《应用电化学技术》是面向高职学生的应用电化学的入门教材。本书分为五大模块,分别深入探讨了原电池的应用、电解池的应用、实用化学电源及其应用、电化学腐蚀与防护的应用以及电化学测试技术的应用。每个模块均包含多个具体任务,如水果电池和铜锌原电池的制作、电解精炼铜的过程控制、化学电源的性能测试与应用、电化学腐蚀防护的设计以及电化学分析技术的应用等。通过学习本教材,学生能掌握电化学的基本操作技能,还能深入理解电化学原理在实际中的应用。
本书可作为高职院校储能材料技术、环境监测技术、分析检验技术等专业教材,亦可作为应用型本科实训教材与企业培训手册。
走进应用电化学 001
1. 电化学的起源与发展 001
2. 电化学的研究内容 003
3. 电化学技术的广泛应用 005
模块一原电池的应用 011
任务1水果电池的制作 012
子任务1制作准备 013
实践:材料的准备 013
知识点1-1化学电池简介 015
子任务2水果电池装置的连接 023
实践:连接水果电池装置 023
知识点1-2水果电池的工作原理 023
子任务3水果电池的测试 026
实践1:变水果种类测试 026
实践2:变电极组合测试 027
实践3:变电极尺寸参数测试 027
知识点1-3原电池电流电压的影响因素 028
任务2铜锌原电池的制作 030
子任务1制作准备 032
实践:材料的准备 032
知识点2-1电解质溶液的导电能力 033
知识点2-2电解质溶液导电能力的影响因素 038
知识点2-3电解质溶液中离子的电迁移 044
知识点2-4离子迁移数及其测定 048
子任务2铜锌原电池装置的连接 057
实践:连接电池装置 057
知识点2-5原电池工作原理 058
知识点2-6电极/溶液界面双电层 061
知识点2-7内电位及相间电位的产生 067
子任务3铜锌原电池的测试 071
实践1:变电极材料测试 071
实践2:变电解质溶液测试 072
知识点2-8电极电势及其测量 073
知识点2-9电池电动势及其测量 080
知识点2-10能斯特方程及其应用 084
拓展知识点原电池的设计与应用 092
模块二电解池的应用 098
任务3电解精炼铜 099
子任务1电解前准备 101
实践:实验材料的准备 101
知识点3-1电解池简介 102
知识点3-2电解精炼铜的基本原理 106
子任务2电解池装置的连接 109
实践:装置的连接 109
知识点3-3电解工作原理 110
知识点3-4电极的极化 114
知识点3-5电解产物 119
知识点3-6电极过程的基本历程 124
知识点3-7电极过程的分类 127
子任务3电解生产的效率评价 132
实践:电解产物处理及分析 132
知识点3-8法拉第电解定律及其应用 133
拓展知识点常见电解的应用 138
模块三实用化学电源及其应用 143
任务 4化学电源的制备与性能检测
——以扣式锂离子电池为例 144
子任务1扣式锂离子电池正极片的制备 146
实践:磷酸铁锂正极片的制备 146
知识点4-1化学电源的发展 148
知识点4-2可逆电池和可逆电极 152
子任务2扣式锂离子电池的组装 155
实践:扣式锂离子电池的组装 155
知识点4-3化学电源的组成和分类 158
知识点4-4锂离子电池的工作原理 161
子任务3扣式锂离子电池的性能测试 163
实践:扣式锂离子电池的性能测试 163
知识点4-5电池的主要性能参数 165
拓展子任务化学电源的设计与应用 168
实践:化学电源的设计 168
知识点4-6化学电源的应用 168
模块四电化学腐蚀与防护的应用 175
任务5电化学腐蚀与防腐电池的设计 176
子任务1实验准备 178
实践:材料的准备 178
知识点5-1金属的腐蚀 180
知识点5-2金属腐蚀的类型 183
子任务2电化学腐蚀电池的设计 188
实践:制作电化学腐蚀电池 188
知识点5-3金属腐蚀的机理 188
子任务3电化学防腐电池的设计 193
实践:设计铁钉阴极保护防腐电池 193
知识点5-4金属腐蚀的防护 194
知识点5-5金属腐蚀监测 200
模块五电化学测试技术的应用 206
任务 6电化学分析技术的应用 207
子任务1直接电位法测定溶液pH 209
实践1:电极预处理 209
知识点6-1指示电极 211
知识点6-2离子选择性电极 214
实践2:测定工业废水pH 223
知识点6-3直接电位法方法原理 223
子任务2电位滴定法测定电解液中的亚铁离子 230
实践:测定电解液中的亚铁离子 230
知识点6-4电位滴定法方法原理 230
子任务3极谱分析法测定工业废水中的镉 235
实践:测定工业废水中的镉含量 235
知识点6-5极谱分析法方法原理 236
子任务4循环伏安法测定亚铁氰化钾体系 242
实践:测定亚铁氰化钾体系 242
知识点6-6循环伏安法方法原理 244
子任务5卡尔·费休法测定电解液中的痕量水 251
实践:测定电解液中的痕量水 251
知识点6-7卡尔·费休库仑法方法原理 252
参考文献 257