电化学材料需要学哪些

⑴ 电化学基础知识

一、铜、银、锌电极的制备
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(1)银电极的制备
将欲镀之银电极两只用细砂纸轻轻打磨至露出新鲜的金属光泽，再用蒸馏水洗净。将欲用
的两只Pt 电极浸入稀硝酸溶液片刻，取出用蒸馏水洗净。将洗净的电极分别插入盛有镀银
液(镀液组成为100mL 水中加1.5g 硝酸银和1.5g 氰化钠)的小瓶中，按图Ⅲ15 1 接好
线路 ，并将两个小瓶串联，控制电流为0.3mA，镀1h，得白色紧密的镀银电极两只。
(2)铜电极的制备
将铜电极在1∶3 的稀硝酸中浸泡片刻，取出洗净，作为负极，以另一铜板作正极在镀铜液
中电镀(镀铜液组成为:每升中含125gCuSO4�6�15H2O，25gH2SO4，50mL 乙醇)。控制电流为
20mA，电镀20min 得表面呈红色的Cu 电极，洗净后放入0.1000mol�6�1kg-1CuSO4 中备用。
(3)锌电极的制备
将锌电极在稀硫酸溶液中浸泡片刻，取出洗净，浸入汞或饱和硝酸亚汞溶液中约10s，表面
上即生成一层光亮的汞齐，用水冲洗晾干后，插入0.1000mol�6�1kg-1ZnSO4 中待用。
二、盐桥的制备
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1、琼酯－饱和KCl 盐桥： 烧杯中加入琼酯3 克和97ml 蒸馏水，在水浴上加热至完全溶解。
然后加入30 克KCl 充分搅拌，KCl 完全溶解后趁热用滴管或虹吸将此溶液加入已事先弯好
的玻璃管中，静置待琼酯凝结后便可使用。琼酯－饱和KCl 盐桥不能用于含Ag＋、Hg2
2＋等
与Cl－作用的例子或含有ClO4－等与K+作用的物质的溶液。
2、3%琼酯－1mol�6�1dm－3 K2SO4盐桥：适用于与作用的溶液，在该溶液中可使用Hg―Hg2SO4―
饱和K2SO4 电极。
3、3%琼酯－1mol�6�1dm－3 NaCl 或LiCl 盐桥：适用于含高浓度的ClO4－的溶液，在该溶液
中可使用汞－甘汞－饱和NaCl 或LiCl 电极。
4、NH4NO3 盐桥和KNO3 盐桥在许多溶液中都能使用，但它与通 常的各种电极无共同离子，
因而在共同使用时会改变参考电极的浓度和引入外来离子，从而可能改变参考电极的电势 。
另外在含有高浓度的酸、氨的溶液中不能使用琼酯盐桥。
5、（1）简易法
用滴管将饱和KNO3(或NH4NO3)溶液注入Ｕ型管中，加满后用捻紧的滤纸塞紧Ｕ型管两端
即 可，管中不能存有气泡。
(2) 凝胶法
称取琼脂1g 放入50mL 饱和KNO3 溶液中，浸泡片刻，再缓慢加热至沸腾，待琼脂全部溶
解后 稍冷，将洗净之盐桥管插入琼脂溶液中，从管的上口将溶液吸满(管中不能有气泡)，
保持 此充满状态冷却到室温，即凝固成冻胶固定在管内。取出擦净备用。
三、电镀常识
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电镀常识
表面处理的基本过程大致分为三个阶段：前处理，中间处理和后处理。
1 前处理
零件在处理之前，程度不同地存在着毛刺和油污，有的严重腐蚀，给中间处理带来很大困
难，给化学或电化学过程增加额外阻力，有时甚至使零件局部或整个表面不能获得镀层或
膜层，还会污染电解液，影响表面处理层的质量。包括除油、浸蚀，磨光、抛光、滚光、
吹砂、局部保护、装挂、加辅助电极等。
2 中间处理
是赋予零件各种预期性能的主要阶段，是表面处理的核心，表面处理质量的好坏主要取决
于这一阶段的处理。
3 后处理
是对膜层和镀层的辅助处理。
电镀过程中的基本术语
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1 分散能力
在特定条件下，一定溶液使电极（通常是阴极）镀层分布比初次电流分布所获得的结果更
为均匀的能力。亦称均镀能力。
2 覆盖能力
镀液在特定条件下凹槽或深孔处沉积金属的能力。亦称深镀能力。
3 阳 极
能够接受反应物所给出电子的电极，即发生氧化反应的电极。
4 不溶性阳极
在电流通过时，不发生阳极溶解反应的电极。
5 阴 极
反应于其上获得电子的电极，即发生还原反应的电极。
6 电流密度
单位面积电极上通过的电流强度，通常以 A/dm2 表示。
7 电流密度范围
能获得合格镀层的电流密度区间。
8 电流效率
电极上通过单位电量时，其一反应形成之产物的实际重量与其电化当量之比，通常以百分
数表示。
9 阴极性镀层
电极电位的代数值比基体金属大的金属镀层。
10 阳极性镀层
电极电位的代数值比基体金属小的金属镀层。
11 阳极泥
在电流作用下阳极溶解后的残留物。
12 沉积速度
单位时间内零件表面沉积出金属的厚度。
13 初次电流分布
在电极极化不存在时，电流在电极表面上的分布。
14 活 化
使金属表面钝化状态消失的作用。
15 钝 化
在一定环境下使金属表面正常溶解反应受到严重阻碍，并在比较宽的电极电位范围内使金
属溶解反应速度降到很低的作用。
16 氢 脆
由于浸蚀，除油或电镀等过程中金属或合金吸收氢原子而引起的脆性。
17 PH 值
氢离子活度 aH+ 的常用对数的负值。
18 基体材料
能在其上沉积金属或形成膜层的材料。
19 辅助阴极
为了消除被镀制件上某些部位由于电力线过于集中而出现的毛刺和烧焦等毛病，在该部位
附近另加某种形状的阴极，用以消耗部分电流，这种附加的阴极就是辅助阴极。
20 辅助阳极
除了在电镀中正常需用的阳极以外，为了改善被镀制件表面上的电流分布而使用的辅加阳
极。
21 电 解
使电流通过电解质溶液而在阳极，阴极引起氧化还原反应的过程。
22 极 化
当电流通过电极时，电极电位发生偏离平衡电位的现象。
23 皂化反应
油脂在碱性条件下的水解反应。
24 阴极极化
直流电通过电极时，阴极电位偏离平衡电位向负的方向移动的现象。
25 槽电压
电解时，电解槽两极之间的总电位差。
镀覆方法术语
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1 化学钝化
将制件放在含有氧化剂的溶液中处理，使表面形成一层很薄的钝态保护膜的过程。
2 化学氧化
通过化学处理使金属表面形成氧化膜的过程。
3 电化学氧化
在一定电解液中以金属制件为阳极，经电解，于制件表面形成一层具有防护性，装饰性或
其它功能氧化膜的过程。
4 电 镀
利用电解原理，使金属或合金沉积在制件表面，形成均匀、致密、结合力良好的金属层的
过程。
5 转 化 膜
对金属进行化学或电化学处理所形成的含有该金属之化合物的表面膜层。
6 钢铁发蓝（钢铁化学氧化）
将钢铁制件在空气中加热或浸入氧化性的溶液中，使之于表面形成通常为蓝（黑）色的薄氧
化膜的过程。
7 冲击电流
电流过程中通过的瞬时大电流。
8 光亮电镀
在适当条件下，从镀槽中直接得到具有光泽镀层的电镀。
9 合金电镀
在电流作用下，使两种或两种以上金属（也包括非金属元素）共沉积的过程。
10 多层电镀
在同一基体上先后沉积上几层性质或材料不同的金属层的电镀。
11 冲 击 镀
在特定的溶液中以高的电流密度，短时间电沉积出金属薄层，以改善随后沉积镀层与基体
间结合力的方法。
12 磷 化
在钢铁制件表面上形成一层不溶解的磷酸盐保护膜的处理过程。
13 热抗散
加热处理镀件，使基体金属和沉积金属（一种或多种）扩散形成合金的过程。
电池充电的名词解释
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充电率(C-rate)
C 是Capacity 的第一个字母，用来表示电池充放电时电流的大小数值。例如：充电电池的额
定容量为1100mAh 时，即表示以1100mAh（1C）放电时间可持续1 小时， 如以200mA（0.2C）
放电时间可持续5 小时，充电也可按此对照计算。
终止电压（Cut-off discharge voltage）
指电池放电时，电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压值。根据不同的电池类型及
不同的放电条件，对电池的容量和寿命的要求也不同，因此规定的电池放电的终止电压也不
相同。
开路电压（Open circuit voltage OCV）
电池不放电时，电池两极之间的电位差被称为开路电压。 电池的开路电压，会依电池正、 负
极与电解液的材料而异，如果电池正、负极的材料完全一样，那么不管电池的体积有多 大，
几何结构如何变化，起开路电压都一样的。
放电深度（Depth of discharge DOD）
在电池使用过程中，电池放出的容量占其额定容量的百分比，称为放电深度。放电深度的高
低和二次电池的充电寿命有很深的关系，当二次电池的放电深度越深，其充电寿命就越短，
因此在使用时应尽量避免深度放电。
过放电（Over discharge）
电池若是在放电过程中，超过电池放电的终止电压值，还继续放电时就可能会造成电池内压
升高，正、负极活性物质的可逆性遭到损坏，使电池的容量产生明显减少。
过充电（Over charge）
电池在充电时，在达到充满状态后，若还继续充电，可能导致电池内压升高、电池变形、漏
夜等情况发生，电池的性能也会显着降低和损坏。
能量密度（Energy density）
电池的平均单位体积或质量所释放出的电能。一般在相同体积下，锂离子电池的能量密度是
镍镉电池的2.5 倍，是镍氢电池的1.8 倍，因此在电池容量相等的情况下，锂离子电池就会
比镍镉、镍氢电池的体积更小，重量更轻。
自放电（Self discharge）
电池不管在有无被使用的状态下，由于各种原因，都会引起其电量损失的现象。若是以一个
月为单位来计算的话，锂离子电池自我放电约是1%-2%、镍氢电池自我放电约3 %-5%。
充电循环寿命（Cycle life）
充电电池在反复充放电使用下，电池容量回逐渐下降到初期容量的60%-80%。
记忆效应（Memory effect）
在电池充放电过程中，会在电池极板上产生许多小气泡，时间一久，这些气泡会减少电池极
板的面积，也间接影响电池的容量。
半导体纳米材料光电极的特性
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在纳米尺度范围内，半导体纳米材料显示出与块体不同的光学和电学性质：
1)表面效应
纳米粒子表面原子数随着纳米粒子尺寸的减小而大幅度增加，无序度增加，键态严重失配，
出现许多活性中心，表面台阶和粗糙度增加，表现出非化学平衡和非整数配位的化合价。这
就是导致纳米体系的化学性质和化学平衡体系出现很多差别的原因。其次表面积要比几何面
积大许多倍，光吸收系数大，可捕获较多的太阳光能，从而提高光的利用效率。
2)量子尺寸效应
随着粒径减小到纳米级时，单个纳米粒子所拥有的原子数目就较少，因而这些原子所形成的
固体导带或价带能带不再是连续的，具有高壁的势井，成为分立的能级，便产生量子尺寸效
应，因而有效带隙Eg 增大吸收光谱域值向短波方向移动，从而造成吸收蓝移；在这种效应
的作用下，纳米粒子的光生电子与块体相比则具有更负的电位，相应的具有更强的还原性，
而光生空穴因具有更正的电位而具有更强的氧化性。
3)介电限域效应
由于纳米粒子的尺寸小于载流子的自由程，因此可以降低光生载流子的复合。随着粒径的不
断减小，微粒的性质将受到表面状态的强烈影响。当在半导体超微粒表面上修饰某种介电常
数较小的材料时，他们的光学性质与裸露的超微粒相比发生了较大的变化。这是由于相对于
裸露粒子周围的介质而言，被包围的超微粒中电荷载体的电力线更易穿过这层包覆膜，因此
屏蔽效应减弱，带电粒子间的库仑力增强，结果增强了激子的结合能和振子强度。这就是介
电限域效应，反映到吸收光谱上就表现出明显的红移现象。
4)小尺寸效应
纳米颗粒的尺寸与光波波长、传导电子的德布罗意波长及超导态的相干波长或透射深度等物
理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒表面层附近原
子密度减小，纳米颗粒表现出新的光、电、声、磁等体积效应。
镀前处理和镀后处理术语
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4.1 化学除油
在碱性溶液中借助皂化作用和乳化作用清除制件表面油污的过程。
4.2 电解除油
在含碱溶液中，以制件作为阳极或阴极，在电流作用下，清除制件表面油污的过程。
4.3 出 光
在溶液中短时间浸泡，使金属形成光亮表面的过程。
4.4 机械抛光
借助于高速旋转的抹有抛光膏的抛光轮，以提高金属制件表面光亮度的机械加工过程。
4.5 有机溶剂除油
利用有机溶剂清除制件表面油污的过程。
4.6 除 氢
将金属制件在一定温度下加热处理或采用其它方法，以驱除在电镀生产过程中金属内部吸
收氢的过程。
4.7 退 镀
将制件表面镀层退除的过程。
4.8 弱 浸 蚀
电镀前，在一定组成溶液中除去金属制件表面极薄的氧化膜，并使表面活化的过程。
4.9 强 浸 蚀
将金属制件浸在较高浓度和一定温度的浸蚀溶液中，以除去金属制件表面上氧化物和锈蚀
物的过程。
4.10 镀前处理
为使制件材质暴露出真实表面，消除内应力及其它特殊目的所需，除去油污、氧化物及内
应力等种种前置技术处理。
4.11 镀后处理
为使镀件增强防护性能，提高装饰性能及其它特殊目的而进行的（诸如钝化、热熔、封闭
和除氢等）处理。
电镀材料和设备术语
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5.1 阳 极 袋
用棉布或化纤织物制成的套在阳极上，以防止阳极泥渣进入溶液用的袋子。
5.2 光 亮 剂
为获得光亮镀层在电解液中所使用的添加剂。
5.3 阻 化 剂
能够减缓化学反应或电化学反应速度的物质。
5.4 表面活性剂
在添加量很低的情况下也能显着降低界面张力的物质。
5.5 乳 化 剂
能降低互不相溶的液体间的界面张力，使之形成乳浊液的物质。
5.6 络 合 剂
能与金属离子或含有金属离子的化合物结合而形成络合物的物质。
5.7 绝 缘 层
涂于电极或挂具的某一部分，使该部位表面不导电的材料层。
5.8 挂具（夹具）
用来悬挂零件，以便于将零件放于槽中进行电镀或其他处理的工具。
5.9 润 湿 剂
能降低制件与溶液间的界面张力，使制件表面容易被润湿的物质。
5.10 添 加 剂
在溶液中含有的能改进溶液电化学性能或改善镀层质量的少量添加物。
5.11 缓 冲 剂
能够使溶液PH 值在一定范围内维持基本恒定的物质。
5.12 移动阴极
采用机械装置使被镀制件与极杠一起作周期性往复运动的阴极。
电镀测试和检验相关术语
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6.1 不连续水膜
通常用于表面被污染所引起的不均匀润湿性，使表面上的水膜变的不连续。
6.2 孔 隙 率
单位面积上针孔的个数。
6.3 针 孔
从镀层表面直至底层覆盖层或基体金属的微小孔道，它是由于阴极表面上 的某些点 的电
沉积过程受到障碍，使该处不能沉积镀层，而周围的镀层却不断加厚所造成。
6.4 变 色
由于腐蚀而引起的金属或镀层表面色泽的变化(如发暗、失色等)。
6.5 结 合 力
镀层与基体材料结合的强度。
6.6 起 皮
镀层成片状脱离基体材料的现象。
6.7 剥 离
某些原因（例如不均匀的热膨胀或收缩）引起的表面镀层的破碎或脱落。
6.8 桔 皮
类似于桔皮波纹状的表面处理层。
6.9 海绵状镀层
在电镀过程中形成的与基体材料结合不牢固的疏松多孔的沉积物。
6.10 烧焦镀层
在过高电流下形成的颜色黑暗、粗糙、松散等质量不佳的沉积物，其中常含有氧化物或其
他杂质。
6.11 麻点
在电镀或腐蚀中，与金属表面上形成的小坑或小孔。
6.12 粗糙
在电镀过程中，由于种种原因造成的镀层粗糙不光滑的现象。
6.13 镀层钎焊性
镀层表面被熔融焊料润湿的能力。

⑵ 学电化学需要学哪些课

物理化学
分析化学
电化学

⑶ 如何学习电化学

电化学目前来看，研究方向很多，从应用角度来讲，有太阳能电池、燃料电池、电催化、锂电池、超电容、电腐蚀与防护、电化学传感器、电芬顿降解以及上面的各种相关技术。从研究对象来讲，有纳米电化学，界面电化学，离子液体电化学，生物电化学，膜电化学。不知道题主的研究基础如何，电化学一般是本科和研究生开始学，如果要学习电化学，首先要以大学物理化学课本为基础，熟悉其中热力学、动力学和电池的基本原理，就可以了解电化学的基础了。接下来，可以根据自己的研究方向，查阅相关的综述文章，看看电化学在该方向的应用文章。电化学专业书籍的话，可以从巴德的电化学原理与方法，以及哈曼的电化学 这两本书开始看。电化学的公式推导非常繁琐，对于数学物理不太好的简直是折磨，可以只看结论，不看推导。以上的书看完，大概就可以应对多数情况了。

⑷ 电化学知识点总结

电化学知识点总结

电化学是化学知识中的一个重要考点，我们应该怎么进行相关知识点的掌握呢?下面是我为大家带来的电化学知识点总结，希望对大家有所帮助。

电化学知识点总结1

一、原电池

课标要求

1、掌握原电池的工作原理

2、熟练书写电极反应式和电池反应方程式

要点精讲

1、原电池的工作原理

(1)原电池概念：化学能转化为电能的装置，叫做原电池。

若化学反应的过程中有电子转移，我们就可以把这个过程中的电子转移设计成定向的移动，即形成电流。只有氧化还原反应中的能量变化才能被转化成电能;非氧化还原反应的能量变化不能设计成电池的形式被人类利用，但可以以光能、热能等其他形式的能量被人类应用。

(2)原电池装置的构成

①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极。

②电极材料均插入电解质溶液中。

③两极相连形成闭合电路。

(3)原电池的工作原理

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。负极发生氧化反应，正极发生还原反应，简易记法：负失氧，正得还。

2、原电池原理的应用

(1)依据原电池原理比较金属活动性强弱

①电子由负极流向正极，由活泼金属流向不活泼金属，而电流方向是由正极流向负极，二者是相反的。

②在原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应;不活泼金属作正极，发生还原反应。

③原电池的正极通常有气体生成，或质量增加;负极通常不断溶解，质量减少。

(2)原电池中离子移动的方向

①构成原电池后，原电池溶液中的阳离子向原电池的正极移动，溶液中的阴离子向原电池的负极移动;

②原电池的外电路电子从负极流向正极，电流从正极流向负极。

注：外电路：电子由负极流向正极，电流由正极流向负极;

内电路：阳离子移向正极，阴离子移向负极。

3、原电池正、负极的判断方法：

(1)由组成原电池的两极材料判断

一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。

(2)根据电流方向或电子流动方向判断。

电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。

(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断

在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。

(4)根据原电池两极发生的变化来判断

原电池的负极失电子发生氧化反应，其正极得电子发生还原反应。

(5)根据电极质量增重或减少来判断。

工作后，电极质量增加，说明溶液中的阳离子在电极(正极)放电，电极活动性弱;反之，电极质量减小，说明电极金属溶解，电极为负极，活动性强。

(6)根据有无气泡冒出判断

电极上有气泡冒出，是因为发生了析出H2的电极反应，说明电极为正极，活动性弱。

本节知识树

原电池中发生了氧化还原反应，把化学能转化成了电能。

二、化学电源

课标要求

1、了解常见电池的种类

2、掌握常见电池的工作原理

要点精讲

1、一次电池

(1)普通锌锰电池

锌锰电池是最早使用的干电池。锌锰电池的电极分别是锌(负极)和碳棒(正极)，内部填充的是糊状的MnO2和NH4Cl。电池的两极发生的反应是：

(2)碱性锌锰电池

用KOH电解质溶液代替NH4Cl作电解质时，无论是电解质还是结构上都有较大变化，电池的比能量和放电电流都能得到显着的提高。它的电极反应如下：

(3)银锌电池――纽扣电池

该电池使用寿命较长，广泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液。其电极反应式为：

(4)高能电池――锂电池

该电池是20世纪70年代研制出的一种高能电池。由于锂的相对原子质量很小，所以比容量(单位质量电极材料所能转换的电量)特别大，使用寿命长。

如作心脏起搏器的锂碘电池的电极反应式为：

2、二次电池

原理：充电电池在放电时进行的氧化还原反应在充电时又逆向进行，生成物重新转化为反应物，使充电放电可在一定时期内循环进行。

铅蓄电池

构成：该电池以Pb和PbO2作电极材料，硫酸作电解质溶液。

放电时二氧化铅电极上发生还原反应，铅电极上发生氧化反应。充电时二氧化铅电极上发生氧化反应，铅电极上发生还原反应。

3、氢氧燃料电池

(1)氢氧燃料电池的构造

在氢氧燃料电池中，电解质溶液为KOH溶液。石墨为电极，H2和O2或空气)源源不断地通到电极上。

(2)氢氧燃料电池的优点是产物只有水，不产生污染物。

本节知识树

根据原电池的工作原理，设计了各种用途的原电池产品。需要了解常见电池的基本构造、工作原理、性能和使用范围。

三、电解池

课标要求

1、掌握电解池的工作原理

2、能够正确书写电极反应式和电解池反应方程式

3、了解电解池、精炼池、电镀池的原理

要点精讲

1、电解原理

(1)电解的含义：使电流通过电解质溶液(或熔化的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解，这种把电能转变成化学能的装置叫做电解池。

(2)构成电解池的条件

①直流电源。

②两个电极。其中与电源的正极相连的电极叫做阳极，与电源的负极相连的电极叫做阴极。

③电解质溶液或熔融态电解质用石墨、金、铂等制作的电极叫做惰性电极，因为它们在一般的通电条件下不发生化学反应。用还原性较强的材料制作的电极叫做活性电极，它们作电解池的阳极时，先于其他物质发生氧化反应。

(3)阴、阳极的`判断及反应原理

与电源的正极相连的电极为阳极。阳极如果是活泼的金属电极，则金属失去电子生成金属阳离子;阳极如果不能失去电子，则需要溶液中能失去电子(即具有还原性)的离子在阳极表面失去电子，发生氧化反应。

与电源的负极相连的电极为阴极。阴极如果是具有氧化性的物质，则阴极本身得到电子，发生还原反应，生成还原产物;阴极如果不能得到电子，则溶液中的离子在阴极表面得电

子，发生还原反应(如下图所示)

2、电解原理的应用

(1)电解饱和食盐水以制备烧碱、氯气和氢气

①电解饱和食盐水的反应原理

②离子交换膜法电解制烧碱的主要生产流程

(2)电镀

①电镀的含义：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。

②电镀的目的：电镀的目的主要是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。

③电镀特点：“一多、一少、一不变”。一多指阴极上有镀层金属沉积，一少指阳极上有镀层金属溶解，一不变指电解液浓度不变。

(3)电镀的应用――铜的电解精炼

①电解法精炼铜的装置

②电解法精炼铜的化学原理

电解精炼是一种特殊的电解池。电解精炼中的两个电极都是同种金属单质，阳极是纯度较低的金属单质，阴极是纯度较高的金属单质。

(3)电冶金

原理：化合态的金属阳离子，在直流电的作用下，得到电子，变成金属单质。

本节知识树

化学能与电能可以相互转化。电能转化为化学能的反应为电解反应，实现电能转化成化学能的装置叫电解池。

原电池与电解池比较

四、金属的电化学腐蚀与防护

课标要求

①能够解释金属电化学腐蚀的原因

②了解金属腐蚀的危害

③掌握金属腐蚀的防护措施

要点精讲

1、金属的腐蚀

(1)定义：金属的腐蚀是指金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。

(2)分类：由于金属接触的介质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

①化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。化学腐蚀过程中发生的化学反应是普通的氧化还原反应，而不是原电池反应，无电流产生。

②电化学腐蚀：不纯的金属与电解质溶液接触时，会发生原电池反应。比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

(3)电化学腐蚀

电化学腐蚀，实际上是由大量的微小的电池构成微电池群自发放电的结果。

①析氢腐蚀

钢铁在潮湿的空气中表面会形成一薄层水膜，在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，与钢铁里的铁和少量的碳恰好形成了原电池。这无数个微小的原电池遍布钢铁表面，在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。若电解质溶液酸性较强则发生析氢腐蚀。

②吸氧腐蚀

金属表面酸性较弱或呈中性时，溶解在溶液中的氧气与水结合，生成OH-，消耗了氧气，从而使得溶液不断吸收空气中的氧气而发生吸氧腐蚀。

2、金属的防护

金属防护的目的就是防止金属的腐蚀。金属的防护要解决的主要问题就是使金属不被氧化。

(1)牺牲阳极的阴极保护法

将被保护的金属与更活泼的金属连接，构成原电池，使活泼金属作阳极被氧化，被保护的金属作阴极。

(2)外加电源的阴极保护法

利用外加直流电，负极接在被保护金属上成为阴极，正极接其他金属。

(3)非电化学防护法

①非金属保护层②金属保护层③金属的钝化

3、判断金属活动性强弱的规律

(1)金属与水或酸的反应越剧烈，该金属越活泼。

(2)金属对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强，该金属越活泼。

(3)一种金属能从另一种金属的盐溶液中将其置换出来，则该金属比另一种金属更活泼。

(4)两金属构成原电池时，作负极的金属比作正极的金属更活泼。

(5)在电解的过程中，一般地先得到电子的金属阳离子对应的金属单质的活泼性比后得到电子的金属阳离子对应的金属单质的活泼性弱。

本节知识树

在揭示金属腐蚀的严重性和危害性的基础上，分析发生金属腐蚀的原因，探讨防止金属腐蚀的思路和方法。

电化学知识点总结2

一、原电池的原理

1．构成原电池的四个条件（以铜锌原电池为例）

①活拨性不同的两个电极 ②电解质溶液 ③自发的氧化还原反应 ④形成闭合回路

2．原电池正负极的确定

①活拨性较强的金属作负极，活拨性弱的金属或非金属作正极。

②负极发生失电子的氧化反应，正极发生得电子的还原反应

③外电路由金属等导电。在外电路中电子由负极流入正极

④内电路由电解液导电。在内电路中阳离子移向正极，阴离子会移向负极区。

Cu－Zn原电池：负极: Zn-2e=Zn2+ 正极：2H+ +2e=H2↑ 总反应：Zn +2H+=Zn2+ +H2↑

氢氧燃料电池，分别以OH和H2SO4作电解质的电极反应如下：

碱作电解质：负极：H2—2e-+2OH-=2 H2O 正极：O2+4e-+2 H2O=4OH-

酸作电解质：负极：H2—2e-=2H+ 正极：O2+4e-+4H+=2 H2O

总反应都是：2H2+ O2=2 H2O

二、电解池的原理

1．构成电解池的四个条件（以NaCl的电解为例）

①构成闭合回路 ②电解质溶液 ③两个电极 ④直流电源

2．电解池阴阳极的确定

①与电源负极相连的一极为阴极，与电源正极相连的一极为阳极

②电子由电源负极→ 导线→ 电解池的阴极→ 电解液中的（被还原），电解池中阴离子（被氧化）→ 电解池的阳极→导线→电源正极

③阳离子向负极移动；阴离子向阳极移动

④阴极上发生阳离子得电子的还原反应，阳极上发生阴离子失电子的氧化反应。

注意：在惰性电极上，各种离子的放电顺序

三．原电池与电解池的比较

原电池电解池

（1）定义化学能转变成电能的装置电能转变成化学能的装置

（2）形成条件合适的电极、合适的电解质溶液、形成回路电极、电解质溶液（或熔融的电解质）、外接电源、形成回路

（3）电极名称负极正极阳极阴极

（4）反应类型氧化还原氧化还原

（5）外电路电子流向负极流出、正极流入阳极流出、阴极流入

四、在惰性电极上，各种离子的放电顺序：

1、放电顺序：

如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写书写电极反应式。

阴极发生还原反应，阳离子得到电子被还原的顺序为：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞（酸电离出的H+）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞（水电离出的H+）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞+。

阳极（惰性电极）发生氧化反应，阴离子失去电子被氧化的顺序为：S2-＞SO32-＞I-＞Br -＞Cl-＞OH-＞水电离的OH-＞含氧酸根离子＞F-。

（注：在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、+这些活泼金属阳离子不被还原，这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得）。

2、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，阳极上有，且V O2＝2 V H2，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。

3、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。

五、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。

六、电解举例

（1）电解质本身：阳离子和阴离子放电能力均强于水电离出H+和OH －。如无氧酸和不活泼金属的无氧酸盐。

①HCl（aq）：阳极（Cl－＞OH－）2Cl――2e－＝Cl2↑ 阴极（H＋） 2H＋＋2e－＝H2↑

总方程式 2HCl H2↑＋Cl2↑

②CuCl2（aq）：阳极（Cl－＞OH－）2Cl――2e－＝Cl2↑ 阴极（Cu2＋＞H＋） Cu2＋＋2e－＝Cu

总方程式 CuCl2 Cu＋Cl2↑

（2）电解水：阳离子和阴离子放电能力均弱于水电离出H+和OH －。如含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐。

①H2SO4（aq）：阳极（SO42－＜OH－＝ 4OH――4e－＝2H2O＋O2↑ 阴极（H＋） 2H＋＋2e－＝H2↑

总方程式 2H2O 2H2↑＋O2↑

②NaOH（aq）：阳极（OH－）4OH――4e－＝2H2O＋O2↑ 阴极：（Na＋＜H＋＝ 2H＋＋2e－＝H2↑

总方程式 2H2O 2H2↑＋O2↑

③Na2SO4（aq）：阳极（SO42－＜OH－＝ 4OH――4e－＝2H2O＋O2↑阴极：（Na＋＜H＋＝2H＋＋2e－＝H2↑

总方程式 2H2O 2H2↑＋O2↑

（3）电解水和电解质：阳离子放电能力强于水电离出H+，阴离子放电能力弱于水电离出OH－，如活泼金属的无氧酸盐；阳离子放电能力弱于水电离出H+，阴离子放电能力强于水电离出OH －，如不活泼金属的含氧酸盐。

①NaCl（aq）：阳极（Cl－＞OH－）2Cl――2e－＝Cl2↑ 阴极：（Na＋＜H＋＝ 2H＋＋2e－＝H2↑

总方程式 2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

②CuSO4（aq）：阳极（SO42－＜OH－＝4OH――4e－＝2H2O＋O2↑ 阴极（Cu2＋＞H＋） Cu2＋＋2e－＝Cu

总方程式 2CuSO4＋2H2O 2Cu＋2H2SO4＋O2↑

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⑸ 电化学包括哪些

电化学体系主要包括电解质的研究和电极的研究。
电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。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，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。电化学是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。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。当前世界上十分关注的研究课题, 如能源、材料、环境保护、生命科学等等都与电化学以各种各样的方式关联在一起。

⑹ 电化学基础知识点总结归纳

电化学的知识点很多，学生们需要扎实掌握，我整理了一些重要电化学知识点。

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

电化学分析方法

1、电化学分析法也称电分析化学法，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。

2、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。

3、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。

以上是我整理的电化学的知识点，希望能帮到你。