燃机。铝-空气电池工作原理如图所示,下列有关说法中不正确的是() A.铝电极作负极 B.可使用活性炭作正极材料 C.该电池工作时,每消耗2.7 g Al,需耗氧气6.72 L(标准状况) D.铝-空气电池的可持续应用要求是一方面在工作状态下要有足够的氧气供应,另一方面在非工作状态下能够密封防止金属腐蚀 6.锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是() A.铜电极上发生氧化反应 B.电池工作一段时间后,甲池的c(S)减小 C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加 D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡 7.空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图,有关说法正确的是()
金属的电化学腐蚀与防护
金属的电化学腐蚀与防护 教案 课题：第四节金属的电化学腐蚀与防护授课班级 课时 1.5 教 学 目 的知识 与 技能 1、知道金属腐蚀的两种类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）。 2、能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害。 3、知道防护金属腐蚀的方法。 过程 与 方法 1、学会设计控制单一变量进行对比实验以及对实验设计进行评价。 2、从实验探究过程中提高对实验现象的观察能力和分析能力。 情感 态度 价值观 1、通过金属腐蚀与生产、生活实际相联系的内容,增强学生学习兴趣.
2、通过课堂探究活动,发展学生的探究能力,学会与人合作与交流,共同研究，探讨科学问题。 3、通过化学实验（设计、验证和评价）这一科学研究方法，培养学生实事求是的科学精神，帮助学生树立正确的科学态度。 重点金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护。 难点金属发生吸氧腐蚀的电化学原理 知 识 结 构 与 板 书 设 计第二节金属的腐蚀与防护 一、金属腐蚀 金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。 1、化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。 2、电化学腐蚀 电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。 3、化学腐蚀与电化腐蚀的对比
（1）本质：金属原子失电子而被氧化 M – ne == Mn+ (2) （3）相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。 4、金属腐蚀的快慢判断 在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢可用下列规律判断：电解原理引起的腐蚀>原电池引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐蚀措施的腐蚀 二、金属的电化学保护 1、金属的常见防护方法 (1).在金属表面覆盖保护层 a.涂矿物质油脂、油漆或覆盖搪瓷塑料. b.镀抗蚀金属－电镀、热镀、喷镀法 c.用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜，如烤蓝. (2).改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力，如制成不锈钢. 2、电化学防护 （1）、牺牲阳极保护法：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀. （2）、外加电流法：将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。 教学过程
第四章电化学基础知识点总结
第四章电化学基础 第一节原电池 原电池： 1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池 2、组成条件：①两个活泼性不同的电极② 电解质溶液③ 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回 路 3、电子流向：外电路：负极——导线——正极 内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质 溶液。 4、电极反应：以锌铜原电池为例： 负极：氧化反应：Zn－2e＝Zn2＋（较活泼金属） 正极：还原反应：2H＋＋2e＝ H2↑（较不活泼金属）总反应式：Zn+2H+=Zn2++H2↑ 5、正、负极的判断： （1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。 （2）从电子的流动方向负极流入正极 （3）从电流方向正极流入负极 （4）根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极，阴离子流向负极（5） 根据实验现象① __溶解的一极为负极 __②增重或有气泡一极为正极第二节化 学电池 1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池 2、化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置 3、化学电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池一、一 次电池 1、常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池 等二、二次电池 1、二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电 池。 2、电极反应：铅蓄电池 放电：负极（铅）：Pb＋SO24-－ 2e＝PbSO4 正极（氧化铅）： PbO2＋ 4H+＋SO24-＋2e ＝PbSO4＋2H2O 充电：阴极： PbSO4＋ 2H2O－ 2e ＝PbO2＋4H+＋SO24- 阳极： PbSO4＋ 2e ＝Pb＋SO24- 放电 两式可以写成一个可逆反应： PbO2＋Pb＋2H2 44＋2H2 SO充电2PbSOO 3、目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池 三、燃料电池 1、燃料电池：是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池 2、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总 的电池反应，但不注明反应的条件。，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不过要注意一般电 解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。 当电解质溶液呈酸性时：负极： 2H－4e =4H +正极：Ｏ2＋4 e4H + =2H2O 当电解质溶液呈碱性时：负极： 2H＋4OH－4e ＝4H2 O正极：Ｏ2＋ 2H2O＋ 4 e ＝4OH 另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH 溶液作电极，又在两极上分别通甲烷燃料和氧气氧 化剂。电极反应式为： ＝32-＋7H2；正极： 2 ＋2＋8e-＝。 负极： CH4＋10OH－－8e- CO O4H O2O 电池总反应式为： CH4＋2O2＋2KOH＝K2 3＋3H2 O CO 3、燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低 四、废弃电池的处理：回收利用