电化学专业实验教学大纲.pdf

化学工程与工艺系 化学工程与工艺系 《电化学专业实验》教学大纲 《电化学专业实验》教学大纲 （化学工程与工艺专业(电化学专业)本科适用） 参考学时：60 学分：4 课程编号：0401305 一、参考学时：60 学分：4 课程编号：0401305 一、 目的与任务 目的与任务 《电化学专业实验》 是化学工程与工艺专业电化学专业方向四年制本科教学计划一门单独开设的集中安排的实践性课程，是一门必修课程是专业教学内容的重要组成部分电化学专业实验是一门综合电工、电子、物理、金属工艺、化学、电化学等多学科知识，与实践结合十分紧密的课程培养学生综合巩固所学基本理论和基本知识，掌握所学专业方向的基本实验方法，基本技能 电化学专业实验，内容包括了本专业基础课，专业课所涉及的实验内容，包括理论电化学、电化学测量，电源工艺、电镀工艺等课程的实验，有基本理论实验，测试实验，电池装配和电镀工艺，材料性能检测实验等使专业所涉及实验内容有机结合在一起，有利于实验管理与统筹安排 二、二、 项目、要求与安排方式 项目、要求与安排方式 项目： 1．稳态恒流极化曲线测定 4 学时 2．恒电位法研究金属的阳极行为 4 学时 3．用直流法测量隔膜的比电阻 4 学时 4．恒电流暂态法测电化反应动力学参数 4 学时 5．恒电位方波法测多孔电极微分电容及比表面积 4 学时 6．三角波电位扫描法研究氢和氧在铂电极上吸附行为 4 学时 7．载波扫描法快速测定滴汞电极微分电容曲线 3 学时 8．应用旋转园盘电极测反应粒子扩散系数和电镀溶液的微观分散能力 3 学时 9．交流阻抗法测定电极过程参数 4 学时 10．方波电流法测定化学电源的欧姆内阻 4 学时 11． 线性极化法测量金属的腐蚀速率 3 学时 12．阴极电流效率的测定 3 学时 13．用赫尔槽研究钾盐镀锌光亮剂用量 3 学时 14．用赫尔槽测定镀液的分散能力 2 学时 15．铝阳极氧化及着色实验 3 学时 16．金属腐蚀速率的测定 2 学时 117．非金属材料电镀 3 学时 18．实验室锌锰纸板电池的装配 3 学时 要求： 1．通过实验，使学生系统地巩固和掌握专业基础课和专业课所讲授的基本概念、基本理论、基本规律和工艺技术等。

2．通过实验要求学生了解电化学仪器设备的原理及操作，熟悉电化学测量仪器的性能和用途 3．使学生掌握现代测试方法，实验手段和技能 4．掌握专业实验特点，理论联系实际，分析问题解决实际问题，为今后从事实际工作打好基础 5．培养学生爱护财物，遵守纪律和制度、文明实验的品质、培养实事求是，严肃认真的科学工作态度 安排方式： 电化学测量部分实验和化学电源工艺部分的材料性能测试实验由于仪器设备数量的限制，实验采取每轮次开出 3～4 个实验项目，每组 2 人，大循环的方式安排电镀工艺实验采取每次开出 1 个，每组 1～2 人，每次一个班的方式安排化学电源工艺的装配实验项目采取 1 人 1 组， 每次半个班的方式安排， 在有条件情况下， 尽可能利用关系企业的生产条件，在企业完成该实验 三、三、 综合成绩的评定方法 综合成绩的评定方法 本实验课单独设置，其考核方法如下： 采取平时实验与实验考试结合方式进行平时实验考查内容分为三项： （1）实验预习：实验原理、方案设计，实验相关问题准备； （2）实验过程：线路图连接，仪器设计操作、实验记录、实验态度、环境卫生、纪律等 （3）实验报告：报告的认真程度、数据的可靠性，处理结果的正确性，分析讨论的合理性等。

平时成绩按每个实验单独按百分计，求出全部应做实验的平均成绩平均成绩作为平时成绩，再按 60%计入总成绩 实验考试采取确定考核内容， 由抽签方式决定每个学生实验题目， 提出目的要求， 学生自主设计方法原理，数据与结果考核设计原理是否正确，仪器选用是否合理，线路连接是否正确可行，简化程度，仪器操作是否熟练正确，结果是否正确合理，由主考老师根据要求，给定百分成绩，按40%计入实验环节总成绩 根据发展要求，增加计算机在实验环节中运用，开发仪器功能并根据专业发展要求，实验项目可更改完善 起草人： 董会超 专业负责人： 尹志刚 教学院长（主任） ：许培援 起草人： 董会超 专业负责人： 尹志刚 教学院长（主任） ：许培援 2实验一实验一：稳态恒流极化曲线测定稳态恒流极化曲线测定 实验学时：4 实验类型：技能性 一、一、 目的与任务 目的与任务 1.理解并掌握景点经典恒电流法测量稳态阴极极化曲线的基本原理和测量技术 2.测定锌在碱性溶液中的阴极极化曲线 二、二、 内容、要求与安排方式 内容、要求与安排方式 利用经典恒电流线路，在测试仪器的保证下，测量金属锌在 1MKOH 溶液中的阴极极化过程，并绘制稳态阴 极极化曲线，从曲线上得到锌在碱性溶液中的阴极电化学行为。

要求学生掌握稳态的特点，真实电极过程的稳态是如何控制的，准稳态与稳态的差别熟练掌握经典恒流方法的仪器和电路连接，实验条件的控制和结果的测量利用计算机软件处理实验数据并绘制极化曲线，从而对极化曲线进行分析 安排方式：每组 2 人，大循环的方式安排 实验二实验二：恒电位法研究金属的阳极行为恒电位法研究金属的阳极行为 实验学时：4 实验类型：技能性 一、目的与任务 一、目的与任务 1. 掌握恒电流法研究金属钝化的实验原理及方法 2. 了解金属的阳极钝化现象 3.3. 了解恒电位仪的一般使用方法 二、内容、要求与安排方式 二、内容、要求与安排方式 利用恒电位仪，测量金属镍在 1M 硫酸溶液中的阳极极化过程，并绘制稳态阳极极化曲线，从曲线上得到 镍在酸性溶液中的阳极电化学行为，通过本实验掌握金属的钝化曲线的测量技术 要求学生掌握稳态的特点，真实电极过程的稳态是如何控制的，准稳态与稳态的差别熟练掌握恒电位仪的原理和使用方法，恒电位电路的连接，实验条件的控制和结果的测量利用计算机软件处理实验数据并绘制极化曲线，从而对极化曲线进行分析 安排方式：每组 2 人，大循环的方式安排。

实验三实验三：用直流法测量隔膜的比电阻用直流法测量隔膜的比电阻 实验学时：4 实验类型：技能性 一、目的与任务 一、目的与任务 1.通过实验掌握直流法测量隔膜比电阻的原理和方法 32. 通过对各种隔膜比电阻的测量比较它们的性质 二、内容、要求与安排方式 二、内容、要求与安排方式 利用经典恒电流线路，在测试仪器的保证下，测量电池用隔膜材料在 1MKCl 溶液中的极极化过程，在达到 稳态时，测量隔膜两端的电压降，计算隔膜的电阻和比电阻 要求学生掌握隔膜电阻的含义，掌握稳态的特点，真实电极过程的稳态是如何控制的，准稳态与稳态的差别熟练掌握经典恒流方法的仪器和电路连接，实验条件的控制和结果的测量 掌握准确控制和测量电流的技术原理及利用电化学测试线路替代电流测量的原理和装置 安排方式：每组 2 人，大循环的方式安排 实验四实验四：恒电流暂态法测电化反应动力学参数恒电流暂态法测电化反应动力学参数 实验学时：4 实验类型：技能性 一、目的与任务 一、目的与任务 1、 掌握恒电流暂态法的基本原理和基本操作 2、 测定在 Cu/CuSO4体系中铜电极上的交换电流密 i0和反应速度常数 K。

二、内容、要求与安排方式 二、内容、要求与安排方式 利用恒电位仪的恒电流线路，测量金属铜在 1M Cu/CuSO4溶液中的阴极极化过程，在一定电流下，利用函 数记录仪记录电位－时间曲线，从曲线上得到金属铜的阴极电化学过程，对极化曲线进行一系列处理，得到电化学过程反应动力学参数 要求学生掌握暂态的特点，真实电极过程的暂态是如何控制的熟练掌握恒电位仪进行恒定电流的原理和使用方法，实验条件的控制和结果的测量电位－时间曲线处理得到交换电流密度和反应速度常数的方法 安排方式：每组 2 人，大循环的方式安排 实验五实验五：恒电位方波法测多孔电极微分电容及比表面恒电位方波法测多孔电极微分电容及比表面 实验学时：4 实验类型：技能性 一、目的与任务 一、目的与任务 1、掌握恒电位方波法测量多孔电极的微分电容及比表面积的基本原理和方法 2、测量并计算多孔电极的比表面积 二、内容、要求与安排方式 二、内容、要求与安排方式 利用恒电位仪控制信号发生器给定的方波信号，测量多孔性电极在 1M 硫酸溶液中的电4极过程，利用函数 记录仪自动记录曲线 要求学生掌握暂态的特点，真实电极过程的暂态的控制，掌握真实表面积和表观表面积的区别。

熟练掌握信号发生器、恒电位仪、函数记录仪的原理和使用方法，电路的连接，实验条件的控制和结果的测量利用得到的电流－时间曲线进行处理，计算比表面积的方法 安排方式：每组 2 人，大循环的方式安排 实验六：三角波电位扫描法 研究氢和氧在铂电极上的吸附行为实验六：三角波电位扫描法 研究氢和氧在铂电极上的吸附行为 实验学时：4 实验类型：技能性 一、目的与任务 一、目的与任务 1、掌握三角波电位扫描法的测量技术 2、测量氢、氧在铂电极上的吸脱附规律，并绘制i−ϕ曲线 3、通过实验加深对氢电极过程的理解 二、内容、要求与安排方式 二、内容、要求与安排方式 利用电化学工作站控制铂电极上的电极电位在一定范围内按三角波规律扫描， 测定电流随时间的变化曲线，从曲线的氧化还原峰得到氢和氧的吸附行为 要求学生掌握电化学工作站的原理和使用方法，三角波电位扫描法的测量技术，分析i−ϕ曲线并得到相关的信息 实验七实验七：载波扫描法载波扫描法 快速测定滴汞电极的微分电容曲线快速测定滴汞电极的微分电容曲线 实验学时：3 实验类型：技能性 一、目的与任务 一、目的与任务 1.掌握载波扫描法快速测定滴汞电极的微分电容曲线的原理及测量技术。

2.利用微分电容曲线研究表面活性物质在电极表面上的吸附现象，观察并分析表面活性物质对双层结构的影响 3.测定滴汞电极在 1MKCl 溶液中及 1MKCl ＋0.5g/LDT 溶液的微分电容曲线 二、内容、要求与安排方式 二、内容、要求与安排方式 利用综合电镀参数测定仪， 控制滴汞电极的电位随时间变化规律， 测量滴汞电极在1MKCl溶液和 1MKCl＋ 0.5g/L 溶液中电极过程，利用函数记录仪自动。