2.2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，有些离子跳出平衡位置，留下空位，形成“格子缺陷”
a.离子从正常格点跳到格子间隙地方，留下一个空位，叫Frenkel缺陷。
b.离子跃迁到晶体表面另外一个空格点上去，产生1个缺陷，叫Schottky缺陷。
2.空穴模型
认为熔盐内部含有许多大小不同的空穴，这些空穴的分布完全是无规则的。这个无规则的分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，离子的分布没有完整的格子点。所以，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目引起变化。随着热运动的进行,有时挪去某个离子，使局部的密度下降，但又不影响其它离子间的距离，这样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
?如果液体的总体积V总内共有N个微粒，那么胞腔自由体积（cell free volume）则为V/N。质点只限于细胞腔内运动，在这个胞腔内它有一定的自由空间Vf，如果离子自身的体积是V0，那么胞腔内没有被占有的自由空间则为：
?Vf=V-V0=总/N-V0 (2-1)
?式中的V为克离子体积。胞腔模型示意图如图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：
熔盐的自由体积不再平均地分给各个离子，各个离子所占有的自由体积并不相等，而且这些自由体积可以互相转让。正在运动的胞腔产生膨胀，而与它相邻的胞腔将被压缩，这就产生胞腔自由体积的起伏，最后达到无规则的分布。
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，一般增加5-30%，而当离子化合物变为气体时，其体积骤然增加。如:KCl ↑17.3%，NaCl ↑25%，KNO3 ↑3.3%，CaCl2 ↑0.9%。
LaCl3固相时为30cm3，液相时为37.5cm3，而气相时则为13833cm3。
2.熔盐具有较高的电导率
熔盐既不同于水溶液有不同于固体盐，它具有较高的电导率。熔盐是离子导体，在较高的温度下，离子在自由运动状态下具有较高的电导率。
固体NaCl，在8000C,10-3Ω-1cm-1，
8050C时，其电导率却是3.540Ω-1?cm-1。
汞在200C时为1.1×104Ω-1?cm-1。
3.熔盐熔化后离子排布近程有序
4.熔化之后配位数有所减少
熔盐电导
概念：和水溶液一样，在熔盐中，也采用电导率，摩尔电导和当量电导等概念来表示熔盐的导电能力。
(1) 电导率:物体导电能力的大小，通常由电阻R和电导L来表示。电导是电阻的倒数，
所以根据欧姆定律：
氯化铝熔盐的电导
?新法炼铝中，氯化铝电导随着温度的变化有它特殊的过程。
?在一般情况下，离子盐从固相转变为液相时，电导率往往突然增加，如图2-4，而一
旦盐类完全熔化之后，则电导随温度的升高而直线上升。盐类熔化之后的电导高于固体状态下的电导，这是熔盐的一般规律。
?对于氯化铝熔盐，当温度升高并接近熔点时，电导率迅速上升，但是当氯化铝转变
为液态时，电导却几乎降到零。以后随着温度的再度升高又缓慢地回升，如图3—5。
?这种特殊的现象说明，氯化铝在液态时几乎是纯分子结构，液态氯化铝中的铝和氯
并不能离解成独立运动的离子而在电场的作用下传导电子。但在固态时，氯化铝确有较多的离子键，以致在接近熔点时电导率迅速增加。
?注意：对于某种盐类，例如KCl，它在水溶液中的电导率比高温熔化时的电导率，
一般低1～2个数量级。但是在25℃时的极限摩尔电导率却比在800℃下熔化状态时的摩尔电导率还要高些。这说明即使是典型的离子键的KCl，它在高温熔化之后，离子之间仍然有某种相互作用，它的导电能力仍不如在25℃时的摩尔电导率。这就是说，在熔盐中各种离子不是无关地在电场作用下进行独立地运动，而是互相影响的。
熔盐电导与相图的关系*
?当固体盐类熔化时，它的电导率往往突然升高。推而广之，在一般情况下，熔盐的
相变点总是与电导的突变点相对应。根据这一原理，可由电导与温度的关系绘制熔盐的状态图。
熔盐中的离子迁移数
?迁移数：是指熔盐中某种离子所传导的电量占通过熔盐中总电量的份数：
ti = Qi/QT
式中，ti为i种离子的迁移数，Qi和QT分别表示i种离子传导的电量和总电量。
测定熔盐中离子迁移数常常把整个电解池分成3个区：阳极区、阴极区和中间区，并设法消除电解质的流动，所以在测定熔盐中的离子迁移数时，常采用可溶性阳极，以免在不溶性阳极上析出气体引起电解质的波动。根据实验结果，求出阳极区、阴极区和中间
区内各种阳离子和阴离子变化的绝对值，然后把这些变化与通过一定电量时阴极上和阳极—定析出物质的量进行比较．进而求出离子的迁移数。
从热力学观点来看，熔盐电池可分为两类：
第一类是电池过程等温等压势的变化由电池电动势决定。包括：
1)生成盐型的化学电池，这类电池既有由单一熔盐所组成的，也有由混合熔盐所组成的；
2)汞齐型浓差电池，这类电池只用于标志金属合金的热力学特性。
第二类是电池过程的等温等压势变化并不严格地由电动势决定。包括：浓差电池（有迁移的）
雅科比—丹尼尔化学电池
它们的电动势的不定性是由两种不同熔融电解质按界面上存在着的扩散电势所决定的。
通常不用化学势，而是用偏摩尔等温等压势来描述它与其它偏摩尔函数S和H之间的关系。活度系数也不适用，而是用过剩偏摩尔函数
分解电压的概念
?分解电压E分：在可逆情况下使电解质有效组元分解的最低电压，称为理论分解电
压（Ve）。理论分解电压是阳极平衡电极电位（εe（A））与阴极平衡电极电位（εe（K））之差。
?Ve=εe（A）- εe（K）（10 - 5）
当电流通过电解槽，电极反应以明显的速度进行时，电极反应将会明显偏离平衡状态，而成为一种不可逆状态，这时的电极电位就是不平衡电位，阳极电位偏正，阴极电位偏负。这时，能使电解质熔体连续不断地发生电解反应所必需的最小电压叫作电解质的实际分解电压。显然，实际分解电压比理论分解电压大，有时甚至大很多。
实际分解电压简称分解电压（V），是阳极实际析出电位（ε（A））和阴极析出电位（ε（K））之差。
V=ε（A）- ε（K）（10 - 6）
当得知阴、阳极在实际电解时的偏离值（称为超电位）就可以算出某一电解质的实际分解电压。
分解电压符合能斯特方程，可以表示为如下形式：
（10 - 7）
式中Ei，E0分别表示实际和标准状态下组元i的分解电压；
ai__组元的活度；
ni __组元在熔盐中的化合价；
F __ 法拉弟常数；
可以看出，温度和电解质组成均会影
5.2电极极化
电解时的实际分解电压比理论分解电压要大很多，这是由于电流通过电解槽时，电极反应偏离了平衡状态。通常将这种偏离平衡电极电位的现象称为极化现象。电解过程实际分解电压和理论分解电压之差称为超电压。
?电解电极反应一般包含1：
?（1）反应离子由熔体向双电层移动并继续经双电层向电极表面靠近。这一阶段在很大程度上靠扩散实现，扩散则是由于导电离子在熔体和双电层外界
的浓度差别引起的。
?（2）反应离子在电极表面进行电极反应前的转化过程，如表面吸附等；
?（3）在电极上的电子传递- - 电化学氧化或电化学还原反应；
?（4）反应产物在电极表面进行反应后的转化过程，例如自电极表面的脱附，反应产物的复合、分解和其它化学反应；
?（5）反应产物形成新相，或反应产物自电极表面向电解质熔体的传递。
极化曲线
当电流密度较小时，电极上被氧化或还原的离子消耗不大，扩散能保证向电极表面供应反应物质，反应生成物也能及时排开，这时，电极反应速度决定于电化学速度，过程处于电化学动力学区。当电流密度增大时，电极反应速度随之增大，电流密度越大，电极反应速度增加越多。若电流密度增加到一定值时，会致使扩散速度不能保证向电极表面供应相应数量的反应物质，这时传质因素就限制着电极反应速度，也就是说电极反应反应速度决定于扩散速度，过程处于扩散动力学区。这个最大电流密度叫作极限电流密度。描述电极过程单个电极上电流密度与电极电位关系的曲线称为极化曲线。
电极反应化学动力学曲线大致以图10 - 11中AA线为界，纯扩散动力学区则以BB线为界。在AA线和BB线之间存在混合动力学区。阳极极化曲线原理和阴极极化曲线相同，不同之处是随着电流密度的增高而向正值方向偏离。当电流密度较小时，电极电位偏离平衡电位也较小，电极过程处于电化学动力学区，随电流密度增大，阴极极化值增大，反应速度也增大。当电流密度增加到某一值后，由于扩散不能在单位时间内向电极表面供应足够数量的阳离子而开始使电极反应速度变慢。这种阻碍作用随着阴极极化的增大而愈加强烈，电极反应速度也越来越受到扩散的限制。当达到极限电流密度时，扩散速度已达到可能的最大值，极化曲线与横轴平行。这时，再用增大极化的方法已不可能再增大电极反应速度，只能靠采取强化扩散的措施。
图10-11电化学动力学区和扩散动力学区的阴极极化曲线
描述阳离子还原速度与电极电位的示范性阴极极化曲线。
当熔体中有两种或两种以上的金属盐存在时，它们的阳离子都可能在阴极还原析出，这时在还原的极化曲线上出现两个或多个单元素离子析出极化曲线的复合型极化曲线，如图10 - 12所示。
铝的电化学溶解与阴极保护
铝的电化学溶解的特点是：铝在冰晶石-氧化铝中溶解时，有电流产生。
当发生电化学溶解时，铝表面的电中性被破坏，在铝-冰晶石溶液界面上形成双电层，会阻止铝进一步进入到冰晶石熔液中去。当有阴极过程时，双电层被破坏，电化学溶解才能继续发生。
第六章电化学原理及其应用 一、选择题 1．下列电极反应中，溶液中的pH值升高，其氧化态的氧化性减小的是(C) A. Br2+2e = 2Br－ B. Cl2+2e=2Cl— C. MnO4—+5e+8H+=2Mn2++4H2O D. Zn2++2e=Zn 2．已知H2O2在酸性介质中的电势图为O2 0.67V H2O2 1.77V H2O，在碱性介质中的电势图为O2-0.08V H2O2 0.87V H2O，说明H2O2的歧化反应（C） A.只在酸性介质中发生 B.只在碱性介质中发生 C.无论在酸、碱性介质中都发生Ｄ.与反应方程式的书写有关 3．与下列原电池电动势无关的因素是Zn |Zn2+‖H+，H2 | Pt （B） A. Zn2+的浓度 B. Zn电极板的面积 C.H+的浓度 D.温度 4．298K时，已知Eθ（Fe3+/Fe）=0.771V，Eθ（Sn4+/Sn2+）=0.150V，则反应2Fe2++Sn4+=2Fe3++Sn2+的△r G mθ为（D）kJ/mol。 A. －268.7 B. －177.8 C. －119.9 D. 119.9 5．判断在酸性溶液中下列等浓度的离子哪些能共存（D） A Sn2+和Hg2+ B. SO32—和MnO4— C. Sn4+和Fe D. Fe2+和Sn4+ 已知Eθ(Hg2+/Hg)=0.851V，Eθ(Sn4+/Sn2+)=0.15V ，Eθ(MnO4—/Mn2+)=1.49V Eθ(SO42—/H2SO3)=1.29V ，Eθ(Fe2+/Fe)= —0.44V 6．已知下列反应在标准状态下逆向自发进行 Sn4++Cu = Sn2++Cu2+ Eθ(Cu2+/Cu)=(1) , Eθ(Sn4+/Sn2+)=(2) 则有（C） A. (1) = (2) B. (1)＜(2) C. (1)＞(2) D. 都不对 二、填空题 1．将下列方程式配平 3PbO2 + 2 Cr3+ + ____H2O___ ＝1Cr2O72—+ 3Pb2+ + __2H+___ (酸性介质) 2MnO2 + 3 H2O2 +__2OH-___ ＝2MnO4—+ ___4H2O______ （碱性介质）2．现有三种氧化剂Cr2O72—，H2O2，Fe3+，若要使Cl—、Br—、I—混合溶液中的I—氧化为I2，而Br-和Cl-都不发生变化，选用Fe3+最合适。(EθCl2/Cl-=1.36V, EθBr2/Br-=1.065V, EθI2/I-=0.535V) 3．把氧化还原反应Fe2++Ag+=Fe3++Ag设计为原电池，则正极反应为Ag++ e = Ag，负极反应为Fe3++e= Fe2+ ，原电池符号为Pt︱Fe3+(c1),Fe2+(c2)‖Ag+(c3)︱Ag。 4．在Ｍn++n e＝M(s)电极反应中，当加入Ｍn+的沉淀剂时，可使其电极电势值降低，如增加Ｍ的量，则电极电势不变 5．已知EθAg+/Ag=0.800V, K sp=1.6×10—10则Eθ（AgCl/Ag）= 0.222V。 6．已知电极反应Cu2++2e=Cu的Eo为0.347Ｖ,则电极反应2Cu - 4e =2Cu2+的Eθ值为0.347V 。7．用氧化数法配平下列氧化还原反应。 （1）K2Cr2O7＋H2S＋H2SO4K2SO4＋Cr2(SO4)3＋S＋H2O K2Cr2O7＋3H2S＋4H2SO4 =K2SO4＋Cr2(SO4)3＋3S＋7H2O
塔式光热发电及调试浅析 发表时间：2016-11-29T14:37:25.000Z 来源：《电力设备》2016年第18期作者：王道金刘龙兵 [导读] 阐述了塔式太阳能涉及的系统调试内容及重点工作，最后对塔式太阳能热发电技术进行简要的总结。 （特变电工新疆新能源股份有限公司电力科学研究院乌鲁木齐 830011） 摘要：介绍塔式太阳能热发电的基本原理，系统组成及运行原理，回顾了我国太阳能的发展历程，着重阐述了塔式太阳能涉及的系统调试内容及重点工作，最后对塔式太阳能热发电技术进行简要的总结。 关键词：塔式光热发电调试熔盐 太阳能做为一种取之不尽用之不竭的清洁能源，人类从未停止对其利用的探索。关于太阳能的能源利用方面，目前有两种，一种是光伏发电：利用太阳能电池板将光能转化为电能；另外一种是光热技术：利用太阳能的高温将光能转化成热能。我国太阳能光热发电正处于起步阶段。随着国家的重视与提倡，光热发电技术正以一种蓬勃的姿态展现在人们的视野之中。2016年开年，更是各类的光热展览、研讨会不断。2016年9月13日国家能源局下发了《国家能源局关于组织太阳能发电示范项目建设的通知》要求，组织专家评审确定第一批太阳能光热发电示范项目。其中塔式项目为9个，占比45%。那么塔式光热发电做为光热发电种类之一，它的发展历程如何？它是如何将太阳内转化为电能，以及与传统的燃煤发电厂相比它又是如何调试的呢？下面就围绕这两个问题简要分析一下塔式光热发电技术。 1 塔式发展历程 塔式太阳能热发电系统的设计思想是20世纪50年代由前苏联提出的。1950年，前苏联设计了世界上第一座塔式太阳能热发电站的小型实验装置，对太阳能热发电技术进行了广泛的、基础性的探索和研究。据不完全统计，1981～1991年的10间，全世界建造了兆瓦级太阳能热发电实验电站20余座，其中主要形式是塔式电站，最大发电功率为80MW。我国2013年7月青海中控德令哈50MW塔式太阳能热发电站一期10MW工程顺利并入青海电网发电，标志着我国自主研发的太阳能光热发电技术向商业化运行迈出了坚实步伐。 2 塔式光热发电系统 塔式太阳能热发电系统它是在空旷的地面上建立一高大的中央吸收塔，塔顶上安装固定一个吸收器，塔的周围安装一定数量的定日镜，通过定日镜将太阳光聚集到塔顶的接收器的腔体内产生高温，再将通过吸收器的工质加热并产生高温蒸汽，推动汽轮机进行发电。即塔式太阳能热发电系统是利用众多的平面反射阵列，将太阳能辐射反射到置于高塔顶部的太阳接受器上，加热工质产生过热蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电塔式太阳能光热发电是将光能转变为热能，然后再通过传统的热力循环做工发电。塔式太阳能光热发电系统主要由镜场及定日系统、吸热及热传输系统、储热系统、常规岛发电系统组成。镜场及定日系统实现对太阳的跟踪，将太阳光准确反射到吸热器上。位于塔上的集热器将镜面反射的高热流密度辐射能转换为工作流体的热能。 2.1集热系统： 集热系统包括单一的镜面、聚光装置、接收器、跟踪机构等部件。 2.2热传输系统： 热传输系统主要是传输集热系统收集起来的热能。利用传热介质将热能输送给蓄热系统。传热介质多为水、导热油和熔盐。 2.3蓄热与热交换系统： 光热发电技术在蓄热与热交换系统中充分体现了对比光伏发电技术的优势。即将太阳热能储存起来。可以在夜间发电，也可以根据当地的用电负荷，适应电网调度发电。蓄热装置常由真空绝热或以绝热材料包覆的蓄热器构成。蓄热系统中对储热介质的要求为：储能密度大，来源丰富且价格低廉，性能稳定，无腐蚀性，安全性好，传热面积大，热交换器导热性能好，储热介质具有较好的黏性。目前我国正在研究蓄热的各种新技术新材料，更有专家提出用陶瓷等价格低廉的固体蓄热，以达到降低发电成本的效果。 2.4发电系统： 用于大型太阳能光热发电系统的汽轮发电机组，由于其温度等级与火力发电系统基本相同，可选用常规的汽轮机；仍需配置相应的除盐水系统、辅机循环水系统。凝气装置目前使用的冷却方式，以空冷居多。虽然光热技术的发电系统类似于火力发电系统，但是还是有一定的区别，这样就要要求汽轮机具有频繁启停、快速启动、低负荷运行、高效性等特点。 3 塔式光热发电调试过程 与传统的火力发电厂的调试一样，塔式光热发电也是按照系统来进行分系统调试及整套启动调试： 3.1与传统电厂一样，需完成常用受电及化学制水，整个施工正常开始。 3.2镜场、定日系统的安装及自动控制的调试。镜场做为光热电厂的能源来源，在完成单一镜面安装后，需完成单一镜面的控制系统及执行机构的试运调试；在整个镜场的镜面完成安装调试后，对整个镜场的定日系统的追踪调试，及镜场自动化的调试，包括电厂启动过程镜面的投入比例、应对恶劣自然条件的自我保护、镜场的定期自检功能的测试以及后期运行的定期清理等。整个镜场的调试目前都是由控制厂家完成。 3.3热传输系统，目前分为单一回路和两回路热传输系统。 3.3.1单一回路以水工质为例，水工质塔式热发电技术通过给水泵将给水送至塔顶的吸热器上，在吸热器里直接被加热蒸发产生饱和蒸汽，驱动汽轮发电机系统发电；或是在塔顶添加另一个过热蒸汽吸热器，将高压蒸汽过热后再驱动汽轮发电机系统发电。此单一回路就与传统火电系统相类似。系统在试运行前需进行相应的水冲洗及整个蒸汽管路的吹管工作，避免管路的杂质进入汽轮机对汽轮机产生损害。 3.3.2两回路热传输系统根据集热场载热传热介质不同主要分为：熔盐、压缩空气。目前多用的二元熔盐其主要成分是NaNO3和 KNO3。系统流程是290℃的冷熔盐从冷储热罐中抽出至位于塔顶的吸热器，被加热到565℃，然后借重力回到热熔盐储热罐中，再由热盐泵抽出经过蒸汽发生器系统而产生高温高压蒸汽来驱动汽轮机发电系统发电。此系统的调试关键包含熔盐泵的稳定运行、熔盐循环的低温度凝固、熔盐初次的化盐及进盐工作、熔盐罐系统的保温工作。因为熔盐一旦凝固在系统中是不可逆的，对系统是破坏性的。因此熔盐泵的稳定控制，目前一般多设计为变频控制，在上塔管路中增设类似于传统电厂的锅炉给水调节阀，通过流量严格控制集热器出口的熔盐温度。熔盐循环低温度凝固问题，根据熔盐的熔点一般在200多摄氏度左右，为避免太阳下山后吸热器及管道熔盐凝固需消耗大量能量。在日
首航节能——敦煌太阳能光热发电项目介绍光热发电原理 通过反射镜将太阳光汇聚到太阳能收集装置，利用太阳能加 热收集装置内的传热介质（液体或气体），再加热水形成蒸汽带动 或直接带动发电机发电。 光热发电形式 太阳能光热发电形式有槽式、塔式、碟式（盘式）、菲涅尔式四种系统。 光热发电优缺点 优点：(1)利用太阳能清洁能源； (2)设备全部国产，知识产权完全国有； (3)储能成本低； (4)涉及行业种类多，产业链长 缺点：(1)发电自身成本高； (2)适合集中式建设，占地面积大； 国内光热发电项目简介塔式 槽式 碟式 菲涅尔式
项目：敦煌熔盐塔式光热电站 发电形式：塔式熔盐光热发电站 项目地点：甘肃省敦煌市 装机容量：一期10MW 占地面积：120公顷（约1800亩） 项目特点：亚洲首个熔盐光热发电站 项目调研 调研项目：敦煌10MW熔盐塔式光热电站 项目地址：甘肃敦煌光电产业园区 交通路线：方案一（31km），敦煌国际机场—敦煌市—七里镇方案二（32km ），敦煌国际机场—七里镇 项目简介：项目位于敦煌市光电产业园，于2014 年10月开始建设，占地120公顷，总投资亿元， 由1525台定日镜围绕着米高的吸热塔环形布置； 储热系统两个储热罐的直径为21米，罐高10米， 熔盐储量5800吨，其储热能力可供10MW汽轮发 电机组满发15小时。该项目为全球第三座、亚洲
第一座可实现24小时连续发电的熔盐塔式光热发电站 园区介绍：敦煌光电产业园位于敦煌市西南15公里处隔壁滩，太阳能可利用地域面积大，所处区域为国内太阳能资源丰富的一类地区，全年日照时数达3258小时。并且园区位于甘、青、新三省西北主干电网的“西电东送”的电力丝绸之路上。园区2009年开始建设，现已有30多家技术先进的新能源规模企业落地，已形成以太阳能发电为依托，以新能源应用推广为平台，以建设全国太阳能电站检测培训及服务中心为目标的综合性产业园区。2016年光电产业园区光伏发电电量亿千瓦时，完成了相当于21万吨煤的发电量，实现了销售收入亿元。
电化学合成技术研究进展 摘要：电化学合成作为一种新型的合成方法，其研究和工业应用进展迅速，本文重点介绍了在溶液体系和熔盐体系中一些材料的电化学合成的合成工艺研究进展。最后展望了电化学合成的发展前景。 关键词：电化学合成氧化还原合成工艺 1溶液体系的电解合成 1.1 金属及合金的电沉积 金属电沉积，主要是在外加电场的作用下，金属或其合金从电解质中以晶体形式沉积。它包含了电镀、电提取、电解精炼等多种电沉积方式，是目前电化学合成金属材料的主要方法之一。其中电镀要求沉积金属与基体结合牢固，结构致密，厚度均匀，多用于表面工程处理，合成膜材料；其余两种方法则对合成产物与基体的结合力无特殊的要求，多用作材料的制备。用电解法制备的金属产品的优点主要是：产物的纯度高，控制电解条件可制得不同聚集态的金属，另外还可制备合金、金属镀层膜材料、有色金属的冶炼和提纯。 1.2 特殊高价态元素化合物的电氧化合成 19世纪初期，Rheinold和Erman发现电是一种强有力的氧化剂和还原剂。若要进行一个氧化反应，就必须找到一个强的氧化剂。但是若需要制备这些强的氧化剂，则很难再找到更强的氧化剂，因此，必须采用电化学方法。高锰酸钾是重要的锰化合物之一，目前，电解法制备高锰酸钾的优点是利用率高、能耗少。由于在电解过程中，阳极表面容易形成一层钝化膜，阻止阳极的进一步溶解，导致电流效率不高。Bouzek分别采用电解前阳极的阴极极化和交直流叠加的方法，提高了电解效率。Denvir等发现随着阳极中碳含量的增加，相应制备的高铁酸盐产率也有所提高。 1.3 低价态元素化合物的电还原合成 阳极能够制备高价态的氧化剂，而阴极则可以进行电还原反应，制备特殊低价态的元素化合物。曾海燕以活性炭纤维作为阴极，钛钌网作为阳极，无水硫酸钠作为溶液电解质，通过硫酸和氢氧化钠调节溶液的pH值，保持恒温的条件下电解后制得H2O2。半导体材料Si 的制备目前主要依据西门子法获得，林会会选用价格相对低廉的SUP13Cr不锈钢作为工作电极，在室温条件下非水溶剂碳酸丙烯酯中利用电化学方法还原SiCl 4在室温下获得沉积Si。范小振利用草酸的电还原成功地制备了羟基乙酸，是一种有机合成中间体和化工产品，应用很广，可用于医学工程材料和高分子材料等领域。一种重要的有机精细化工中间体-对氨基苯酚（PAP）可利用硝基苯电解还原法制取，与传统的化学制备方法相比具有污染较少，产品品质高，工艺简单等优点。但是这种方法的关键问题在于硝基苯在介质中的溶解度很小，而电解合成中只有溶解的硝基苯才能有效的参与反应，Noman在含7%的硝基苯中，以硫酸作支持电解质的电解液中加入氧化二甲基十二烷基胺，作为表面活性剂，以Cu（Hg）为阴极，PAP的产率高达95%。目前，电化学方法合成有机物的报道较多，主要是利用较为廉价的有机原料（如草酸，葡萄糖等）通过电还原制备附加值较高的电化学中间体，这种方法工艺简单，节能环保，应该在以后的生物医学、高分子材料等领域发挥越来越大的作用。1.4 纳米金属氧化物的电化学合成 电化学合成是制备纳米材料的一种新思路，能够有效地控制合成产物的成分和形貌。金属氧化物是一类重要的功能材料，常需要达到纳米尺度才能表现其具备独特的物化性能。如廖学红在不同配位剂存在下,用电合成方法制备出球形银纳米粒子和树枝状的纳米银;Switzer率先介绍了用电化学的方法合成陶瓷薄膜和多晶粉体，并电解硝酸铈合成了纳米级CeO2粉体。周幸福率先实现了在非水体系中电解金属直接水解法制备纳米NiO 粉体。
玉门鑫能光热第一电力郑家沙窝熔盐塔式5万千瓦光热发电投资建设项目 可行性研究报告 (典型案例〃仅供参考) 广州中撰企业投资咨询有限公司 地址：中国·广州
目录 第一章玉门鑫能光热第一电力郑家沙窝熔盐塔式5万千瓦光热发电项目概论 (1) 一、玉门鑫能光热第一电力郑家沙窝熔盐塔式5万千瓦光热发电项目名称及承办单位 (1) 二、玉门鑫能光热第一电力郑家沙窝熔盐塔式5万千瓦光热发电项目可行性研究报告委托编制单位 (1) 三、可行性研究的目的 (1) 四、可行性研究报告编制依据原则和范围 (2) （一）项目可行性报告编制依据 (2) （二）可行性研究报告编制原则 (2) （三）可行性研究报告编制范围 (4) 五、研究的主要过程 (5) 六、玉门鑫能光热第一电力郑家沙窝熔盐塔式5万千瓦光热发电产品方案及建设规模 (6) 七、玉门鑫能光热第一电力郑家沙窝熔盐塔式5万千瓦光热发电项目总投资估算 (6) 八、工艺技术装备方案的选择 (6) 九、项目实施进度建议 (7) 十、研究结论 (7) 十一、玉门鑫能光热第一电力郑家沙窝熔盐塔式5万千瓦光热发电项目主要经济技术指标 (9) 项目主要经济技术指标一览表 (9) 第二章玉门鑫能光热第一电力郑家沙窝熔盐塔式5万千瓦光热发电产品说明 (16) 第三章玉门鑫能光热第一电力郑家沙窝熔盐塔式5万千瓦光热发电
项目市场分析预测 (16) 第四章项目选址科学性分析 (16) 一、厂址的选择原则 (16) 二、厂址选择方案 (17) 四、选址用地权属性质类别及占地面积 (17) 五、项目用地利用指标 (18) 项目占地及建筑工程投资一览表 (18) 六、项目选址综合评价 (19) 第五章项目建设内容与建设规模 (20) 一、建设内容 (20) （一）土建工程 (20) （二）设备购臵 (21) 二、建设规模 (21) 第六章原辅材料供应及基本生产条件 (22) 一、原辅材料供应条件 (22) （一）主要原辅材料供应 (22) （二）原辅材料来源 (22) 原辅材料及能源供应情况一览表 (22) 二、基本生产条件 (24) 第七章工程技术方案 (25) 一、工艺技术方案的选用原则 (25) 二、工艺技术方案 (26) （一）工艺技术来源及特点 (26) （二）技术保障措施 (26) （三）产品生产工艺流程 (26) 玉门鑫能光热第一电力郑家沙窝熔盐塔式5万千瓦光热发电生产工艺流程示意简图 (27)
电化学原理 第一章 绪论 两类导体： 第一类导体：凡是依靠物体内部自由电子的定向运动而导电的物体，即载流子为自由电子（或空穴）的导体，叫做电子导体，也称第一类导体。 第二类导体：凡是依靠物体内的离子运动而导电的导体叫做离子导体，也称第二类导体。 三个电化学体系： 原电池：由外电源提供电能，使电流通过电极，在电极上发生电极反应的装置。 电解池：将电能转化为化学能的电化学体系叫电解电池或电解池。 腐蚀电池：只能导致金属材料破坏而不能对外界做有用功的短路原电池。 阳极：发生氧化反应的电极 原电池（-）电解池（+） 阴极：发生还原反应的电极 原电池（+）电解池（-） 电解质分类： 定义：溶于溶剂或熔化时形成离子，从而具有导电能力的物质。 分类： 1.弱电解质与强电解质—根据电离程度 2.缔合式与非缔合式—根据离子在溶液中存在的形态 3.可能电解质与真实电解质—根据键合类型 水化数：水化膜中包含的水分子数。 水化膜：离子与水分子相互作用改变了定向取向的水分子性质，受这种相互作用的水分子层称为水化膜。可分为原水化膜与二级水化膜。 活度与活度系数： 活度：即“有效浓度”。 活度系数：活度与浓度的比值，反映了粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差。 规定：活度等于1的状态为标准态。对于固态、液态物质和溶剂，这一标准态就是它们的纯物质状态，即规定纯物质的活度等于1。 离子强度I ： 离子强度定律：在稀溶液范围内，电解质活度与离子强度之间的关系为： 注：上式当溶液浓度小于0.01mol ·dm-3 时才有效。 电导：量度导体导电能力大小的物理量，其值为电阻的倒数。 符号为G ，单位为S ( 1S =1／Ω)。 影响溶液电导的主要因素：（1）离子数量；（2）离子运动速度。 当量电导（率）：在两个相距为单位长度的平行板电极之间，放置含有1 克当量电解质的溶液时，溶液所具有的电导称为当量电导，单位为Ω-1 ·cm2·eq-1。 与 K 的关系： 与 的关系： 当λ趋于一个极限值时，称为无限稀释溶液当量电导或极限当量电导。 离子独立移动定律：当溶液无限稀释时，可以完全忽略离子间的相互作用，此时离子的运动 i i i x αγ=∑ =2 2 1i i z m I I A ?-=±γlog L A G κ= KV =λN c N c k 1000=λ- ++=000λλλ
传统的火力发电是通过燃烧，把化石中储存的能量，转化为热能，再转化为电能。而太阳能光热发电则是通过数量众多的反射镜，将太阳的直射光聚焦采集，通过加热水或者其他工作介质，将太阳能转化为热能，然后利用与传统的热力循环一样的过程，即形成高温高压的水蒸气推动汽轮机工作，最终将热能转化成为电能，典型太阳能光热发电热力循环系统原理如图所示。 太阳能光热发电热力循环系统原理图 正是通过这样的环节，太阳能光热发电技术和传统技术顺利地集成在一起。由于火力发电技术早已非常成熟，从而降低了太阳能光热发电整体技术开发的风险。 中国产业信息网发布的《》指出：技术主要包括太阳能光伏发电和太阳能光热发电两种，光伏发电的原理是当太阳光照射到上时，电池吸收光能，产生光生伏打效应，在电池的两端出现异号电荷积累。若引出电极并接上负载，便有功率输出。光伏发电是目前太阳能发电产业的主流技术，较为成熟，国家已明确其上网电价（不同地区在~1 元/度范围变化），发电成本也下降至元/度左右；光热发电在我国发展时间较短，在太阳能聚光方法及设备、高温传热储热、电站设计等集成以及控制方面，已经取得实质性进展，但商业化业绩较小，上网电价政策尚未落实，发电成本也较高，约为元/度左右。但太阳能光热发电与光伏发电相比具有以下优点： 1）太阳能光热发电输出电力稳定，电力具有可调节性，易于并网 目前太阳能光热发电系统可以通过增加储热单元或通过补燃或与常规火电联合运行改善出力特性。而受日光照射强度影响较大，上网后给电网带来较大压力，其发电形式独特，和传统电厂合并难度大。 通过储热改善光热发电出力特性（槽式和塔式光热发电）。白天将多余热量储存，晚间再用储存的热量释放发电，这样可以实现光热发电连续供电，保证电流稳定，避免了光伏发电与风力发电难以解决的入网调峰问题。根据不同储热模式，可不同程度提高电站利用小时数和发电量，提高电站调节性能。 通过补燃或与常规火电联合运行改善光热发电出力特性。太阳能热可利用化石燃料补燃或与常规火电联合运行，使其可以在晚上或连续阴天时持续发电，甚至可以以稳定出力承担基荷运行，从而使年发电利用得到7000 小时左右。 2）太阳能光热发电无污染 光热发电是清洁生产过程，基本采用物理手段进行光电能量转换，对环境危害极小，太阳能光热发电站全生命周期的CO2 排放仅为13~19g/kWh。而技术存在致命弱点为在生产过程中对环境的损耗较大，是高能耗、高污染的生产过程。业内专家认为，太阳能电池在生命周期所能节约的能源与生产太阳能电池本身所要消耗的资源相比，并不经济。 和光热发电对比
熔盐的成分 盐类熔化形成的熔体，是由阳离子和阴离子组成的离子熔体。中国明代李时珍在《本草纲目》一书中记有硝石（硝酸钾）受热熔成液体，是有关熔盐的最早文献记载之一。19世纪初英国化学家戴维（H.Davy）最早用熔盐电解法制取金属。用该法可以制取许多种化学性质较活泼的金属。如铝、镁、稀土金属、钠、锂、钙、钍、铀、钽等。19世纪末以来用冰晶石－氧化铝系熔盐电解炼铝和用 含氯化镁的氯化物熔盐系电解炼镁都已进行大规模工业生产。铝、钛等金属可用可溶性阳极熔盐电解（电积）方法精炼。在冶金工业中，熔盐还用作合金电渣熔炼用炉渣、轻合金熔炼和焊接用熔剂、合金热处理盐浴炉的介质等。原子能工业和核燃料冶金技术的发展，给熔盐的应用开拓了新的园地。除了核燃料制取和核燃料后处理可以使用熔盐电解质或反应介质外，采用氟化锂-氟化铍-氟化钍熔盐系为核燃料的熔盐反应堆，有希望成为利用钍作核燃料的新能源。熔盐载热剂用于化工、冶金生产，也有希望用于原子能工业。以熔盐为电解质的燃料电池和蓄电池是有希望的化学电源。 由于熔盐是冶金工业中的常用物料，熔盐物理化学已成为冶金过程物理化学的重要分支。 熔盐的结构熔盐由阳离子和阴离子组成。离子间的相互作用力包括静电作用力（它是服从库仑定律的长程作用力）、近程排斥力和范德华力（一译范德瓦尔斯力）。作为初级近似，可用静电硬球模型描述熔盐结构。即认为阴、阳离子都是带电而具有一定半径的硬球，而将范德华力忽略不计或作为校正项。由于静电作用，熔盐中每个离子均为异号离子所包围X射线衍射实验结果表明：和晶 体结构相比，熔盐中阴、阳离子最近距离非但没有增大，反而略有减少，但每个离子的第一近邻数（配位数）却比晶体中显著减少。这说明熔盐中存在不规则分布的缝隙或空位。两种熔盐互相混溶后形成的熔盐溶液，其结构亦大体相似。根据离子间相互作用的势能方程式,可用计算机模拟熔盐中离子的运动和排布,进而计算熔盐或熔盐溶液的许多物理化学性质。 熔盐的物理化学性质和相图熔盐和熔盐溶液的物理化学性质的研究，不仅有助于对熔盐和熔盐溶液结构的了解，而且为寻找生产技术上有用的熔盐系提供了依据。合适的熔盐电解液的选择是熔盐电解工艺取得成功的一个关键。熔盐系的熔点（相平衡）、密度、表面张力或界面张力、粘度、电导率等性质，对电解生产都有重要影响。熔盐相图的研究，对于了解熔盐间的相互作用和制定熔盐电解工艺都很重要。常用的熔盐相图测量方法是目测、变温法和差热分析法。借助计算机利用热力学函数计算熔盐相图，已成为熔盐相图测量的辅助手段。熔盐相图的类型与熔盐间相互作用的类型有关。有些价型、离子半径很接近的熔盐在液相中形成近乎理想的溶液,在凝固后则形成连续式固溶体。例如氯化钾-氯化铷系。价型或离子半径相差较大时，多形成低共熔点的相图。例如氯化钾－氯化锂系。有的熔盐相图有稳定或不稳定的中间化合物。少数熔盐系液相不完全混溶，形成液相分层体系。
CSPPLAZA光热发电网报道：定日镜一次来源于英文单词“heliostat’”，而heliostat一词又是希腊单词helios (太阳) 和stat (固定的)的组合，其意即“固定住太阳”，形象地诠释了太阳能定日镜依托支撑结构和跟踪控制系统时刻追踪太阳的特点。 塔式定日镜由跟踪控制器、机械支撑结构和反射镜三大组件构成，和槽式集热系统不同，槽式集热器已经形成了较为统一的国际惯例，如槽式RP1~RP5的反射镜规格伴随多种槽式集热器的设计变化而更迭，最成熟的RP3反射镜的大规模应用。塔式定日镜的规格因设计方的不同而不同，不同的设计方有不同的尺寸设计，甚至于会因项目的不同而有不同的定日镜规格设计。可以说，塔式定日镜完全不是标准化产品，而是定制化产品。 不同规格的定日镜 塔式定日镜的主体即反射镜，反射镜的制造由反射镜厂商负责，但反射镜的规格，如长度、宽度及面积则由项目设计方设计。从1980年代的solar one塔式电站开始，塔式定日镜开始走向规模化的实际电站应用。到今天30余年过去了，塔式定日镜的规格设计依然因不同的项目开发商而各具特色。 图：solar one电站定日镜
图：solar two电站新型定日镜 Solar One和Solar Two是美国能源部主导建设的一个科研性的10MW大规模塔式电站，Solar One采用的定日镜大小为40平方米，单套定日镜共配置12面小反射镜；Solar Two 在Solar One的镜场基础上增加了108套新型定日镜，新增定日镜的面积大小为95平方米，由64面反射镜按每16面（4*4）组成一个正方形布置。
图：SEDC项目的定日镜
电化学原理及其应用 1．家蝇的雌性信息素可用芥酸(来自菜籽油)与羧酸X在浓NaOH溶液中进行阳极氧化得到。 电解总反应式为： 则下列说法正确的是( ) A．X为C2H5COOH B．电解的阳极反应式为：C21H41COOH＋X－2e－＋2H2O―→C23H46＋2CO2－3＋6H＋ C．电解过程中，每转移a mol电子，则生成0.5a mol雌性信息素 D．阴极的还原产物为H2和OH－ 解析：A项根据原子守恒可判断X为C2H5COOH；B项由于电解质溶液为浓NaOH，因此阳极反应式应为C21H41COOH＋X－2e－＋60H－―→C23H46＋2CO2－3＋4H2O；C项根据电解总反应可知每生成1 mol雌性信息素转移2 mol电子，则C项正确；D项阴极的还原产物为H2，OH－并非氧化还原产物． 答案：AC 2．下列关于铜电极的叙述正确的是( ) A．铜锌原电池中铜是负极 B．用电解法精炼粗铜时，粗铜作阴极 C．在镀件上电镀铜时可用金属铜做阳极 D．电解稀硫酸制H2和O2时铜做阳极 解析：铜锌原电池中锌活泼，锌做负极；电解精炼铜时，粗铜中的铜失去电子，做阳极； 电镀铜时，应选用铜片做阳极，镀件做阴极，含有铜离子的溶液做电镀液。电解稀硫酸时，铜做阳极，失电子的是铜而不是溶液中的OH－，因而得不到氧气。 答案：C 3．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性。根据这一特点，科学家发明了电动势(E)法测水泥初凝时间，此法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu ＋Ag2O===Cu2O＋2Ag。 下列有关说法不正确的是( ) A．工业上制备普通水泥的主要原料是黏土和石灰石
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
塔式光热发电技术介绍 太阳能热发电是利用聚光太阳能集热器把太阳能辐射能聚集起来，加热工质推动原动机发电的一项太阳能利用技术。按太阳能采集方式不同，主要分为塔式、槽式、碟式、线性菲涅尔式四种。其中，塔式太阳能光热发电以其在规模化、光电转化效率以及投资成本等多方面具有槽式、蝶式以及线性菲涅耳式等难以媲美的综合优势，而具有更好的发展前景，目前各国都越来越关注塔式光热发电技术的发展和研究。 一、塔式光热发电技术介绍 1．基本原理 塔式系统主要由多台定日镜组成定日镜场，将太阳能反射集中到镜场中间高塔顶部的高温接收器上，转换成热能后，传给工质升温，经过蓄热器，再输入热力发动机，驱动发电机发电。塔式光热发电系统由聚光子系统，集热子系统，发电子系统，蓄热子系统，辅助能源子系统五个子系统组成。其中，聚光子系统与集热子系统为其组成核心技术。 2．塔式光热发电的优势 由于槽式聚光器的几何聚光比低及集热温度不高，使得抛物槽式太阳能光热发电系统中动力子系统的热转功效率偏低，通常在35％左右。因此，单纯的抛物槽式太阳能光热发电系统在进一步提高热效率、降低发电成本方面的难度较大；线性菲涅尔式太阳能热发电系统效率不高；碟式太阳能热发电系统单机规模受到限制，造价昂贵。与另外三种光热发电方式相比，塔式塔式太阳能热发电系统可通过熔盐储热，且具有聚光比和工作温度高、热传递路程短、热损耗少、系统综合效率高等特点，可实现高精度、大容量、连续发电，是最为理想的发电方式。 二、太阳能光热发电发展现状 日前，全世界已建成十余个塔式太阳能光热发电试验示范电站。代表性的塔式光热电站有美国的Ivanpah电站，西班牙的PS10、PS20以及Gema Solar电站、2016年2月刚投入运营的南非Khi Solar One塔式电站、新月沙丘电站。我国
电化学原理及其应用 (习题及答案) https://www.doczj.com/doc/8f433834.html,work Information Technology Company.2020YEAR
第六章电化学原理及其应用 一、选择题 1．下列电极反应中，溶液中的pH值升高，其氧化态的氧化性减小的是( C ) A. Br2+2e = 2Br－ B. Cl2+2e=2Cl— C. MnO4—+5e+8H+=2Mn2++4H2O D. Zn2++2e=Zn 2．已知H2O2在酸性介质中的电势图为 O2 0.67V H2O2 1.77V H2O，在碱性介质中的电势图为O2-0.08V H2O2 0.87V H2O，说明H2O2的歧化反应（C） A.只在酸性介质中发生 B.只在碱性介质中发生 C.无论在酸、碱性介质中都发生Ｄ.与反应方程式的书写有关 3．与下列原电池电动势无关的因素是 Zn | Zn2+‖H+，H2 | Pt （B） A. Zn2+的浓度 B. Zn电极板的面积 C.H+的浓度 D.温度 4．298K时，已知Eθ（Fe3+/Fe）=0.771V，Eθ（Sn4+/Sn2+）=0.150V，则反应 2Fe2++Sn4+=2Fe3++Sn2+的△r G mθ为（D）kJ/mol。 A. －268.7 B. －177.8 C. －119.9 D. 119.9 5．判断在酸性溶液中下列等浓度的离子哪些能共存（D） A Sn2+和Hg2+ B. SO32—和MnO4— C. Sn4+和Fe D. Fe2+和Sn4+ 已知Eθ(Hg2+/Hg)=0.851V，Eθ(Sn4+/Sn2+)=0.15V ，Eθ(MnO4—/Mn2+)=1.49V Eθ(SO42—/H2SO3)=1.29V ，Eθ(Fe2+/Fe)= —0.44V 6．已知下列反应在标准状态下逆向自发进行 Sn4++Cu = Sn2++Cu2+
1.何谓电毛细曲线？何谓零电荷电势？由lippman 公式可进一步得到界面双电层的微分电容Cd ，请给出Cd 的数学表达式。 答：①将理想极化电极极化至不同电势（Φ），同时测出相应的界面张力（σ值），表征Φ-6关系的曲线为“电毛细曲线”。②“零电荷电势”是指σ-Φ曲线上最高点处d σ/d Φ=0即q=0（表面不带有剩余电荷）相应的电极电势，用Φ0表示。③由lippman 公式：q=-（d σ/d Φ)μ1 ,μ2 ,...μi ;及Cd=dq/d Φ得Cd=-d 2σ/d Φ2 2.何谓电化学极化？产生极化的主要原因是什么？试分析极化在电解工业（如氯碱工业）﹑电镀行业和电池工业的利弊。 答：①电化学极化是指外电场作用下，由于电化学作用相对于电子运动的迟缓性改变了原有的电偶层而引起电极电位变化。（即电极有净电流通过时，阴、阳电流密度不同，使平衡状态受到了破坏，而发生了电极电位的“电化学极化”）。②原因：电化学反应迟缓、浓差极化。③从能量角度来看，极化对电解是不利的；超电势越大，外加电压越大，耗能大。极化在电镀工业中是不利的，氢在阴极上析出是不可避免的副反应，耗能大，但同时使阴极上无法析出的金属有了析出的可能。极化使电池放电时电动势减少，所做电功也减小，对电池工业不利 3.参比电极需选用理想极化电极还是不极化电极？目前参比电极有那些类型？选择参比电极需考虑什么？ 答：① 参比电极选用理想不极化电极。②类型：标准氢电极，饱和甘汞电极，Ag/Agcl 电极，Hg/HgO/OH -电极。③考虑的因素：电极反应可逆，稳定性好，重现性好，温度系数小以及固相溶解度小，与研究体系不反应 4.零电荷的电势可用哪些方法测定？零电荷电势说明什么现象？能利用零电荷电势计算绝对电极电位吗？ 答：①电毛细法和微分电容法。②零电荷电势表明了“电极/溶液”界面不会出现由于表面剩余电荷而引起的离子双电层现象；③不能将此电势看成相间电势的绝对零点，该电势也是在一定参比电极下测得的，所以不能用于计算绝对电极电位。 5.为什么卤素离子在汞电极上吸附依F ﹤Cl ﹤I 的顺序而增强，特性吸附在电毛细曲线和微分电容曲线上有何表现？ 答：①卤素离子为表面活性物质，阴离子吸附主要发生在比零电荷电势更正的电势范围，由于 F - 、cl - 、 I -离子半径依次增大，可极化度增大，吸附能力增强，所以在汞电极上，I ->cl ->F -.②特性吸附在两种曲线上的左半支曲线不同，零电荷电势负移。 6.何谓非稳态扩散？其初始条件和一个边界条件是什么？另一边界条件由极化条件决定。 答：①非稳态扩散：在电化学反应开始阶段，由于反应粒子浓度变化幅度较小，液相传质不足，粒子被消耗，此时浓度极化处于发展阶段，称之为传质过程的非稳态阶段②初始条件：C i （x,0）=C i 0 开始电极前扩散粒子完全均匀分布在液相中。边界条件：C i （∞，t ）=C i 0，无穷远处不出现浓度极化。③另一边界条件：极化条件 7.溶液中有哪几种传质方式，产生这些传质过程的原因是什么？ 答：对流、扩散、电迁移。①对流：由于流体各部分之间存在浓度或温度差或者外部机械作用力下所引起；②扩散：由于某一组分存在浓度梯度，粒子由高浓度向低浓度转移；③电迁移：在外电场作用下，液相中带电粒子作定向移动。 8.稳态扩散和非稳态扩散的特点是什么，可以用什么定律来表示？ 答：①稳态扩散：扩散粒子的浓度只与距离有关，与时间无关。用Fick 第一定律 表示，J 表示扩散流量。②非稳态扩散：扩散粒子的浓度同时是距离和时间的函数。用Fick 第二定律 9.说明标准电极反应速度常数k S 和交换电流密度i 0的物理意义，并比较两者的区别。 答：①k S ：当电极电势为反应体系的标准平衡及反应粒子为单位浓度时，电极反应进行的速率（md/s ）。i 0：反应在平衡电势下的电流密度，即有i 0=i a =i k ②相同点：数值越大，表示该反应的可逆性越强。不同点：k S 与浓度无关，i 0与反应体系各种组分的浓度有关。 10.为什么有机物在电极上的可逆吸附总是发生在一定的电位区间内？ 答：越正的电势，有机物易被氧化；电势越负，易被还原，因此其可逆吸附发生在平衡电势附近值，即一定的电位区间内。 11.试说明锂离子电池的正极和负极材料是何物质？为什么其溶剂要用非水有机溶剂? 锂离子电池比一般的二次电池具有什么特点？ 答：①正极：主要是嵌锂化合物，包括三维层状的LiCoO 2,LiNiO 2,三维的TiO 2。负极：主要是碳素材料，如石墨、碳纤维。②锂遇水反应生成H 2，可能有爆炸的危险，所以要用非水有机溶剂。③
5月6日晨测：化学原理及其应用（时间：40分钟） 可能用到的相对原子质量： Cu -64 Zn -65 1．（2020·广西省桂林市高三联合调研）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na 2S x )分别作为两个电极的反应物，固体Al 2O 3陶瓷(可传导Na +)为电解质，总反应为2Na+xS Na 2S x ，其反应原理如图所示。下列叙述正 确的是（ ） A ．放电时，电极a 为正极 B ．放电时，内电路中Na +的移动方向为从b 到a C ．充电时，电极b 的反应式为S x 2--2e -=xS D ．充电时，Na +在电极b 上获得电子，发生还原反应 2．（2020·吉林省吉林市高三二调）金属(M)－空气电池具有原料易得，能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源，该类电池放电的总反应方程式为：2M ＋O 2＋2H 2O ＝2M(OH)2。 (已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能)下列说法正确的是（ ） A ．电解质中的阴离子向多孔电极移动 B ．比较Mg 、Al 、Zn 三种金属－空气电池，Mg －空气电池的理论比能量最高 C ．空气电池放电过程的负极反应式2M －4e －＋4OH －＝2M(OH)2 D ．当外电路中转移4mol 电子时，多孔电极需要通入空气22.4L(标准状况) 3．（2020·福建省龙岩市高三质量检测）我国某科研团队设计了一种新型能量存储／转化装置（如下图所示）。闭合K 2、断开K 1时，制氢并储能；断开K 2、闭合K 1时，供电。下列说法错误的是（ ） A ．制氢时，溶液中K +向Pt 电极移动 B ．制氢时，X 电极反应式为22Ni(OH)e OH NiOOH H O ---+=+ C ．供电时，Zn 电极附近溶液的pH 降低
第7卷 第1期2001年2月 电化学 EL ECTROCHEMISTR Y Vol.7 No.1 Feb.2001 文章编号:100623471(2001)0120010208熔盐电化学的新进展 杨绮琴13,段淑贞2 (1.中山大学化学与化学工程学院,广东广州 510275; 2.北京科技大学理化系,北京 100083) 摘要: 本文主要介绍熔盐体系、熔盐电池、熔盐电沉积金属以及合金、电合成化合物材料等方面 的新进展,预期熔盐电化学在能源、环境保护和资源利用等领域中的应用. 关键词: 熔盐体系;电池和能源;电沉积金属和合金;电合成化合物材料;环境保护 中图分类号: O646;TM911,TQ153 文献标识码: A 早在19世纪已有不少科学家在熔盐电化学领域中取得了辉煌的成就,如Davy从碱金属氯化物熔体中得到碱金属,Faraday用卤化铅熔体建立了电解定律,Hall和Héroult发明电解制备铝.至20世纪,熔盐电化学在科学技术中发挥了很大的作用,广泛应用于能源、化学制备和材料制作等方面[1].20世纪40～50年代,发现了室温熔盐,首先应用于电镀铝;以后相继开发了各种应用,例如电池的电解质、电沉积金属和合金的介质、有机反应的溶剂[2,3]等等.我国在熔盐电解制取铝、难熔金属、稀土金属和合金,以及熔盐锂电池等方面都取得较大的成就[4].预期在21世纪,熔盐电化学与技术将继续蓬勃地发展,并在某些领域,如能源供给和消耗、资源及其再循环、全球环境、健康和福利等将会发挥更大的作用.本文主要介绍熔盐体系、电池和能源、电沉积金属以及合金、电合成化合物材料等方面的新进展. 1 室温熔盐体系和低温熔盐体系 室温熔盐主要由无水氯化铝和有机盐类组成,例如氯化铝212甲基232乙基咪唑氯化物(AlCl32M EI+Cl-)、氯化铝2四正丁基吡啶氯化物(AlCl3-BP+Cl-)熔体.这类离子溶剂具有可调节的Lewis酸度、低熔点(低于0℃,甚至低到-75℃)、室温下有适当的电导率(～1023S?cm-1)、宽阔的电化学窗口(可达4V)、可忽略的蒸气压、能溶解多种无机物,还可以与芳香族溶剂,如苯、甲苯混溶[2].因此,把这类室温熔盐作为电池、电沉积、电解合成、化学反应的介质是有前途的.但这类熔体对水和空气十分敏感,故近年来又开发疏水的室温熔盐,例如12甲基2 32乙基咪唑四氟硼酸盐(M EI+BF4-)、12甲基232乙基咪唑六氟磷盐(M EI+PF6-)[5].此外,还有基于季胺阳离子和酰亚胺阴离子的室温熔盐[6]、N2甲基吡啶碘化物2N2甲基吡啶氯化物二 收稿日期:2000209201 3 通讯联系人