《应用电化学》教学大纲

《应用电化学》教学大纲课程英文名AppliedElectrochemistry课程代码M1046030学分3总学时48理论学时48实验/实践学时0课程类别专业选修课课程性质考查先修课程无机化学/物理化学适用专业材料化学开课学院材料学院一、课程地位与课程目标（一）课程地位《应用电化学》是一门利用电化学基本原理，解决科学研究和生产实际中涉及电化学应用领域内有关金属腐蚀、金属电沉积及化学电源等方面的实际问题的课程。《应用电化学》为材料化学专业本科生的专业必修课程。本课程的基本教学内容包括八大部分：（1）电化学理论基础；（2）电催化过程；（3）化学电源；（4）金属的表面精饰；（5）无机物的电解工业；（6）有机物的电解合成；（7）电化学传感器；（8）电化学腐蚀与防护。课程以介绍各个相关应用电化学工业过程的基本原理和研究方法为主，也兼顾介绍一些生产工艺和发展方向等。通过本课程的学习，使学生了解电化学基础知识及基本原理，初步学会分析和解决电化学应用领域中各种实际问题的能力。（二）课程目标1.掌握电化学的含义、内容、应用和发展以及电化学在工业中应用的一些基本理论，具有面向实际工程中电化学问题的理解能力；2.掌握各类电化学技术的特点、应用范围、技术路线、典型设备、工艺措施和应用实例，具有针对复杂的材料工程实际问题，进行分析、设计和解决问题的能力;3.掌握电化学技术的基础知识同时，将所学知识系统化，初步形成解决实际问题的能力以及技术管理的能力，并注意渗透相关学科的知识，逐步培养学生的辩证思维能力。4.通过电化学知识学习培养学生专业素质、能力素质，初步具备应用化学工程师的基本意识和能力。二、课程目标达成的途径与方法《应用电化学》课程教学以课堂教学为主，培养学生利用所学电化学的相关知识，进行工业中电化学技术分析和设计，培养学生运用电化学专业知识，分析和解决工程领域复杂工程问题的能力。1.课堂教学主要讲述电化学技术的特点、应用范围、技术路线、典型设备、工艺措施和应用实例，理论与实际相结合，使学生能够更加容易理解抽象的理论知识，提高学习专业知识的兴趣，形成良好的思维方式和学习方法。在课堂教学中，充分引入互动环节，提高教学效果。2.针对某些较为容易或先期讲解较为充分的知识点，列出部分内容作为学生自主学习环节，训练、形成良好的专业知识学习方法，培养学生自主学习意识和能力。3.针对电化学知识点理解和分析应用能力，采用课堂测验教学方式，培养学生理论知识的理解与应用能力。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）2369课程目标1HHHL课程目标2HHHL课程目标3MMLH课程目标4MMLH注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。四、课程主要内容与基本要求章节主要内容基本要求对应的课程目标1电化学体系的基本单元1课程目标1电化学过程热力学1课程目标1非法拉第过程及电极/溶液界面的性能1课程目标1法拉第过程和影响电极反应速度的因素1课程目标1物质传递控制反应理论1课程目标1电化学研究方法1课程目标12电催化原理1课程目标1氢电极反应的电催化2课程目标1氧电极反应的电催化2课程目标1有机小分子的电催化氧化2课程目标13一次电池4课程目标2、3、4二次电池4课程目标2、3、4燃料电池4课程目标2、3、44金属电沉积和电镀原理4课程目标2、3、4电镀过程4课程目标2、3、4金属的阳极氧化4课程目标2、3、4电泳涂装技术4课程目标2、3、45氯碱工业3课程目标2、3、4氯酸盐和高氯酸盐的电合成3课程目标2、3、4锰化合物的电解合成3课程目标2、3、4电解法生产过氧化氢3课程目标2、3、4水的电解3课程目标2、3、46有机电合成发展方向3课程目标2、3、4己二腈的电解合成3课程目标2、3、4四烷基铅、糖精、苯二酚的电解合成3课程目标2、3、4国外有机物电解合成研究方向3课程目标2、3、47电化学传感器定义和原理4课程目标2、3、4控制电位电解型气体传感器3课程目标2、3、4生物电化学传感器4课程目标2、3、48金属腐蚀与防护的意义4课程目标2、3、4金属的电化学腐蚀4课程目标2、3、4腐蚀电池4课程目标2、3、4电势-pH图及其在金属防腐中的应用4课程目标2、3、4金属的电化学防腐蚀4课程目标2、3、4五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务（作业、自学、讨论等任务要求）对应的课程目标第一章1.电化学体系的基本单元2.电化学过程热力学3.非法拉第过程及电极/溶液界面的性能4.法拉第过程和影响电极反应速度的因素5.物质传递控制反应理论6.电化学研究方法6作业：1.如何设计电化学反应体系2.试描述双电层的结构。3.简述电极反应种类和机理。课程目标1第二章1.电催化原理2.氢电极反应的电催化3.氧电极反应的电催化4.有机小分子的电催化氧化8作业：1.影响催化性能等因素；2.简述氢气析出的电催化机理；3.简述氧气的电催化还原机理课程目标1第三章1.一次电池2.二次电池3.燃料电池6作业：1.试写出下列电池的电极反应、电池成流反应以及电解液和集电器名称：⑴碱性锌-锰原电池⑵锂-二氧化锰原电池⑶锌-氧化汞电池2.试写出下列电池的电极反应、成流反应以及电解液和集电器名称：碱性镍-镉电池；氢镍蓄电池；氢-氧燃料电池3.试叙述燃料电池的类型及特点。课程目标2、3、4第四章1.金属电沉积和电镀原理2.电镀过程3.金属的阳极氧化4.电泳涂装技术6作业：1.简述金属离子电结晶过程的一般步骤。2.试叙述电镀过程中整平剂的作用原理。3.试说明阳极和阴极电泳涂装的主要原理和电泳涂装的优点。课程目标2、3、4第五章1.氯碱工业2.氯酸盐和高氯酸盐的电合成3.锰化合物的电解合成4.电解法生产过氧化氢5.水的电解4作业：1.比较氯碱工业中三种不同电解槽的优缺点课程目标2、3、4第六章1.有机电合成发展方向2.己二腈的电解合成3.四烷基铅、糖精、苯二酚的电解合成4.国外有机物电解合成研究方向4电解合已二腈、四乙基铅、糖精以及苯二酚所涉及的电极反应和电解设备。课程目标2、3、4第七章1.电化学传感器定义和原理2.控制电位电解型气体传感器3.生物电化学传感器4电化学传感器的基本原理组成，以及几种典型电化学传感器的结构课程目标2、3、4第八章1.金属腐蚀与防护的意义2.金属的电化学腐蚀3.腐蚀电池4.电势-pH图及其在金属防腐中的应用5.金属的电化学防腐蚀8作业：1.Fe-H2O体系的-pH图在金属防护上的应用课程目标2、3、4六、实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验性质实验类别1………注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。七、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、课堂讨论发言、平时作业等平时成绩评定标准30%期末考核开卷教材70%考核类别