2011年考研《政治》临考冲刺试题和答案.ppt

四、阳极过电压和阳极效应 1 阳极过电位 综上所述，阳极过电位就是这四项之和，即： V阳过=V反应+V气膜+V浓差+V势垒 而阴极过电压只有后面的两项，所以它的值比较小（铝析出时的过电压约10-100mv）。 四、阳极过电压和阳极效应 2 阳极效应 阳极效应现象 1）阳极周围发生明亮的小火花，伴劈啪声； 2）阳极周围的电解质如被气体拨开，阳极与电解质界面上的气泡不再大量析出； 3）电解质不再沸腾； 4）电压急剧上升（4V→30~50，甚至100V），灯亮； 阳极效应原因 1）电解质中缺少氧化铝； 2）电流密度大，易发生阳极效应，电流密度越大，发生效应时的氧化铝浓度越高，反之亦然； 3）称发生阳极效应时的最低电流密度为“临界电流密度”。 四、阳极过电压和阳极效应 2 阳极效应 阳极效应机理 1）润湿性改变学说：熔体中Al2O3浓度低到一定程度时，电解质对炭阳极底掌的润湿性变差，气体覆盖阳极表面，致使电流以电弧形式穿透气膜。 四、阳极过电压和阳极效应 2 阳极效应 阳极效应机理 2）氟离子放电学说：随着电解过程的进行，电解质中含氧离子逐步减少到一定程度后，氟析出，然后与炭作用：①阳极表面形成COF2和CF4的绝缘层；②导致阳极崩裂且氟化物分解后又在阳极表面析出微细炭粒，以致电解质不能很好润湿阳极，气膜形成。 四、阳极过电压和阳极效应 2 阳极效应 阳极效应机理 3）静电引力学说：正常情况下，阳极气泡带正电，被阳极表面排斥；Al2O3%降低时，阳极气泡带负电，在阳极表面聚集，形成气膜，引发阳极效应； 4）桥式离子理论：低Al2O3%时，形成桥式离子[AlF5-O-AlF5]6-，易与阳极生成CFn， CFn吸附于阳极表面，改变阳极的润湿性能，排斥电解质，增大阳极电流密度，达到临界电流密度时，引发阳极效应。 四、阳极过电压和阳极效应 2 阳极效应 1）造成电解质过热和挥发损失增加； 2）导致系列电流的降低； 3）增加额外电耗。 4）可反映电解槽工况； 5）利用阳极效应清除熔体中的炭渣，烧平阳极底掌，溶解槽底沉淀。 阳极效应的作用 谢谢大家，请提意见！ * * * * * * * * * * * 在阳极上3O2-(络合的) + 1.5C-6e =1. 5 C02 在阴极上A13+ (络合的) +6e= 2Al 两项合并得总反应式为:Al2O3+1.5C=2Al + 1.5CO2 铝电解的基本反应式 在冰晶石一氧化铝熔盐铝电解过程中，在电解析出铝的同时，在两极上还伴随发生一些重要的过程和现象，因这些过程和现象对生产有害无益，所以称为两极副反应，，在阴极副反应中有金属钠的析出，阴极铝的再溶损失，炭化铝的生成；在阳极副反应中有阳极效应、阳极气体成分的变化。 铝电解过程中两极副反应 1） 降低电流效率，增加氟化盐的消耗；2） 被阴极炭素吸收而破坏了槽内衬，从而缩短槽的寿 命。 因此，降低钠的析出强度是有利的。这就要求严格控制技术条件，电解质的分子比和阴极电流密度不宜过高，避免热槽等都是行之有效的方法。 电解槽中金属钠的析出的危害 铝的溶解和损失是指已电解出来的铝再反向溶解于电解质中，而后为阳极气体中的CO2所氧化造成损失，反应式为：2Al(溶解的)+3CO2(气)=A12O3(溶解的)+3CO(气体)，这是造成电解槽上电流效率降低的主要原因。 铝的溶解和损失(或二次反应) 工业电解槽在正常生产过程中阳极气体成分含有CO2和CO，通常CO2气体含量约占70％，CO约占30％，但是当槽子快发生阳极效应时，阳极气体成分含量发生逆转，CO2含量还逐渐减少，CO含量增加。还有少量的CF4气体。 阳极气体的成分和变化情况 电解质中氧化铝的分解电压是施加于电解两极上的最小外部电动势，由于铝电解是采用炭素阳极，电解过程中电极上会产生过电压，因而实测到的分解电压数值要比理论值高出0．4～0．6伏。所以铝电解过程中把实测到的“分解电压”的数值被称为极化电压。极化电压的组成可由下式表示：E极化=E分解+E过式中：E分解——氧化铝分解电压(炭阳极)。E过——阳极与阴极上产生的过电压。 极化电压 三、几个主要工艺参数 电解质温度是电解过程最重要的工艺参数之一。另一个与电解质温度密切相关的参数是电解质过热度，它是指电解质温度与电解质的熔点（或称初晶点、初晶温度）之差。 ? （1）关于合适的过热度选择问题 电解质温度必须高出熔点若干度（如10～15℃），也就是说，必须有一定过热度，电解生产才能正常进行。 由于凝固的电解质是不导电的，过热度过低时，电解槽的热平衡稍有波动（