《熔盐电化学》课程教学大纲
熔融盐及其应用 教学大纲
熔融盐及其应用一、课程说明课程编号：050124Z10课程名称：熔融盐及其应用/Molten Salt and Its Application课程类别：专业选修课学时/学分：32/2先修课程：冶金过程原理、传递过程原理、工科大学化学适应专业：冶金工程参考教材：1、Kai Grjotheim等编. Metal Production by Molten Salt Electrolysis. Beijing：China University of Mining and Technology Press，19982、谢刚编著. 熔融盐理论与应用. 北京：冶金工业出版社，19983、张明杰主编. 熔盐电化学原理与应用. 北京：化学工业出版社，20064、谢刚等编. 冶金熔体结构和性质的计算机模拟计算. 北京：冶金工业出版社，2006.5、张星辰编著. 离子液体—从理论基础到研究进展. 北京：化学工业出版社，20096、郭学益等编. 高纯金属材料. 北京：冶金工业出版社，2010二、课程设置的目的意义熔融盐技术在有色金属提取和新能源领域的研究与应用取得了极大的成功。
本课程为面向冶金工程专业重要选修课。
通过学习，使学生掌握熔融盐基础理论及其在冶金工业及新材料制备方面的应用，有利于提高学生对熔融盐理论与技术的进一步认识，拓宽学生的知识面，为今后从事熔融盐电化学及相关行业的研究开发工作奠定基础。
同时，也有利于增强学生的创新能力，培养具有交叉学科知识的创新性人才，该课程也可作为新能源材料与器件专业学生的选修课程。
三、课程的基本要求知识要求：理解熔融盐及其技术的相关理论与基本概念；掌握熔融盐结构与性质之间的相互关系；熟悉熔融盐在冶金工程、新材料制备和新能源等相关领域应用的基本原理与特点；了解国内外在熔融盐技术方面获得的最新成就。
能力要求：通过该课程的学习，使学生能掌握熔融盐的相关理论与技术原理，熟悉熔融盐的主要应用领域，并能够运用所学知识，提出解决熔融盐应用过程所存在问题的方法，获得解决复杂工程问题的能力，为今后从事相关专业的科学研究和生产实践打下基础。
电化学测试课教学大纲
《电化学测试》实验课教学大纲
1
2
《电化学分析》实验课教学大纲
3
4
《电化学技术》实验课教学大纲
5
6
《电化学器件》实验课教学大纲
7
8
《分析化学实验A》实验课教学大纲
9
10
11
12
《分析化学实验B》实验课教学大纲
13
14
15
《分子光谱》实验课教学大纲
16
17
《高等无机化学实验》实验课教学大纲
18
19
《工程化学实验》实验课教学大纲
20
21
《环境监测》实验课教学大纲
22
23
《计算机化学方法学》实验课教学大纲
24
25
《计算机化学原理及应用》实验课教学大纲
26
27
《近代有机实验》实验课教学大纲
28
29
《科学与工程中的计算方法》实验课教学大纲
30
31
《普通化学实验（一）》实验课教学大纲
32
33
《普通化学实验（二）》实验课教学大纲
34
35
《色谱分析》实验课教学大纲
36
37
《试验设计与化工数据处理》实验课教学大纲
38
39
《微型有机化学实验》实验课教学大纲
40
41
《无机化学实验A(一)》实验课教学大纲
42
43
《无机化学实验A(二)》实验课教学大纲
44
45
《无机化学实验A(三)》实验课教学大纲
46
47
《无机化学实验B（一）》实验课教学大纲
48
49
《无机化学实验B(二)》实验课教学大纲
50。
熔盐电化学教案完
熔盐电化学教案第二周：教学大纲、基本要求、学习任务、考核办法、参考资料与文献1、介绍教学大纲课程主要内容：（1）熔盐电化学概述及基础a.绪言、简史和应用b.熔盐种类c.熔盐结构和熔盐络合物d.熔盐特性和熔盐作为电解质的优缺点e.对熔盐电解质的一般要求f.熔盐电池电动势和电极电位g.熔盐电极过程(2)熔盐电解在冶金中的应用a.熔盐电解金属b.熔盐电解精炼和电解分离c.熔盐电解合金(3)熔盐电化学发展现状与动态2、介绍基本要求和学习任务（1）掌握熔盐电化学理论基础（2）熟练掌握熔盐电化学电解制备金属方面的有关计算（3）了解熔盐电化学现代发展方向3、介绍考核办法论文考查4、介绍参考资料与文献课程教材及主要参考书：（1）：《熔盐电化学理论基础》沈时英、胡方华编译，中国工业出版社（2）：《熔融盐理论与应用》谢刚著1998（3）：《熔盐物理化学》胡方华译预修课程或预备知识：《无机化学》、《物理化学》第三周熔盐电化学前沿与发展趋势、研究热点1.熔盐电化学前沿这门科学以熔盐电解（即：将电能转变为化学能并产生新物质）为开端: 1806年英国Humphry Davy电解熔融氢氧化钠和氢氧化钾分别制得金属钠和钾，1833年Michael Faraday从熔融氯化镁中电解出金属镁[1]。
此后，受法拉弟定律指导的熔盐电解冶金工艺一直占主导地位。
2.熔盐电化学发展趋势随着耐熔盐腐蚀材料的开发和高温熔盐测试技术的进展，直接采用了高温液态X 射线衍射，中子衍射，红外光谱，喇曼光谱，电子吸收光谱等新技术来研究熔盐结构.3.熔盐电化学研究热点熔盐物化性质，熔盐电极过程和熔盐结构的研究第四、五周熔盐电化学概述及基础1. 熔盐种类构成熔盐离子有80种以上，阴离子有30多种，简单组合就2400多种熔盐2. 熔盐结构和熔盐络合物2.1熔盐结构熔盐结构与其晶态近似，而与其气态相差很远，近程序基本上还保存着，但远程序消失了。
这一认识是由以下几点证据得出的：（1）熔盐的摩尔体积大多只比其固相增加5~30%，而气相则增加很多（比如氯化镧的摩尔体积，固相为30厘米3，液相为37.5厘米3，气相约为13833厘米3）。
《电化学》实验教学大纲
【课程编号】010090《电化学》实验教学大纲Experiments in Electrochemistry【是否独立授课】否【实验学时】16【编写】熊友泉【审核】田继红一、授课对象金属材料工程专业（腐蚀与防护方向）四年制本科生。
二、课程类型专业限选课。
三、实验的性质、目的与任务1、实验的性质与专业基础课---《电化学理论及测试》的内容配套，与专业课---《金属腐蚀学》、《电镀理论与工艺》的内容相关。
2、实验的目的经过本实验的训练，使学生加深对电化学基本理论的理解，同时掌握常用的电化学测试技术，为今后运用电化学测试技术研究专业课题奠定必要的基础。
3、实验的任务教会学生掌握常用的电化学测试技术，使学生能够根据工作需要正确地配制三电极体系，采用适当的装置测出所需的数据，进行数据处理并写出实验报告。
四、实验内容和学时分配五、实验内容与实验要求实验一（1）内容：恒电流法测定阴极极化曲线。
（2）要求：掌握恒电流法测定稳态极化曲线的技术。
了解光亮剂对镀锌阴极极化曲线的影响。
2、实验二（1）内容：恒电位法测定阳极极化曲线。
（2）要求：掌握恒电位法测定稳态极化曲线的技术。
了解氯离子对镀镍阳极极化曲线的影响。
3、实验三（1）内容：线性电位扫描法测定金属腐蚀速度。
（2）要求：掌握线性电位扫描法测定金属腐蚀速度的技术。
了解硫脲、六次甲基四胺之类的缓蚀剂对碳酸在硫酸溶液中腐蚀速度的影响。
4、实验四（1）内容：三角波电位扫描法测定不锈钢的点蚀电位、再钝化电位。
（2）要求：掌握三角波电位扫描法测定不锈钢的点蚀电位、再钝化电位的技术。
了解氯离子对不锈钢在硫酸溶液中腐蚀行为的影响。
5、实验五（1）内容：恒电位李沙育图形法测定A3钢在3.5%NaCl溶液中的交流阻抗。
（2）要求：掌握恒电位李沙育图形法测定电极交流阻抗的技术。
掌握根据腐蚀电极交流阻抗求金属腐蚀速度的方法。
六、主要参考书[1] 刘永辉.电化学测试技术.北京航空航天大学出版社，1986.[2] 田昭武电.化学研究方法.科学出版社，1984.[3]（苏）L.I.安德罗波夫.理论电化学.高等教育出版社，1982[课程编号]010095《金属腐蚀学》实验教学大纲Experiments in Metal Corrossion【是否独立设课】否【实验学时】16【编写】刘炳根【审核】赵晴一、授课对象四年制本科金属材料工程专业二、课程类型专业限选课三、实验的性质、目的与任务1、实验性质：《金属腐蚀学实验》是金属材料工程专业的专业必选课《金属腐蚀学》中所开设的实验，所有腐蚀与防护专业方向的学生必选。
丁利军熔盐电化学
熔盐结构模型似晶格模型空穴模型（有效结构模型”（.液体自由体积模型硬壳软壳模型1.似晶格模型在晶体中，每一个离子占据一个格子点，并在此格子点做微小的振动，随着王温度的升高，有些离子跳出平稳位置，留下空位，形成“格子缺点”a.离子从正常格点跳到格子间隙地址，留下一个空位，叫Frenkel缺点。
b.离子跃迁到晶体表面另外一个空格点上去，产生1个缺点，叫Schottky缺点。
2.空穴模型以为熔盐内部含有许多大小不同的空穴，这些空穴的散布完满是无规那么的。
那个无规那么的散布就把空穴从格子点的概念中解放出来，成为与之完全不同的新的模型理论。
在液体熔盐中，离子的运动自由得多，离子的散布没有完整的格子点。
因此，随着离子的运动在熔盐中必将产生微观范围的局部密度起伏现象，即单位体积内的离子数量引发转变。
随着热运动的进行,有时挪去某个离子，使局部的密度下降，但又不阻碍其它离子间的距离，如此在离去离子的位置上就产生了一个空穴.▪ 3.液体自由体积模型▪若是液体的整体积V总内共有N个微粒，那么胞腔自由体积（cell free volume）那么为V/N。
质点只限于细胞腔内运动，在那个胞腔内它有必然的自由空间Vf，若是离子自身的体积是V0，那么胞腔内没有被占有的自由空间那么为：▪Vf=V-V0=总/N-V0 (2-1)▪式中的V为克离子体积。
胞腔模型示用意如图2-4所示。
▪矛盾：熔盐熔化体积增大胞腔的自由体积增大熔解时离子间的距离有所增加；科思和特恩布尔（Turnbull）修正模型：熔盐的自由体积再也不平均地分给各个离子，各个离子所占有的自由体积并非相等，而且这些自由体积能够相互转让。
正在运动的胞腔产生膨胀，而与它相邻的胞腔将被紧缩，这就产生胞腔自由体积的起伏，最后达到无规那么的散布。
熔盐的结构和性质;1.熔盐熔化后体积增加当离子化合物溶解时，其体积有不同程度的增加，一样增加5-30%，而当离子化合物变成气体时，其体积骤然增加。
熔盐电化学 (1)
图8-1 某些氯化物的蒸汽压与温度的关系
熔融盐体系蒸汽压随液相组成的变化，一般说来表现为： 增加液相中某组元的相对含量，会引起蒸气中该组元的 相对含量的增加。此外，在蒸汽压曲线上具有最高点的 体系，它在沸点曲线上具有最低点，反之亦然。 熔融盐体系一定组成时的逸度（蒸汽压）可以由各组元 的蒸气压根据加和规则计算出来，但这只有当体系中各 组元在固态时不形成化合物时才是正确的。熔体的组成 相当于固态化合物的组成时，熔体结构具有较大的规律 性，因此，键的强度也较大，这就使熔体的蒸气压比由 加和规则计算出来的数值低些。 若体系在固态时形成化合物，则它的熔体的蒸气压要比 按照各组元的蒸汽压用加和规则计算出来的蒸汽压要低。 例如，氟化铝在固态时与氟化钠形成具有离子晶格的化 合物－冰晶石。冰晶石的蒸汽压就比NaF-AlF3混合物的 蒸汽压低，尽管混合物中氟化铝的含量比冰晶石中氟化 铝的含量高。
0.29~0.6 3 0.41~1.5 8 0.95
0.24~0.4 5 0.83 0.78
Cs
Tl
0.80~1.7
0.57~0.9 0
0.82
0.42~1.1 8 0.81
图8-3 熔盐的表面张力与温度的关系
溶液的表面张力和组成有密切的关系，从图8-3可以看出， 微量溶质的存在对熔体的表面性质有很大的影响。如果加入物 在纯粹状态时的表面张力很小，即使加入物的浓度很小，也会 使溶液的表面张力剧烈的降低。这种能剧烈地降低溶剂表面张 力的物质称为表面活性物质。
表面张力除了与晶格中键的性质、晶体结构有关外，还 与盐类的晶格能有关，晶格能越大，表面张力的值也越 大。碱金属氯化物与碱金属氟化物比较，其特点是晶格 能较小，因此，熔融LiCl、NaCl及KCl的表面张力比LiF、 NaF及KF的表面张力小。第二族金属的卤化物比第一族 金属相应的卤化物具有较大的晶格能，故熔融的第二族 金属氯化物和氟化物也具有较大的表面张力。 熔融盐的表面张力，还与离子半径有关。当其他条件相 同时，阳离子半径越大，盐类的表面层中聚集的粒子数 目就越少，因此处于熔体内部的离子对于表面离子的吸 引力也越小。例如在碱金属中，表面张力从LiCl至CsCl 依次降低，这与阳离子半径依次增大的次序相一致。
熔盐电化学原理与应用
熔盐电化学原理与应用熔盐电化学是一种在高温条件下进行的电化学反应，其独特的性质和应用使其成为一种重要的电化学体系。
熔盐电解池通常由具有低熔点的盐混合物组成，这些盐在高温下可以形成液体。
在这种体系中，熔盐同时充当电解质和溶剂，在不同的电极上引发电化学反应。
熔盐电化学的原理可以追溯到19世纪初，当时Humphry Davy首次在熔盐中使用电流分解氯化钠。
他的实验揭示了在熔盐中电流可以将化合物分解为原子或离子的能力，从而开创了现代电化学的先河。
在熔盐电解过程中，通常通过两个电极在熔盐中引入电流。
这两个电极分别被称为阳极和阴极。
通过控制电流的流动方向，可以引发不同的化学反应。
在阳极上，通常发生氧化反应，将化合物转化为正离子。
而在阴极上，通常发生还原反应，将化合物还原为负离子或中性物质。
这种电解过程可以产生电流和电动势，从而将化学能转化为电能。
熔盐电化学具有许多独特的性质，使其在许多应用领域中得到了广泛的应用。
首先，由于熔盐具有较低的熔点，它可以在较低的温度下完成电解反应，从而提高反应的效率。
其次，熔盐作为电解质和溶剂，可以有效地传导离子，并且具有较高的离子迁移率。
这使得熔盐电化学在电池、电解制备、电解合成等领域中具有广泛的应用。
一种常见的熔盐电池是熔盐电池。
熔盐电池是一种将化学能转化为电能的设备，由阳极和阴极之间的熔盐作为介质。
当电流通过熔盐中时，可以发生氧化和还原反应，产生电子和离子。
这些电子通过外部电路流动，从而产生电流。
这种电流可以被用作电力供应或储存在电池中，以供以后使用。
除了电池，熔盐电化学还具有其他应用。
例如，熔盐电解是一种常用的制备金属和非金属材料的方法。
通过在熔盐中进行电解，可以将金属离子还原为金属，并将非金属离子氧化为气体或其他化合物。
这种方法可以用于制备高纯度的金属，如铝、锂和锗，以及其他材料，如氯、氯气和溴。
此外，熔盐电解还广泛应用于化学合成领域。
通过在熔盐中进行电解，可以产生活性离子，从而促进各种化学反应。
熔盐电化学原理与应用课件
电导率、摩尔电导率与温度的关系可用阿累尼乌斯关系 式表示： K = K0 exp(-Wk/RT)；∧m= ∧0 exp(-W∧/RT)
式K0中、W∧0K都和是W与∧分温别度代无表关电的导常率数、。摩尔电导率活化能，而 上述式子两边取对数后都能转换成直线方程式。
如： log ∧m=log ∧0 –
熔盐的基本性质
熔盐熔化后离子排列近程有序
离子晶体排列是有序的；对于熔盐来说只在 近程时是有序的，而在远程时其有序排列就 消失；气相则完全是无序的。因此，在熔点 附近的熔体结构接近于固体。
熔盐熔化后配位数减少
碱金属卤化物配位数为6的固体盐，熔化之后 的配位数则为4~5。
熔盐结构与性质
➢ 熔盐结构介乎固态和气态之间，虽然固体和气 体的结构都有比较成熟的研究，但是液态 结构理论尚有待进一步阐明；高温熔体的 种类繁多，它与常温下的水溶液结构又有 所不同，加上高温实验技术上的困难，因 此目前还未能建立起一个统一的熔盐结构 理论。
熔盐电导与结构
第二族中，电导的大小顺序与第一族相反，电导随着阳 离子半径增大而依次增大：
BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2 Λm(S·cm2) 0.086 28.8 51.9 55.7 64.6 为了解释碱土金属这种现象，认为这种盐分两步解离：
第一步 第二步
MCl2 = MCl+ + ClMCl+ = M2+ + Cl-
W 2.303 RT
从直线的斜率可求出相应的活化能；活化能数值的大小， 表征出离子迁移的难易。当温度改变引起熔盐结构发生 变化时，上述直线关系可能出现偏离。
熔盐电导与温度
纯熔盐的电导一般随温度升高而增加，电导的温度系数
3.4水溶液电解和熔盐电解
熔盐电解
电化次序
熔盐电解基本上可以运用水溶液电化学热力学的方法， 但也遇到一些问题： 1.难以建立一个通用的电位序，各种熔盐在不同的 溶剂中可能有不同的电位序；
2.由于熔盐的温度高，温度变化区间大，因此电极 电位的变化范围大，甚至导致相互位置的变化；
3.由于以上两个困难，熔盐中电极电位的测量也比 较困难，缺乏通用的参比电极，因而不易确定共同的电 极电位标度。
熔盐电解
溶剂 温度/℃ 电位序
单独的氟化物
NaF - KF Na3AlF6 单独的氯化物 LiCl - KCl NaCl - KCl 单独的溴化物 单独的碘化物
1000
1000 850 800 450 700 700 700
Ba,Sr,Ca,Na,K,Mg,Li,Al,Mn,Cr,Ca,Ni,Fe,Cu,Ag
0 Ar Kr Xe Rn
金属电沉积
法拉第定律
1、通电与电解质溶液后，在电极上发生化学反应 的物质的量与通入电量成正比； 2、若将几个相同的电解池串联，通入一定电量， 在各个电解池的同号电极上发生反应的物质的量等同， 电极上析出的物质的质量与其摩尔质量成正比。
金属电沉积
法拉第定律
通过电量为Q时，电沉积出该金属的物质的量为：
熔盐电解
电导率
熔盐的电导率关系到电解槽中的欧姆压降、槽压、 以及能耗的高低。通常力求增加其电导率，降低槽压及 能耗。 电解质的组成、结构、离子的特性（荷电及在电场 中运动速度）、熔盐的温度等都会影响熔盐的电导率。
熔盐电解
蒸汽压
熔盐蒸汽压的大小对于实际工业生产也有一定的意 义。蒸汽压高，熔盐愈易挥发，电解损失大，还造成车 间环境污染，不利于生产。 实践表明，各种盐的蒸气压各不相同，具有离子键 的盐，常具有较低的蒸气压，沸点很高；而具有共价键 盐的蒸气压通常比较高，沸点较低。
第6章熔盐电解(2 )
6-1
阳极效应的消除
在工业铝电解槽上，消除阳极效应的方 法通常是将铝液溅泼到阳极上，使阳极和阴 极短路；或上下移动阳极，使之与铝液接触。 就铝电解来说，每槽每天平均发生0.5～1 次阳极效应被认为是正常的，如果频繁发生 将导致过多消耗能量和原材料，并会引起电 解槽过热。
1-7
装臵选择
电解槽的选择：由于高温熔盐的腐蚀性很强，所 以选定装臵的制造材料是困难的。通常,电解槽用钢板 制做，内衬以碳质材料及耐火砖，但这些内衬材料也 能被腐蚀。由于散热而冷却，靠近槽壁处有一定厚度 的熔盐凝结成“冻结层”（frozen crust），此冻结层 可保护槽壁，所以，能否顺利形成冻结层是熔盐电解 技术的另一个重点。
产生阳极效应的原因：
1．阳极过程形成某种导电不良或润湿性差的表面化合 物。
2．阳极表面被气泡覆盖时,通过小气泡而产生放电,气 泡逸去后一部分的阳极则使电流集中而产生局部加 热,附近的熔融盐气化,再次产生阳极效应。
一般认为阳极效应是阳极与熔盐间浸润不良所致 .
以铝熔盐电解为例，当冰晶石 - 氧化铝体系熔体对 炭素电极润湿良好时，阳极反应所产生的气体能够很 快地离开阳极表面，电解能够正常进行。若润湿不好， 则阳极会被阳极反应生成的气体形成一层气膜覆盖， 不能和电解质正常接触，这时将会发生阳极效应。
在电解铝的操作中产生的阳极效应可分为两类： (1)氧化铝浓度减小所引起的阳极效应：随着电解的进行，如不 及时加料，氧化铝浓度减小到 0.5 —2% 时，电解质对碳阳极的湿 润性开始变差，同时氟离子开始在阳极表面放电，生成碳氟和碳 氧氟等中间化合物，使得电解质对碳阳极的湿润性更差，气泡更 难脱离电极表面，所形成的气泡甚至可能发展为一层“气膜”， 使电极导电面积减小，真实电流密度大大提高，阳极电位和槽压 骤升，于是发生阳极效应。 (2)提高电流密度引起的阳极效应： 电解质中氧化铝的含量并 不低(如大于3％)，但由于电流密度过高，析气剧增，覆盖了大部 分电极表面(可达70一80％)，也将发生阳极效应。
第4章 熔盐-固体电解质电化学
室温离子液体（room temperature ionic liquids,缩 写为RTIL），作为‘绿色溶剂’，成为研究热点。
（六）熔盐中的电极电位
¾由于熔盐体系各异 ，没有像水溶液那样有共同的溶剂，
故金属在不同熔盐体系的电极电位不尽相同。
¾尽管如此，人们还是根据实践需要确定了不同种类溶
剂中的电位序，例如根据生成金属氯化物的自由能进行热 力学计算 ，得出单一氯化物熔盐作电解质的化学电池的 电金动属势的，电把极电C位l-/数Cl值2电(下极表的)电。位定为零，求得各种温度下
Cl- + AlCl3 (s)= AlCl4AlCl4- + AlCl3 (s)= Al2Cl7Al2Cl7- + AlCl3 (s)= Al3Cl10-
（五）熔盐的传输性质
许多熔盐具有良好的流动性和导电性，碱金属卤化物在熔点 温度下的电导率达1S/cm，粘度约为1cP的数量级。
如，LiCl-KCl共熔体系在723K时的电导率为1.57S/cm，大约比298K 时1mol/L KCl水溶液的电导率大15倍。
（1）原子（含离子）互换位置：两相邻原子通过互换位置而迁 移。这种迁移必然引起晶格的瞬时畸变，需获得较大能量才能产 生，如高温或外来因素影响等。
（2）轮换：由相邻的几个原子同时进行类似转圈式的变化位置。 这种迁移在离子晶体中较难发生，因为离子大小不同所需的激活能 不同。
《电化学分析》课程教学大纲
电化学分析课程教学大纲课程名称：电化学分析英文名称：Electrochemistry Analysis课程编码：x3030611学时数：48其中实践学时数：16课外学时数：0学分数：3.0适用专业：应用化学一、课程简介电化学分析是应用化学专业工业分析方向的学生必修的一门专业课。
是培养应用化学专业的专业技术人才的整体知识结构和能力结构的重要组成部分。
电化学分析是利用物质的物理性质及电化学性质来测定物质组成和含量的分析方法，是仪器分析的一个重要的组成部分。
本课程主要介绍电化学分析的基本理论；电导分析法、电位分析法、电解分析法、库仑分析法、伏安分析的基本原理及应用等。
在科学研究和生产中，它不仅是一种分析方法，而且是化学研究的一种必要手段。
它具有灵敏、简便、快速和易于实现自动化、信息化、智能化等特点，在社会实践的实际应用中获得了很大的成功，而且应用广泛。
通过对本课程的学习，使学生对电化学分析的内容有比较系统的了解，掌握电化学分析的基本理论和基础知识，培养学生分析问题、解决问题的能力，完成由基础知识向专业知识提高的一个转化。
二、课程目标与毕业要求关系表三、课程教学内容、基本要求、重点和难点(一)基本理论了解电池的组成、可逆电池的条件、参比电极的种类；掌握电极电位的产生原因及计算、极化产生的原因及法拉第定律。
重点：电极电位的产生及计算难点：极化产生的原因（二）电导分析法了解电导的测定的方法；掌握电导分析法的基本原理、电导分析法的应用。
重点：电导分析法的应用难点：电导的测定（三）电位分析法了解电极及电池的种类；理解各类离子选择电极的机构和响应；掌握离子选择电极的性能指标及离子选择电极准确度的影响因素、直接电位法的测定原理及电位滴定法确定终点的方法。
重点：离子选择电极及电位分析法的应用难点：离子选择电极的结构及性能指标（四）电解分析法及库仑分析法了解电解分析及电解分离方法；理解库仑分析法的应用；掌握电解分析法及库仑分析法的基本原理；重点：电解分析法及库仑分析法的基本原理。
电化学原理 教学大纲
电化学原理一、课程说明课程编号：060402Z10课程名称：电化学原理/Principles of Electrochemistry课程类别：全院选修/专业基础课学时/学分：48 /3（其中实验学时：4 ,课内上机学时：0 ）先修课程：大学物理、大学工科化学、物理化学、晶体学基础适应专业：材料科学与工程教材、教学参考书：李荻主编，电化学原理，北京航空航天出版社，2010年修订版。
二、课程设置的目的和意义意义：本课程是一门边缘学科，涉及到化学、物理化学、材料结构、金属加工、电工、电子学等多学科的知识，是金属腐蚀与防护、电池等课程的基础。
它是面向材料科学与工程一级学科下各专业的重要课程。
通过本课程的教学，培养工科学生对电化学等实际问题的分析能力，结合本学科的发展历史，激发学生在材料的制备、改性等方面的创新意识。
目的：通过学习使学生掌握电化学专业基础知识，学生能够进行金属腐蚀与防护处理、材料的电化学制备、化学电源的设计和制备等工作。
三、课程的基本要求1．知识掌握——A掌握基本的电化学知识，掌握电化学的热力学和动力学知识，对材料的电化学制备、改性和电化学性能有充分了解。
引导学生能将物理化学、物理和电工电子等知识应用于材料的制备和改性等，培养学生具备根据材料的要求选择合适电化学制备方法和改性的能力，利用电化学知识研发新材料的能力。
B掌握各种常见材料的电化学制备和改性的方法，能与专门从事电化学工业、金属腐蚀与防护等工作的实验人员共同设计试验方案，正确分析检测结果，并熟练开展相关科学研究。
2.能力培养——通过扎实的基础理论学习和过硬的实验技能训练，培养学生从事材料电化学制备、金属腐蚀与防护、电化学性能分析等实验技能，提升从事材料科学研究的基本能力和综合素质，为后继专业课学习、开展毕业论文及科学研究奠定坚实的基础。
3.素质——培养建立从材料设计、材料制备到实际应用的思维模式，提升学生发现问题和解决问题的基本素质。
熔盐电解
4、表面张力 • 熔融电解质在电极表面的润湿性，对熔盐电解时的两大特殊现
象，即金属的溶解和阳极效应都有很大影响。气-液-固三相界 面上的润湿角（又称接触角）θ ，是由杨氏方程决定的，即
cos g / s
e/s
e/g
式中，
— 气相与固相的表面张力 g/s
— 熔融电解质与固相的表面张力 e/s
• 如发生阳极效应，要及时添加氧化铝，还可以将 铝液泼在阳极上，使阳极和阴极短路。
熔盐电解
1 概述 2 熔盐电解电化学基础 3 铝电解 4 熔盐电解制取高熔点金属、
合金和半导体
1 概述
• 熔盐电解一电化学方法可以制取电极电位 最负的金属（锂）和电极电位最正的非金 属（氟）。
• 熔盐电解生产铝，产量仅次于钢铁、居世 界金属产量第二位。
• 此外，还可以进行电解制取稀土、高熔点 金属、合金和半导体。
随Al2O3的含量增大而减小。
六、生产控制 1、电解液的组成、浓度
• 常见的添加剂有以下几种： • CaF2，可降低电解质的初晶点，增大电解质的铝
液界面的表面张力。
• MgF2，也可降低电解质的初晶点，并减少电解质 对碳电极的润湿性，有利于碳渣和电解质的分离， 减少电解质向碳电极内部的渗透。
• NaCl，可降低电解质的初晶点，提高电导率，但 腐蚀性强。
（1）熔点
有冰晶石和氧化铝 组成的二元系是简 单的共晶系，从图 中可以确定其共晶 点在氧化铝含量为 10~11.5%（质量 比）或 18.6~21.1%（摩 尔比）
• 铝电解的电解质往往在上述二元合金中还
加入AlF3,因而形成三元系，不仅使熔点降 低，还可以改善电解质的物理化学性质。
• （2）表面张力 • Na3AlF6-Al2O3熔盐在碳电极上的润湿角θ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
6．考核形式：考试
7．教学环境：课堂
课
程
教
学
目
的
及
要
求
教学目的：
熔盐电化学是研究熔盐体系中电化学性质及其应用的一门专业课程。
教学要求：
通过本门课程的学习，能使学生了解熔融盐基本理论及其在各个领域中的应用；主要掌握熔盐物理化学性质、熔盐电解、熔盐电池、熔盐电镀、金属在熔融盐中的溶解等基本概念和理论；并能理论与应用相结合，了解国内外在熔盐电化学方面的最新研究成就。
理解熔盐中离子迁移数的概念，了解熔盐中离子迁移数的计算和应用。
（三）熔盐电池及其应用（4学时）
理解熔盐中电极电位的概念及其影响因素。了解熔盐中的参比电极（气体电极、金属电极、玻璃电极）。
掌握熔盐电池的热力学性质及其计算。
了解熔盐电池的应用。
（四）金属中熔盐中的溶解（3学时）
了解金属在熔盐中的溶解现象，掌握其研究方法。
理解金属在熔盐中的溶解机理。
明了影响金属在熔盐中溶解的因素。
（五）熔盐电解及其应用（4学时）
了解熔盐中的分解电压及极化现象。
了解熔盐电解电流效率及其影响因素。
了解阳极效应及其产生原因。
掌握熔盐电解的一些实际应用。
（六）熔盐电镀及其应用（2学时）
掌握熔盐电镀的实验方法。
了解影响熔盐电镀的主要因素。
了解熔盐电镀的一些实际应用。
配套
实践
环节
说明
大纲
编写
责任
人
物理化学
（教研组）
方建慧（签名）
2001年12月20日
系
审核
意见
化学
（系）
吕敬慈（签名）
2001年12月26日
学院
审核
意见
张金仓
（签名）
上海大学理学院（公章）
年月日
课
程
内
容
及
学
时
分
配
课
程
内
容
及
学
时
分
配
（一）熔盐的结构与性质（4学时）
掌握熔盐结构的特点，了解研究熔盐结构的意义和方法，理解熔盐结构模型。
掌握熔盐的基本性质(导电性、熔点、密度、粘度、表面张力)与熔盐结构的关系。
（二）熔盐中的动态性质（3学时）
理解熔盐中离子扩散的概念，了解扩散系数的影响因素。
理解熔盐电导的概念，了解熔盐电导的测定方法，了解熔盐电导与结构、温度、扩散系数、粘度等的关系。
《熔盐电化学》课程教学大纲
课程
编号
01066074
课程
名称
（中文）熔盐电化学
（英文）Molten Salts Electrochemistry
课
程
基
本
情
况
1．学分：2学时：20（课内学时：20实验学时：0）
2．课程性质：专业选修课
3．适用专业：理学、工学
适用对象：本科
4．先修课程：《物理化学》
5．首选教材：Βιβλιοθήκη 熔融盐理论与应用》谢刚著1998