应用电化学思考题20121123.doc

应用电化学思考题第三章 化学电源1. 什么是化学电源？试述其结构和类型。 （1）化学电源：又称电池，是将氧化-还原反应的化学能直接转变为电能的装置. （2）化学电源的结构:电极材料（正、负极）、隔膜、电解液、外壳等 化学电源的类型:一次电池（原电池）二次电池（蓄电池或可充电电池）贮备电池燃料电池2. 试述有关化学电源主要性能的概念，如电动势、开路电压、工作电压、截止电压电池容量、连续放电、间歇放电、电池的寿命、自放电、过充电等.。电动势E：又称理论电压，是指没有电流流过外电路时电池正负两极之间的电极电势差。开路电压OCV：是在无负荷情况下的电池电压，一般 OCVE，只有可逆电池的OCVE。工作电压V：是指电池有电流流过时的端电压。额定电压：指电池工作时公认的标准电压。中点电压：指电池放电期间的平均电压。截止电压：指电池放电终止时的电压值。电池容量C：指在一定放电条件下，电池放电到终止电压时所能放出的电量，单位为库仑（C）或安时（Ah）C=mzF/M间歇放电电压时间连续放电 由图可知，间歇放电时电池的容量要较连续放电时的大。电池的寿命包含三种涵义：使用寿命是指在一定条件下，电池工作到不能使用的工作时间。循环寿命是指在二次电池报废之前，在一定条件放电条件下，电池经历充放电循环的次数，对于一次电池、燃烧电池则不存在循环寿命。贮存寿命是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。自放电是指由于电池种一些自发过程的进行而引起的电池容量的损失。充电时间太长，电池可能被过充电。3.什么是一次电池？一次的原因是什么？有何优点？ （1）一次电池（原电池）为电池放电后不能用充电的方法使它复原的一类电池。 （2）原因是由于电池反应或电极反应的不可逆性或条件限制使电池反应很难可逆地进行所决定的。 （3）主要优点是：方便、简单、容易使用，维修工作量极少。其他优点有：贮存寿命长，适当的比能量和比功率，可靠，成本低。4.写出氯化铵型锌锰一次电池表达式及电极反应和成流反应 氯化铵型锌锰电池：电池表达式 ：(-) ZnNH4Cl+ZnCl2MnO2 , C (+)负极反应：Zn 2eZn2+正极反应：2MnO2+2H2O+2e2MnOOH+2OH 电池反应：Zn+2MnO2+2NH4Cl2MnOOH+Zn(NH3)2Cl25.写出验证锌锰一次电池表达式及电极电池反应，并说明其主要结构和特征。 电池表达式为 ：(一)Zn浓KOHMnO2 ，C（+）负极反应： Zn+2OH - 2eZn(OH)2 Zn(OH)2+2OH-Zn(OH)42-正极反应： MnO2+H2O+eMnOOH+OH - MnOOH+H2O+eMn(OH)2+OH 电池反应：Zn+MnO2+2H2O+2OH -Mn(OH)2+Zn(OH)42- 电池采用浓KOH作电解液（PH5），采用Zn和石墨分别作为负极和正极的集电器。该电池的特点是自放电小、内阻小、放电电压比盐类电解液的要高且稳定，同时由于电解MnO2(EMD)的使用，电池具有较高的容量6.试述锂一次电池的通性，写出Li/SO2电池的电极和电池反应 (1)性质：(A).理论容量：较高，约为锌的4.7倍(B).电压输出功率：锂的电负性最低，电极电势负值最高，因此锂的电压高达4v以上，输出能量超出200whkg-1(2)Li/SO2电池： 电池表达式为：(-) LiLiBr，乙腈 SO2，C (+) 电极：正极为多孔的C和SO2，SO2以液态形式加到电解质溶液内，Li为负极 电池反应：2Li+2SO2Li2S2O47.试述二次电池的一般性质 （一）评价二次电池性能的主要指标除电流、电压、电池容量、比性能、比功率等以外，还有容量效率，伏特效率、能量效率和充放电行为等。1.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。2.伏特效率：蓄电池放电和充电过程的工作电压之比。3.能量效率：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。4.充放电行为：是评价二次电池优劣的重要指标（二）电池放电的方式1.恒电流放电：在放电过程中改变负载电阻，维持电流不变。2.恒电阻放电：放电过程中负载电阻阻值不变。（三）电池充电的方式1.恒电流充电2.变电流充电：在充电开始阶段以较大电流充电，后阶段用较小电流充电。3.定电位充电：在充电过程中，调节充电电流，维持充电电压恒定在某一值的充电方式。8.试述铅酸蓄电池的表达式、电极反应、电池结构、影响循环寿命的原因、密封机理和工艺。（1）池表达式为： (一) PbH2SO4PbO2 (+)（2）电极反应：负极反应：Pb+HSO4- PbSO4+H+ +2e正极反应：PbO2+HSO4 - +3H+ +2e P bSO4+2H2O电池反应：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O（3）结构组成：海绵状铅为负极（集电器），PbO2作正极，采用涂膏式极板栅结构。（4）影响电池的寿命和容量减小原因（a）极板栅腐蚀：Pb电极在与PbO2和酸接触的地方腐蚀以及Pb板栅的暴露部分充电时可能发生的阳极氧化而导致的腐蚀。（b）正极活性物质的脱落。 （c）负极自放电（d）极板栅硫酸化：表现为电极上生成紧密的白色硫酸盐外皮，此时电池不能再充电。（5）密封机理和工艺凝胶电解质技术在铅酸蓄电池上的应用实现了电池的密封铅酸电池在充电后期，电极上发生的电化学反应为：正极： PbSO4 2H2O -2e PbO2 HSO4-3H H2O -2e H 1/2O2 负极： PbSO4 H 2e Pb HSO4- 2H 2e H2 可以看出，电池在充电时产生氢气和氧气是不可避免的，而两种气体的再化合只有在催化剂在时才能进行，氧气复合原理对铅酸电池的封密起起重要的指导作用，玻璃纤维隔板的使用为氧气复合原理的实际使用提供了可能性，实现了“密封”的突破。（加课本P108密封机理和工艺）9. 试述氢镍电池、镍镉电池的基本原理和装配方法。 答：碱性Ni|Cd电池以金属镉为负极，羟基氧化镍为正极，采用浓碱作为电解液。电池表达式：（一）CdKOHNiOOH (+)负极反应：Cd+2OH - -2e Cd (OH)2正极反应：NiOOH+H2O+e Ni(OH)2+OH -电池反应：Cd+2NiOOH+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)210试述锂、锂离子二次电池的电极反应特点和电极材料的发展。11.试述燃料电池的特点。简述直接甲醇质子交换膜的燃料电池原理。 特点：（1） 可连续供给能量(2)能量转换率高：理论效率 G/H1（TS）/H实际nFV/HnF(E+-IR)/H(3) 低的环境污染和噪音污染，安全可靠性高(4)操作简单、灵活性大，建设周期短等。直接甲醇PEMFC（DMPEMFC），即甲醇在阳极上直接氧化。DMPEMFC以质子交换膜或酸性电解液为电解质时反应如下：负极反应：CH3OH+H2OCO2+6H + +6e正极反应：6H + +3/2O2 +6e3H2O电池反应：CH3OH+3/2O2CO2+2H2O第四章 金属的表面装饰1、什么是金属的电沉积？ 金属离子或络离子通过电化学方法在固体表面上放电还原为金属原子附着于电极表面，从而获得金属层的过程叫做金属电沉积过程2、电镀与金属的电沉积有何不同？ 电镀不同于一般电沉积过程在于：镀层除应具有所需的机械、物理和化学性能外，还必须很好的附着于物体表面，且镀层均匀致密，孔隙率少等。3、简单金属离子的还原过程有哪些步骤？ 水化金属离子由本体溶液向电极表面的溶液传递 电极表面溶液层中金属离子水化数降低，使离子进一步靠近电极表面，过程表示为： M2+mH2O - nH2OM2+(m-n)H2O (3) 部分失水的离子直接吸附于电极表面的活化部位，并借助于电极实现电荷转移，形成吸附于电极表面的水化原子，过程表示为： M 2+(m-n)H2O+eM +(m-n)H2O (吸附离子) M +(m-n)H2O+eM(m-n)H2O (吸附原子) (4)吸附于电极表面的水化原子失去剩余水化层，成为金属原子进入晶格，过程可表示为： M(m-n)H2O(ad) -(m-n)H2OM4、金属共沉积的基本条件是什么？ 1,析出 2,析出5、金属共沉积一般可利用哪些方法？ （1）当两种离子的i相差较小时，可采用调节离子浓度的方法实现共沉积。 （2）当两种离子的 i相差不大(0.2v)，且两者极化曲线斜率又不相同的情况下，则调节电流密度使其增达到一定的数值，此时1,析 =2,析 ，也可实现共沉积。 （3）当两种离子的i相差很大，可通过加入络合剂以改变e,q ，实现共沉积。 (4) 添加剂的加入可能引起某种离子阴极还原时极化超电势较大，而对另一种离子的还原则无影响，这时，亦可实现金属的电沉积6、金属络离子的还原过程中配体有哪两种观点？ 络离子可在电极上直接放电，在多数情况下放电的络离子的配位数都比溶液中的主要存在形式要低 。 有的络合体系，其放电物种的配体与主要配体不同 PK不稳定的数值与超电势无直接关系，一般K不稳较小的络离子还原时呈现较大的阴极极化。7、试述金属电结晶的详细机理 溶液中的离子向电极表面的扩散 电子迁移反应 部分或完全失去溶剂化外壳，导致形成吸附原子 光滑表面或异相基体上吸附原子经表面扩散，到缺陷或位错等有利位置。 用还原得到的其他金属原子在这些位置聚集，形成新相的核，即核化。 还原的金属原子结合到晶格中生长，即核化生长。 沉积物的结晶及形态特性的发展。8、试述整平剂的作用机理（微峰微谷理论）。 在整个基底表面上，金属电沉积过程是受电化学活化控制的(即电子传递步骤是速度控制步骤 )。 整平剂能在基底电极表面发生吸附，并对电沉积过程起阻化作用。 借助于微观表面上整平剂供应的局部差异来说明 常用的整平剂： 1,4 -丁炔二醇 、硫 脲 、香豆素、糖精等9、试述光亮剂的增光作用机理。 、假设光亮剂在镀件表面上形成了几乎完整的吸附单层，吸附层上存在连续形成与消失的微孔，而金属只在微孔处进行沉积。由于这些微孔是无序分布的，故金属沉积是完全均匀的，不会导致小晶面的形成。与此同时，借助几何平整作用，原先存在的小晶面逐渐被消除，最终得到光亮的镀层。 、假设光亮剂分子能优先吸附在金属电结晶生长较快的晶面上，且能对电沉积起阻化作用，因而导致镀件表面不同位置的生长速度趋于一致，加上几何平整作用，终于得到光亮的镀层。10、电镀添加剂的选择的经验原则是什么？ （1）添加剂在镀液中不能改变溶液性质，但却能显著改善镀层的性能。（2）添加剂能吸附于电极表面，可改变电极-溶液界面双电层的结构，达到提高阴极还原过程超电势、改变Tafel曲线斜率等目的。11、电镀层的主要性能有哪些？化学稳定性 平整程度 光洁度机械性能：镀层与基底金属的结合强度 硬度 镀层的脆性 内应力12、理想的镀液具备哪些性能？沉积金属离子阴极还原极化较大，以获得晶粒度小，致密，有良好附着力的镀层。 稳定且导电性好。金属电沉积的速度较大，装载容量也较大。成本低，毒性小。13、试述一般的镀液的组成？并说明其作用和选择。一般是由主盐、导电盐（又称为支持电解质）、络合剂和一些添加剂等组成。14、电流密度的大小对镀层有何影响？电流密度大，镀同样厚度的镀层所需时间短，可提高生产效率，同时，电流密度大，形成的晶核数增加，镀层结晶细而紧密，从而增加镀层的硬度、内应力、脆性，但是电流密度太大会出现枝状晶体和针孔。15、电解液温度对镀层性能有何影响？17、电镀的生产工艺有哪些？有何作用？镀前处理：机械加工、酸洗、除油等电镀: 镀后处理：通常有水洗和烘干以除去吸附在镀件表面的镀液。另外，还有些特殊处理，如钝化处理（如镀Zn,Cd）和防变色处理等18、在硫酸盐镀铜中，若出现阴极镀层粗糙，有时甚至出现海绵状的镀层，原因是什么？如何解决？19、在光亮硫酸盐镀铜中，阳极用什么材料？通常在电镀过程中呈现什么状态？磷铜板作阳极。正常的磷铜阳极在电镀过程中会形成一层棕黑色的膜20、请分析光亮硫酸盐镀铜的配方中各物质的作用及应用范围情况。21、请分析氰化物镀铜的配方中各组分的作用及应用范围情况，说明其优缺点。22、请分析焦磷酸盐镀铜配方中各物质的作用及应用范围情况。 1、该镀液中焦磷酸铜是主盐，焦磷酸钾是络合剂。一般焦磷酸盐镀铜液pH值在89之间 2）柠檬酸铵、酒石酸钾钠和氨三乙酸是辅助络合剂 3）2巯基苯并咪唑和2巯基苯并噻唑均为焦磷酸盐镀液的光亮剂23、请分析HEDP镀铜的配方中各组分的作用及应用情况 1）硫酸铜是镀液中的主盐。作为预镀铜时，可以选用低含量的硫酸铜。而在加厚镀铜时，应适当提高硫酸铜的含量，使电流密度上限和阴极电流效率提高，以加快镀铜的沉积速度。 2）HEDP含量太高，不但成本高，而且阴极电流效率下降。HEDP含量太低时，阳极上有绿色的铜盐析出，镀层与基体之间的结合力下降。所以预镀铜溶液中，HEDP应保持有足够的含量。3）硝酸钾做支持电解质，可扩大电流密度范围24、HEDP是有机磷几元酸？五元酸25、PH=810时，HEDP足量时，可以形成什么结构的螯合物？26、什么叫复合电镀？27、作为复合电镀中的固体微粒主要有哪几类？粒径多大？举例说明。28、什么是熔盐电镀？29、塑料电镀的基材主要是什么物质？30、塑料表面实现金属化涂装须具备什么条件？31、试述合金电镀、复合电镀熔盐电镀的基本过程。32试述电泳涂装的阴极、阳极涂装过程。第五章 无机物的电解工业1、试述电解合成有何优缺点？为什么一般均可在常温常压下进行？电解合成法的优点：1.许多用化学合成法不能生产的物质，往往可用电解合成法生产；2.可在常温常压下进行；3.易控制反应的方向；4.环境污染少，产品经济电化学合成的不足：1.消耗大量的电能；2.占用厂房面积大；3.结构复杂；4.电极易受污染，活性不易维护，阳极尤易受到腐蚀损耗2、何种情况可考虑采用电化学合成法？3、什么是电流效率？答：制取一定量物质所必需的理论消耗电量Q与实际消耗电量Qr的比值：I=（Q/Qr）100%4、什么是时空产率？答：指单位体积的电解槽在单位时间内所生产的产品的数量5、电解槽压包含哪些部分？6、什么是氯碱工业？答：电解氯化钠水溶液生产烧碱、氯气、氢气，是电解工业中生产规模最大的，又称氯碱工业7、试述隔膜槽电解法的电解反应，电解槽设计，隔膜和优缺点。答：1.电解反应阳极： 2Cl- Cl2+2 e =1.36V阴极： 2H2O+2 e H2+2OH - =-0.83 V总反应： 2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2 Ee=1.36+0.83=2.91V2.电解槽阳极材料:：铂、硫铁矿、石墨 、DSA（形隐阳极）阴极材料：软钢电极的物理结构：常用扩张的金属网电极或在金属板上开通气缝，使气体按规定方向迅速逸出3、隔膜：优点：采用几毫米厚的石棉隔膜，以减少电阻率、阻止两极的电解产物混合，但离子可以通过，食盐水从阳极室注入并以一定流速通过隔膜进入阴极室，以控制OH-进入阳极室。不足点：（1）所得碱液稀,约 10% 左右（2）碱液含杂质 Cl-,经浓缩后至 1% 左右（3）电解槽电阻高，电流密度低,约0.2A.cm-2 8、试述汞槽电解法的电解反应，电解槽设计，隔膜和优缺点答：1.电解反应阳极： Cl- （ 1/2 ）Cl2+e =1.36v阴极：Na+ nHg+ e NaHgn （汞齐) 总反应为： NaCl+ nHg=1/2 Cl2+NaHgn =3.26v2.电解槽：阳极：石墨或DSA 阴极：汞3、隔膜：优点：所得碱液的浓度高，纯度高，几乎不含Cl-。不需要蒸发浓缩碱液的后处理操作，对盐水的净化要求没那么高。所用电流密度大，可大幅度地变化，可避开城市用电高峰，随时调整电流密度。缺点：有汞毒污染环境，而且价格贵9、试述离子膜槽电解法的电解反应，电解槽设计，隔膜和优缺点答：1）电解反应2）电解槽：阳极：石墨 阴极：铁网3）隔膜离子交换膜：全氟化高聚物离子交换膜：只许Na+通过，而 Cl-, H+ ，OH-不能通过。Nafion 膜（全氯磺酸膜）:Flemion 膜（全氟羧酸膜）:磺化聚苯乙烯膜（Ionics系列膜）优点：没有汞和石棉的公害，所得的NaoH不含Cl-，很纯；蒸发浓缩的后处理费用很少；电流密度比隔膜槽的大一倍，“总能耗”相对较低。缺点：不能阻止离子的相互扩散和迁移；膜若采用聚四氟乙烯基的离子交换膜，价格贵；若采用磺化聚苯乙烯膜，则在有机介质中易老化10、Nafion膜与石棉隔膜有何异同？答：Nafion膜：Na+ 可通过，而 Cl-, H+, OH-不能通过11、试述氯碱工业未来发展的三个方向？答：1.阴极的改进降低阴极超电势 用氧还原代替 H2 的析出阴极：用1/2 O2+ H2O+2 e 2OH- =0.401v代替2H2O+2 e H2+ OH -=-0.828 V阳极仍为 2Cl- Cl2+2 e =1.36V总反应： 2NaCl+1/2O2+ H2O 2NaOH+Cl2 =0.96V与隔膜槽反应： 2NaCl+2 H2O 2NaOH + Cl2 +H2 =2.19V2、汞槽的改进：设法利用汞齐分解时所释放的能量。 3、例如，将其组成燃料电池：NaHgn 碱液 O212、试述氯酸盐，高氯酸盐电合成的原料和电解槽。答：氯酸盐： 原料：饱和NaCl溶液 电解槽：无隔膜电解槽高氯酸盐 原料：氯酸盐溶液 电解槽： 阳极材料：Pt ，镀贵金属的Co,PbO2等。阴极材料：青铜、碳铜、CrNi钢或Ni13、电解合成的MnO2有何优点？试述其电极反应和电解液。答：优点：活性高阳极反应：2Mn 2+ 2Mn3+ + 2e 2Mn3+ Mn4+ + Mn2+ Mn4+ + 2H2O MnO2 + 4H+总反应： Mn2+ + 2H2O MnO2 + 4H+ + 2e 阴极反应： 2H+ + 2e H2总反应： MnSO4 + 2H2O MnO2 + H2 + H2SO4电解液： MnSO4和H2SO4的混合溶液14、试述电解高锰酸钾的过程。答：电解K2MnO4溶液可得KMnO4 （1）K2MnO4的制备： 2MnO2 + 4KOH +O2(空气) = 2K2MnO4 + 2H2O (2) 电极：Ni或Ni/Cu作阳极； 铁或钢作阴极(3) 反应：阳极： 2MnO42- 2MnO4- + 2e 阴极： 2H2O + 2e H2 + 2OH-15、二战期间，德国用电解法生产过氧化氢的原理是什么？16、一般水解的槽电压为多少？电流效率是多少？答：槽电压：1.82.6V 电流效率：近乎100%17、水电解槽分为哪几类？说明其特点。答：1）单极性电解槽： 采取并联的连接方式，优点：结构简单，维修方便，构件较低廉。缺点：电极间隙大、连接的导体多，外电路上的欧姆损失也大。2）双极性电解槽： 采取串联的连接方式，优点：结构紧凑。金属导体少，外电路的IR降大大减少，而在高温高压下操作，生产条件易统一控制，可在低的单槽电压和高电流密度下操作。 缺点：结构复杂，检修困难，相邻的两个单电池会通过电解液产生漏电电流。 3)箱式电解槽： 优点：装置简单，易维修和换装，容器可用铁等有一定机械强度和化学稳定性的材料制成，投资少。缺点： 占地面积大，时空产率有限，不适合大规模生产18、以TiO2(n型)半导体和铂金组成的光电化学电池为例，说明电解水的过程。第六章、有机物的电解合成1、什么是有机电合成？有哪些主要特点？(1)定义：用电化学方法进行有机化合物合成的科学，它是一门涉及电化学、有机合成及化学工程等内容的边缘学科。（2）主要特点：条件温和 可节省能量 环境友好的洁净合成。以电子的得失完成氧化还原反应，不需要外加可能会造成环境污染氧化剂和还原剂。 设备简单投资少，简化生产过程，规模小，对精细化工产品的生产合适。通过调节电极种类、电解质、电流，反应易控制，易实现自动化连续操作2、一般的有机电合成有哪两种电化学过程？恒电流过程（容易实行，易于放大）、.恒电势过程恒电流过程（容易实行，易于放大）、.恒电势过程3、试述一般有机物电解合成的基本要求。（1）对电极材料要求 ：价格低廉、易于成形、能诱发反应的选择性并加快反应，同时材料的毒性要小。（一般可以根据材料的氢超电势来选择，相对于饱和甘汞电极而言，Pt，Ni，Ag，Cu的氢超电势较低，而Pb，Hg，Cd的氢超电势较高。一般而言，铂电极限于单电子氧化 (以产生自由基或阳离子自由基)，而碳电极能被用来产生阳离子。）（2）.对溶剂的要求：溶解性好、无毒、导电性能好（不一定能达到）在电氧化中常选用乙酸、吡啶、硝基甲烷和乙腈为溶剂。乙腈除了它的毒性以外是最好的溶剂（3）对支持电解质的要求 ：通常，在有机电化学中，若作用物没有导电性，则要用支持电解质。在要求对质子（H+）惰性的介质中，季胺盐类是常用的支持电解质。若要求离子在阳极过程中是抗氧化的介质，常选用六氟磷酸盐、六氟硼酸盐、高氯酸盐和甲苯磺酸盐。4、什么是间接电合成？举例说明。间接电还原：定义：利用媒质在电极上产生还原剂与反应底物进行化学反应，还原剂被氧化后再回到阴极上再生，已达到还原剂循环使用而反应物不断再生的目的。举例：采用间接电还原合成对硝基苯甲酸，以ZnCl2为还原媒质，同时也是支持电解质.间接电氧化：甲苯的氧化可停留在苯甲醛的阶段，Ce4+能反复循环使用，起着催化剂的作用 5、什么是相转移电解法？举例说明。定义：电化学反应在水中进行，因为其导电率高、槽电压低、降低能耗，而产品通常留在有机相中，易分离的一种方法。举例：日本的Asahi公司生产已二腈。以Pt为阴极；电解液分为两相，水相中含丙烯腈（约7%)+季胺盐Bu4NHSO4(12%),有机相为CH2=CHCN.。阴极反应为2CH2=CHCN+2H+2e (CH2CH2CN)2。由于己二腈不溶于水，故而进入有机相丙烯腈，易分离。6、什么是成对电解合成？举例说明。7、己二腈有何重要用途？ 己二腈是制备已二酸和己二胺的适宜中间体8、试述由丙烯腈为原料，用电解法合成已二腈的电极反应和反应机理。主反应：CH2=CH-CH3 2CH2=CHCN (CH2CH2CN)2阴极：2CH2=CHCN + 2H+ + 2e (CH2CH2CN)2阳极：H2O 1/2O2 + 2H+ + 2e丙烯腈 已二腈的反应机理：9、试述1965年美国MonSamto公司电解法合成已二腈的电解液组成和电解槽情况。阴极电解液：为含水量较低而季胺盐浓度很高的溶液。电解槽为压滤式带膜单极电解槽：阳极采用PbO2/AgO，阳极液为5%H2SO4 ，阴极材料为Pb，分离膜选用阳离子渗透膜10、1976年MonSamto公司对已二腈的电解合成作了哪些改造？ 采用低浓度季胺盐的丙烯腈饱和水溶液进行电解。电解液为：Na2HPO4(15%)、C2H5(C4H9)2N+(CH2)6N+(C4H9)2C2H5(0.4%)、Na4EDTA(0.5%)、硼砂（2%）、CH2=CHCN/(CH2CH2CN)2的乳浊液电解槽为无膜的双极电解槽：所用电极是镀镉的碳钢板11、四烷基铅有何用途？试述电解合成的基本原理。用途：四烷基铅是汽油防爆剂，可提高辛烷值。基本原理：利用电解Grignard试剂（有机镁的卤化物RMgCl等），生成活性的烃基离子R -，再与铅反应即得烃基铅化合物。RCl+ Mg RMgCl 离解产物在电极上的反应为RMgCl R - + MgCl +在铅阳极上：4R - + Pb R4Pb + 4e 在钢管阴极上：4 MgCl+ + 4e 2Mg + 2MgCl212、糖精有何作用？试述其间接电氧化法的基本过程 13、试述U(均匀设计表)表的符号和意义。Un（qS ）或U*n（qS ）其中“U”表示均匀设计，“n” 表示要做n 次试验，“q”表示每个因素有q个水平，“s”表示该表有s列。右上角加“*”和不加“*”代表两种不同类型的均匀设计表。通常加“*”的均匀设计表有更好的均匀性，应优先选用。 例如 ： U*6（64）表示要做次6试验，每个因素有6个水平，该表有4列。14、均匀设计法有什么特点？1）每个因素的每个水平做一次且仅做一次试验 2）任两个因素的试验点点在平面的格子点上，每行每列有且仅有一个试验点 3）均匀设计表任两列组成的试验方案一般并不等价 ；因此，每个均匀设计表必须有一个附加的使用表。 4）当因素的水平数增加时，试验数按水平数的增加量在增加。如当水平数从9水平增加到10水平时，试验数n 也从9增加到10。 5）.布点均匀、代表性好；6）.用计算机处理数据，得出定量方程式，从而分析工艺条件对产率的影响15、为什么除了U表(如U7(76)还要设计一个使用表。(看书208页)16、简述均匀设计试验方法的基本步骤。第八章、电化学腐蚀与防护1、试述金属腐蚀与防护的意义。意义：搞好腐蚀的防护工作，不仅仅是技术问题，而是关系到保护资源、节约能源、节省材料、保护环境、保证正常生产和人身安全、发展技术等一系列重大的社会和经济问题。原因：金属被腐蚀后，不仅金属本身受到损失，金属结构遭破坏，而且由于金属设备受腐蚀而引起的停工减产、产品质量下降、爆炸以及大量有用物质的渗漏等也将造成严重损失。2、什么是化学腐蚀？ 由于金属表面与介质发生化学作用而引起的，其特点是反应过程中没有电流产生。（或：介质中被还原物质的粒子在与金属表面碰撞时取得金属原子的价电子而被还原，与失去价电子的被氧化的金属“就地”形成腐蚀产物覆盖在金属表面的一个过程。）3、什么是电化学腐蚀？由金属和介质发生电化学反应引起，反应中有电流产生。4、什么是均匀腐蚀？阳极和阴极反应是在金属表面（假设金属表面是均匀的）相同的位置发生，这样引起的金属腐蚀是均匀的，称为均匀腐蚀5、什么是局部腐蚀？由于各种原因会造成金属/溶液界面的不均一性，这时产生的金属腐蚀是不均匀的、局部的，这种腐蚀称为局部腐蚀。6、什么是晶间腐蚀？ 沿着金属材料的晶界产生的选择性腐蚀，尽管晶粒几乎不发生腐蚀，但仍然导致材料破坏。7、什么是脱成分腐蚀？什么情况下容易发生？合金中某特定成分由于腐蚀溶解而减少，被称为脱成分腐蚀。例如，黄铜脱锌腐蚀，在含有氯离子的高温水中容易发生8、泵的出口处，管路弯头部位的比其它部位更易腐蚀的原因是什么？发生了冲蚀。冲蚀：在冲击的机械作用下，材料表面发生磨损的同时又加入腐蚀作用，两者相互促进，产生严重的侵蚀。典型的局部腐蚀有：孔蚀、晶间腐蚀、脱成分腐蚀、冲蚀、应力腐蚀破裂等。孔蚀：在材料表面形成直径小于1mm并向板厚方向发展的孔。应力腐蚀破裂：是一种在特定环境组合下，如铜合金与氨水、碳钢和碱性水溶液等，由于低的拉应力导致金属材料破裂的现象，破裂有沿晶（晶界破裂）和穿晶