【正文】 0g此外，陰極需要移動，需要攪拌。解：（1）酸性光亮鍍銅陰極反應(yīng)由兩步連續(xù)放電反應(yīng)和一個結(jié)晶過程組成：（1）（2）（3）酸性光亮鍍銅陽極反應(yīng)：正常溶解反應(yīng)為：（1）當(dāng)陽極不完全氧化時可能產(chǎn)生：（2）陽極附近積累會導(dǎo)致歧化反應(yīng)：（3）主鹽硫酸銅含量越高，允許的陰極電流密度上限越大，但鍍液的分散能力則隨之下降，所以，一般控制在180～220g/L；硫酸可提高鍍液的導(dǎo)電性和電流效率；適量氯離子有利于得到光亮鍍層，防止陽極極化；添加劑KG1起光亮、平整、細(xì)致的作用。如鍍Zn，Cd的鈍化處理和鍍Ag后的防變色處理等。水洗和烘干是最簡單的鍍后處理。需要說明的是，單鹽電解液適用于形狀簡單、外觀要求又不高的鍍層，絡(luò)鹽電解液分散能力高，電鍍時電流密度和效率低，主要適用于表面形狀較復(fù)雜的鍍層。電鍍：鍍件經(jīng)鍍前處理，即可進入電鍍工序。除油的目的是消除基體表面上的油脂。電解拋光是將金屬鍍件放入腐蝕強度中等、濃度較高的電解液中在較高溫度下以較大的電流密度使金屬在陽極溶解，這樣可除去鍍件缺陷，得到一個潔凈平整的表面，且鍍層與基體有較好的結(jié)合力，減少麻坑和空隙，使鍍層耐蝕性提尚，但電解拋光不能代替機械拋光。有時對于復(fù)合鍍層，每鍍一種金屬均須先進行該處理。鍍前處理一般包括機械加工、酸洗、除油等步驟。解：電鍍生產(chǎn)工藝流程一般包括鍍前處理、電鍍和鍍后處理三大步。第二種機理假設(shè)光亮劑分子能優(yōu)先吸附在金屬電結(jié)晶生長較快的晶面上．可能對電沉積起阻化作用，因而導(dǎo)致鍍件表面不同位置的生長速度趨于一致，加上幾何平移作用，終于得到光亮的鍍層。由于這些微孔是無序分布的，故金屬沉積是完全均勻的，不會導(dǎo)致小晶面的形成。 光亮劑作用機理可以表述為：一種看法認(rèn)為光亮作用是一個非常有效的整平作用，可以用前面提到的擴散控制阻化機理來說明增光作用；另一種解釋是光亮劑具有使不同晶面的生長速度趨于一致的能力。這樣整平作用可以借助于微觀表面上整平劑供應(yīng)的局部差異來說明。電鍍添加劑主要有整平劑及光亮劑等。20．試敘述電鍍過程中添加劑的作用原理。陽極氧化一般經(jīng)歷活化區(qū)(即金屬溶解區(qū))、鈍化區(qū)(表面生成鈍化膜)和過鈍化區(qū)(表面產(chǎn)生高價金屬離子或析出氧氣)三個步驟，電鍍中陽極的選擇應(yīng)是與陰極沉積物種相同，鍍液中的電解質(zhì)應(yīng)選擇不使陽極發(fā)生鈍化的物質(zhì)，電鍍過程中可調(diào)節(jié)電流密度保持陽極在活化區(qū)域。同時，電解液的pH值、沖擊電流和換向電流等的使用對鍍層質(zhì)量亦有一定影響。同時溫度提高，能提高陰極和陽極電流效率，消除陽極鈍化，增加鹽的溶解度和溶液導(dǎo)電能力，降低濃差極化和電化學(xué)極化，但溫度太高，結(jié)晶生長的速度超過了形成結(jié)晶活性的生長點，因而導(dǎo)致形成粗晶和孔隙較多的鍍層。對于電鍍過程，電流密度存在一個最適宜范圍。電鍍液溶劑必須具有下列性質(zhì)：(1)電解質(zhì)在其中是可溶的；(2)具有較高的介電常數(shù)，使溶解的電解質(zhì)完全或大部分電離成離子。同時，添加劑的存在對電沉積層的性能影響極大，通常使鍍層的硬度增加，而內(nèi)應(yīng)力和脆性則可能是提高，也可能是降低，而且即使是同一種表面活性劑，隨其濃度的不同，其影響情況也不一樣。而加入絡(luò)合劑的復(fù)鹽電解液使金屬離子的陰極還原極化得到了提高，有利于得到細(xì)致、緊密、質(zhì)量好的鍍層，但成本較高。主鹽對鍍層的影響體現(xiàn)在：主鹽濃度高，鍍層較租糙，但允許的電流密度大；主鹽濃度低，允許通過的電流密度小，影響沉積速度。解：影響電鍍層質(zhì)量的主要因素有鍍液的性能、電鍍工藝條件、陽極。燃料電池是將一種燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，因燃料可連續(xù)不斷地供給電極而連續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽运址Q為連續(xù)電池。7．什么是一次電池？什么是二次電池？燃料電池和它們有什么不同？解：一次電池不能用簡單方法再生，不能充電，用后廢棄。貯存壽命是指電池性能或電池容量降低到額定指標(biāo)以下時的貯存時間，影響電池貯存壽命的主要原因是電池自放電。循環(huán)壽命是指在二次電池報廢之前，在一定充放電條件下，電池經(jīng)歷充放電循環(huán)的次數(shù)。？引發(fā)電池自放電的原因主要有那些？解：電池的壽命（life）包含有三種涵義。kg1和W電池的功率(power)是指在一定放電條件下，電池在單位時間內(nèi)所輸出的能量，其單位為瓦(W)或千瓦(kW)。hhh)。5．什么叫電池能量和比能量？什么叫電池功率與比功率？解答：電池的能量是指在一定放電條件下，電池所能作出的電功，它等于放電容量和電池平均工作電壓的乘積，常用單位為瓦由于Gibbs自由能的減小等于化學(xué)反應(yīng)的最大有用功，故電池的電動勢也就是放電的極限電壓?；瘜W(xué)電源兩極上的活性物質(zhì)不能全部用來供電，因為陰極、陽極活性物質(zhì)之間或活性物質(zhì)與溶劑或電解質(zhì)間會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致電池的自放電。kg一1和Ah比容量指電池單位重量或單位體積所輸出的容量，分別以A電池理論容量可從活性物質(zhì)質(zhì)量（w）用法拉第定律計算：Q＝w n F / M，式中，w為活性物質(zhì)摩爾質(zhì)量。？ 解答：電池容量指電池輸出的電量，以符號Ah表示。（4）燃料電池：有肼燃料電池、氨燃料電池及氫空氣燃料電池等。（2）蓄電池：又分為鉛蓄電池、堿性蓄電池（如鎘鎳蓄電池、銀鋅蓄電池、金屬—氫電池）及熔融鹽蓄電池。補充題目：？常見的化學(xué)電源品種有那些？ 解：化學(xué)電源按其工作性質(zhì)和儲存方式可分為一次電池（primary battery），二次電池（secondary battery or rechargeable battery）、儲備電池(storage battery)和燃料電池（fuel battery）四大類。然后裝入鍍鎳的鋼殼內(nèi)。負(fù)極的制造有幾種方法：有的如向正極一樣采用燒結(jié)鎳基極；有的用涂膏法或壓制法將活性物質(zhì)涂入基極內(nèi)；也有的采用連續(xù)的電化學(xué)沉積法或新的發(fā)泡電極技術(shù)制造。如圓柱形密封式電池是用途最廣泛的類型。18. 試敘述如何實現(xiàn)鎳鎘電池的密封。為了克服這些缺點，電化學(xué)工作者對鉛酸電池進行了一些改進:如采用輕輕材料制備板柵，以提高比容量；采用分散度更高的電極以提高活性物質(zhì)的利用率；采用膠狀電解液(加SiO2或硅膠)使電池在任何情況下都能運行；采用PbCa合金和PbSb合金（Ca、％），以降低自放電和水的分解；塑料殼的密封電池有排氣閥門等。因此，為了降低自放電，必須用純Pb制備活性物料的合金粉末，采用純硫酸和電導(dǎo)水配制電解液，并保持適宜的運行條件。 (3)負(fù)極自放電：主要原因是由于電極體系和電解液中存在的雜質(zhì)(如Fe，Cu，Mn)相互作用而使海綿鉛腐蝕?，F(xiàn)認(rèn)為放電時PbSO4緊密層的形成是導(dǎo)致正極活性物質(zhì)脫落的主要原因，同時BaSO4的加入也會促使脫落。這些過程的有害作用在于破壞板柵與活件物料的接觸，此外，生成的PbO2具有比Pb更大的比體積，因而使極板柵變形。17．請寫出鉛酸蓄電池的電極反應(yīng)和成流反應(yīng)，并敘述影響其壽命和容量減小的原因及鉛酸蓄電池的改進方法。由于燃料電池直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，中間未經(jīng)燃燒過程(亦即燃料電池不是一種熱機)，因此，不受卡諾循環(huán)的限制，可以獲得更高的轉(zhuǎn)化效率。按燃料來源，燃料電池可分為直接式燃料電池(如直接學(xué)醇燃料電池)，間接式燃料電池(甲醇通過重整器產(chǎn)生氫氣，然后以氫氣為燃料電池的燃料)和再生類型進行分類。解：燃料電池可依據(jù)其工作溫度、所用燃料的種類和電解質(zhì)類型進行分類。h15試依據(jù)熱力學(xué)數(shù)據(jù)計算堿性鋅空氣電池的理論容量、電池的電動勢。目前限制DMPEMFC實際應(yīng)用的主要問題是陽極催化劑低的活性、高的價格及催化劑的毒化。而要達到實際應(yīng)用， W盡管DMPEMFC具有無可比擬的優(yōu)點，但要達到實際應(yīng)用還有大量問題有待進一步解決，目前它的技術(shù)還很不成熟，僅處于研制階段，=。解：(1)負(fù)極反應(yīng): 正極反應(yīng): 電池反應(yīng):(2) 對可逆電池反應(yīng): 查熱熱力學(xué)數(shù)據(jù): =。(2)試根據(jù)熱力學(xué)知識推導(dǎo)其電池能量效率(≥100％是可能的。原因在于盡管從理論上能脫嵌鋰的物質(zhì)很多，但要將共制備成能實際應(yīng)用的材料卻非易事，制備過程中的微小變化都可能導(dǎo)致樣品結(jié)構(gòu)和性質(zhì)巨大差異，因而對現(xiàn)有材料的改進仍然是工作的重點。但是鋰離子電池要達到大規(guī)模的應(yīng)用，對于碳負(fù)極材料還需要提高鋰的可逆儲量和減少不可逆逆容量損失，從而有利于負(fù)極比容量的提高和電池比能量的提高。hh(3) 試簡述研究該二次電池性能的一般方法。：[電解液為1 LiClO4+PC:DME(1:1)](1)試將該反應(yīng)設(shè)計成二次電池并寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)。每天平均自放電速率=10%C/300d=%C/d并繪出OCV放置時間曲線如下圖。(OCV)和放置時間的關(guān)系，放置10個月后電池存量下降了10％，(1)試汁算平均自放電速率，并繪出OCV放置時間曲線；(2)試說明引發(fā)該電池A放電的主要原因。放電倍率越大，表示放電電流越大，電池容量亦會降低較大。h的電池，就是用40A的電流放電，放電倍率為“C/”(或“2C”)。h，若以4A電流放電，則放完20A電池放電電流的大小常用放電倍率表示，即對于一個具有額定容量C的電池，按規(guī)定的小時數(shù)放電的電流。對于給定的電池，由于歐姆內(nèi)阻和有電流通過時極化內(nèi)阻的存在，電池容量和放電電壓隨放電電流的增加而減小，電池的使用壽命也隨著減小。hhg1）。(2)解釋為什么相同初終放電電壓而不同放電電流下電池容量不盡一樣?i=15mAE/Vt/min060120240330600660700740i=40mAE/Vt/min04590180240270310解：(1)繪出兩放電電流下的放電曲線（E/VQ/mAh其電極反應(yīng)為 負(fù)極反應(yīng)：H2＋2OH一2H2O＋2e— 正極反應(yīng)：1/2O2十H2O＋2e—2OH— 電池反應(yīng)：H2＋1/2O2H2O，工作溫度353～363K，此電池已用于航天飛機上。(6)氫—氧燃料電池低溫堿性氫上氧燃料電池。(5)氫鎳蓄電池解：氫鎳電池的負(fù)極可采用混合稀土貯氫合金(如LaNiHx，x＝6)或鈦－鎳合金(MHx)，正極采用堿性Ni/Cd電池中Ni電極技術(shù)，并加以改進。集電器分別為Cd和羥基氫氧化鎳。(3)鋅—氧化汞電池解：鋅—氧化汞電池的表達式為：()Zn|濃KOH | HgO，C(+)，電池的負(fù)極反應(yīng)與堿性電解液的鋅錳電池相同，正極反應(yīng)： 電池反應(yīng)： 該電池采用濃的KOH溶液作電解液，集電器分別為Zn和石墨。(2)鋰—二氧化錳原電池解：鋰—二氧化錳電池表達式為： ()Li | LiClO4+PC+DME| MnO2,C（+）負(fù)極反應(yīng)： 正極反應(yīng)： 電池反應(yīng)： 電解液是，LiClO4+PC+DME（電解質(zhì)LiClO4溶解于PC和1,2DME混合溶劑中）。非穩(wěn)態(tài)擴散可用Fick擴散第二定律描述；穩(wěn)態(tài)擴散可用Fick擴散第一定律描述。當(dāng)電極反應(yīng)開始的瞬間，反應(yīng)物擴散到電極表面的量趕不上電極反應(yīng)消耗的量，這時電極附近溶液區(qū)域各位置上的濃度不僅與距電極表面的距離有關(guān)，還和反應(yīng)進行的時間有關(guān)，這種擴散稱為非穩(wěn)態(tài)擴散。造成對流的原因可以是溶液中各部分存在的溫度差、密度差(自然對流)，也可以是通過攪拌使溶液作強制對流。通過對電解液的攪拌(強制對流)、電極的旋轉(zhuǎn)或因溫度差可引起對流，可以使含有反應(yīng)物或產(chǎn)物的電解液傳輸?shù)诫姌O表面或本體相。電荷借助電遷移通過電解質(zhì)，達到傳輸電流的目的。 電遷移是指在電場的作用下，帶電物質(zhì)的定向移動。7．溶液中有那幾種傳質(zhì)方式，產(chǎn)生這些傳質(zhì)過程的原因是什么？解：溶液中物質(zhì)傳遞的形式有三種，即擴散(diffusion)、電遷移(migration)、對流(convertor)。這類反應(yīng)的例子有金屬配離子的還原、弱酸性緩沖溶液中氫氣的析出以及異構(gòu)化為前置步驟的有機電極過程等。所以零電荷電位代表著特定的電極上，某種離子吸附與脫附的分界線。在電化學(xué)中有可能把零電荷電勢逐漸確定為基本的參考電位，把相對于零電荷電勢的電極電勢稱為“合理電勢”(rational potential)，用()表示、“電極/溶液”界而的許多重要性質(zhì)都與”合理電勢”有關(guān)，主要有：(1)表面剩余電荷的符號和數(shù)量；(2)雙電層中的電勢分布情況；(3)各種無機離子和有機物種在界面上的吸附行為；(4)電極表面上的氣泡附著情況和電極被溶液潤濕情況等都與“合理電勢”有關(guān)。5. 零電荷電勢可用那些方法測定？零電荷電勢說明什么現(xiàn)象？ 解答：零電荷電勢可以用實驗方法測定，主要的方法有電毛細(xì)曲線法及微分電容曲線法(稀溶液中)，除此之外，還可以通過測定氣泡的臨界