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本章学习要求 目录 四类常见电极 附例1：Zn与H2在标准条件下组成电池，Zn为负极，在25℃时测得电池的电动势E = 0.7618V。求 4.4 化学电源 2. 锌 -氧化汞电池 3. 锂-铬酸银电池 4.4.2 二次电池 4.4.3 连续电池 4.4.4 化学电源与环保 4.5.1 分解电压和超电势 4.5.3 电解的应用 2. 阳极氧化 3.电刷镀 4.6 金属的腐蚀与防止 4.6.1 腐蚀的分类 1）析氢腐蚀 *4.6.2 腐蚀电池的非平衡电势和腐蚀速率 4.6.3 金属腐蚀的防止 4. 阴极保护法 选读材料 电解加工和非金属电镀 2. 电抛光 3. 非金属电镀 本章小结 本章小结（续） 本章小结（续） 本章小结（续） 本章小结（续） 实际分解电压E(实): 1.7V 理论分解电压E(理) : 由电解产物所形成的原电池产生的反电动(1.23V) 极化:电极电势偏离了没有电流通过时的平衡电极电势值的现象 (1)浓差极化 : 由于离子扩散速率缓慢所引起,可设法消除 (2)电化学极化: 由电解产物析出过程中某一步骤(如离子的放电、原子结合为分子、气泡的形成等)反应速率迟缓而引起电极电势偏离平衡电势的现象,即电化学极化是由电化学反应速率决定的，无法消除。 电极的超电势?: 有显著大小的电流通过时电极的电势与没有电流通过时电极的电势之差的绝对值 超电压: 电解池的实际分解电压与理论分解电压之差 η是在不含内阻、消除浓差极化的条件下的电化学极化而产生的电势。 E(超) = E(实) - E(理) = 1.70V- 1.23V =0.47V 超电势导致： 阳极析出电势升高，即φ(析,阳)=(φ阳 +η); 阴极析出电势降低，即φ(析,阴)=(φ阴 -η)。 影响超电势的因素 ①电解产物 : 金属超电势较小，气体的超电势较大，而氢气、氧气的超电势则更大。 ②电极材料和表面状态: 同一电解产物在不同电极上的超电势数值不同，且电极表面状态不同时超电势数值也不同 ③电流密度 : 随着电流密度增大超电势增大，使用超电势的数据时，必须指明电流密度的数值或具体条件 4．5．2 电解池中两极的电解产物 (一）电解熔融盐：惰性电极，则电极产物是熔融盐的正、负离子分别在阴、阳两极上进行还原和氧化后所得的产物 电解熔融CuCl2: 阴极得铜，阳极得氯气 （二）电解盐类水溶液： 在阴极上进行还原反应的首先是析出电势代数值较大的氧化态物质。 在阳极上进行氧化反应的首先是析出电势(考虑超电势因素后的实际电极电势)代数值较小的还原态物质； 1.电镀： 电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程，既可防腐蚀又可起装饰的作用。 在电镀时，一般将需要镀层的零件作为阴极(连接电源负极)，而用作镀层的金属(如Ni-Cr合金、Au等)作为阳极(连接电源正极)。 电镀液一般为含镀层金属配离子的溶液。 电镀工作原理示意图 在适当的电压下，阳极发生氧化反应，金属失去电子而成为正离子进入溶液中，即阳极溶解；阴极发生还原反应，金属正离子在阴极镀件上获得电子，析出沉积成金属镀层。 电镀锌，被镀零件作为阴极材料，金属锌作为阳极材料，在锌盐(如Na2[Zn(OH)4])溶液中进行电解。 阴极：Zn2++2e- =Zn 阳极： Zn = Zn2++2e- 用电解的方法通以阳极电流，使金属表面形成氧化膜以达到防腐耐蚀目的的一种工艺。 以铝的阳极氧化为例，在阳极铝表面上，一种是Al2O3的形成反应，另一种是Al2O3被电解液不断溶解的反应。当Al2O3的生成速率大于溶解速率时，氧化膜就能顺利地生长，并保持一定的厚度。 阳极(Al) 2Al + 3H2O – 6e- = Al2O3 + 6H+ 主要反应 2H2O – 4e- = 4H+ + O2↑ 次要反应 阴极(Pb) 2H+ + 2e- = H2↑ 阳极氧化可采用稀硫酸、铬酸或草酸溶液。 阳极氧化膜示意图 阳极氧化膜（厚度可达5～300μm） 靠 近 基 体：纯度较高的致密Al2O3膜，厚度0.01~0.05?m，称阻挡层。 靠近电解液：由Al2O3和Al2O3·H2O所形成的膜，硬度较低，有松孔，可使电解液流通，如图所示。 电刷镀是把适当的电镀液刷镀到受损的机械零部件上使其回生的技术。 几乎所有与机械有关的工业部门都在推广应用，能以很低的成本换得较大的经济效益。 电刷镀的电镀液不是放在电镀槽中，而是在电刷镀过程中不断滴加电镀液，使之浸湿在棉花包套