第十章电解与极化作用

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1、第十章第十章 电解与极化作用电解与极化作用 从理论上讲，当外加电压略大于原电池电动势，原电从理论上讲，当外加电压略大于原电池电动势，原电从理论上讲，当外加电压略大于原电池电动势，原电从理论上讲，当外加电压略大于原电池电动势，原电池就会转变为电解池；实际上，外加电压需要超过原电池池就会转变为电解池；实际上，外加电压需要超过原电池池就会转变为电解池；实际上，外加电压需要超过原电池池就会转变为电解池；实际上，外加电压需要超过原电池电动势一定值后，电解池才能工作，为什么？电动势一定值后，电解池才能工作，为什么？电动势一定值后，电解池才能工作，为什么？电动势一定值后，电解池才能工作，为什么？什么是电解？

2、什么是电解？电解电解电解电解：当外加一个电压在一个电池上，逐渐增加电压直至当外加一个电压在一个电池上，逐渐增加电压直至当外加一个电压在一个电池上，逐渐增加电压直至当外加一个电压在一个电池上，逐渐增加电压直至电池中的化学反应逆转，此过程就是电池中的化学反应逆转，此过程就是电池中的化学反应逆转，此过程就是电池中的化学反应逆转，此过程就是电解电解电解电解。 110.1 10.1 10.1 10.1 分解电压分解电压分解电压分解电压OO2 2HH2 2原电池反应原电池反应原电池反应原电池反应负极负极负极负极 氧化作用氧化作用氧化作用氧化作用正极正极正极正极还原作用还原作用还原作用还原作用电池反应电池反

3、应电池反应电池反应2298 K 298 K 时，氢电极的电极电势时，氢电极的电极电势时，氢电极的电极电势时，氢电极的电极电势氧电极的电极电势氧电极的电极电势氧电极的电极电势氧电极的电极电势此电池的可逆电动势此电池的可逆电动势此电池的可逆电动势此电池的可逆电动势 （ 当当当当 p pHH2 2 = p= pO O2 2 = = p p 时时时时 ) )3水的电解水的电解水的电解水的电解HH2 2OO2 2阴极阴极阴极阴极阳极阳极阳极阳极阴极阴极阴极阴极 还原反应还原反应还原反应还原反应阳极阳极阳极阳极氧化反应氧化反应氧化反应氧化反应电解过程的总反应电解过程的总反应电解过程的总反应电解过程的总反应

4、反向加电压，使原电池变为电解池反向加电压，使原电池变为电解池反向加电压，使原电池变为电解池反向加电压，使原电池变为电解池4当反向电压加到当反向电压加到当反向电压加到当反向电压加到 1.229 V 1.229 V 时，是否等观察到电解反应发生？时，是否等观察到电解反应发生？时，是否等观察到电解反应发生？时，是否等观察到电解反应发生？ 否！否！否！否！1.229 1.229 V V1.70 V1.70 V1 12 23 3E E分解分解分解分解反向电压：反向电压：反向电压：反向电压：1. 229 1.70 V ( 11. 229 1.70 V ( 12 2线段线段线段线段 ) ) 电电电电极极极极

5、上上上上产产产产生生生生的的的的气气气气体体体体压压压压力力力力小小小小于于于于大大大大气气气气压，向溶液本体扩散，不可逆；压，向溶液本体扩散，不可逆；压，向溶液本体扩散，不可逆；压，向溶液本体扩散，不可逆；反向电压：超过反向电压：超过反向电压：超过反向电压：超过 1. 70 V 1. 70 V 时：时：时：时： 电电电电极极极极上上上上产产产产生生生生的的的的气气气气体体体体压压压压力力力力等等等等于于于于大大大大气气气气压，气体逸出，电解反应开始发生。压，气体逸出，电解反应开始发生。压，气体逸出，电解反应开始发生。压，气体逸出，电解反应开始发生。5 造造造造成成成成上上上上述述述述结结结结

6、果果果果的的的的原原原原因因因因是是是是在在在在电电电电解解解解时时时时，电电电电极极极极上上上上有有有有极极极极化化化化作作作作用用用用，而而而而使使使使电电电电解解解解过过过过程程程程要要要要以以以以明明明明显显显显的的的的程程程程度度度度进进进进行行行行时时时时，外外外外电电电电压压压压必必必必须须须须超超超超过过过过 E E E E可可可可逆逆逆逆，此超过的值，此超过的值，此超过的值，此超过的值超电势。超电势。超电势。超电势。分析：分析：分析：分析：结论：结论：结论：结论：实际分解电压实际分解电压实际分解电压实际分解电压( E ( E 分解分解分解分解)=)=理论分解电压理论分解电压理

7、论分解电压理论分解电压 ( E ( E 可逆可逆可逆可逆) + ) + 超电势超电势超电势超电势 ( ( E )E )6 2 23 3 直直直直线线线线外外外外延延延延至至至至 I I0 0 处处处处所所所所得得得得的的的的电电电电压压压压，即即即即 E E 分分分分解解解解. . 使使使使电电电电解解解解质质质质溶溶溶溶液液液液能能能能连连连连续续续续不不不不断断断断发发发发生生生生电电电电解解解解时时时时所所所所必必必必须须须须的的的的最最最最小小小小外外外外加加加加电电电电压压压压，称称称称为为为为该该该该电电电电解解解解质质质质溶溶溶溶液液液液的的的的分解电压。分解电压。分解电压。分解

8、电压。注意注意注意注意: : 如如如如果果果果外外外外电电电电压压压压再再再再增增增增大大大大，则则则则此此此此电电电电压压压压只只只只增增增增加加加加溶溶溶溶液液液液中中中中的的的的电电电电位位位位降降降降，从从从从而而而而使使使使电电电电流流流流急急急急剧剧剧剧增增增增加加加加。如如如如图图图图中中中中的的的的 2 2 3 3 段。段。段。段。( E( E外外外外 - E- E分解分解分解分解 ) ) = I R= I R此时此时此时此时1.229 V1.229 V1.70 V1.70 V1 12 23 3E E分解分解分解分解7说明：说明：说明：说明： 电解电解电解电解 HH2 2SOS

9、O4 4 实际分解电压为实际分解电压为实际分解电压为实际分解电压为 1.67 V1.67 V，大于理论分解电压大于理论分解电压大于理论分解电压大于理论分解电压 1. 23 V1. 23 V， 其差值是由于电极上的极化所致。其差值是由于电极上的极化所致。其差值是由于电极上的极化所致。其差值是由于电极上的极化所致。 平滑的鉑片，无论在酸溶液或者碱溶液中，分解电压差不多都平滑的鉑片，无论在酸溶液或者碱溶液中，分解电压差不多都平滑的鉑片，无论在酸溶液或者碱溶液中，分解电压差不多都平滑的鉑片，无论在酸溶液或者碱溶液中，分解电压差不多都 是约等于是约等于是约等于是约等于 1. 7 V1. 7 V。因为电解

10、的结果都是析出因为电解的结果都是析出因为电解的结果都是析出因为电解的结果都是析出 HH2 2 、 OO2 2，理论分解电理论分解电理论分解电理论分解电 压一样，压一样，压一样，压一样， 都是都是都是都是 1. 23 V1. 23 V。 而在鉑电极上，而在鉑电极上，而在鉑电极上，而在鉑电极上， HH2 2、OO2 2 都有相当大的极化，造成都有相当大的极化，造成都有相当大的极化，造成都有相当大的极化，造成 1. 71. 71. 23 1. 23 0. 47 V 0. 47 V 的差值。的差值。的差值。的差值。810.210.2、极化的作用极化的作用极化的作用极化的作用PolarizationPo

11、larizationE E 分解分解分解分解E E 可逆可逆可逆可逆 E E 不可逆不可逆不可逆不可逆 I RI R E E不可逆不可逆不可逆不可逆 阴阴阴阴 + + 阳阳阳阳实际电解时，实际电解时，实际电解时，实际电解时，阴极阴极阴极阴极上的不可逆电势常比可逆电势较上的不可逆电势常比可逆电势较上的不可逆电势常比可逆电势较上的不可逆电势常比可逆电势较负负负负一些，一些，一些，一些， 阳极阳极阳极阳极上的不可逆电势常比可逆电势较上的不可逆电势常比可逆电势较上的不可逆电势常比可逆电势较上的不可逆电势常比可逆电势较正正正正一些，一些，一些，一些，此较负或较正的值，就称为此较负或较正的值，就称为此较负

12、或较正的值，就称为此较负或较正的值，就称为超电势。超电势。超电势。超电势。 阴阴阴阴 、 阳阳阳阳 表示阴极、阳极上的超电势表示阴极、阳极上的超电势表示阴极、阳极上的超电势表示阴极、阳极上的超电势 （overpotentialoverpotential）9定义：定义：定义：定义： 电极在有限电流通过时所表现的电极电势电极在有限电流通过时所表现的电极电势电极在有限电流通过时所表现的电极电势电极在有限电流通过时所表现的电极电势 不可逆不可逆不可逆不可逆 与与与与可可可可逆逆逆逆电电电电极极极极电电电电势势势势 可可可可逆逆逆逆 产产产产生生生生偏偏偏偏差差差差的的的的现现现现象象象象，叫叫叫叫做做

13、做做电电电电极极极极的的的的极极极极化化化化（polarizationpolarization）或又可表述为或又可表述为: :电极电势偏离平衡值的现象称为电极电势偏离平衡值的现象称为电极电势偏离平衡值的现象称为电极电势偏离平衡值的现象称为电极的电极的电极的电极的极极极极化化化化。 某一电流密度下电势某一电流密度下电势某一电流密度下电势某一电流密度下电势 不可逆不可逆不可逆不可逆与与与与 平衡平衡平衡平衡的差值称为的差值称为的差值称为的差值称为超电势超电势超电势超电势。注意：注意：注意：注意：在实际电解时，在实际电解时，在实际电解时，在实际电解时， 外加于外加于外加于外加于阳极阳极阳极阳极上的电

14、势要比可逆电极电势要上的电势要比可逆电极电势要上的电势要比可逆电极电势要上的电势要比可逆电极电势要正正正正一些；一些；一些；一些； 外加于外加于外加于外加于阴极阴极阴极阴极上的电势要比可逆电极电势要上的电势要比可逆电极电势要上的电势要比可逆电极电势要上的电势要比可逆电极电势要负负负负一些。一些。一些。一些。101 1、浓差极化、浓差极化、浓差极化、浓差极化 当当当当电电电电流流流流通通通通过过过过电电电电极极极极时时时时，如如如如果果果果在在在在电电电电极极极极与与与与溶溶溶溶液液液液界界界界面面面面处处处处化化化化学学学学反反反反应应应应的的的的速速速速度度度度较较较较快快快快，而而而而离离

15、离离子子子子在在在在溶溶溶溶液液液液中中中中的的的的扩扩扩扩散散散散速速速速率率率率相相相相对对对对较较较较慢慢慢慢，则则则则在在在在电电电电极极极极表表表表面面面面附附附附近近近近处处处处有有有有关关关关离离离离子子子子的的的的浓浓浓浓度将会度将会度将会度将会与远离电极的本体溶液与远离电极的本体溶液与远离电极的本体溶液与远离电极的本体溶液有差别。这种差别造成了有差别。这种差别造成了有差别。这种差别造成了有差别。这种差别造成了浓差极化浓差极化浓差极化浓差极化。如电极为如电极为如电极为如电极为正极正极正极正极，电极电势，电极电势，电极电势，电极电势升高升高升高升高 对对对对溶溶溶溶液液液液实实实

16、实施施施施搅搅搅搅拌拌拌拌，加加加加速速速速离离离离子子子子由由由由本本本本体体体体向向向向电电电电极极极极表表表表面面面面的的的的扩扩扩扩散散散散速速速速率率率率，可可可可减轻浓差极化现象。减轻浓差极化现象。减轻浓差极化现象。减轻浓差极化现象。负极负极负极负极电电电电极极极极表表表表面面面面如电极为如电极为如电极为如电极为负极负极负极负极，电极电势，电极电势，电极电势，电极电势降低降低降低降低溶溶溶溶液液液液本本本本体体体体电电电电极极极极表表表表面面面面正极正极正极正极11浓差电极电势举例：浓差电极电势举例：以铜电极为例：以铜电极为例：以铜电极为例：以铜电极为例：当作为阴极时：当作为阴极时

17、：当作为阴极时：当作为阴极时： 铜离子向电极沉积析出铜离子向电极沉积析出铜离子向电极沉积析出铜离子向电极沉积析出 CuCu2+ 2+ + 2e Cu + 2e Cu 结论：结论：结论：结论：浓差极化的结果，使浓差极化的结果，使浓差极化的结果，使浓差极化的结果，使阴极阴极阴极阴极电势比可逆时电势比可逆时电势比可逆时电势比可逆时更小更小更小更小( (更负更负更负更负) )。12当作为阳极时当作为阳极时当作为阳极时当作为阳极时: : : :铜溶解进入溶液成为铜溶解进入溶液成为铜溶解进入溶液成为铜溶解进入溶液成为CuCu2+2+ ： Cu CuCu Cu2+2+ + 2e + 2e结论：结论：结论：结

18、论：浓差极化的结浓差极化的结浓差极化的结浓差极化的结果果果果，使，使，使，使阳极阳极阳极阳极电势比可逆时电势比可逆时电势比可逆时电势比可逆时更大（更大（更大（更大（更正）。更正）。更正）。更正）。132 2、电化学极化、电化学极化、电化学极化、电化学极化 电电电电化化化化学学学学极极极极化化化化的的的的产产产产生生生生是是是是由由由由于于于于在在在在有有有有限限限限电电电电流流流流通通通通过过过过电电电电极极极极时时时时，电电电电极极极极与与与与溶溶溶溶液液液液界界界界面面面面上上上上进进进进行行行行电电电电极极极极反反反反应应应应，而而而而电电电电极极极极反反反反应应应应是是是是分分分分步步

19、步步进进进进行行行行的的的的。这这这这些些些些步步步步骤骤骤骤中中中中有有有有某某某某一一一一步步步步骤骤骤骤反反反反应应应应速速速速度度度度较较较较缓缓缓缓慢慢慢慢，需需需需要要要要比比比比较较较较高高高高的的的的活活活活化化化化。而而而而参参参参与与与与电电电电极极极极反反反反应应应应的的的的某某某某些些些些粒粒粒粒子子子子有有有有缺缺缺缺少少少少足足足足够够够够的的的的能能能能量量量量来来来来完完完完成成成成电电电电子子子子的的的的转转转转移移移移，因因因因此此此此需需需需要要要要改改改改变变变变电电电电极极极极电电电电势势势势，这这这这部部部部分改变的电势称为分改变的电势称为分改变的电

20、势称为分改变的电势称为电化电化电化电化学学学学超电势超电势超电势超电势，亦称，亦称，亦称，亦称活化超电势活化超电势活化超电势活化超电势。 电化学超电势使电化学超电势使电化学超电势使电化学超电势使阴极电势阴极电势阴极电势阴极电势变得比可逆电极电势变得比可逆电极电势变得比可逆电极电势变得比可逆电极电势更低更低更低更低（更负），（更负），（更负），（更负），阳阳阳阳极电势极电势极电势极电势变得变得变得变得更高更高更高更高（更正）（更正）（更正）（更正）。 电电电电化化化化学学学学极极极极化化化化指指指指电电电电极极极极过过过过程程程程中中中中因因因因电电电电化化化化学学学学步步步步骤骤骤骤受受受受到

21、到到到动动动动力力力力学学学学上上上上的的的的阻阻阻阻碍碍碍碍而而而而引起的极化作用。引起的极化作用。引起的极化作用。引起的极化作用。14以氢的超电势的形成为例，理解电化学极化的概念以氢的超电势的形成为例，理解电化学极化的概念以氢的超电势的形成为例，理解电化学极化的概念以氢的超电势的形成为例，理解电化学极化的概念 HH3 3OO从本体溶液向电极的扩散从本体溶液向电极的扩散从本体溶液向电极的扩散从本体溶液向电极的扩散金金金金属属属属电电电电极极极极 HH3 3OO从电极附近的溶液中转移到电极上从电极附近的溶液中转移到电极上从电极附近的溶液中转移到电极上从电极附近的溶液中转移到电极上 吸附在电极上

22、的吸附在电极上的吸附在电极上的吸附在电极上的 H H 原子化合为原子化合为原子化合为原子化合为 HH2 2MeMeH + MeH + MeH 2Me H 2Me HH2 2 HH3 3OO在电极上的放电在电极上的放电在电极上的放电在电极上的放电HH3 3OO + Me + e Me+ Me + e MeH H HH2 2OOHH2 2O + Me + e MeO + Me + e MeH H OHOH HH2 2 从电极上扩散到溶液中或形成气泡逸出从电极上扩散到溶液中或形成气泡逸出从电极上扩散到溶液中或形成气泡逸出从电极上扩散到溶液中或形成气泡逸出HHOO15极化曲线极化曲线极化曲线极化曲线超

23、电势的测定超电势的测定超电势的测定超电势的测定测定装置测定装置测定装置测定装置 p 122 Fig 10.3p 122 Fig 10.3 测定超电势，实际上就是测定在有电流通过电极时的电极测定超电势，实际上就是测定在有电流通过电极时的电极测定超电势，实际上就是测定在有电流通过电极时的电极测定超电势，实际上就是测定在有电流通过电极时的电极电势，然后从电流与电极电势的关系就可以得到极化曲线。电势，然后从电流与电极电势的关系就可以得到极化曲线。电势，然后从电流与电极电势的关系就可以得到极化曲线。电势，然后从电流与电极电势的关系就可以得到极化曲线。 调解调解调解调解 R R 值，改变电流密度（值，改变

24、电流密度（值，改变电流密度（值，改变电流密度（j j）；在）；在）；在）；在一定的电流密度，测定电极电势一定的电流密度，测定电极电势一定的电流密度，测定电极电势一定的电流密度，测定电极电势 ；得到得到得到得到 II 关系曲线；关系曲线；关系曲线；关系曲线；原电池原电池通过对溶液的搅拌，消除浓差电势。通过对溶液的搅拌，消除浓差电势。通过对溶液的搅拌，消除浓差电势。通过对溶液的搅拌，消除浓差电势。16电解池中两电极的极化曲线电解池中两电极的极化曲线电解池中两电极的极化曲线电解池中两电极的极化曲线+ +- - 超电势与通过电解池的电流密度有关，电解池工作时，所超电势与通过电解池的电流密度有关，电解池

25、工作时，所超电势与通过电解池的电流密度有关，电解池工作时，所超电势与通过电解池的电流密度有关，电解池工作时，所通过的电通过的电通过的电通过的电 流密度越大，则其不可逆程度越高。电极上所需的外流密度越大，则其不可逆程度越高。电极上所需的外流密度越大，则其不可逆程度越高。电极上所需的外流密度越大，则其不可逆程度越高。电极上所需的外加电压越大，加电压越大，加电压越大，加电压越大， 消耗的电功也越多。消耗的电功也越多。消耗的电功也越多。消耗的电功也越多。电解池电解池电解池电解池17原电池中两电极的极化曲线原电池中两电极的极化曲线原电池中两电极的极化曲线原电池中两电极的极化曲线 对于原电池，放电时也存在

26、超电势，由于极化作用的结果，负极对于原电池，放电时也存在超电势，由于极化作用的结果，负极对于原电池，放电时也存在超电势，由于极化作用的结果，负极对于原电池，放电时也存在超电势，由于极化作用的结果，负极的电极电势比可逆电极电势值越来越大。正极的电极电势比可逆电极电的电极电势比可逆电极电势值越来越大。正极的电极电势比可逆电极电的电极电势比可逆电极电势值越来越大。正极的电极电势比可逆电极电的电极电势比可逆电极电势值越来越大。正极的电极电势比可逆电极电势值越来越小。两条极化曲线有相互靠近的趋势。原电池的电动势逐渐势值越来越小。两条极化曲线有相互靠近的趋势。原电池的电动势逐渐势值越来越小。两条极化曲线有

27、相互靠近的趋势。原电池的电动势逐渐势值越来越小。两条极化曲线有相互靠近的趋势。原电池的电动势逐渐减小，它所能做的电功则逐渐减小。减小，它所能做的电功则逐渐减小。减小，它所能做的电功则逐渐减小。减小，它所能做的电功则逐渐减小。原电池原电池原电池原电池183. 3. 氢超电势氢超电势氢超电势氢超电势氢超电势和电流密度的关系塔菲尔经验关系：氢超电势和电流密度的关系塔菲尔经验关系：氢超电势和电流密度的关系塔菲尔经验关系：氢超电势和电流密度的关系塔菲尔经验关系：PbPbHgHgCuCuAgAgPtPt （V V）lnln j j当以当以当以当以 为纵坐标，为纵坐标，为纵坐标，为纵坐标，lglg j j

28、为横坐标作图，可得直线为横坐标作图，可得直线为横坐标作图，可得直线为横坐标作图，可得直线19说明：说明：说明：说明：1 1）通过电极的电流密度越大，氢超电势越大；）通过电极的电流密度越大，氢超电势越大；）通过电极的电流密度越大，氢超电势越大；）通过电极的电流密度越大，氢超电势越大；2 2）在不同电极材料上，氢超电势数值不同，）在不同电极材料上，氢超电势数值不同，）在不同电极材料上，氢超电势数值不同，）在不同电极材料上，氢超电势数值不同，a a 与材料有关；与材料有关；与材料有关；与材料有关；3 3）b b 的数值对于大多数金属差不多，常温下接近于的数值对于大多数金属差不多，常温下接近于的数值对

29、于大多数金属差不多，常温下接近于的数值对于大多数金属差不多，常温下接近于 0. 050 V0. 050 V；4 4）此关系不适用于电流密度很小的情况。）此关系不适用于电流密度很小的情况。）此关系不适用于电流密度很小的情况。）此关系不适用于电流密度很小的情况。j 0j 0， - - 。 此时此时此时此时 j j， 值与金属电极的性质有关。值与金属电极的性质有关。值与金属电极的性质有关。值与金属电极的性质有关。20电极极化的结果：电极极化的结果：电极极化的结果：电极极化的结果：有利也有害！有利也有害！有利也有害！有利也有害！害处：害处：害处：害处：电解时要消耗电功，化学电源少得电功。电解时要消耗电

30、功，化学电源少得电功。电解时要消耗电功，化学电源少得电功。电解时要消耗电功，化学电源少得电功。如：电解如：电解如：电解如：电解 NaCl(aqNaCl(aq) )，超电势高就要增加槽电压，增大电能消耗。若升高超电势高就要增加槽电压，增大电能消耗。若升高超电势高就要增加槽电压，增大电能消耗。若升高超电势高就要增加槽电压，增大电能消耗。若升高 0. 3 V0. 3 V，每生产一吨每生产一吨每生产一吨每生产一吨 HH2 2 就多消耗就多消耗就多消耗就多消耗 800 800 度电。度电。度电。度电。益处：益处：益处：益处：由于由于由于由于HH2 2有较高的过电位，就使得许多较氢电极电势低的金属能从水有

31、较高的过电位，就使得许多较氢电极电势低的金属能从水有较高的过电位，就使得许多较氢电极电势低的金属能从水有较高的过电位，就使得许多较氢电极电势低的金属能从水 溶液中析出。如汞阴极电解溶液中析出。如汞阴极电解溶液中析出。如汞阴极电解溶液中析出。如汞阴极电解 NaCl(aqNaCl(aq) )，NaNa放电后形成钠汞齐，再放电后形成钠汞齐，再放电后形成钠汞齐，再放电后形成钠汞齐，再 与水作用生成烧碱和与水作用生成烧碱和与水作用生成烧碱和与水作用生成烧碱和 HH2 2，以得到纯度高的以得到纯度高的以得到纯度高的以得到纯度高的 NaOHNaOH，而，而，而，而 HH+ +不放电。不放电。不放电。不放电。

32、 影影影影响响响响超超超超电电电电势势势势的的的的因因因因素素素素很很很很多多多多，如如如如电电电电极极极极材材材材料料料料，表表表表面面面面状状状状态态态态，电电电电流流流流密密密密度度度度，温温温温度度度度，电解质性质，浓度及溶液中的杂质等。电解质性质，浓度及溶液中的杂质等。电解质性质，浓度及溶液中的杂质等。电解质性质，浓度及溶液中的杂质等。规律：规律：规律：规律：一般来说析出金属的超电势较小，而析出气体，特别是一般来说析出金属的超电势较小，而析出气体，特别是一般来说析出金属的超电势较小，而析出气体，特别是一般来说析出金属的超电势较小，而析出气体，特别是HH2 2，OO2 2的的的的超电势

33、较大。超电势较大。超电势较大。超电势较大。2110.310.3 电解时电极上的反应电解时电极上的反应电解时电极上的反应电解时电极上的反应 一般而言，电解开始后，一般而言，电解开始后，一般而言，电解开始后，一般而言，电解开始后， 阴极阴极阴极阴极还原反应（溶液中的具有氧化性的离子得到电子）；还原反应（溶液中的具有氧化性的离子得到电子）；还原反应（溶液中的具有氧化性的离子得到电子）；还原反应（溶液中的具有氧化性的离子得到电子）； 阳极阳极阳极阳极氧化反应（电极本身被氧化或者溶液中具有还原性的离氧化反应（电极本身被氧化或者溶液中具有还原性的离氧化反应（电极本身被氧化或者溶液中具有还原性的离氧化反应（

34、电极本身被氧化或者溶液中具有还原性的离子失去电子）。子失去电子）。子失去电子）。子失去电子）。如果溶液中有多种离子同时存在，情况如何？如果溶液中有多种离子同时存在，情况如何？如果溶液中有多种离子同时存在，情况如何？如果溶液中有多种离子同时存在，情况如何？能否只让金属离子在电极上沉积，而不让气体出现？能否只让金属离子在电极上沉积，而不让气体出现？能否只让金属离子在电极上沉积，而不让气体出现？能否只让金属离子在电极上沉积，而不让气体出现？ .22析析析析 出出出出 电电电电 势势势势 析出电势（析出电势（析出电势（析出电势（deposition potentialdeposition potent

35、ial）指物质在电极上开始放电并从溶）指物质在电极上开始放电并从溶）指物质在电极上开始放电并从溶）指物质在电极上开始放电并从溶液中析出时所需施加的电位。液中析出时所需施加的电位。液中析出时所需施加的电位。液中析出时所需施加的电位。Note: Note: 电流密度很小时接近于可逆的电极电势；电流密度很小时接近于可逆的电极电势；电流密度很小时接近于可逆的电极电势；电流密度很小时接近于可逆的电极电势； 电流密度增大时，就有超电势存在。电流密度增大时，就有超电势存在。电流密度增大时，就有超电势存在。电流密度增大时，就有超电势存在。1 1、阴极上金属的析出和氢超电势、阴极上金属的析出和氢超电势、阴极上金

36、属的析出和氢超电势、阴极上金属的析出和氢超电势离子的析出电势离子的析出电势离子的析出电势离子的析出电势 当当当当电电电电解解解解质质质质中中中中含含含含有有有有多多多多种种种种金金金金属属属属离离离离子子子子时时时时，电电电电极极极极电电电电势势势势越越越越高高高高的的的的离离离离子子子子越越越越容容容容易易易易获获获获得电子还原成金属。阴极电势逐渐由高变低。得电子还原成金属。阴极电势逐渐由高变低。得电子还原成金属。阴极电势逐渐由高变低。得电子还原成金属。阴极电势逐渐由高变低。23例例例例1 1： 298 K298 K时，用不活泼电极来电解时，用不活泼电极来电解时，用不活泼电极来电解时，用不活

37、泼电极来电解 AgNOAgNO3 3（aqaq）（）（）（）（a a1 1）在阳极上放出在阳极上放出在阳极上放出在阳极上放出OO2 2，在阴极上可能析出在阴极上可能析出在阴极上可能析出在阴极上可能析出 HH2 2 或或或或 AgAg，问阴极上，问阴极上，问阴极上，问阴极上 HH2 2 或或或或 Ag Ag 哪一个先析出来？哪一个先析出来？哪一个先析出来？哪一个先析出来？解：解：解：解：Ag Ag 的析出电势的析出电势的析出电势的析出电势中性溶液中性溶液中性溶液中性溶液 HH2 2的析出电势的析出电势的析出电势的析出电势 即使没有超电势的情况下，也是即使没有超电势的情况下，也是即使没有超电势的情

38、况下，也是即使没有超电势的情况下，也是 Ag Ag 容易析出。如果考虑氢容易析出。如果考虑氢容易析出。如果考虑氢容易析出。如果考虑氢超电势，则超电势，则超电势，则超电势，则 更负，更不容易析出。更负，更不容易析出。更负，更不容易析出。更负，更不容易析出。Ag Ag 先析出先析出先析出先析出24例例例例2 2：以镉电极电解中性以镉电极电解中性以镉电极电解中性以镉电极电解中性 CdSOCdSO4 4 溶液（溶液（溶液（溶液（a a 1 1），），），），阳极先析出什么物质？阳极先析出什么物质？阳极先析出什么物质？阳极先析出什么物质？解：解：解：解： CdCd2 2（a a 1 1） 2 e 2 e

39、 CdCd（s s）中性溶液中性溶液中性溶液中性溶液两者甚为接近，理论上说应该两者甚为接近，理论上说应该两者甚为接近，理论上说应该两者甚为接近，理论上说应该 CdCd 先析出。先析出。先析出。先析出。如果是酸性溶液，可以使如果是酸性溶液，可以使如果是酸性溶液，可以使如果是酸性溶液，可以使 比比比比 0. 414 V 0. 414 V 大，甚至超过大，甚至超过大，甚至超过大，甚至超过 ，HH2 2 可以先析出来。可以先析出来。可以先析出来。可以先析出来。但实际上，但实际上，但实际上，但实际上，HH2 2 在在在在CdCd电极上有电极上有电极上有电极上有 1 V 1 V 左右的超电势左右的超电势左

40、右的超电势左右的超电势，这就使，这就使，这就使，这就使 HH2 2 的析出电势的析出电势的析出电势的析出电势: :氢的析出电势比氢的析出电势比氢的析出电势比氢的析出电势比CdCd要负的多，因此总是要负的多，因此总是要负的多，因此总是要负的多，因此总是 CdCd 先析出，而先析出，而先析出，而先析出，而 HH2 2 一般不析出。一般不析出。一般不析出。一般不析出。25p. 131 p. 131 例例例例3 3 电解过程中注意：电解过程中注意：电解过程中注意：电解过程中注意： （1 1）电解池中溶液浓度的改变会引起反电动势的改变；）电解池中溶液浓度的改变会引起反电动势的改变；）电解池中溶液浓度的改

41、变会引起反电动势的改变；）电解池中溶液浓度的改变会引起反电动势的改变； （2 2）控制外加电压不宜过大，以防止氢气在阴极上同时析出。）控制外加电压不宜过大，以防止氢气在阴极上同时析出。）控制外加电压不宜过大，以防止氢气在阴极上同时析出。）控制外加电压不宜过大，以防止氢气在阴极上同时析出。26讨论：讨论：电电电电解解解解时时时时，在在在在阴阴阴阴极极极极上上上上，还还还还原原原原电电电电势势势势越越越越正正正正的的的的越越越越先先先先还还还还原原原原而而而而析析析析出出出出，同同同同理理理理在在在在阳阳阳阳极上，还原电势越负的越先氧化而析出。极上，还原电势越负的越先氧化而析出。极上，还原电势越负

42、的越先氧化而析出。极上，还原电势越负的越先氧化而析出。 超超超超电电电电势势势势的的的的存存存存在在在在，使使使使得得得得某某某某些些些些本本本本来来来来在在在在 HH之之之之后后后后在在在在阴阴阴阴极极极极上上上上 还还还还原原原原反反反反应应应应也也也也能能能能顺顺顺顺利利利利地地地地先先先先在在在在阴阴阴阴极极极极上上上上进进进进行行行行。 使使使使有有有有些些些些按按按按照照照照电电电电极极极极电电电电势势势势计计计计算算算算在在在在HH2 2以以以以后后后后析析析析出出出出的的的的金金金金属也能先析出，如属也能先析出，如属也能先析出，如属也能先析出，如 ZnZn、CdCd、Ni Ni

43、 等，甚至等，甚至等，甚至等，甚至 Na Na 可在可在可在可在 Hg Hg 上析出。上析出。上析出。上析出。 如如如如果果果果溶溶溶溶液液液液中中中中含含含含有有有有各各各各种种种种不不不不同同同同的的的的金金金金属属属属离离离离子子子子，它它它它们们们们分分分分别别别别具具具具有有有有不不不不同同同同的的的的析析析析出出出出电电电电势，则可以控制外加电压的大小使金属离子分步析出而得以分离。势，则可以控制外加电压的大小使金属离子分步析出而得以分离。势，则可以控制外加电压的大小使金属离子分步析出而得以分离。势，则可以控制外加电压的大小使金属离子分步析出而得以分离。272 2、金属离子的分离、金

44、属离子的分离、金属离子的分离、金属离子的分离 如如如如果果果果电电电电解解解解液液液液中中中中含含含含有有有有多多多多种种种种金金金金属属属属离离离离子子子子，各各各各种种种种离离离离子子子子按按按按其其其其对对对对应应应应的的的的电电电电极极极极电电电电势势势势由由由由高到低的次序先后在阴极析出。高到低的次序先后在阴极析出。高到低的次序先后在阴极析出。高到低的次序先后在阴极析出。例：若电解液中含活度均为例：若电解液中含活度均为例：若电解液中含活度均为例：若电解液中含活度均为 1 1 的的的的AgAg、Cd Cd 2 2、Cu Cu 2 2离子，何者先析出？离子，何者先析出？离子，何者先析出？

45、离子，何者先析出？已知已知已知已知由于由于由于由于离子析出时，先析出离子析出时，先析出离子析出时，先析出离子析出时，先析出 AgAg，再析出再析出再析出再析出 CuCu，最后析出，最后析出，最后析出，最后析出 CdCd 。28在上述溶液中，当阴极电势达到在上述溶液中，当阴极电势达到在上述溶液中，当阴极电势达到在上述溶液中，当阴极电势达到 0. 799 V 0. 799 V 时，时，时，时， Ag Ag 首先析出，随首先析出，随首先析出，随首先析出，随 着着着着Ag Ag 的析出，溶液中的析出，溶液中的析出，溶液中的析出，溶液中 AgAg 活度相应降低，而当其活度降低为原来的活度相应降低，而当其

46、活度降低为原来的活度相应降低，而当其活度降低为原来的活度相应降低，而当其活度降低为原来的 1 / 10 1 / 10 时（即时（即时（即时（即 a a0.10.1），根据电极反应的能斯特方程可知，阴极电势相应地），根据电极反应的能斯特方程可知，阴极电势相应地），根据电极反应的能斯特方程可知，阴极电势相应地），根据电极反应的能斯特方程可知，阴极电势相应地降低降低降低降低 0. 05915 V0. 05915 V。进一步分析：进一步分析：进一步分析：进一步分析：此计算也说明，随着外电压的增高，当阴极电势减小至此计算也说明，随着外电压的增高，当阴极电势减小至此计算也说明，随着外电压的增高，当阴极电势

47、减小至此计算也说明，随着外电压的增高，当阴极电势减小至 0. 740 V0. 740 V时，时，时，时，溶液中的溶液中的溶液中的溶液中的 AgAg的活度只有原来的的活度只有原来的的活度只有原来的的活度只有原来的 1 / 101 / 10。按照同样的方法，可以计算，当溶液中的按照同样的方法，可以计算，当溶液中的按照同样的方法，可以计算，当溶液中的按照同样的方法，可以计算，当溶液中的 Cu Cu 开始析出时，开始析出时，开始析出时，开始析出时，AgAg的的的的活度还有多少？活度还有多少？活度还有多少？活度还有多少？29即当阴极电势降低至即当阴极电势降低至即当阴极电势降低至即当阴极电势降低至 0.

48、337 V 0. 337 V 时，时，时，时， 为多少为多少为多少为多少 ？ 此结果说明，当溶液电解时，随着阴极电势的降低，至此结果说明，当溶液电解时，随着阴极电势的降低，至此结果说明，当溶液电解时，随着阴极电势的降低，至此结果说明，当溶液电解时，随着阴极电势的降低，至 Cu Cu 开始析出时，溶开始析出时，溶开始析出时，溶开始析出时，溶液中的液中的液中的液中的 AgAg 活度已只有活度已只有活度已只有活度已只有 10108 8，可以认为，可以认为，可以认为，可以认为 Ag Ag 已基本分离。已基本分离。已基本分离。已基本分离。按照同样的方法，可以计算当按照同样的方法，可以计算当按照同样的方法

49、，可以计算当按照同样的方法，可以计算当 Cd Cd 开始析出时，开始析出时，开始析出时，开始析出时，CuCu2+ 2+ 还剩多少？还剩多少？还剩多少？还剩多少？当当当当 Cd Cd 析出时，析出时，析出时，析出时，Cu Cu 的分离已很完全。的分离已很完全。的分离已很完全。的分离已很完全。30阳极反应阳极反应阳极反应阳极反应pp由于阳极发生氧化反应，析出电势越低的离子，越容易在阳极上放电由于阳极发生氧化反应，析出电势越低的离子，越容易在阳极上放电由于阳极发生氧化反应，析出电势越低的离子，越容易在阳极上放电由于阳极发生氧化反应，析出电势越低的离子，越容易在阳极上放电而氧化。电解时，阳极电势逐渐由

50、低变高时（外电压增加），各种离而氧化。电解时，阳极电势逐渐由低变高时（外电压增加），各种离而氧化。电解时，阳极电势逐渐由低变高时（外电压增加），各种离而氧化。电解时，阳极电势逐渐由低变高时（外电压增加），各种离子依其析出电势由低到高的顺序先后放电进行氧化反应。子依其析出电势由低到高的顺序先后放电进行氧化反应。子依其析出电势由低到高的顺序先后放电进行氧化反应。子依其析出电势由低到高的顺序先后放电进行氧化反应。 pp如果阳极材料是惰性材料（如如果阳极材料是惰性材料（如如果阳极材料是惰性材料（如如果阳极材料是惰性材料（如 PtPt，石墨），则电解时，阳极反应只能石墨），则电解时，阳极反应只能石墨），

51、则电解时，阳极反应只能石墨），则电解时，阳极反应只能是负离子放电。如是负离子放电。如是负离子放电。如是负离子放电。如 ClCl、BrBr、I I、OHOH等分别氧化成等分别氧化成等分别氧化成等分别氧化成ClCl2 2、BrBr2 2、I I2 2 和和和和 OO2 2。而一般含氧酸根离子，如而一般含氧酸根离子，如而一般含氧酸根离子，如而一般含氧酸根离子，如 SOSO4 42 2、POPO4 43 3、NONO3 3 等，因其析等，因其析等，因其析等，因其析出电势很高，在水溶液中不可能在阳极放电。出电势很高，在水溶液中不可能在阳极放电。出电势很高，在水溶液中不可能在阳极放电。出电势很高，在水溶液

52、中不可能在阳极放电。pp如果阳极材料是较活泼的金属，如如果阳极材料是较活泼的金属，如如果阳极材料是较活泼的金属，如如果阳极材料是较活泼的金属，如 ZnZn、CuCu，则电解时，反应考虑电则电解时，反应考虑电则电解时，反应考虑电则电解时，反应考虑电极材料溶解下来成为金属离子。极材料溶解下来成为金属离子。极材料溶解下来成为金属离子。极材料溶解下来成为金属离子。pp在阳极上，可能是负离子析出，也可能是阳极溶解，任何放出电子的在阳极上，可能是负离子析出，也可能是阳极溶解，任何放出电子的在阳极上，可能是负离子析出，也可能是阳极溶解，任何放出电子的在阳极上，可能是负离子析出，也可能是阳极溶解，任何放出电子

53、的氧氧氧氧 化反应都是在阳极上进行，主要看哪一个反应所要求的电势低些，化反应都是在阳极上进行，主要看哪一个反应所要求的电势低些，化反应都是在阳极上进行，主要看哪一个反应所要求的电势低些，化反应都是在阳极上进行，主要看哪一个反应所要求的电势低些，就发生哪就发生哪就发生哪就发生哪 一个反应。一个反应。一个反应。一个反应。31结论：结论：结论：结论： 一般来说，两种金属的析出电位至少相差一般来说，两种金属的析出电位至少相差一般来说，两种金属的析出电位至少相差一般来说，两种金属的析出电位至少相差 0. 2 V0. 2 V，才能有效的分离。才能有效的分离。才能有效的分离。才能有效的分离。 如如如如对对对

54、对CuCu2 2来来来来说说说说，当当当当外外外外加加加加电电电电压压压压增增增增加加加加 0. 0. 2 2 V V时时时时（阴阴阴阴极极极极电电电电势势势势降降降降低低低低 0. 0. 2V2V时时时时）CuCu2 2浓度约为原来浓度的浓度约为原来浓度的浓度约为原来浓度的浓度约为原来浓度的 10107 7，可以认为，可以认为，可以认为，可以认为 CuCu2 2 已全部析出。已全部析出。已全部析出。已全部析出。 如欲使两种金属同时析出，即以合金的形式析出，则须调整溶液中离如欲使两种金属同时析出，即以合金的形式析出，则须调整溶液中离如欲使两种金属同时析出，即以合金的形式析出，则须调整溶液中离如

55、欲使两种金属同时析出，即以合金的形式析出，则须调整溶液中离子的活度，使其具有同样的析出电势。子的活度，使其具有同样的析出电势。子的活度，使其具有同样的析出电势。子的活度，使其具有同样的析出电势。如如如如CuCu2 2、ZnZn2 2在浓度相同时，析出电势相差很多。在浓度相同时，析出电势相差很多。在浓度相同时，析出电势相差很多。在浓度相同时，析出电势相差很多。32电镀与精饰电镀与精饰电镀与精饰电镀与精饰铝铝铝铝和铝合金的电化学氧化和着色和铝合金的电化学氧化和着色和铝合金的电化学氧化和着色和铝合金的电化学氧化和着色塑料电镀塑料电镀塑料电镀塑料电镀电解过程的运用举例电解过程的运用举例电解过程的运用举

56、例电解过程的运用举例33 如如如如果果果果在在在在电电电电解解解解液液液液中中中中加加加加入入入入配配配配位位位位离离离离子子子子CNCN，使使使使其其其其形形形形成成成成Cu(CN)Cu(CN)3 3和和和和Zn(CN)Zn(CN)4 42 2，这这这这样样样样就就就就改改改改变变变变了了了了二二二二者者者者的的的的析析析析出出出出电电电电势势势势，而而而而使使使使它它它它们们们们变变变变得得得得比比比比较较较较接接接接近近近近，（此此此此时时时时CuCu的的的的可可可可逆逆逆逆电电电电势势势势变变变变为为为为0.763V0.763V，ZnZn的的的的变变变变为为为为1.108V1.108V

57、，二二二二者者者者相相相相差差差差仅仅仅仅0. 0. 345V345V）再再再再调调调调节节节节温温温温度度度度、电电电电流流流流密密密密度度度度以以以以及及及及CNCN浓度就可以获得浓度就可以获得浓度就可以获得浓度就可以获得 CuCuZn Zn 合金。合金。合金。合金。电镀与精饰电镀与精饰电镀与精饰电镀与精饰高氰仿金镀液高氰仿金镀液高氰仿金镀液高氰仿金镀液 / g L/ g L-1-1CuCNCuCN 25 30 25 30ZnOZnO 7 9 7 9NaCNNaCN 60 70 60 70NaNa2 2SnOSnO3 33H3H2 2O 5 7O 5 7NaNa2 2COCO3 3 25

58、30 25 30pH 12 13pH 12 13温度温度温度温度 10 40 10 40 电流密度电流密度电流密度电流密度 5 6Adm 5 6Adm-2-2阴阳极面积比阴阳极面积比阴阳极面积比阴阳极面积比 1 : 2 31 : 2 3阳极材料阳极材料阳极材料阳极材料 黄铜板黄铜板黄铜板黄铜板( Cu 70 Zn 30)( Cu 70 Zn 30)焦磷酸盐仿金镀液焦磷酸盐仿金镀液焦磷酸盐仿金镀液焦磷酸盐仿金镀液 / g L/ g L-1-1CuSOCuSO4 455HH2 2O 4050O 4050SnClSnCl2 222HH2 2O 45O 45ZnSOZnSO4 477HH2 2O 14

59、17O 1417KK4 4P P2 2OO7 7 33HH2 2O 270300O 270300NaNa3 3C C6 6HH5 5OO7 7 22HH2 2O 1418O 1418N(CHN(CH2 2COOH)COOH)3 3 1822 1822KOH(8082%) 1620KOH(8082%) 1620CoClCoCl2 2 66HH2 2O 0.10.2O 0.10.2pH 8.58.8pH 8.58.8温度温度温度温度 15301530电流密度电流密度电流密度电流密度 0.8 1.2 A dm 0.8 1.2 A dm-2-2阴阳极面积比阴阳极面积比阴阳极面积比阴阳极面积比 1 :

60、2 31 : 2 3阳极材料阳极材料阳极材料阳极材料 黄铜板黄铜板黄铜板黄铜板铜锌合金铜锌合金铜锌合金铜锌合金( (黄铜黄铜黄铜黄铜) )电镀电镀电镀电镀34铝铝铝铝和铝合金的电化学氧化和着色和铝合金的电化学氧化和着色和铝合金的电化学氧化和着色和铝合金的电化学氧化和着色1 1、表表表表面面面面打打打打磨磨磨磨至至至至光光光光亮亮亮亮，浸浸浸浸入入入入 60 60 7070化化化化学学学学除除除除油油油油液液液液中中中中3 35 5分分分分钟钟钟钟，在在在在放放放放入入入入硝酸中和液中硝酸中和液中硝酸中和液中硝酸中和液中3 35 5分钟，取出冲洗干净。分钟，取出冲洗干净。分钟，取出冲洗干净。分钟

61、，取出冲洗干净。2 2、浸入、浸入、浸入、浸入 9090115 115 的化学抛光液中的化学抛光液中的化学抛光液中的化学抛光液中3838分钟，再用温水冲洗干净。分钟，再用温水冲洗干净。分钟，再用温水冲洗干净。分钟，再用温水冲洗干净。3 3、将将将将铝铝铝铝制制制制品品品品作作作作为为为为阳阳阳阳极极极极，插插插插入入入入硫硫硫硫酸酸酸酸电电电电解解解解液液液液中中中中，以以以以不不不不锈锈锈锈钢钢钢钢为为为为阴阴阴阴极极极极，控控控控制制制制温温温温度度度度 15 15 25 25 ，电电电电压压压压 12 12 25 25 V V，电电电电流流流流密密密密度度度度 0. 0. 5 5 1.

62、1. 5 5 A/dmA/dm2 2，电电电电解解解解氧氧氧氧化化化化 40 40 60 min 60 min4 4、氧化膜着色、氧化膜着色、氧化膜着色、氧化膜着色a. a. 有有有有机机机机染染染染料料料料着着着着色色色色：将将将将新新新新鲜鲜鲜鲜电电电电解解解解后后后后的的的的铝铝铝铝制制制制件件件件，经经经经冷冷冷冷水水水水清清清清洗洗洗洗后后后后放放放放入入入入 40 40 60 60 染染染染色色色色液液液液中中中中约约约约 202030 30 minmin，即即即即可可可可染染染染成成成成红红红红色色色色，再再再再将将将将制制制制件件件件清清清清洗洗洗洗放放放放入入入入95 95

63、100100的蒸馏水中的蒸馏水中的蒸馏水中的蒸馏水中 20 20 30 min 30 min 封闭。封闭。封闭。封闭。b. b. 无机染料着色：将铝制件放入亚铁氰化钾溶液中处理无机染料着色：将铝制件放入亚铁氰化钾溶液中处理无机染料着色：将铝制件放入亚铁氰化钾溶液中处理无机染料着色：将铝制件放入亚铁氰化钾溶液中处理10101515分钟，取分钟，取分钟，取分钟，取 出清洗后，再放入出清洗后，再放入出清洗后，再放入出清洗后，再放入 FeClFeCl3 3 溶液中处理溶液中处理溶液中处理溶液中处理 10101515分钟，取出洗净，即得普分钟，取出洗净，即得普分钟，取出洗净，即得普分钟，取出洗净，即得普

64、鲁士兰制件。（不需封闭）鲁士兰制件。（不需封闭）鲁士兰制件。（不需封闭）鲁士兰制件。（不需封闭）35各种溶液各种溶液各种溶液各种溶液1 1、化学除油液：、化学除油液：、化学除油液：、化学除油液：NaNa3 3POPO4 4 45g Na45g Na2 2SiOSiO3 3 12g 12g 溶于溶于溶于溶于800 mLH800 mLH2 2OO中，中，中，中， 再加洗涤剂（白猫）再加洗涤剂（白猫）再加洗涤剂（白猫）再加洗涤剂（白猫）0. 6 0. 6 mLmL。2 2、硝酸中和液：、硝酸中和液：、硝酸中和液：、硝酸中和液：65656868HNOHNO3 3 460g460g配成配成配成配成800

65、mL800mL溶液。溶液。溶液。溶液。3 3、化学抛光液：、化学抛光液：、化学抛光液：、化学抛光液： HH3 3POPO4 4 420 420 mLmL H H2 2SOSO4 4 120 120 mLmL HNO HNO3 3 60 60 mLmL 充分混合。充分混合。充分混合。充分混合。4 4、硫酸电解液：取硫酸、硫酸电解液：取硫酸、硫酸电解液：取硫酸、硫酸电解液：取硫酸 170 170 mLmL，缓慢加入缓慢加入缓慢加入缓慢加入1000 1000 mLmL水中，稀释至水中，稀释至水中，稀释至水中，稀释至1500 1500 mLmL。5 5、染色液、染色液、染色液、染色液a. a. 酸性红

66、酸性红酸性红酸性红 0.6 g 0.6 g 加少量水调成糊状，在水浴上煮沸加少量水调成糊状，在水浴上煮沸加少量水调成糊状，在水浴上煮沸加少量水调成糊状，在水浴上煮沸 3 35 5 分钟，稀分钟，稀分钟，稀分钟，稀 释至释至释至释至 200 200 mLmL，并用冰醋酸，氨水调节并用冰醋酸，氨水调节并用冰醋酸，氨水调节并用冰醋酸，氨水调节 pH pH 值为值为值为值为 4.5 4.5 5.55.5。 b. b. 亚亚亚亚铁铁铁铁氰氰氰氰化化化化钾钾钾钾KK4 4Fe(CN)Fe(CN)6 633HH2 2O O 4 4 g g，配配配配成成成成 200 200 mLmL溶溶溶溶液液液液，FeCl

67、FeCl3 3 6g6g，配成配成配成配成 200 200 mLmL 溶液。溶液。溶液。溶液。36表面染色工艺和染料表面染色工艺和染料表面染色工艺和染料表面染色工艺和染料颜色颜色颜色颜色染料染料染料染料染料含量染料含量染料含量染料含量 / (g/L)/ (g/L)染色时间染色时间染色时间染色时间 / min/ min染液温度染液温度染液温度染液温度/ / 黑色黑色黑色黑色苯胺黑苯胺黑苯胺黑苯胺黑5 510101515303060 60 7070红色红色红色红色酸性红酸性红酸性红酸性红5 510101515303015 15 4040兰色兰色兰色兰色直梅兰直梅兰直梅兰直梅兰3 35 515152

68、02015 15 2525绿色绿色绿色绿色酸性绿酸性绿酸性绿酸性绿5 51515202070 70 8080金黄色金黄色金黄色金黄色活性艳橙活性艳橙活性艳橙活性艳橙0. 50. 55 5151570 70 808037金属铝表面电化学处理工艺及氧化膜特性金属铝表面电化学处理工艺及氧化膜特性金属铝表面电化学处理工艺及氧化膜特性金属铝表面电化学处理工艺及氧化膜特性方法方法方法方法自然氧化膜自然氧化膜自然氧化膜自然氧化膜硫酸阳极氧化硫酸阳极氧化硫酸阳极氧化硫酸阳极氧化草酸阳极氧化草酸阳极氧化草酸阳极氧化草酸阳极氧化铬酸阳极氧化铬酸阳极氧化铬酸阳极氧化铬酸阳极氧化工艺工艺工艺工艺自然形成自然形成自然形

69、成自然形成180180200 g/ L 200 g/ L HH2 2SOSO4 4 溶液溶液溶液溶液404050 g/ L 50 g/ L HH2 2C C2 2OO4 4 溶液溶液溶液溶液505055 g/ L 55 g/ L CrOCrO3 3 溶液溶液溶液溶液膜厚度膜厚度膜厚度膜厚度 / / mm2. 52. 55 55 520205 515152. 52. 55 5温度温度温度温度 / / 室温室温室温室温151520202525303039 239 2电流密度电流密度电流密度电流密度/ /（A/dmA/dm2 2） 0. 80. 82. 52. 51. 51. 54. 54. 50.

70、 70. 72. 72. 7处理时间处理时间处理时间处理时间 / min/ min40 40 6060303060606060氧化膜特性氧化膜特性氧化膜特性氧化膜特性硬度高，吸附能硬度高，吸附能硬度高，吸附能硬度高，吸附能力强，无色，易力强，无色，易力强，无色，易力强，无色，易染色染色染色染色抗腐蚀能力强，抗腐蚀能力强，抗腐蚀能力强，抗腐蚀能力强，硬度高，抗磨，硬度高，抗磨，硬度高，抗磨，硬度高，抗磨，淡黄色，只能染淡黄色，只能染淡黄色，只能染淡黄色，只能染深色深色深色深色质软，弹性好，质软，弹性好，质软，弹性好，质软，弹性好，灰白，深灰，灰白，深灰，灰白，深灰，灰白，深灰，不易染色不易染色不

71、易染色不易染色工艺特性工艺特性工艺特性工艺特性工艺简单，时间工艺简单，时间工艺简单，时间工艺简单，时间短，溶液稳定，短，溶液稳定，短，溶液稳定，短，溶液稳定，成本低成本低成本低成本低易获得较厚镀层，易获得较厚镀层，易获得较厚镀层，易获得较厚镀层，成本较高，电能成本较高，电能成本较高，电能成本较高，电能耗大耗大耗大耗大加工精度高，加工精度高，加工精度高，加工精度高，光洁度高，加光洁度高，加光洁度高，加光洁度高，加工成本能耗大工成本能耗大工成本能耗大工成本能耗大38塑料电镀塑料电镀塑料电镀塑料电镀一、用砂皮将塑料表面打毛一、用砂皮将塑料表面打毛一、用砂皮将塑料表面打毛一、用砂皮将塑料表面打毛二、化

72、学去油二、化学去油二、化学去油二、化学去油 化学去油液化学去油液化学去油液化学去油液: (7075 : (7075 约约约约3 35 5分钟分钟分钟分钟) ) NaOHNaOH 80 g/L NaCO 80 g/L NaCO3 3 15 g/L 15 g/L Na Na3 3POPO4 4 30 g/L 30 g/L 海鸥洗涤剂海鸥洗涤剂海鸥洗涤剂海鸥洗涤剂 5 5 mLmL/L/L三、用冷水彻底清洗后进行表面化学粗化三、用冷水彻底清洗后进行表面化学粗化三、用冷水彻底清洗后进行表面化学粗化三、用冷水彻底清洗后进行表面化学粗化 粗化液：粗化液：粗化液：粗化液：( 70 75 ( 70 75 约约

73、约约 3 35 5分钟分钟分钟分钟) ) 硫酸硫酸硫酸硫酸 600 600 mLmL 铬酸铬酸铬酸铬酸 20 g/L20 g/L 水水水水 400 400 mLmL四、用冷水彻底清洗后进行表面敏化处理四、用冷水彻底清洗后进行表面敏化处理四、用冷水彻底清洗后进行表面敏化处理四、用冷水彻底清洗后进行表面敏化处理 敏化液敏化液敏化液敏化液: (: (室温约室温约室温约室温约 3 35 5 分钟分钟分钟分钟) ) 氯化亚锡氯化亚锡氯化亚锡氯化亚锡 10 g/L 10 g/L 盐酸盐酸盐酸盐酸 40 40 mLmL五、用冷水、蒸馏水清洗后，进行活化处理五、用冷水、蒸馏水清洗后，进行活化处理五、用冷水、蒸

74、馏水清洗后，进行活化处理五、用冷水、蒸馏水清洗后，进行活化处理 活化液：活化液：活化液：活化液：( (室温约室温约室温约室温约 3 35 5 分钟分钟分钟分钟) ) 硝酸银硝酸银硝酸银硝酸银 1.5 1.5 2 g/L2 g/L用氨水滴至褐色转透明用氨水滴至褐色转透明用氨水滴至褐色转透明用氨水滴至褐色转透明39六、在六、在六、在六、在 1: 91: 9甲醛溶液中浸几分钟，除去活化银盐甲醛溶液中浸几分钟，除去活化银盐甲醛溶液中浸几分钟，除去活化银盐甲醛溶液中浸几分钟，除去活化银盐七、用冷水清洗后进行化学镀铜七、用冷水清洗后进行化学镀铜七、用冷水清洗后进行化学镀铜七、用冷水清洗后进行化学镀铜 镀铜

75、液：镀铜液：镀铜液：镀铜液： ( (室温室温室温室温 20203030分钟分钟分钟分钟) ) 甲：酒石酸钠甲：酒石酸钠甲：酒石酸钠甲：酒石酸钠 45.5 g/L 45.5 g/L 氢氧化钠氢氧化钠氢氧化钠氢氧化钠 9 g/L 9 g/L 碳酸钠碳酸钠碳酸钠碳酸钠 4.2 g/L4.2 g/L 乙：硫酸铜乙：硫酸铜乙：硫酸铜乙：硫酸铜 14 g/L 14 g/L 氯化镍氯化镍氯化镍氯化镍 4 g/L 4 g/L 甲醛甲醛甲醛甲醛 53 g/L53 g/L 镀铜时按镀铜时按镀铜时按镀铜时按 甲甲甲甲/ /乙乙乙乙 3 3 的比例临时配制。的比例临时配制。的比例临时配制。的比例临时配制。八、流水清洗

76、后低温晾干八、流水清洗后低温晾干八、流水清洗后低温晾干八、流水清洗后低温晾干九、电镀铜九、电镀铜九、电镀铜九、电镀铜 配方：硫酸铜配方：硫酸铜配方：硫酸铜配方：硫酸铜 180180200 g/L 200 g/L 硫酸硫酸硫酸硫酸 404050 g/L 50 g/L 乙醇乙醇乙醇乙醇 5 5 mLmL/L/L 电流密度：电流密度：电流密度：电流密度：1 11. 5 A/dm1. 5 A/dm2 2 室温室温室温室温 1 12 2小时小时小时小时十、电镀镍十、电镀镍十、电镀镍十、电镀镍 配方：硫酸镍配方：硫酸镍配方：硫酸镍配方：硫酸镍 150 g/L 150 g/L 氯化钠氯化钠氯化钠氯化钠 8

77、g/L8 g/L 硼酸硼酸硼酸硼酸 20 g/L 20 g/L 糖精糖精糖精糖精 0.5 g/L0.5 g/L 镀镍光亮剂镀镍光亮剂镀镍光亮剂镀镍光亮剂 0.5 0.5 mLmL/L /L 十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠 0.1 g/L0.1 g/L 电流密度约电流密度约电流密度约电流密度约 3 A/dm3 A/dm2 2 室温室温室温室温 3030分钟分钟分钟分钟401 1、电化学腐蚀、电化学腐蚀、电化学腐蚀、电化学腐蚀化学腐蚀：化学腐蚀：化学腐蚀：化学腐蚀：单纯由化学作用而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。单纯由化学作用而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。单纯由化学作用而引起的腐蚀叫

78、做化学腐蚀。单纯由化学作用而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。电化学腐蚀：电化学腐蚀：电化学腐蚀：电化学腐蚀：当金属与电解质溶液接触时，由电化学作用而引起当金属与电解质溶液接触时，由电化学作用而引起当金属与电解质溶液接触时，由电化学作用而引起当金属与电解质溶液接触时，由电化学作用而引起的腐蚀叫做电化学腐蚀。的腐蚀叫做电化学腐蚀。的腐蚀叫做电化学腐蚀。的腐蚀叫做电化学腐蚀。例例例例如如如如：二二二二种种种种金金金金属属属属或或或或者者者者二二二二种种种种不不不不同同同同金金金金属属属属的的的的制制制制品品品品相相相相接接接接触触触触，同同同同时时时时与与与与其其其其它它它它介介介介质质质质接接接接触触触触

79、（经经经经空空空空气气气气、电电电电解解解解质质质质溶溶溶溶液液液液等等等等）就就就就形形形形成成成成原原原原电电电电池池池池，就就就就能能能能进进进进行原电池的电化学作用。行原电池的电化学作用。行原电池的电化学作用。行原电池的电化学作用。 如如如如图图图图铜铜铜铜板板板板上上上上一一一一个个个个铁铁铁铁铆铆铆铆钉钉钉钉，铁铁铁铁为为为为负负负负极极极极（阳阳阳阳极极极极），铜铜铜铜为为为为正正正正极极极极（阴阴阴阴极极极极），两两两两极极极极上发生的反应如下：上发生的反应如下：上发生的反应如下：上发生的反应如下：10.410.4、金属的腐蚀与防腐、金属的腐蚀与防腐、金属的腐蚀与防腐、金属的腐

80、蚀与防腐41负极（阳极）进行氧化反应：负极（阳极）进行氧化反应：负极（阳极）进行氧化反应：负极（阳极）进行氧化反应：正极（阴极）上可发生不同的反应：正极（阴极）上可发生不同的反应：正极（阴极）上可发生不同的反应：正极（阴极）上可发生不同的反应：（1 1）氢离子还原为）氢离子还原为）氢离子还原为）氢离子还原为HH2 2（g g）析出，此即为析氢腐蚀。析出，此即为析氢腐蚀。析出，此即为析氢腐蚀。析出，此即为析氢腐蚀。（2 2）氧气在阴极上得到电子，发生还原反应，此即为吸氧腐蚀。）氧气在阴极上得到电子，发生还原反应，此即为吸氧腐蚀。）氧气在阴极上得到电子，发生还原反应，此即为吸氧腐蚀。）氧气在阴极上

81、得到电子，发生还原反应，此即为吸氧腐蚀。 两者比较，两者比较，两者比较，两者比较， 2 2比比比比 1 1大得多，从电极电势的角度看，反应（大得多，从电极电势的角度看，反应（大得多，从电极电势的角度看，反应（大得多，从电极电势的角度看，反应（2 2）比反）比反）比反）比反应（应（应（应（1 1）容易发生。所以，）容易发生。所以，）容易发生。所以，）容易发生。所以，OO2 2 存在时，存在时，存在时，存在时，Fe Fe 的腐蚀更严重。的腐蚀更严重。的腐蚀更严重。的腐蚀更严重。42pH can attain 3.5 4Mechanism of pitting corrosion of metal4

82、3 一一一一般般般般工工工工业业业业生生生生产产产产中中中中钢钢钢钢铁铁铁铁在在在在大大大大气气气气里里里里的的的的腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀主主主主要要要要是是是是吸吸吸吸氧氧氧氧腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀，假假假假如如如如铁铁铁铁完完完完全全全全浸浸浸浸没没没没在在在在硫硫硫硫酸酸酸酸溶溶溶溶液液液液中中中中，则则则则氢氢氢氢离离离离子子子子被被被被还还还还原原原原的的的的可可可可能能能能性性性性比比比比氧氧氧氧气气气气大大大大，此此此此时时时时就就就就可能产生析氢腐蚀（如酸洗）。可能产生析氢腐蚀（如酸洗）。可能产生析氢腐蚀（如酸洗）。可能产生析氢腐蚀（如酸洗）。 由于工业上所用金属常常不纯，所以杂质的存在就

83、可能造成微电由于工业上所用金属常常不纯，所以杂质的存在就可能造成微电由于工业上所用金属常常不纯，所以杂质的存在就可能造成微电由于工业上所用金属常常不纯，所以杂质的存在就可能造成微电池。再由于金属表面上的浓差，也可造成微电池。池。再由于金属表面上的浓差，也可造成微电池。池。再由于金属表面上的浓差，也可造成微电池。池。再由于金属表面上的浓差，也可造成微电池。 二个铁板，二个铁板，二个铁板，二个铁板，A A上氧含量多，上氧含量多，上氧含量多，上氧含量多，B B上含氧量少，则上含氧量少，则上含氧量少，则上含氧量少，则 A A 成为阴极，成为阴极，成为阴极，成为阴极，B B 成为成为成为成为阳极。阳极。

84、阳极。阳极。阳极（阳极（阳极（阳极（B B）阴极（阴极（阴极（阴极（A A）结果：氧含量少处，局部腐蚀严重（阳极），此可解释为什么在裂缝结果：氧含量少处，局部腐蚀严重（阳极），此可解释为什么在裂缝结果：氧含量少处，局部腐蚀严重（阳极），此可解释为什么在裂缝结果：氧含量少处，局部腐蚀严重（阳极），此可解释为什么在裂缝或螺钉接头处往往腐蚀严重。或螺钉接头处往往腐蚀严重。或螺钉接头处往往腐蚀严重。或螺钉接头处往往腐蚀严重。442 2、金属的防腐、金属的防腐、金属的防腐、金属的防腐（1 1）非金属保护层）非金属保护层）非金属保护层）非金属保护层这些保护层必须完整时才能起保护作用。这些保护层必须完整时才

85、能起保护作用。这些保护层必须完整时才能起保护作用。这些保护层必须完整时才能起保护作用。（2 2）金属保护层）金属保护层）金属保护层）金属保护层若镀上的金属有较负的电极电势，如锌镀在铁上，锌为阳极，若镀上的金属有较负的电极电势，如锌镀在铁上，锌为阳极，若镀上的金属有较负的电极电势，如锌镀在铁上，锌为阳极，若镀上的金属有较负的电极电势，如锌镀在铁上，锌为阳极，铁为阴极铁为阴极铁为阴极铁为阴极 阳极保护层。阳极保护层。阳极保护层。阳极保护层。若若若若镀上的金属有较正的电极电势，如锡镀在铁上，锡为阴极，镀上的金属有较正的电极电势，如锡镀在铁上，锡为阴极，镀上的金属有较正的电极电势，如锡镀在铁上，锡为阴

86、极，镀上的金属有较正的电极电势，如锡镀在铁上，锡为阴极，铁为阳极铁为阳极铁为阳极铁为阳极 阴极保护层。阴极保护层。阴极保护层。阴极保护层。这两种镀层完整时一样。而当镀层破损时，阴极金属加速了这两种镀层完整时一样。而当镀层破损时，阴极金属加速了这两种镀层完整时一样。而当镀层破损时，阴极金属加速了这两种镀层完整时一样。而当镀层破损时，阴极金属加速了阳极金属的氧化，阴极保护层加速了铁的腐蚀。阳极金属的氧化，阴极保护层加速了铁的腐蚀。阳极金属的氧化，阴极保护层加速了铁的腐蚀。阳极金属的氧化，阴极保护层加速了铁的腐蚀。（3 3）电化学保护）电化学保护）电化学保护）电化学保护 a . a . 保护器保护保

87、护器保护保护器保护保护器保护 将电极电势较低的金属和被保护的金属连在将电极电势较低的金属和被保护的金属连在将电极电势较低的金属和被保护的金属连在将电极电势较低的金属和被保护的金属连在一起，构成原电池，电极电势较低的金属成为阳一起，构成原电池，电极电势较低的金属成为阳一起，构成原电池，电极电势较低的金属成为阳一起，构成原电池，电极电势较低的金属成为阳极而氧化腐蚀，保护了阴极金属，这种保护又称极而氧化腐蚀，保护了阴极金属，这种保护又称极而氧化腐蚀，保护了阴极金属，这种保护又称极而氧化腐蚀，保护了阴极金属，这种保护又称为牺牲阳极保护法。为牺牲阳极保护法。为牺牲阳极保护法。为牺牲阳极保护法。45b .

88、 b . 阴极电保护阴极电保护阴极电保护阴极电保护将负极接在被保护的金属上，使它成为阴极，正极接将负极接在被保护的金属上，使它成为阴极，正极接将负极接在被保护的金属上，使它成为阴极，正极接将负极接在被保护的金属上，使它成为阴极，正极接到废铁上，而成为阳极，腐蚀了废铁，保护了设备。到废铁上，而成为阳极，腐蚀了废铁，保护了设备。到废铁上，而成为阳极，腐蚀了废铁，保护了设备。到废铁上，而成为阳极，腐蚀了废铁，保护了设备。c . c . 阳极电保护阳极电保护阳极电保护阳极电保护由于金属可以在氧化剂的作用下氧化，所以也可以在由于金属可以在氧化剂的作用下氧化，所以也可以在由于金属可以在氧化剂的作用下氧化，

89、所以也可以在由于金属可以在氧化剂的作用下氧化，所以也可以在电流的作用下钝化，将正极接在被保护的金属上造成电流的作用下钝化，将正极接在被保护的金属上造成电流的作用下钝化，将正极接在被保护的金属上造成电流的作用下钝化，将正极接在被保护的金属上造成金属钝化。金属钝化。金属钝化。金属钝化。_ _0 0+ + A AE EF FB BC C过钝化区过钝化区过钝化区过钝化区钝钝钝钝化化化化区区区区活活活活化化化化区区区区AB AB 为活化区，此时为活化区，此时为活化区，此时为活化区，此时 Fe FeFe Fe2+ 2+ + 2e+ 2eBE BE 为钝化区为钝化区为钝化区为钝化区. . B B 点为钝化电

90、位，点为钝化电位，点为钝化电位，点为钝化电位， E E 点点点点 金属处于稳定的钝态金属处于稳定的钝态金属处于稳定的钝态金属处于稳定的钝态. . 只要维持只要维持只要维持只要维持EFEF之间的电位，金属处于之间的电位，金属处于之间的电位，金属处于之间的电位，金属处于稳定的钝化状态；稳定的钝化状态；稳定的钝化状态；稳定的钝化状态； FC FC 称称称称过过过过钝钝钝钝化化化化区区区区，此此此此时时时时 Fe Fe 以以以以高高高高价价价价离离离离子子子子进进进进入入入入溶溶溶溶液液液液（如如如如达达达达到到到到氧氧氧氧的的的的析析析析出出出出电电电电位位位位，就就就就发发发发生析氧反应）。生析氧

91、反应）。生析氧反应）。生析氧反应）。46 硫酸氢钙硫酸氢钙硫酸氢钙硫酸氢钙 CaCa2 2 HCOHCO3 3 OHOH CaCOCaCO3 3 HH2 2OOZnZn2 2 2OH 2OH Zn(OH) Zn(OH)2 2 2Fe + 2Na2Fe + 2Na2 2CrOCrO4 4 + 2H+ 2H2 2O FeO Fe2 2OO3 3 CrCr2 2OO3 3 4NaOH4NaOH如如如如铬酸钠铬酸钠铬酸钠铬酸钠（4 4）缓蚀剂法）缓蚀剂法）缓蚀剂法）缓蚀剂法在腐蚀介质中，加入少量这种物质就能减小腐蚀速度，在腐蚀介质中，加入少量这种物质就能减小腐蚀速度，在腐蚀介质中，加入少量这种物质就能

92、减小腐蚀速度，在腐蚀介质中，加入少量这种物质就能减小腐蚀速度，这种物质称为缓蚀剂。这种物质称为缓蚀剂。这种物质称为缓蚀剂。这种物质称为缓蚀剂。a . a . 无机缓蚀剂无机缓蚀剂无机缓蚀剂无机缓蚀剂在中性或碱性介质中用得较多。如铬酸盐，重铬酸盐，在中性或碱性介质中用得较多。如铬酸盐，重铬酸盐，在中性或碱性介质中用得较多。如铬酸盐，重铬酸盐，在中性或碱性介质中用得较多。如铬酸盐，重铬酸盐，磷酸盐，硫酸氢盐，它们主要在金属表面形成磷酸盐，硫酸氢盐，它们主要在金属表面形成磷酸盐，硫酸氢盐，它们主要在金属表面形成磷酸盐，硫酸氢盐，它们主要在金属表面形成一层氧化膜或沉淀物。一层氧化膜或沉淀物。一层氧化膜

93、或沉淀物。一层氧化膜或沉淀物。 硫酸锌硫酸锌硫酸锌硫酸锌OO2 2 2H 2H2 2O O 2e 4 OH2e 4 OH保护膜保护膜保护膜保护膜聚磷酸盐能形成带正电荷的胶体粒子聚磷酸盐能形成带正电荷的胶体粒子聚磷酸盐能形成带正电荷的胶体粒子聚磷酸盐能形成带正电荷的胶体粒子 NaNa6 6CaPCaP6 6OO1818 mmn+ n+ 配离子配离子配离子配离子 47b . b . 有机缓蚀剂有机缓蚀剂有机缓蚀剂有机缓蚀剂 在在在在酸酸酸酸性性性性介介介介质质质质中中中中，一一一一般般般般采采采采用用用用缓缓缓缓蚀蚀蚀蚀剂剂剂剂，一一一一般般般般是是是是含含含含 N N，S S，O O 的的的的有

94、有有有机机机机物物物物。如如如如乌乌乌乌洛洛洛洛托托托托品品品品 六六六六次次次次甲甲甲甲基基基基四四四四胺胺胺胺 (CH(CH2 2) )6 6N N4 4 ，乌乌乌乌洛洛洛洛托托托托品品品品与与与与苯苯苯苯胺胺胺胺的的的的缩缩缩缩合合合合物物物物，苯苯苯苯基基基基硫硫硫硫脲脲脲脲等等等等。它它它它主主主主要要要要是是是是吸吸吸吸附附附附在在在在阴阴阴阴极极极极表表表表面面面面而而而而增增增增加加加加氢氢氢氢超超超超电电电电势势势势，所所所所以以以以防防防防碍碍碍碍氢离子的放电过程，而使金属溶解速度减慢。氢离子的放电过程，而使金属溶解速度减慢。氢离子的放电过程，而使金属溶解速度减慢。氢离子的

95、放电过程，而使金属溶解速度减慢。c . c . 有机缓蚀剂中还有一类气相缓蚀剂有机缓蚀剂中还有一类气相缓蚀剂有机缓蚀剂中还有一类气相缓蚀剂有机缓蚀剂中还有一类气相缓蚀剂 其其其其蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽能能能能溶溶溶溶解解解解在在在在水水水水膜膜膜膜中中中中，而而而而改改改改变变变变介介介介质质质质的的的的性性性性质质质质，起起起起到到到到缓缓缓缓蚀蚀蚀蚀作作作作用用用用。如如如如亚亚亚亚硝硝硝硝酸酸酸酸二二二二环环环环己己己己胺胺胺胺(C(C6 6HH1111) )2 2NHNH2 2NONO2 2 , , 碳碳碳碳酸酸酸酸环环环环己己己己胺胺胺胺CC6 6HH1111NHNH3 3COCO3 3

96、, , 亚硝酸二异丙胺亚硝酸二异丙胺亚硝酸二异丙胺亚硝酸二异丙胺(C(C3 3HH7 7) )2 2NHNH2 2NONO2 2 48金属腐蚀的危害甚大，但也有金属腐蚀进行生产。如用金属腐蚀的危害甚大，但也有金属腐蚀进行生产。如用金属腐蚀的危害甚大，但也有金属腐蚀进行生产。如用金属腐蚀的危害甚大，但也有金属腐蚀进行生产。如用 FeClFeCl3 3 溶液制溶液制溶液制溶液制取印刷电路。取印刷电路。取印刷电路。取印刷电路。且且且且两者差别较大（越小越易氧化）两者差别较大（越小越易氧化）两者差别较大（越小越易氧化）两者差别较大（越小越易氧化）所以，所以，所以，所以，FeFe3 3 使铜溶解。使铜溶

97、解。使铜溶解。使铜溶解。说明：说明：说明：说明：金属铁能使金属铁能使金属铁能使金属铁能使 CuCu2 2 CuCu金属铜能使金属铜能使金属铜能使金属铜能使 FeFe3 3 FeFe2 24910.5 10.5 化学电源化学电源化学电源化学电源 化学能（如燃料燃烧反应）化学能（如燃料燃烧反应）热热机械能机械能电能，此过程能量电能，此过程能量损失损失6090。 若应用电池，将化学能转化为电能，理论转化率可达若应用电池，将化学能转化为电能，理论转化率可达90，实，实际转化率达际转化率达70以上。以上。 1、一次电池、一次电池 又称原电池，属化学电池，电池中活性物用完后电池又称原电池，属化学电池，电池

98、中活性物用完后电池 即失效。一般的干电池即属此范畴。即失效。一般的干电池即属此范畴。a . 锌锰干电池锌锰干电池 . 氯化铵型氯化铵型（一）（一）（一）（一）ZnZn NHNH4 4Cl(26%) + ZnClCl(26%) + ZnCl2 2 MnOMnO2 2C C（）（）（）（）反应：负极反应：负极 ZnZn22e正极正极 2MnO2 2H2O 2e MnOOH 2OH 电解液中离子反应：电解液中离子反应：ZnZn2 2 2NH 2NH4 4Cl Cl OH OH Zn(NH Zn(NH3 3) )2 2ClCl2 2 + 2H + 2H2 2OO电池总反应：电池总反应：2MnO2MnO

99、2 2ZnZn2NH2NH4 4Cl 2MnOOH Cl 2MnOOH Zn(CH Zn(CH3 3) )2 2ClCl2 2开路电压开路电压1.451.50V，在有效放电期间电压比较稳定，电池防腐性能较差。在有效放电期间电压比较稳定，电池防腐性能较差。50. ZnCl2 锌锰电池锌锰电池 基本结构同上，但电解液不同，基本结构同上，但电解液不同，ZnCl2型以型以ZnCl2为主，掺入少量为主，掺入少量NH4Cl 甚至无甚至无NH4Cl，而加，而加少量少量ZnO。电池反应：电池反应：负极：负极： 4Zn 4Zn2 8e正极：正极： 8MnO2 8H2O + 8e 8MnOOH 8OH电解液内：电

100、解液内： 4Zn2 H2O 8OH ZnCl2 ZnCl2 4ZnO 5H2O总反应：总反应：8MnO8MnO2 2 4Zn 4Zn ZnClZnCl2 2 9H9H2 2O 8 O 8 MnOOHMnOOH ZnClZnCl2 2 4ZnO 4ZnO 5H5H2 2O O NH4Cl型型 电池反应中阴极反应消耗电池反应中阴极反应消耗H2O，但电解液反应又生成但电解液反应又生成H2O， 水分正好平衡。当锌皮消耗产生破洞时，电解液可以漏出。水分正好平衡。当锌皮消耗产生破洞时，电解液可以漏出。ZnCl2型型 阴极反应消耗阴极反应消耗H2O，电解液反应使水变成结晶水，总反应电解液反应使水变成结晶水，

101、总反应 消耗水。所以此类电池防漏性能较好。消耗水。所以此类电池防漏性能较好。b . 碱性锌锰电池碱性锌锰电池（）（）（）（） ZnZn KOHKOH（l l） MnOMnO2 2 C C （）（）（）（）51负极：负极：负极：负极： ZnZn2OH2OH ZnOZnOHH2 2OO2e2e正极：正极：正极：正极： MnOMnO2 22H2H2 2OO2e Mn(OH)2e Mn(OH)2 2+2OH+2OH总反应：总反应：总反应：总反应： ZnZnMnOMnO2 2HH2 2O O ZnOZnO Mn(OH)Mn(OH)2 2这类电池在体积小，重量轻，要求大电量，大容量，宽温度使这类电池在体积

102、小，重量轻，要求大电量，大容量，宽温度使这类电池在体积小，重量轻，要求大电量，大容量，宽温度使这类电池在体积小，重量轻，要求大电量，大容量，宽温度使用等方面都优于一般锌锰电池。用等方面都优于一般锌锰电池。用等方面都优于一般锌锰电池。用等方面都优于一般锌锰电池。2 2、二次电池、二次电池、二次电池、二次电池 又称又称又称又称蓄电池蓄电池蓄电池蓄电池a . a . 铅酸蓄电池铅酸蓄电池铅酸蓄电池铅酸蓄电池负极为海绵状铅负极为海绵状铅负极为海绵状铅负极为海绵状铅 铅锑合金方形格子板上覆铅锑合金方形格子板上覆铅锑合金方形格子板上覆铅锑合金方形格子板上覆 盖一层盖一层盖一层盖一层PbPb正极为氧化铅正极

103、为氧化铅正极为氧化铅正极为氧化铅 铅锑合金方形格子板上覆铅锑合金方形格子板上覆铅锑合金方形格子板上覆铅锑合金方形格子板上覆 盖一层盖一层盖一层盖一层PbOPbO2 2 电解液为硫酸，一般浓度为电解液为硫酸，一般浓度为电解液为硫酸，一般浓度为电解液为硫酸，一般浓度为 2727 3939 比比比比重重重重 1. 2 1. 3,1. 2 1. 3,以惰性多孔材料作隔板以惰性多孔材料作隔板以惰性多孔材料作隔板以惰性多孔材料作隔板 （木材，多（木材，多（木材，多（木材，多孔橡皮，或孔橡皮，或孔橡皮，或孔橡皮，或 高分子材料）高分子材料）高分子材料）高分子材料）电池式：电池式：电池式：电池式： PbPbP

104、bSOPbSO4 4 HH2 2SOSO4 4 PbOPbO2 2PbPb52E Et t平均充电电压平均充电电压平均充电电压平均充电电压平均放电电压平均放电电压平均放电电压平均放电电压蓄电池充放电曲线蓄电池充放电曲线 当电解质当电解质H2SO4 比重为比重为1.251.28时，理论电压为时，理论电压为2V，电池放电电电池放电电压降至压降至1.8V时时, 应停止放电应停止放电, 进行充电。充电反应是放电反应的逆反应。进行充电。充电反应是放电反应的逆反应。阳极反应：阳极反应： PbSO42 PbSO42e阴极反应：阴极反应： PbO24HSO422e PbSO42H2O 电池反应：电池反应：Pb

105、O2Pb2H2SO4 2PbSO42H2O充电充电放电放电放电放电至至此此 PbSO4的的量量已已不不多多，再再继继续续充充电电必必须须加加大大电电压压，当当加加大大到到 23 V时时，阳阳极极产产生生 O2，阴阴极极产产生生H2，充充电电应应停停止止，否否则则会会减减小小电电池池容量。容量。当当正正极极 PbO2，负负极极Pb均均转转化化为为PbSO4，电电解解液液中中H2SO4浓浓度度变变稀稀时时，平平衡衡电电压压下下降降，电电极极孔孔隙隙被被PbSO4覆覆盖盖 (不不导导电电)，此此时时极极化化严严重重，电电压压明明显显下下降降。若若过过量量放放电电可可引引起起PbSO4结结晶晶增增大，

106、以后充电时就不能恢复。大，以后充电时就不能恢复。53b . 爱迪生镍、铁电池爱迪生镍、铁电池正极正极 Fe负极负极 Ni(OH)3电解液是电解液是 20 KOH（aq） 电池式电池式 （）（）Ni + Ni(OH)3KOH（20）Fe（）（）阳极反应阳极反应 Fe 2OH Fe(OH)2 2e阴极反应阴极反应 2Ni(OH)3 2e 2Ni(OH)2 2OH总反应总反应 Fe 2Ni(OH)3 2Ni(OH)2 Fe(OH)2 若把若把 Fe 阳极换成镉，就成为阳极换成镉，就成为 镍镉电池镍镉电池。其总反应为其总反应为 Cd 2 Ni(OH)3 2Ni(OH)2 Cd(OH)2 这类电池电解液

107、浓度不变化，仅起到传递这类电池电解液浓度不变化，仅起到传递OH离子的媒介作用，无离子的媒介作用，无论超充电，低充电或放电，都不会损害或失去电容量。所以，它广论超充电，低充电或放电，都不会损害或失去电容量。所以，它广泛应用于高强度，维护简单的场合。泛应用于高强度，维护简单的场合。c . 银锌蓄电池银锌蓄电池阴极：过氧化银（银氧化制备）阴极：过氧化银（银氧化制备）阳极：多孔锌板阳极：多孔锌板 电解液为电解液为40KOH加锌酸钾组成。加锌酸钾组成。54电池式电池式 （）（）Zn KOH(40) Ag2O2Ag（）（）阳极反应阳极反应 2Zn4OH 2Zn(OH)2 + 4e阴极反应阴极反应 Ag2O

108、22H2O4e 4OH2Ag总反应总反应 Ag2O22H2O2Zn 2Zn(OH)22Ag 银锌电池体积轻巧，能输出大电流，并且低温时仍能保持良好银锌电池体积轻巧，能输出大电流，并且低温时仍能保持良好的电流输出。的电流输出。3、燃料电池燃料电池特性和种类特性和种类 液体和气体两类液体和气体两类名称名称名称名称燃料燃料燃料燃料电解质电解质电解质电解质运转温度运转温度运转温度运转温度常温常温常温常温联氨联氨联氨联氨空气型空气型空气型空气型甲醇空气型甲醇空气型甲醇空气型甲醇空气型氨氨氨氨氧气氧气氧气氧气氢氢氢氢氧气氧气氧气氧气联联联联氨氨氨氨甲醇甲醇甲醇甲醇氨氨氨氨氢氢氢氢KOHKOHKOH KOH

109、 、 H H2 2SOSO4 4KOHKOHKOHKOH常温常温常温常温100100中温中温中温中温磷酸型磷酸型磷酸型磷酸型氢氢氢氢HH3 3POPO4 4170170220220高温高温高温高温熔融碳酸盐熔融碳酸盐熔融碳酸盐熔融碳酸盐水，一氧化碳水，一氧化碳水，一氧化碳水，一氧化碳LiLi2 2COCO3 3，CaCOCaCO3 3 等混合物等混合物等混合物等混合物650650固体电解质固体电解质固体电解质固体电解质氢，一氧化碳氢，一氧化碳氢，一氧化碳氢，一氧化碳金属氧化物金属氧化物金属氧化物金属氧化物1000100055氢氧燃料电池氢氧燃料电池正极正极 O24H4e 2H2O负极负极 2H

110、2 4H4e总反应总反应 2H2O2 2H2O甲醇燃料电池甲醇燃料电池碱性介质碱性介质正极正极 3O2 12H 12e 6 H2O 负极负极 2CH3OH 16OH 2 CO32 12H2O 12 e总反应总反应 3 O2 2 CH3OH 2OH 2 CO32 6H2O 酸性介质酸性介质正极正极 3 O2 12 H 12 e 6 H2O负极负极 2 CH3OH 2 H2O 2 CO2 12 H 12 e总反应总反应 3 O2 2 CH3OH 2 CO2 4 H2Op. 141 图图10.10 氢氢- 氧燃料电池示意图氧燃料电池示意图p.142 表表10.4 燃料电池的理论热效率燃料电池的理论热效率56锂电池锂电池锂电池锂电池57Intercalation materialLayered structure of graphiteLayered structure of graphitepacking state: ABABABpacking state: ABABAB负极：石墨负极：石墨负极：石墨负极：石墨585910.6 10.6 电有机合成简介电有机合成简介电有机合成简介电有机合成简介习题：习题：习题：习题：P150P150 1 1，2 2，3 3，4 4，5 5，9 9，1010，1212，1515，1818，22226061