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电化学范文1
一、知识体系构建
1.原电池、电解池、电镀池的比较
原电池电解池电镀池
定义把化学能转化为电能的装置把电能转化为化学能的装置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装置
装置举例
形成条件①有两个活泼性不同的电极。
②有电解质溶液。
③电极间形成闭合回路（或在溶液中接触）
①有外加电源及与之相连的两个电极。
②有电解质溶液(或熔化的电解质)。
③形成闭合回路
①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极。
②电镀液必须含有镀层金属离子（电镀过程中浓度不变）
电极名称负极：较活泼的金属（电子流出的极）
正极：较不活泼的金属（或能导电的非金属）（电子流入的极）
阳极：与电源正极相连的电极
阴极：与电源负极相连的电极名称与电解池相同，但有限制条件：阳极――镀层金属，阴极――待镀金属
电极反应负极：氧化反应
正极：还原反应
阳极：氧化反应
阴极：还原反应
阳极：金属电极失电子溶解
阴极：电镀液中的金属阳离子得电子
电子流向
负极导线正极
电源负极导线阴极
电源正极导线阳极
与电解池相同
（1）同一原电池的正、负极的电极反应中得、失电子数相等；（2）同一电解池的阴、阳极的电极反应中得、失电子数相等；（3）串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。这三个相等，既是写电极反应式的依据之一，也是进行电化学计算的依据之一。
2.原电池的常见类型
根据电极材料活泼性和反应情况的不同，可将原电池分成不同类型。
（1）在金属―金属构成的原电池中，相对活泼的金属一般作负极，被氧化，生成金属阳离子；相对不活泼的金属一般作正极，溶液中的阳离子被还原（一般被还原为单质）。
例如，电池ZnH2SO4Cu的反应式：
负极 Zn-2e-Zn2+
正极 2H++2e-H2
总反应 Zn+2H+Zn2++H2
（2）在金属―非金属构成的原电池中，非金属电极（如石墨），一般只起导电作用，故作正极；金属电极作负极。
例如，电池FeH2SO4C的反应式：
负极 Fe-2e-Fe2+
正极 2H++2e-H2
总反应 Fe+2H+Fe2++H2
（3）在金属―金属氧化物构成的原电池中，金属氧化物中的金属元素已是最高（或较高）价态，难被氧化，故作正极，并直接参与还原反应；金属电极作负极。
例如，电池ZnKOHAg2O（银锌纽扣电池）的反应式：
负极 Zn+2OH--2e-ZnO+H2O
正极 Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-
总反应 Zn+Ag2OZnO+2Ag
（4）用两个惰性电极作为电极的燃料电池，通有还原性气体的电极为负极，通有氧化性气体的电极为正极。如氢氧燃料电池，其电极为可吸附气体的惰性电极，如铂电极、活性炭等，两极分别通入H2和O2，以40%的KOH溶液为电解质溶液，反应式为：
负极 2H2+4OH--4e-4H2O
正极 O2+2H2O+4e-4OH-
总反应 2H2+O22H2O
3.金属的腐蚀和防护
（1）金属的腐蚀
金属的腐蚀分化学腐蚀和电化学腐蚀两种。
化学腐蚀电化学腐蚀
定义金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀不纯的金属与电解质溶液接触时发生原电池反应而引起的腐蚀
条件金属与非电解质等直接接触不纯的金属或合金与电解质溶液接触
电子得失金属直接把电子转移给有氧化性的物质其中的活泼金属将电子间接转移给氧化性较强的物质
现象无电流产生有微弱的电流产生
本质金属被氧化的过程较活泼金属被氧化的过程
实例金属与O2、Cl2等物质直接反应钢铁在潮湿的空气中被腐蚀
相互关系化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更为普遍，危害也更严重
（2）钢铁的电化学腐蚀原理
钢铁长时间在干燥空气中不易腐蚀，但在潮湿的空气里易被腐蚀。原因是钢铁表面会吸附一层水膜，这层水膜中含有少量的H+、OH-，还溶解了少量的CO2、O2等，即在钢铁表面形成了一层电解质溶液，铁和碳构成了微原电池。
①吸氧腐蚀：此时电解质溶液酸性较弱，呈中性或碱性。
负极 2Fe-4e-2Fe2+
正极 2H2O+O2+4e-4OH-
总反应 2H2O+O2+2Fe2Fe(OH)2
在空气中，4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3，Fe(OH)3失水而成铁锈Fe2O3•xH2O。
②析氢腐蚀：此时电解质溶液的酸性较强。
负极 Fe-2e-Fe2+
正极 2H++2e-H2
总反应 Fe+2H+Fe2++H2
一般情况下，钢铁的腐蚀以吸氧腐蚀为主，吸氧腐蚀和析氢腐蚀的主要区别在于正极反应。
（3）金属的防护
金属的腐蚀主要是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，只要减少形成原电池三个条件中的一个，就可防止原电池反应的发生。
①内因：改变金属内部结构。
②外因：采用适当方法将金属与介质（主要指电解质溶液）隔离，如喷漆、涂油、电镀、表面钝化等。
③电化学保护法：如船体外壳嵌锌，将钢铁外壳与锌人为的构成原电池，腐蚀锌，保护船体。或外加电源，使被保护的金属与电源的负极相连，成为阴极而被保护。
二、复习方法指导
通过氧化还原反应，实现化学能和电能的相互转化，这就是电化学的基本原理。要复习好这部分内容，应注意以下问题。
1.联系氧化还原反应
能自发进行的氧化还原反应在理论上都能设计成原电池，电解是非自发的氧化还原反应；将氧化还原反应方程式拆成氧化反应和还原反应的两个半反应就是电极反应，原电池的负极和电解池的阳极都发生氧化反应（负阳氧：谐音“沸羊羊”）；离子氧化性和还原性的强弱决定了电解时溶液中离子的放电顺序；电子得失守恒规律是进行电化学计算的基本依据。
2.对比容易混淆的知识
准确理解概念是学好化学的基础，本章有很多容易混淆的概念，需要对比复习。除了前面对比过的“三池”（原电池、电解池和电镀池）、化学腐蚀和电化学腐蚀、析氢腐蚀和吸氧腐蚀外，还有很多可以进行对比的知识点。例如，氢氧燃料电池在不同性质的电解质条件下电极方程式的写法，电解池在惰性电极下和非惰性电极下的放电规律，原电池和电解池的电极判断和电极反应类型，等等。只有不断进行对比，才可以澄清学习中的模糊认知，加深对知识的理解。
3.归纳重要规律或方法
善于总结一些实用的解题规律或方法，对于提高复习的效率至关重要。
（1）原电池、电解池和电镀池的判断规律
①若无外接电源，则可能是原电池，然后依据原电池的形成条件判定，主要思路是“三看”：
先看电极，两种活泼性不同的金属（或其中一种是非金属导体）作电极。
再看溶液，在电解质溶液中能自发地发生氧化还原反应。
后看回路，用导线连接的两电极与电解质溶液接触并形成闭合回路。
②若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，若阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为电镀池。
③若为无明显外接电源的串联电路，则利用题中信息，能找出发生自发氧化还原反应的装置为原电池。
（2）酸、碱、盐溶液的电解规律
用惰性电极电解酸、碱、盐的溶液时，可按下列步骤进行分析。
通电之前找离子：分析电解质溶液中有关物质的电离过程（包括电解质和水的电离），找出溶液中存在的所有离子。
通电之后四判断：
①判断离子的移动方向，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
②判断离子的放电能力。
阳极――金属阳极＞S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根＞F-；
阴极――Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞…。
③判断电极反应，书写电极反应式和总反应式。
④判断电解结果，两极现象、水的电离平衡结果、离子浓度、溶液的酸碱性、pH变化等。
酸、碱、盐溶液的电解规律
类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度 pH电解质溶液复原
电解水型阴极：2H++2e-H2
阳极：4OH--4e-2H2O+O2NaOH水增大增大加水
H2SO4水增大减小加水
Na2SO4水增大不变加水
分解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大通HCl
CuCl2电解质减小-加CuCl2
放氢生碱型阴极：H2O电离出的H+得电子，放出H2生成碱
阳极：电解质的阴离子放电NaCl电解质和水 生成新电解质增大通入HCl
放氧生酸型阴极：电解质的阳离子放电
阳极：H2O电离出的OH-失电子，放出O2生成酸CuSO4电解质和水 生成新电解质减小加CuO
（3）原电池电极反应式的书写方法
①列物质，标得失：按照负极发生氧化反应、正极发生还原反应，判断出电极反应产物，标出得失电子的数量。
②看环境，配守恒：电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H+应让其结合OH-生成水。电极反应式要根据电荷守恒、质量守恒、电子守恒等加以配平。
③两式加，验总式：将两电极反应式相加，与总反应的离子方程式对照验证。
（4）可充电电池的判断方法
二次电池放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源正极相连，负极变为阴极，与外电源负极相连。
（5）金属腐蚀的快慢规律
①在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢顺序：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀。
②同一金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。
③对于活动性不同的两种金属，活动性差别越大，氧化还原反应速率越快，活泼金属腐蚀速率越快。
④对于同一电解质溶液，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快（钝化除外）。
⑤纯度越高的金属，腐蚀的速率越慢（纯金属几乎不被腐蚀）。
⑥不纯的金属或合金，在潮湿的空气中腐蚀的速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀。
（6）电解计算的方法
有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的pH、物质的量浓度等。解答此类题的方法有两种：一是根据电解方程式或电极反应式列比例式求解；二是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解。利用电子守恒较为简便，但需注意灵活运用。
三、易错知识辨析
1.原电池的电极和电极反应
（1）从不同的角度分析，对原电池的电极类型可以有不同的理解：负极是较活泼的金属，发生氧化反应的一极，电子丰富的一极，电子流出的一极，电流流入的一极，被腐蚀的一极；正极相应是较不活泼的金属，发生还原反应的一极，电子贫乏的一极，电子流入的一极，电流流出的一极，被保护的一极。
（2）原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应，如果给出一个方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断。不管原电池的类型如何，不管电极是否参与反应，发生氧化反应的一极总是负极，发生还原反应的一极总是正极。把握了这一点，便可以做到以不变应万变。
（3）判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况。例如，Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；Fe、Al在浓硝酸中钝化后，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。
（4）燃料电池和普通电池不同，必须使用辅助电极，电极本身不参与反应，所采用的燃料一般为H2、CH4、CH3OH、CO等，助燃剂一般为O2（或空气）。
（5）原电池中正、负极的电极反应式作为一种特殊的离子方程式，对于强、弱电解质的书写形式，没有严格的规定，但必须遵循原子守恒和电荷守恒规律。
2.电解原理及其应用
（1）用惰性电极电解饱和食盐水时，Na+和水电离出的H+移向阴极，H+发生还原反应生成H2：2H++2e-H2，破坏了水的电离平衡（H2OH++OH-），导致阴极附近溶液中的c(OH-)＞c(H+)，溶液显碱性。由此可见，电解前如果向溶液中滴入酚酞试液，电解时阴极附近的溶液先变红。
（2）电解后要恢复原电解质溶液的浓度，需加适量的某物质。该物质可以是阴极与阳极产物的化合物，如用惰性电极电解CuSO4溶液，要恢复原溶液的浓度，可向电解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3，但不能加入Cu(OH)2，因为Cu(OH)2与生成的H2SO4反应后使水量增加。
（3）粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种金属杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，金属活动性位于铜之前的金属杂质，如锌、铁、镍等也会同时失去电子，但是它们的阳离子比铜离子难以还原，所以它们并不能在阴极析出，而只能以离子的形式留在电解液里；金属活动性位于铜之后的银、金等杂质，因为失去电子的能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，所以当阳极的铜失去电子变成阳离子溶解之后，它们便以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥。由此可知，电解精炼时，阳极溶解铜的量大于阴极析出铜的量。
（4）可充电电池放电时作原电池，充电时作电解池，两池的电极反应式正好相反，即电解池的阴极反应式对应于原电池的负极反应的逆反应式，电解池的阳极反应式对应于原电池正极反应的逆反应式，但电解池反应与原电池反应并不是相应的可逆反应。
四、考情分析预测
高考对电化学知识的考查，常见题型是选择和填空。这部分的考点主要集中在如下几个方面：（1）原电池、电解池、电镀池的电极名称及电极反应式；（2）新型电池的电极反应以及工作原理；（3）根据电解时的电极变化，判断电极材料、电解质的种类或如何使电解质溶液复原；（4）有关电解产物的判断和计算；（5）金属的电化学腐蚀原理与防护；（6）电化学知识在能源、环保、物质制备等方面的综合应用。
受试卷含量的限制，化学考试越来越重视试题的综合性。电化学内容是进行综合命题的重要素材，与之相关的综合题预计在今后的高考中会有更多的体现。其常见综合形式有：将原电池和电解池结合在一起，综合考查化学反应中的能量变化和氧化还原反应等知识；将电化学内容与无机推断或化学实验等进行综合；以环境问题、物质制备、新能源、新科技等为载体，考查电化学知识在生产、生活中的应用。
五、考试热点例析
1.判断装置的类型
例1.某化学兴趣小组的同学用下图所示装置研究电化学的问题。当闭合该装置中的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。下列有关说法不正确的是（ ）
A.甲装置是原电池，乙装置是电解池
B.当甲中产生0.1mol气体时，乙中析出固体的质量为6.4g
C.实验一段时间后，甲溶液的pH增大，乙溶液的pH减小
D.将乙中的C电极换成铜电极，则乙装置可变成电镀装置
解析：Zn、Cu电极和稀硫酸溶液可构成原电池，其中Zn是负极，Cu是正极；乙装置是电解池，C为阴极，Pt为阳极。当甲中产生0.1molH2时，电路中通过0.2mol电子，乙中电解得到0.1molCu，质量为6.4g。实验一段时间后，甲溶液中的c(H+)减小，pH增大；乙溶液中的c(H+)增大，pH减小。乙中的C电极是阴极，将其换成铜电极，该装置不是电镀装置。
答案：D
2.判断电极和电极反应
例2.如图，E为沾有Na2SO4溶液的滤纸，并加入几滴酚酞。A、B分别为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极。M、N是多微孔Ni的电极材料，它在碱溶液中可以视为惰性电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液，K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。
（1）R为 （填“正”或“负”）极。
（2）A附近溶液的现象是 ，B附近发生的电极反应式为 。
（3）滤纸上的紫色点向哪方移动： （填“A”或“B”）。
（4）当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，C中的电极为 （填“正”或“负”）极，电极反应式为 。
解析：电解KOH溶液就是电解水，两极分别产生H2和O2，因为相同条件下产生H2的体积是O2体积的两倍，所以C管中收集到的是H2，D管中收集到的是O2。
（1）H2是在阴极产生的，所以M是阴极，与之相连的R是电源的负极。
（2）B是电解池的阳极，A是电解池的阴极。电解Na2SO4溶液也是电解水，电解时H+移动到A极得电子被还原为H2，破坏了A极附近水的电离平衡，导致A极附近溶液显碱性，使酚酞试液变红。B极OH-被氧化，放出O2。
（3）KMnO4中，紫红色的MnO-4向阳极移动。
（4）当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，此时装置变为燃料电池。经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，H2和O2反应生成水，在碱性条件下，C中H2发生氧化反应。
答案：（1）负 （2）溶液变红 4OH--4e-2H2O+O2 （3）B （4）负 2H2+4OH--4e-4H2O
3.书写电极方程式
例3.燃料电池是一种效率高的新型电池，请根据要求回答下列问题。
（1）某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，该电池的正极反应式为 。
（2）一种燃料电池中发生化学反应：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的电极方程式为 。
（3）某燃料电池以CO为燃料，以空气为氧化剂，以熔融态K2CO3为电解质。写出该燃料电池的总反应式、正极和负极的电极反应式： 。
（4）最近，科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率很高。一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体电解质是掺杂了Y2O3（Y：钇）的ZrO2（Zr：锆）固体，它在高温下能传导O2-（其中氧化反应发生完全）。
①以丁烷代表汽油，这类电池放电时，发生反应的化学方程式是 。
②这类电池正极的电极反应式是 ，负极的电极反应式是 ，向外电路输出电子的电极是 。
③放电时，固体电解质里的O2-向 （填“正”或“负”）极移动。
解析：燃料电池的电极只起导电作用，一般不参与电极反应。在负极上发生反应的气体一定是可燃性气体（H2、CH4、CO、CH3OH等），失电子发生氧化反应；在正极上发生反应的气体是O2或空气，得电子发生还原反应。书写电极反应式时，一定要注意电解质的性质：电解质溶液的酸碱性、固体电解质能传导的离子的种类等。
（1）因为该电池的电解液为KOH溶液，所以在正极O2被还原应生成OH-。
（2）原电池的负极发生氧化反应，该燃料电池负极通入的气体应是CH3OH，电池的总反应式为2CH3OH+3O24H2O+2CO2；酸性条件下的正极反应式为O2+4e-+4H+2H2O，即3O2+12e-+12H+6H2O，将总反应式减去正极反应式消去O2即得负极反应式。
（3）该电池的总反应式为CO+12O2CO2，因为电解质为熔融态K2CO3，所以电池中是K+和CO2-3导电，正极反应式为CO2+12O2+2e-CO2-3，用总反应式减去正极的电极反应式得到负极的电极反应式：CO+CO2-3-2e-2CO2。
（4）在固体电解质燃料电池中，电解质在高温下能传导O2-，所以O2被还原的产物为O2-，正极反应式为13O2+52e-26O2-；用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。不管是哪种电池，负极总是向外电路输出电子的一极，阴离子向负极移动。
答案：（1）O2+2H2O+4e-4OH- （2）CH3OH+H2O-6e-CO2+6H+ （3）正极：CO2+12O2+2e-CO2-3 负极：CO+CO2-3-2e-2CO2 总反应式：CO+12O2CO2 （4）①2C4H10+13O28CO2+10H2O ②13O2+52e-26O2- 2C4H10+26O2--52e-8CO2+10H2O 负 ③负
4.分析新型电池
例4.研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电，在海水中电池的总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaClNa2Mn5O10+2AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是（ ）
A.正极反应式：Ag+Cl--e-AgCl
B.每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子
C.Na+不断向“水”电池的负极移动
D.AgCl是还原产物
解析：由电池的总反应式可知，放电时银失去电子，被氧化得到氧化产物，即银作负极，产物AgCl是氧化产物，A、D都不正确；在原电池中，阳离子在正极得电子发生还原反应，所以阳离子向电池的正极移动，C错误；每生成1molNa2Mn5O10时消耗2molAg，转移2mol电子，B项正确。
答案：B
5.二次电池的充放电
例5.Li―SO2电池具有输出功率高和低温性能好等特点。其电解质是LiBr，溶剂是碳酸丙烯酯和乙腈，电池反应式为2Li+2SO2放电充电Li2S2O4，下列说法正确的是（ ）
A.该电池反应为可逆反应
B.放电时，Li+向负极移动
C.充电时，阴极反应式为Li++e-Li
D.该电池的电解质溶液可以换成LiBr的水溶液
解析：该电池的放电反应和充电反应分别是在不同条件下发生的反应，不是可逆反应；放电时是原电池，Li+向正极移动；充电时是电解池，阴极发生还原反应，反应式为Li++e-Li；Li是较活泼金属，能与水发生反应，因此电池的电解质溶液不能换成LiBr的水溶液。
答案：C
6.电镀和电冶原理
例6.以KCl和ZnCl2的混合液为电镀液，在铁制品上镀锌，下列说法正确的是（ ）
A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D.镀锌层破损后对铁制品会失去保护作用
解析：在铁上镀锌时，铁作阴极，锌作阳极；未通电前可构成原电池，此时锌作负极失去电子，铁作正极，而电镀时锌仍然失电子，A项错误。在氧化还原反应中必须满足得失电子守恒规律，因此电镀时通过的电量与锌的析出量有确定关系，B项错误。电镀时保持电流恒定，则导线中通过的电子速率是不变的，升高温度不能改变电解反应速率，C项正确。镀锌层破损后，由于锌比铁活泼，所以即使发生电化学腐蚀也是锌失去电子而保护了铁，D项错误。
答案：C
7.电化学实验探究
例7.某实验小组利用饱和食盐水、导线、直流电源（用“”或“”表示）、烧杯、灵敏电流计（用“”表示）和两个电极棒（分别是M、N）进行电化学实验设计和探究。
甲同学安装好仪器，接好直流电源通电几分钟，发现M处溶液逐渐变浅绿色，过一段时间，溶液变得浑浊且逐渐出现红棕色。
乙同学所用的仪器和甲同学的看上去相同，但接好直流电源通电几秒钟，却闻到一股刺鼻的气味，马上停止通电。
丙同学安装好仪器，线路闭合几秒钟后，却没有明显现象产生，他又很快接入灵敏电流计，发现电流计的指针发生了偏转。
请根据上述同学的实验现象回答以下问题。
（1）M电极棒材料是 ，N电极棒材料是 （写化学式）。
（2）在下列虚框内完成对应三位同学的装置图。
（3）按下表要求写出乙、丙两位同学实验过程中涉及的反应方程式。
要求乙丙
M电极方程式①④
N电极方程式②⑤
总反应方程式离子方程式③：化学方程式⑥：
（4）用化学方程式解释，甲同学实验时M处溶液出现浑浊后转为红棕色的原因： 。
（5）丙同学为了保护M电极不被腐蚀，他可以将N电极棒更换为 （写化学式）。为验证该防护方法有效，他又做下列对比实验：接通电路2分钟后，分别在M电极区滴入几滴NaOH溶液，发现没有更换N电极棒的烧杯中的现象是 。他还可选用的检验试剂是 。
解析：本题综合考查原电池、电解池、金属的腐蚀与防护等知识，根据实验现象正确判断电极类型和电极反应是解题的关键。
（1）从甲同学的实验现象看，M电极是铁，电解时铁被氧化，即M电极是阳极；乙同学的实验中得到的气体是Cl2，被氧化的是Cl-，则阳极N是惰性电极。
（2）甲实验中M电极作阳极，连在直流电源的正极上；乙实验中M电极作阴极，连在直流电源的负极上；丙实验不是电解，但实验中产生了电流，所以丙装置是原电池，接入电流表即可。
（3）乙实验是用惰性电极电解饱和食盐水，丙实验的反应原理相当于是铁的吸氧腐蚀。
（4）甲实验中发生电极反应：Fe-2e-Fe2+（阳极），2H++2e-H2（阴极），总反应式为Fe+2H2O电解Fe(OH)2+H2。Fe(OH)2很不稳定，易被空气中的氧气氧化为红褐色的Fe(OH)3：4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。
（5）要使M电极不被腐蚀，应将N电极换成比铁活泼的金属。没有更换N电极棒的烧杯中，Fe被氧化为Fe2+，只要加入能与Fe2+反应且产生明显实验现象的物质，都能达到检验出Fe2+的要求。
答案：（1）Fe C（或Pt等惰性电极） （2） （3）①2H++2e-H2 ②2Cl--2e-Cl2 ③2Cl-+2H2O电解Cl2+H2+2OH- ④Fe-2e-Fe2+ ⑤O2+2H2O+4e-4OH- ⑥2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2 （4）4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 （5）Zn（合理即可） 溶液中产生白色沉淀，沉淀随即变成灰绿色，最后变成红褐色 酸性KMnO4溶液（或KSCN溶液和氯水）
8.电化学知识综合运用
例8.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去（或撇掉）浮渣层，即起到浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置图如下：
（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的 。
a.H2SO4b.BaSO4
c.Na2SO4d.NaOH
e.CH3CH2OH
（2）电解池阳极的电极反应分别是① ，②4OH--4e-2H2O+O2。
（3）电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是 。
（4）熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应式是CH4+4CO2-3-8e-5CO2+2H2O。
①正极的电极反应式是 。
②为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此，电池工作时必须有部分A物质参加循环。则A物质是 （用化学式表示）。
（5）实验过程中，若在阴极产生了44.8L（标准状况）气体，则熔融盐燃料电池消耗CH4（标准状况） L。
解析：（1）酸与电极发生反应，NaOH溶液与电极铝发生反应，BaSO4难溶于水，乙醇是非电解质，都不宜加入。加入Na2SO4可增强溶液的导电能力，电解Na2SO4溶液即是电解水。
（2）阳极是铁，电解时铁被氧化为Fe2+；阴极水电离产生的H+放电生成H2和OH-。
（3）Fe2+与OH-反应生成的Fe(OH)2沉淀被氧气氧化为Fe(OH)3。
（4）此燃料电池的总反应式为CH4+2O2CO2+2H2O，用总反应式减去负极反应式即得正极反应式。参加循环的A物质是CO2。
电化学范文2
关键词：两电极 电化学 CO传感器
0 引言
CO作为大气污染物的主要物质之一，是环境监测控制的重点。随着城市能源结构的调整及变化，城市煤气已进入千家万户，以其清洁、方便的特点迅速普及。但由于使用不当或器具不合格，或其他因素造成泄漏，使得CO泄出后造成人员中毒事故时有发生；燃煤及燃气热水器不充分燃烧造成CO的聚集而导致居家人员中毒伤亡也不少见；在工业领域，CO气体的生产、制造、应用等也需控制其浓度范围；在采矿行业，地下矿井的CO气体也需要检测报警。在环保方面汽车尾气检测CO也日益重视起来。两电极电化学式CO传感器功耗低、体积小、灵敏度高、线性范围宽，并具有抗干扰能力强、重现性好、稳定可靠等优点，是一种广泛适合工业及民用领域的电化学式传感器。
1 传感器的结构
电化学传感器有两电极和三电极结构，主要区别在于有无参比电极。两电极CO传感器没有参比电极，结构简单，易于设计和制造，成本较低适用于低浓度CO的检测和报警；三电极CO传感器引入参比电极，使传感器具有较大的量程和良好的精度，但参比电极的引入增加了制造工序和材料成本，所以三电极CO传感器的价格远高于两电极CO传感器，主要用于工业领域。针对当前我国对廉价民用CO报警器的迫切需求，我们选择了两电极CO传感器的整体设计方案。两电极电化学CO传感器主要由电极、电解液、电解液的保持材料、除去干涉气体的过滤材料、管脚等零部件组成。电化学式传感器的代表性构造
2 主要材料的选择
2.1 电解质 电解质是电化学传感器电极间的导体，是构成电池的重要成分。电化学CO传感器按照电解质状态可分为液体电解质型、半固态电解质型和固体电解质型。由于液体电解质易于泄漏和挥发，严重影响了传感器的使用寿命，所以目前很少使用。半固态电解质是介于液态和固态电解质之间的电解质，是将一种亲水性的多孔材料(或称为灯芯材料)浸泡在硫酸中来形成的，这就要求该材料有很好的耐酸腐蚀性质，如聚苯乙烯磺酸膜、玻璃纤维膜等。而固体电解质型电解质代表了传感器的发展的方向。电化学固态聚合物电解质型CO传感器以聚合物中的官能基来传导离子，由于能在室温下工作，并且聚合物可按照设计需要通过化学反应进行改性，便于加工。经比较，固态聚合物电解质型结构性能更好，更易于制得高性能特别是高寿命的传感器。通过试验研究，我们最终选择了Nafion固态聚合物电解质作为两电极电化学CO传感器的电解质。为了克服Nafion固体电解质电化学传感器在使用时易受外界湿度干扰、影响使用寿命的缺点，在传感器中设计了主要用玻璃纤维作为吸收材料填充少量液体电解质的储存室，使液体电解质不易流动并提供充分的溶胀空间，该结构使传感器内部形成稳定的氛围，可以缓冲外界的变化，从而保证Nafion膜传感器相对稳定的工作状态，这样克服了纯固体电解质易受环境影响的缺点，大大提高了传感器的可靠性。
2.2 过滤材料 传感器的过滤材料能够滤除对电极有毒害作用的污染物，其过滤能力对传感器的使用寿命有重要影响。传统的做法是使用活性炭粉末材料，但是由于活性炭的粗装密度小，少量的活性炭难以起到作用，这也是传统的电化学传感器使用寿命短的主要原因；但是增加活性炭用量，又会使传感器的体积变得臃肿，不利于安装在探测器中。针对这个问题，我们采用了近年来新兴的活性碳纤维材料。因为活性炭纤维其表面遍布微孔，以及可经二次加工，成为不同形态的毡及布状的材料，与传统的颗粒炭相比，具有较快的吸附、脱附的速度和更便利的操作维护等优点，该材料对有机气体及恶臭物质（如正丁基硫醇等）吸附量比粒状活性炭（GAC）大几倍至几十倍，对无机气体也有很好的吸附能力，减小了过滤材料的用量，并且易于集成于传感器中。 转贴于
2.3 电极材料 CO传感器的电极主要材料包括催化剂和基体材料。催化剂能加速气体的反应，电极上载有对CO催化反应活性高的由铂、钌、镍等金属微粒组成的催化剂，这些金属作为电化学反应的催化剂可加速化学反应而本身无变化。在常见国外的CO传感器中，铂由于催化活性高而被广泛使用，本项目也用铂作为指示电极和对电极的催化剂。电极基体材料的选择主要考虑材料的化学惰性，不与电解质和实际应用中可能接触的化学物质反应；同时本传感器中的电极是气体扩散电极，基体材料要制备成多孔结构，所选材料应易于制备多孔薄膜；此外基体材料最好具备憎水性以防止水蒸气在孔洞中凝结影响传感器的正常工作。在上述条件限定下我们最终选择化学惰性极佳、且具憎水性的聚四氟乙烯（PTFE）作为电极的基体材料。
3 内封装工艺
铂丝与电极插脚结合的部位是电解液泄漏的一个原因，该部位易受电解质溶液的腐蚀导致漏液和在传感器内引入其它金属离子而影响使用性能。一般的方法是在电极插脚上用电镀或化学镀方法制备惰性薄膜，或使用导电塑料进行连接，这些方法增加了制备工艺的难度，我们通过简单的内封装工艺解决了这个问题。内封装工艺就是通过在铂丝与电极插脚结合的部位浇注一薄层耐酸树脂，该树脂封装至少6mm的铂丝，实验表明这样的处理能使电解质液无法到达电极插脚端头，有效防止漏液。
4 两电极电化学CO传感器浓度特性曲线
研制的CO传感器灵敏度高，线性好，其输出特性完全能够满足检测仪器的设计要求
电化学范文3
1无掩膜电化学微/纳米加工技术无掩膜电化学微/纳米加工技术是基于微/纳米电极针尖或针尖阵列的扫描探针显微镜(SPM)技术，包括电化学扫描隧道显微镜(EC-STM)和电化学原子力显微镜(EC-AFM)、超短电压脉冲技术(US-VP)、扫描电化学显微镜(SECM)、扫描微电解池(SMEC)等，加工的精度由针尖电极的尺寸决定。无掩膜技术的优点在于所加工的三维结构的尺度和精度可以达到微/纳米级别，缺点是材料去除率低以及加工效率低。
1．1电化学扫描探针显微镜(EC-SPM)电化学扫描隧道显微镜由Kolb课题组于1997年提出。与“蘸水笔”技术很类似，首先在STM探针上沾上带有Cu2+的溶液，再移到金基片上通过电沉积形成铜纳米团簇。此方法的加工精度非常高，团簇的直径一般在亚纳米级别，高度可以控制在几个纳米［7］。然而，由于很多金属的还原电位低于氢析出电位，很难在水溶液中通过电沉积的方法得到纳米团簇或微/纳米结构。最近，厦门大学毛秉伟教授课题组在室温离子液体环境中电沉积得到了活泼金属锌和铁的纳米团簇图案［8-10］。原子力显微镜与电化学联用可以达到类似的结果。虽然单点加工作业效率低，但是由于金属的电沉积速度很快，如果采用阵列SPM探针，可以大幅度提高加工效率。EC-SPM最大的不足在于SPM的扫描行程非常有限，因此加工的尺度范围很小。目前本课题组正在研发大行程(100mm×100mm)的EC-SPM技术。
1．2超短电压脉冲技术Schuster发展了超短电压脉冲技术(USVP)，将微/纳米电极、电极阵列或者带有三维微结构的模板(工具)逼近待加工的导电基底(工件)，然后在针尖与基底之间施以纳秒级电压脉冲。由于电极/溶液界面的时间常数为双电层电容和工具与工件之间溶液的电阻的乘积(τ=RCd)，而后两者与工具和工件之间的距离有关，所以在工件与工具之间施加纳秒级的电势脉冲时，只有距离工具最近的工件部位发生阳极溶解，从而得到尺度可控的微型结构［11］。本质上讲，这种技术具有距离敏感性，加工的精度较高。我国已有研究人员正在开展这种技术的研究［12］。
1．3扫描电化学显微镜扫描电化学显微镜(SECM)是一种以超微电极或纳米电极为探针的扫描探针技术，由一个三维精密定位系统来控制探针电极与被加工基底之间的距离，通过在针尖与基底之间局部区域激发电化学反应，可以获得各种微结构图案。该技术通过电流反馈原理定位微/纳米电极针尖，与STM和AFM相比，虽然空间分辨率有所降低，但是化学反应性能得到增强，大大拓展了微/纳米加工的对象，成为一种重要的微/纳米加工技术。SECM在微/纳米加工中的应用详见文献［13］。
1．4扫描微电解池扫描微电解池(SMEC)是利用毛细管尖端的微液滴与导电工件形成接触，对电极插入到毛细管中与导电的加工基底构成微电解池，并以该微电解池作为扫描探针。由于电化学反应被限制在微液滴中，因此微液滴的尺寸决定了加工的精度［14］。近期的研究结果表明，通过该方法可以制作形状可控的铜纳米线，在微电子元器件的焊接技术中表现出显著的优势［15］。我们课题组采用该方法合成了各种微/纳米晶体或聚合物功能材料，用于构筑电化学功能微器件［16-17］。
2掩膜电化学微/纳米加工技术掩膜微/纳米加工技术包括LIGA技术、EFAB技术、电化学湿印章技术(EC-WETS)和电化学纳米印刷技术。这些加工技术的主要原理都是将电化学反应控制在具有预设微/纳米结构的掩模内。工件通常是导电的，同时也作为电极。LIGA和EFAB技术需要通过光刻在工件上形成微结构，然后通过电沉积方法在其间得到金属微/纳米结构。电化学湿印章技术和电化学纳米压印技术使用的是凝胶或固体电解质模板，模板与工件接触，利用电沉积或刻蚀形的方法形成所需的微/纳米结构。
2．1LIGA技术LIGA(德语Lithographie，Galvanoformung，Abformung的缩写)是一种加工高深宽比微/纳米结构的方法［18-20］。先在导电基底上涂覆一层光刻胶，通过光刻曝光后形成高深宽比的微/纳米结构;然后在含有微/纳米结构的光刻胶模板上电沉积金属，去除光刻胶后得到金属微/纳米结构。获得的金属微/纳米结构还可以进一步作为加工塑料和陶瓷材料工件的模板。LIGA加工的深宽比可以达到10～50，粗糙度小于50nm。该技术使用的X射线曝光光源价格昂贵，而紫外曝光工艺又受相对较低的加工深宽比的制约。另外，如何在有较高深宽比的光刻胶微/纳米结构中实现高质量的电铸也是需要解决的问题。
2．2EFAB技术EFAB(ElectrochemicalFabrication)是由美国南加州大学AdamCohan教授提出的一种微/纳米加工方法［21-23］。EFAB技术首先利用CAD将目标三维微/纳米结构分解成容易通过光刻加工的多层二维微/纳米结构;然后将设计好的微/纳米结构层和牺牲层一层一层地沉积于二维光刻胶模板中;去掉光刻胶模板和牺牲层金属就可以得到所需的微/纳米结构。每一个电铸层都要求高度的平坦化，以确保下一步工艺的质量。化学抛光(CMP)是常用的抛光方法，但是其价格昂贵，大大增加了工艺成本。另外，逐层加工对多层结构之间的精确对准有着很高的要求，任何两层之间的对准错误都将会导致整个微/纳米加工流程失败。2．3电化学湿印章技术Grzybowski提出了一种利用含有刻蚀剂和微结构的凝胶模板来实现导体或半导体材料的化学刻蚀技术［24］。我们课题组采用琼脂糖凝胶模板作为电解质体系，提出了EC-WETS技术，通过电沉积、阳极溶解或化学刻蚀等途径实现微/纳米结构的加工［25］。目前的主要问题是如何控制反应物的侧向扩散，提高反应物在胶体中的扩散速率以及加工的精度。
2．4固体电解质电化学纳米印刷技术AgS2是一种具有银离子传输能力的固态超离子导体电解质，Hsu等制备了AgS2微/纳米结构模板。当银工件表面接触到超离子导体模板时，在工件上施加一定的电压，银工件表面与模板的连接处将会发生银的阳极溶解，银离子在AgS2电解质中迁移，沉积到AgS2模板另一侧的对电极上［26-27］。这种方法的主要缺陷是可以用作模板的固体电解质有限，机械强度差，而且，工件表面溶出的阳离子在固体电解质中的扩散速度慢，加工效率低。
3约束刻蚀剂层技术微/纳米加工技术必须满足以下3点要求:微/纳米级加工尺寸，能加工复杂的三维结构以及实现批量化生产。然而非掩膜技术不适合批量生产，掩模技术又难以生产连续曲面等复杂的三维微结构。我们课题组致力于电化学微/纳米加工领域已有20多年，由田昭武院士提出的具有自主知识产权的约束刻蚀剂层技术(CELT)可以满足对微/纳米加工技术的上述3个基本要求，本节将予以详细介绍。
3．1基本原理约束刻蚀剂层技术是通过一个随后的均相化学反应将电化学、光化学或光电化学产生的刻蚀剂约束至微/纳米级的厚度，从而实现微/纳米精度的加工。约束刻蚀剂层技术主要分为以下3个步骤:①刻蚀剂的生成反应为:RO+neorR+hvO(+ne)(1)其中R为刻蚀剂前驱体，O为刻蚀剂。CELT使用的工具既是光/电化学体系的工作电极又是微/纳米加工的模板，即刻蚀剂通过电化学、光化学、光电化学的方法在模板表面产生。由于刻蚀剂在溶液中的扩散，刻蚀剂的形状和厚度很难控制，这取决于刻蚀剂的扩散性质、模板电极的大小和形状。为了确保加工精度，就必须控制刻蚀剂的扩散仅仅发生在模板电极表面微/纳米级的尺度范围以内。②约束反应为:O+SR+YorOY(2)其中S为工作溶液中的约束剂，Y是约束剂S与刻蚀剂O反应的产物或者光/电化学反应生成的自由基衰变产物。由于约束反应的发生，使刻蚀剂的扩散被限制在模板电极表面微/纳米级的尺度范围以内，约束刻蚀剂层的厚度取决于约束反应的速率或自由基O的寿命。约束刻蚀剂层的理论厚度为［28］:μ=(D/Ks)1/2(3)其中μ为约束刻蚀剂层的厚度，D为刻蚀剂在工作溶液中的扩散系数，Ks为约束反应(式(2))的准一级反应速率常数。当Ks为109s－1时，约束刻蚀剂层的厚度将达到1nm。由于刻蚀剂层被约束在微/纳米尺度范围内，刻蚀剂层保持与加工模板一致的形状。因此，约束刻蚀剂层技术的加工精度取决于约束刻蚀剂层的厚度。③刻蚀反应为:O+MR+P(4)式中M为被加工材料，P为刻蚀产物。当模板电极逐渐逼近工件使约束刻蚀剂层与工件表面接触时，工件表面将与刻蚀剂发生化学刻蚀反应，直到在工件表面生成与模板电极三维微/纳米结构互补的微/纳米结构。
3．2微/纳米加工仪器用于微/纳米加工的CELT仪器主要由电化学工作站、三维微位移控制器、计算机反馈系统三部分构成［29-33］(图1)。电化学工作站用于调控CELT化学反应体系;三维微位移控制器用于模板工具的定位和进给。控温系统和工作液循环系统等附属系统在这里不做展示。计算机用于CELT整体系统的信息发送和反馈，以确保整个微/纳米加工过程协同完成。
3．3化学反应体系的筛选对于CELT而言，首先是要选择合适的化学反应体系。在实验中，我们使用一个柱状微电极作为工具电极来产生针对特定加工材料的刻蚀剂。比如在加工半导体砷化镓时，溴是常用的刻蚀剂，而胱氨酸作为约束剂用以调控刻蚀剂层的厚度［34-39］。整个刻蚀体系的化学反应表示如下:16Br－8Br2+16e(5)5Br2+RSSR+6H2O2RSO3H+10Br－+10H+(6)3Br2+GaAs+3H2O6Br－+AsO3－3+Ga3++6H+(7)用于加工砷化镓的CELT化学体系的循环伏安图见图2(a)［34］。刻蚀剂的生成反应(式(5))是一个可逆的氧化还原反应。由于工作液中胱氨酸(RSSR)与溴的约束反应(式(6))，胱氨酸被氧化为磺酸(RSO3H)，体系的法拉第电流显著增加，这表明约束刻蚀剂层的厚度减小。如图2(c)所示，纳米加工的精度得到良好改善［38］。值得注意的是，约束刻蚀剂层的厚度可以通过改变约束剂的浓度来调节。这对于超光滑表面的加工十分重要，可以根据实际技术要求调整工艺。SECM可以用来探测工具表面刻蚀剂的浓度分布，并且可以用来获取CELT化学反应体系的动力学参数，这对于优化CELT微/纳米加工的技术参数十分重要［40-41］。
3．4复杂三维微结构的CELT加工CELT已被证明可以成功地用于金属、合金、半导体、绝缘体表面复杂三维微结构的加工［42-49］。在三维微结构的加工实验中，使用的是具有互补结构的模板电极。模板材料可以是铂铱合金、硅、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。在具有三维微结构的硅或PMMA模板上首先沉积一层钛，然后再溅射一层铂，以确保模板在加工过程中的导电性和稳定性。在金属或合金基底上加工三维微结构的关键是在工具电极表面产生氢离子作为刻蚀剂，以氢氧化钠作为约束剂。目前，各种三维微结构已经被成功复制在铜［50-51］、镍［51-52］、铝［53］、钛［54］、镍钛合金［55］、Ti6Al4V［56］、镁合金［57］基底上。对于半导体硅［32，58-62］或砷化镓［34-39］，一般以溴作为刻蚀剂，以胱氨酸为约束剂。图3所示的是采用CELT在n型砷化镓基底上加工出的三维衍射微透镜阵列，这是CELT加工出的首例光学微器件［39］。整个微透镜阵列是一个八相位衍射光学器件，每个小微透镜由8个同心圆以及7个台阶位构成。7个台阶位的总高度是1．3μm，每个台阶的平均高度为187nm。添加剂对提高刻蚀产物的溶解性至关重要，在硅微加工中，通常加入氟化钠以避免硅沉淀。最近，由光电化学或光化学生成自由基刻蚀剂也取得了初步进展，例如二乙胺自由基刻蚀铜［63］。
3．5超光滑表面的CELT加工如果工具模板不是复杂三维结构，而是一个超光滑平面，CELT能否发展成为一种整平技术呢?由于集成电路和超精密光学器件等领域的巨大市场需求，将CELT发展成为一种超光滑表面加工技术具有十分重要的意义。最近，我们采用CELT的基本原理开展了超光滑表面加工的研究工作，该方法有可能代替现有的化学机械抛光技术(CMP)，用于超大规模集成电路中铜互连结构的整平。初步的研究结果表明CELT对铜的整平有着良好的效果(图4)。CELT抛光的关键在于确保约束刻蚀剂层在大面积范围内保持均一的浓度分布。尽管大面积超光滑工具电极的流体力学设计非常必要，但是最简单的方法是使用一个线型工具电极对在加工平台上做旋转运动的工件进行作业。本课题组正在将传统的机械加工作业方式与CELT进行对接，这无疑将在超光滑表面及其微/纳米二级结构的加工领域发挥更加重要的作用［33］。
电化学范文4
关键词：电化学；体表肿瘤
中图分类号：R730.5 文献标识码：A 文章编号：1004-4949（2013）03-0-01
目前恶性肿瘤的仍以手术，放疗，化疗，生物治疗四大治疗手段。但在临床上常常遇到患者无法耐受手术或手术失去时机，放化疗不敏感，治疗复发等情况，成为临床治疗中的棘手问题，电化学治疗简单，易掌握，安全性大，疗效高，尤以体表肿瘤效果最好。今将我科从2005年3月—2007年5月间共19例体表肿瘤患者行电化学治疗收到了较好的疗效阐述如下。
1 临床资料
1.1 一般资料
本组19例，男12例，女7例，平均年龄56岁（20-68岁），其中皮肤癌5例，晚期颈部转移癌3例，血管瘤3例，肝癌2例，癌2例，环状痔1例，舌癌1例，胸壁转移癌1例，骶尾部转移癌1例。
1.2 治疗方法
1.3 疗效评价
2 结果
全组19例体表肿瘤治疗后CR11例，PR4例，总有效率78%，MR3例，PD1例。详见图表。
3 讨论
电化学治疗原理是通过直流电的电离作用改变肿瘤组织生存内环境，使肿瘤细胞内代谢发生紊乱，阳极内PH值极度降低，酸性刺激血管引起肿瘤缺血，脱水。阴性电极PH值极度升高，局部组织水肿压迫血管，使肿瘤血供减少，氧氢离子等电离作用直接损伤肿瘤细胞，促使蛋白质凝固、坏死，组织内微血检形成，使肿瘤细胞分解，破坏、死亡。[1]作为电化学治疗在肿瘤治疗横式的补充、物理治疗的一种手段，特别对体表肿瘤显示出相当的优势性，对于年老体弱，不能耐受手术，病期晚，失去手术时机，治疗复发转移，特殊部位手术创伤大，术后局部畸形、缺失，功能受损等患者体现了电化学治疗的高效、安全、微创的优势，使部分肿瘤明显缩小，症状减轻、缓解，提高患者的治疗信心，提高晚期癌症患者的生活质量，起到了关键作用。[2]甚至使部分肿瘤完全消失，起到了与手术同样的效果，而且结合中药、化疗、生物治疗，进一步提高恶性体表肿瘤的疗效，部分病人得到长期生存。总之，电化学治疗体表肿瘤操作简便，副作用小，安全、可靠、费用低，适用范围广，给予已失去手术时机，手术风险大，创伤大的体表肿瘤提供了一种新的、有效的治疗方法。[3]
参考文献
[1] 辛育龄，李开华，权宽宏等.电化学治疗恶性肿瘤的临床效果.中华肿瘤杂志，1991.
电化学范文5
关键词：锅炉给水；电化学法；除氧；
中图分类号：C35文献标识码： A
工业锅炉是现代化生产必不可少的设备, 锅炉给水中含有氧气和二氧化碳等气体, 尤其是氧气, 是造成锅炉腐蚀的主要因素。锅炉给水除氧, 是锅炉防腐的重要方法。锅炉的使用寿命主要取决于水中氧对锅炉的腐蚀速度。锅炉氧腐蚀是缓慢的原电池电化学自然反应过程，给锅炉的正常运行造成威胁, 有的甚至会引发重大事故, 给生产和人身安全带来严重的损失。据统计：进行除氧处理的锅炉使用寿命在50年以上，未进行除氧处理的锅炉使用寿命7-13年。所以，除氧设备的脱氧效果与锅炉的使用寿命息息相关。
1电化学除氧方法的理论依据
从电解原理可以知道，利用两种不同的金属与直流电源进行连接并放置到一种电解质中，使其负极与被保护的金属材料相连接，正极与准备让其发生腐蚀的金属连接，这样就能够使被保护的金属材料形成阴极从而实现对其的保护，让其发生腐蚀的金属材料形成阳极不断被腐蚀。电化学除氧就是利用这种原理实现的，通过利用金属材料制造的除氧器与直流电源接通，让除氧器的外壳与电源的阴极相连接，阳极与放置在除氧器中的铝板连接，当水流通过除氧器时，水中的氧气就会与铝板发生电化学腐蚀反应，从而消耗掉水中的氧气，其具体工作原理下所示。
当直流电接通后，阳极铁板将发生如下反应：
Fe=2e-+ Fe2+ (1)
阴极的变化如下:
2H++2e- =H2 (2)
在水中起如下电化学反应:
Fe2++2OH-=Fe（OH）2
4Fe（OH）2+2H2O+O24Fe（OH）3（3）
在上面的反应过程中，还会发生氢氧化合反应：
2H2+O2 = 2H2O (5)
通常情况下，除氧器会选用铁或铝作为阳极材料，因为该材料化学活性较强，与水中氧气发生反应的条件要求较低，氧化反应极易发生，同时材料成本较低又是两性金属，在锅炉给水中，电位及腐蚀速度十分稳定，其与氧气发生反应后所产生的Fe(OH)3或Al(OH)3属于不安定胶溶体，容易沉淀到水中与水分离，从而被排出，实现较好的除氧效果。同时Fe(OH)3，Al(OH)3属于对人体无害的物质，有效保证了除氧过程中的安全性，也避免了对环境所造成的危害性。经过长期实践证明，利用铁或铝进行锅炉给水除氧，能够使锅炉给水中的含氧量降低到0.1mg/L左右，达到了GB1576-850《低压锅炉水质标准》的要求，且利用该方法进行除氧之后，锅炉系统未发生任何不良情况。
2影响电化学除氧效果的因素
电化学除氧效果根据除氧条件以及所用材料的不同会存在一定的差异，这主要包括给水的流速、温度、电源电压、电极间距等因素，各项参数都会对除氧效果产生一定影响。
2.1给水温度的影响
锅炉给水中的含氧量会受到水温的影响，水温越高，水中的含氧量越低。因此，电化学除氧的效果会随着给水温度的不断提升而提高，温度越高，水中氧分子的活性越高，其发生化学反应的速度越快，就能取得更好的除氧效果。通常情况下，进行电化学除氧要求给水温度在40℃以上，水温在70℃左右时，能够获得最好的除氧效果。
2.2给水流速的影响
锅炉给水的除氧效果会受到给水流速的影响，当给水流速较小时，除氧效果较好，反之则除氧效果较差。因此，在利用电化学方法进行除氧的过程中，通常需要对给水流速进行控制，根据不同条件控制不同流速，这样才能有效保证除氧效果。
2.3电压大小的影响
极板间电压大小决定电流大小，能够对金属的活性产生影响，因此也会影响电化学的除氧效果，当电压增大时，金属活性会增强，除氧效果也会明显提高，但是当电压增大到一定限值时，除氧效果的提高会显著下降。经过多次实验得到，电压控制在5V-7V，此时电流密度在2-2.5mA/cm2时，能够取得较好的除氧效果。在采用电化学方法除氧的过程中，每吨给水大约需要消耗电能0.2kWh。下面是水温40℃时静水情况下，不同电压除氧效果曲线：
2.4电极间距的影响
当电压一定时，极板间距大小影响电流大小，同样对电化学除氧效果产生影响。当间距减小时，除氧效果会明显提高，当间距增大时，除氧效果会显著下降。经过多次实验得到，电极间距取0.4-0.7cm时，完全能满足锅炉水脱氧的要求。下面是水温40℃静水条件下，不同间距除氧效果曲线：
3电化学除氧存在的问题与解决途径
目前，电化学方法除氧并未得到广泛的应用，因此，在应用的过程中还需要注意很多问题，下面就这些问题进行了简单的分析。
3.1金属氧化物
在利用电化学方法除氧的过程中，由于水中的氧气会与金属材料发生氧化反应生成金属氧化物，如果长时间不进行清理，金属氧化物就会在在金属板表面形成松软多孔的化合物，这些化合物有可能堵塞金属板的通水孔，使通水孔阻力增加，降低除氧效果。针对这种情况，应该在除氧器设计时适当增加除氧器的容积，以便为金属氧化物提供足够的沉淀空间。另外，还可以在除氧器外壳上设置适量的清洗空，方便在需要时能够方便金属板表面附着化合物的清理。在利用电化学方法除氧的过程中应定期对除氧器内部进行清理，保持除氧器内部清洁，从而保证电化学除氧效果。
3.2水温的控制
当锅炉给水温度低于40℃时，采用电化学方法进行锅炉给水除氧的效率较低，难以达到《低压锅炉水质标准》规定的标准。在通常情况下，要求给水温度在70℃左右，这样才能保证除氧效率。为了提高锅炉给水温度，可以通过锅炉尾部的省煤加热器对给水进行加热，并对加热温度进行控制，提高电化学除氧效果，然后在使给水流入锅炉使用。针对没有省煤加热器的锅炉，可以通过设置换热器对给水进行加热，然后再进行除氧。
4结论
目前，电化学除氧技术还尚不完善，仍然需要通过长期时间进行不断完善。当前的实验结果表明：水温在40-70℃，电压取5V-7V，电极间距取0.4-0.7cm时完全能满足锅炉水脱氧的要求。
参考文献
[1]詹宁.锅炉给水除氧技术的应用.《中国化工贸易》，2014
电化学范文6
关键词：原电池；电解池；太阳能电池板
电化学知识一直是中学化学的重要知识板块，在学生的后续化学学科知识发展中电化学将起到越来越重要的作用。苏教版高中化学教材必修二的专题二第三单元标题是《化学能与电能的相互转化》，这个单元集中给大家介绍了原电池、化学电源、电解池以及电解的应用。然而对于高一学生，刚接触到电化学知识的初学者来说，电化学似乎是陌生的、抽象的、剥离原知识体系的。
首先，作为中学化学体系中不可缺少的一块，教材的安排十分合理。必修一已经学习了物质的量的计算、氧化还原反应、常见元素化合物等知识，有了这些知识储备，此时学生再学习电化学理论就相对轻松一些。其次，教师在组织教学内容时，要充分发挥主观能动性，积极联系社会生产和生活实际，能够激发学生兴趣，拓展学生视野。
一、生活小妙招——关于金属防腐
积极联系生活中的电化学知识，帮助学生理解。比如金属护栏为什么表面要刷一层油漆？钢锯的锯条表面为什么会呈蓝黑色？为什么自行车把手上要镀上一层金属？等等。
我们帮助学生一起分析构成原电池的四个条件：两个活性不同的电极；电解质溶液；形成闭合回路；有自发发生的氧化还原反应。所有由于构成原电池而发生的使金属氧化的腐蚀方式都是电化学腐蚀，相应的金属防腐的方法就是阻止其构成原电池，比如，使其干燥（即无电解质溶液）；表面覆盖油漆或其他涂层（即无法构成闭合回路）。
或者认为构造原电池，并且使得受保护金属作为原电池正极，此为牺牲负极的正极保护法。这个道理一解释通了，学生就能触类旁通，对于生活中的许多金属防腐的例子都能理解了。这个时候，教师还可以请学生向家长提出正确使用厨房金属制品的建议，比如：铁质锅具该如何养护？学生根据已学知识就可以联想到：及时清洗，保持干燥，避免残羹在锅具表面产生电化学腐蚀。
二、知识创新与高新电池
由于传统电池（如锌锰干电池）存在不环保、持续供电力不足等缺点，越来越多的新型电池应运而生。在这个知识不断更新的时代，不断涌现出来的高新电池在社会生产和生活的各个方面发挥了日益突出的作用，比如，将氢气和氧气经过电化学反应转变成电能的氢氧燃料电池、利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的微生物燃料电池、以吸收太阳辐射能并转化为电能的太阳能光伏电池等等。这些新型电池具有广泛应用的潜力，同时也扩大了用来满足我们对能源需求的燃料的多样性。教师及时补充学习电化学方面的新知识，不仅使自身的知识体系与时俱进，也能使学生及时了解电化学领域的前沿知识，开阔视野，增长见闻。
三、电镀工业与水环境
在电能转化为化学能部分，课本在“拓展视野”里提到工业上利用电解精炼铜的方法，即电镀工业。此时所遇到的习题可能会涉及工业电镀，教师在给学生解释知识点的同时，也可以介绍一下电镀废水的成分及处理方法。一般电镀工业产生的废水可能含有重金属阳离子，比如：Cr6+、Cr3+、Ni2+、Zn2+、Fe2+、Cu2+以及CN—等，这些离子有些有毒，有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒性物质，如果直接排入水系，会造成难以想象的惨痛后果。因此，我们必须强调工业废水不可以直排，而应当经过必要的污水处理再进行排放。电镀废水的处理方法一般也是电镀，这个比较复杂，即使学生表示感兴趣，也建议课后个别交流。
四、零能耗——倡导节能，低碳生活
电能是宝贵的二次能源，节能、环保、低碳是21世纪最时髦的词汇。在电化学部分给学生介绍新型环保材料，巧妙渗透节能理念是十分必要、适时的。
不是没有人注意到环境恶化所带来的危害，而是多数人认为环境污染问题离自己很遥远，不是自己的事情，也不是浪费自己的钱财，甚至有一些人认为自己有钱，无所谓浪费。殊不知，水、电、气这些都是人类共同的资源，现在的浪费，就给子孙后代带来无穷的隐患。
某些人认为不关电脑、不关水龙头，浪费点电、水都不是什么问题，也花费不了多少钱。但是，他们没有认识到在这些电、水白白消耗掉的同时，电脑所产生的辐射、排放的二氧化碳等有害气体，正在损害着自身；他们也没有认识到，发电厂发电所需要的煤炭等资源以及所排放废气和污水所给环境带来的危害；他们更没有意识到，发电厂的机器设备、电脑耗材等生产资料在生产过程中给环境带来的巨大危害。
关于这些，我认为学校可以根据自身情况，进行一些教育、宣传。比如在每年的6月5日，世界环境日这天，学校可以组织一些社区宣传活动，针对家庭如何进行节能减排。
