发布时间 : 星期六 文章应用电化学习题及答案更新完毕开始阅读c70f67baa55177232f60ddccda38376baf1fe0a9
或2Cl??2e?Cl2?
硫酸镍是主盐，产生Ni2+离子；而氯化镍也是主盐，但分散能力比硫酸镍好，同时氯离子也具有活化阳极的作用；硼酸作为缓冲剂，并能改善镍层和基底金属的结合力（注意：pH=2-3时易析出氢气；糖精是初级光亮剂，可显着降低晶粒尺寸，使镀层光亮，同时使镍层延展性好；1，4-丁炔二醇是次级光亮剂，具有增光和整平作用；香豆素次级光亮剂，具有增光和整平作用，且整平作用比1，4-丁炔二醇更显着；十二烷基磺酸钠是润湿剂，可削弱电镀液接触张力，加速氢气泡从镀层表面释放，防止针孔和麻点产生。此外，阴极需要移动，需要搅拌。
（3）镀铬的电极反应
阴极反应为：CrO42-+8H++6e→Cr+4H2O
阳极反应为：Cr3+→Cr6++3e和析氧反应2H2O?4e（1） （3）
?4H??O2?。
镀液组成：作为主盐的Cr2O3(铬酐)浓度为360～380g·L-1，H2SO4浓度为2～·L-1。硫酸浓度高时，光壳度和致密性好，但电流效率和分散能力下降；硫酸浓度低时，分散能力提高，但光泽度显着下降。加入的硫酸和铬酐比一般为～：100，这样阴极上才能还原出铬。硫酸加入过量时常通过BaCO3中和，镀铬液中铬酐是以铬酸和重铬酸形式存在，转化关系为：
23．试说明阳极和阴极电泳涂装的主要原理和涂泳涂装的优点。
解：阳极电泳涂装(anodic electrophoretic coating，简称AEC)是以被镀金属基底作为阳极，带电的阴离子树脂在电场作用下进行定向移动，从顺在金属表面实现电沉积的方法。阳极电泳涂装的阴离子树脂主要为丙烯酸系列。对于阳极电泳过程，阳极反府可能伴随合氢气的析出和金属的氧化，电泳过程表示为：
阴极电泳涂装(cathodic electrophoretic coating，简称CEC)是以水溶性阳离子树脂为成膜基料，以工件作为阴极，从而在金属表向实现电沉积的一种电镀方法。阴极电泳涂装的阳离子树脂电泳漆主要为环氧树脂系列和异氰酸脂的混合物。对于阴极电泳过程：
电泳涂装(electrophoretic coating，简称EC)技术与金属电镀不同的是，电泳漆溶液中待镀的阴、阳离子是有机树脂，而不是金属离子。电泳涂装以水为溶剂，价廉易得；有机溶剂含量少，减少了环境污染和火灾；得到的漆膜质量好且厚度易控制．没有厚边、流挂等弊病，同时涂料利用率高，易于自动化生产，正是由于这些优点，电泳涂装已广泛应用于汽车、自行车、电风扇等金属表面的精饰。
24．298K时，欲回收电镀液中的银，废液中AgNO3浓度为10-6mol?L?1，还含有少量的Cu2+存在，若以石墨为阴极，银用阴极电
解法回收，要求回收99％的银．计其中令活度系数?1＝1。试计算：(1) Cu2+的浓度应低于多少(2)阴极电位应控制在什么范围内(3)什么情况下Cu与Ag同时析出
解：(1)设银与铜在石墨电极析出的超电位为零，要求回收99％的银,也就是要使溶液中的AgNO3浓度下降到为10-8mol?L是
??Ag?1，于
+/Ag?RTaAg8.314?298.151ln＝0.7994-ln?8＝ zFaAg?1?96500102+??Ag，析出＝?Cu,析出＝?Cu?/CuRTRTlnaCu2?＝0.3400?lncCu2??0.3271VzFzF
cCu2??mol?L?1
(2) 废液中AgNO3浓度为10-6mol?L?1，开始析出的电位为
?Ag?+/AgRTaAg8.314?298.151?ln＝0.7994-ln?6zFaAg?1?9650010＝
所以，阴极的电位应控制在范围内。
(3)只有在?Ag，析出＝?Cu,析出情况下Cu与Ag同时析出，为使两者析出电位相等，可以通过提高Cu2+离子浓度或加入络合剂。
a25．以惰性电极电解SnCl2的水溶液进行阴极镀Sn，阳极中产生O2，已知：
＝；氢
解：（1）阳极反应：2H2O?4e阴极反应：2Sn2?Sn2??Sn2?/Sn?0.10，aH?＝，阳极上?O＝，已加：
2?H?,H2O/O2＝，（1）试写出电极反应，并计算实际分解电压，(2)若?H,阴＝，试问要使a2?降低到何值时才开始析出
Sn2?4H??O2?
?4e?2Sn
??O＝?H2?,H2O/O24?aH/p?)?(0.21pRT?ln4?965001
8.314?298.15ln(0.014?0.21)＝ V
4?96500RT?2 ?Sn＝?Sn?lna2?/SnSn2?4?965008.314?298.15 ??0.140?ln(0.102)＝ V
4?96500 ?1.23?实际分解电压＝O+
2(2) 4H???O-?Sn＝（）＝
2
?4e?2H2
??Sn??H??Sn2?/H2
RTRT2?lnaSn?lnc4??H22????H/H24?96500zF
8.314?298.158.314?298.152?0.14?lnaSnln0.014?0.402??0?4?965004?96500?/SnSn2?解得：a
?1.536?10?13
26．在铝的阳极氧化中分别要得到厚层和薄层氧化物膜对应的电解质条件、温度条件和电流密度条件各是什么并说明原因。 解：铝及其合金的阳极氧化一般是在溶解能力高的硫酸、铬酸、草酸或磷酸等电解液中实现的，在这些电解液中铝及其合金的阳极氧化厚度有时可达到500μm。例如对于10％～20％的硫酸电解液中铝及其合金的阳极氧化，一般电解条件为：电流密度190～250A·dm-2，工作温度为15～25℃，电解时间为20～60min。阳极氧化时一般采用通直流电的方式，施加电压视电解液的导电性、温度以及溶解于其中的铝的含量而定，大致为12～28V。在铝及其合金的阳极化过程的所有影响因素中，起主导作用的是硫酸的浓度和工作温度。当阳极极化在较低的硫酸浓度和温度下进行时，可以得到较厚和较硬的膜层。若同时提高电流密度，则膜层硬度虽可进一步得到提高，但膜层易产生缺陷，导致氧化物膜防护件能下降。当电解液的浓度和温度一定时，氧化膜的厚度取决于所用的电流密度和氧化时间，即氧化电量，所以常用通过电量来控制膜层的厚度。 补充题目
1.简单金属离子的还原通常包含那几个步骤
解：一般认为简单金属离子的还原过程包括以下步骤： (1)水化金属离子由本体溶液向电极表面的液相传质；
(2)电极表面溶液层中金属离子水化数降低、水化层发生重排，使离子进一步靠近电极表面，过程表示为：
M2+·mH2O – nH2O
Ｍ２+·(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：
同时，由于吸附于电极表面金属原子的形成，电极表面水化离子浓度降低，导致了水化金属离子由本体溶液向电极表面传递的液加传质过程。
(4)吸附于电极表面的水化原于失去剩余水化层，成为金属原子进入晶格。过程可表示为： Ｍ２+·(ｍ-ｎ)H2Ｏ(ad) - (ｍ-ｎ)H2Ｏ
2. 对于金属络离子的阴极还原，传统的观点（认为）是如何解释的现在的观点有那些
解答：对于金属络离子的阴极还原过程，过去认为是络离子总先解离成简单离子，然后简单离子再在阴极上还原。但是，简单计算表明，在络合体系中络离子的不稳定常数pK
不稳
M晶格
很小，存在的简单金属离子的浓度极低，在此情况下使简单金属离子在阴极上放电
所需施加的电势要很负，使得这种还原几乎是不可能的。
现在依据络合物的知识和一些实验的结果，对于络离子的阴极还原，一般认为有以下几种观点：
(1)络离子可以在电极上直接放电，且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。其原因可能是：具有较高配位数的络离子比较稳定，放电时需要较高活化能，而且它常带较多负电荷，受到阴极电场的排斥力较大，不利于直接放电。同时，在同一络合体系中，放电的络离子可能随配体浓度的变化而改变。 例如：在氰化物镀铜液（CuCN十NaCN）中，存在着下面三个络合平衡： Cu+十2CN-=[Cu（CN）2]- Cu+十3CN-=[Cu（CN）3]2- Cu+十4CN-=[Cu（CN）4]3-
在阴极上放电的络离子品种以在镀液中含最较高的，且配位数适中的[Cu（CN）3]2-为主： [Cu（CN）3]2- + e- → Cu + 3CN- (2)有的络合体系，其放电物种的配体与主要络合配体不同。
(3) pK不稳的数值与超电势无直接联系，—般K不稳较小的络离子还原时较大的阴极极化。
3.金属（或合金）共沉积原理是什么如何依据共沉积的基本条件实现金属共沉积
答：要使两种金属实现在阴极上共沉积，就必须使它们有相近的析出电势，即
从公式可以看出，依据金属共沉积的基本条件，只要选择适当的金属离子浓度、电极材料(决定着超电势的大小)和标准电极电势就可使两种离子同时析出。
(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。如10mV，且?i都不大，故可用此法实现Sn和Pb的共沉积。
(2)若两种离子的?i相差不大(＜，且两者极化曲线(E-i或?i-i关系曲线)斜率又不同的情况下，则调节电流密度使其增大到某一数值，此时，两种离子的析出电势相同，也可以实现共沉积。
(3)当两种离子的?i相差很大，可通过加入络合剂以改变平衡电极电势，实现共沉积。如＝ V，加入络合离子CN????Sn2?/Sn＝，
??Pb2?/Pb＝ V，两者仅相差
????Zn2?/Zn＝，
??Cu2?/Cu＝，???后，两个标准电极电势分别变为和，两者相差减小；当ic＝·cm-2时ηCu c＝，ηZn,C＝，此时?Cu,析＝，
?Zn,析＝两者相差24mV，即可实现共沉积。
(4)添加利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共沉积。