电化学

1.什么是电池的循环寿命？

指在二次电池报废之前，在一定放电条件下，电池经历充放电循环的次数，循环寿命越长，电池的可逆性能就越好。使用寿命：在一定条件下，电池工作到不能使用的工作时间。贮存寿命：指电池性能或电池容量降低到额定指标以下时的贮存时间。 2.什么是容量效率？

A.容量效率：蓄电池放电输出的电量和充电至原始状态时所需的电量之比。B.伏特效率：蓄电池放电和充电过程的工作电压之比。C.指容量效率和伏特效率的乘积，它是评价电池能量瞬时和极化行为的综合指标。

3.按使用的电解液分，一次电池分为哪些类别？

可分为碱或酸性电池，盐类电解质电池，有机电解质溶液电池和固体电解质电池。 4.什么是容量效率？

蓄电池放电输出的电量和充电至原始状态时所需电量的比。

5.对于镍氢电池，过充产生的气体怎样去除？生产中采用什么样的方法？

A.负极容量比正极容量大，过充电时，正极产生的氧气在贮氢负极上还原。B.生产中一般采用负极过量的办法，过充电时，正极产生的氧气经过扩散在负极重新化合成水，这样既保持了电池内压的恒定同时使电解液浓度保持不大变化。

6.燃料电池的原理是什么？试以质子交换膜燃料电池进行说明。

在原理上相当于水电解的逆装置，其单电池有阳极 阴极 和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜为电解液当电池工作时，膜电极内发生下列过程a.反应气体在扩散层内扩散b.反应气体在催化层内被催化剂吸附并发生电催化反应c.阳极生产的质子在固体电解质内传递到对侧，电子经外电路到达阴极。 阳极：H2 → 2H+ + 2e .阴极：1/2O2 + 2H+ + 2e → H2O 7.什么是电镀？

金属电沉积过程的一种，它是由改变固体表面特性从而改善外观，提高腐蚀性、抗摩性，增强硬度，提供特殊的光电磁热等表面性质的金属电沉积过程。 8.在电镀的过程中，为什么要增大阴极极化，途径有哪些？

对镀层的质量起着十分重要的作用。在极化很小的电镀液中镀出的镀层是十分粗糙的，甚至会出现海绵状，只有当阴极极化较大时才能镀出优质的镀层。在电沉积过程中，主要靠提高阴极极化的办法来实现结晶细密的目的。阴极极化程度大，相对而言，电沉积的晶核形成速度要比晶核生成速度快，镀层晶粒就细。 (1)提高阴极电流密度 (2)络合剂和添加剂

9.金属共沉积的基本条件是什么？怎样实现金属的共沉积？ 金属共沉积的基本条件：Ψ1,析出 ≈ Ψ2,析出 实现沉积的方法：Ψ1,析出 ≈ Ψ2,析出 即 Ψ1,eq-η1,C=Ψ2,eq - η

2,C

A.当两种离子相差不大时，可采用调节离子浓度的方法实现共沉积b.相差不大时，可调节电流密度使其增大到一定数值，使两种离子的析出电势相同，可实现共沉积c.相差很大时，可通过加入络合剂改变平衡电极电势，实现共沉积d.添加剂的加入可能引起某种离子阴极还原时极化电势较大，而对另一种离子的还原电势无影响，也可实现共沉积。 10.工件为什么要进行镀前处理，镀前处理的方法有哪些？试分别说明。

目的：表面要求保证平整光滑，清洁，活化。 保证覆层与基体的结合力。 保证电极反应顺利进行。

整平：除去工件表面上的毛刺，结瘤，锈层，氧化皮，灰渣及固体颗粒等，使工件表面平整，光滑。除油：除去工件表面油污，包括油，脂，手汗及其他污物，使工件表面清洁。浸蚀：除去工件表面的锈层，氧化皮等金属腐蚀产物。活化：除去工件表面的氧化膜露出基体金属。 11.除油的方法有哪些？试分别说明。

a. 有机溶剂除油 有机烃类，如煤油、汽油、丙酮、甲苯 氯化烃类，如三氯乙烯、四氯乙烯、四氯化碳除油不彻底。因为附着的有机溶剂挥发后，所带的油脂就遗留在金属表面上。 b.化学除油

清洗剂：含乳化剂的碱性溶液 (又称碱溶液除油) 清洗原理：碱溶液的皂化作用和乳化剂的乳化分散作用 c.水基清洗剂除油

清洗剂：表面活性剂的水溶液(还含有其它辅助成分)

清洗原理：表面活性剂的润湿和渗透作用，乳化和分散作用，增溶作用 d.电化学除油

清洗剂：稀碱性溶液 + 通电

清洗原理：将工件置于碱溶液中，作为阴极或作为阳极，通以直流电流 除去工件表面油污。 12.在镀暗镍的基础上发展出了哪些镀镍方式？双层镍镀层对钢铁基体的保护作用比单层镍大得多，为什么？

半光亮镍，光亮镍，高硫镍，镍封闭（复合镍）

含硫量较高的光亮镍的电位比含硫量低的半光亮镍的电位负，半光亮镍层和光亮镍层组成的双层镍，在潮湿的使用环境中组成腐蚀电池时，外层的光亮镍层作为腐蚀电池的阳极，能对下层的半光亮镍层起阴极保护作用，使腐蚀由纵向深入变为横向发展。双层镍层的耐蚀性能比同厚度的单层镍层大为提高。实验表明，在双层镍中，半光亮镍层的厚度为镀层总厚度的 60 % 左右时耐蚀性最好。为了使双层镍镀层能有效地发挥阴极保护作用，半光亮镍层和光亮镍层的电位差应在100毫伏以上。

13.塑料电镀是怎样实现的，一般包括哪些工艺？

进行电镀前在塑料表面上先沉积一层导电层。为了增加结合力，需要对塑料制品表面进行粗化处理，形成机械结合；而且使塑料表面性质发生某些物理化学变化。择适合电镀的塑料品种，保证塑料质量(如杂质含量)，优化塑料制品的造型设计，成型工艺等因素。 a.表面准备：消除应力，除油，表面粗化。

b.表面活化：敏化工艺，离子活化工艺，还原工艺，胶体钯活化工艺，解胶工艺 c.化学镀：化学镀铜工艺，化学镀镍工艺。 d.电镀

14.铝电解的原理是什么？铝电解的阳极用什么材料，阴极用什么材料，冰晶石的作用是什么？

铝工业上均采用炭素材料作电极—炭阳极和炭阴极，

1. 作用熔融的冰晶石能够较好的熔解氧化铝，而且所构成的电解质可在冰晶石的熔点

1008℃以下进行电解，从而也降低了氧化铝的还原温度。

2. 在电解温度下，熔体状态的冰晶石或冰晶石-氧化铝熔液的比重比铝液的比重还小约

10%，它能更好地漂在电解出来的铝液上面。 3. 冰晶石—氧化铝熔体具有较好的流动性 4. 具有相当良好的导电性。

铝电解对于三氧化铝的要求：a.化学纯度b.物理性能

铝电解生产除对铝的化学成分严格要求外，还要求三氧化铝在Na3AlF6熔体中溶解快电解槽底沉淀少，覆盖在电解质上的介壳保湿性好，在空气中不飞扬损失少流动性好，便于运输和便于电解槽的自动加料。

15.铅酸电池寿命：1.极板栅腐蚀 2.正极活性物质的脱落 3.负极自放电 4.极板栅硫酸化 电解二氧化锰热处理的原因：带有结晶水

16.金属电沉积得到的电结晶形态：层状 金属塔装 块状 立方层状 螺旋状 须状 树枝状。 17.电化学科学的定义：研究电子导电相（金属、半导体）和离子导电相（电解质溶液、熔盐、固体电解质）之间的界面上所发生的各种界面效应，即伴有电现象发生的化学反应的科学。

18.电解质溶液的分类：1.水溶液体系、有机溶液体系、熔融盐体系

19.离子交换膜：阳离子交换膜，阴离子交换膜。

20.零电荷电势测定：电毛细曲线法、微分电容曲线法。

21.电位扫描技术：循环伏安法 控制电位技术 单电势阶跃法 控制电流技术 恒电流电解。 22.金属的电化学防腐蚀：金属镀层，阳极保护，阴极保护，缓蚀剂保护。 23.把溶解氧从电解液中除去的方法？

答：(1) 用氮气或者氩气等电化学惰性气体往电解液中鼓泡。

(2) 电解液在低温下减压排气。把电解池接在真空系统中反复排气数次

24.电泳涂装EC技术：是指水溶性的带有正电荷或负电荷的阴、阳离子树脂的电泳漆通过类似金属电镀的方法覆盖到金属表面，从而对金属进行精饰的一种电镀方法。 优点：⒈以水为溶剂，价廉易得。 ⒉有机溶剂含量少，减少了环境污染和火灾。 ⒊得到的漆膜质量好且厚度易控制，没有厚边，流挂口憋病，同时涂料利用率高，易于自动化生产。 25..钢铁工件需进行预处理才能保证结合力。

酸性硫酸铜电解液镀铜不能在钢铁工件上直接施镀，因为铜的标准电位 E0(Cu/Cu2+)比铁的标准电位E0(Fe/Fe2+)正得多，钢铁工件进入镀液后很容易发生置换反应 Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 生成置换铜层，造成镀层结合不良

26.为什么氰化物镀铜的阴极电流效率比较低(60?70%)? 副反应是析氢反应。 27.电镀的优点?

A.普通材料表面具有要求性能的镀层b.工艺设备简单操作容易控制c.电镀技术适用范围宽d.电镀适于大批量生产，易于机械自动化。

28.电化学极化：电子转移步骤的阻力所造成的极化，也叫做活化极化。包括微机化，强极化，浓差极化。

29.电结晶分析：对镀层质量要求之一是致密平滑，因而要求结晶细小。显然，外延生长得到的镀层晶粒粗大。（外延生长，成核生长）

30. 如何消除镍镉电池在贮存和一定的充放电条件下不产生气体或产生的气体可以消除？ 镉在贮存期间无氢气产生，另一方面，氢在Cd电极上析出超电势比较大，控制适当的充电电流，在Cd电极上不会产生氢气。Cd负极是分散性较好的海绵状镉，对氧有很高的化合能力。无论是充电时正极氧，还是自放电产生氧气，当扩散到负极上容易发生化合反应： 2Cd+2O2+2 H2O→2Cd(OH)2

32.电镀的处理工序有哪些？ A.镀前处理：机械加工 酸洗 除油b.注意镀液的配方电流密度 温度ph等c.通常有水洗和烘干以除去吸附在镀件表面上的镀液d. 钝化处理和防变色处理

33.镀锌的后处理包括哪些？ 除氢 出光 钝化等工艺

A.除氢：在一定温度下烘烤一段时间使渗入基体和镀件晶格中的氢溢出。 B.出光;在选定组成溶液中浸入几秒，一般选用硝酸溶液。 C.为了提高耐腐蚀性。

34.高鎘酐钝化的防护性原理是什么？

鎘酐溶于水生成铬酸和重铬酸。镀锌工件进入后，锌和六价铬化合物反应，锌被氧化为离子进入溶液，六价铬被还原成三价铬。钝化膜的防护性能来自两个方面：钝化膜致密，化学稳定性高，将镀锌层与腐蚀环境隔离开；钝化膜在受到损伤时的自愈性。