《应用电化学实验》教学大纲

课程名称：应用电化学实验 课程总学时：30学时 课程总学分：1.5分 实验技术讲座：1学时 实验学时：29学时

适用专业及年级：应用化学专业本科三年级 开设实验项目数：7个(其中2个中选择做1个)

大纲执笔人：童庆松 审稿人： 审定人：

一、实验目的与基本要求

应用电化学实验是应用化学专业本科生的必修课程,是应用化学专业的专业方向特色课程。应用电化学实验涉及的实验内容包括:金属电沉积、化学电源和腐蚀电化学。应用电化学实验课程的目的是使学生初步了解应用电化学实验的方法,掌握电化学的基本实验技术和技能,学会物质电化学性能的测定,掌握电化学实验现象的观察和记录方法,学会实验条件的判断和选择,掌握实验数据的测量和处理,以及实验结果的分析和归纳等方法,培养学生尊重实验事实的科学道德,培养学生严谨、细致的科学态度,以及全面、灵活的分析和解决问题的科学思维习惯及勇于创新的科学精神。

应用化学专业的应用电化学实验课程由三个教学环节组成：

1．完成6个应用电化学实验的操作训练。这些实验含金属电沉积、化学电源和腐蚀电化学等方面有代表性的实验,同时又将电化学的重要实验方法分散到各实验中,使学生得到全面的基础训练。在进行每一个具体实验时,要求做到：

（1）实验前的预习：通过预习了解实验的目的要求,并撰写预习报告。要求在理解的基础上概括写作,同时准备好实验过程的各种记录表格。

（2）实验操作过程：进入实验室后应检查测量仪器和试剂是否符合实验要求,并作好准备工作,记录实验条件。具体实验操作时,要求仔细观察实验现象,详细记录原始数据,严格控制实验条件。整个实验过程必须有严谨的科学态度,做到清洁整齐,一丝不苟；还要善于发现和解决实验中出现的各种问题。

（3）实验报告：实验后学生必须将原始数据交教师签名,然后正确处理数据,写出实验报告。实验报告应包括：实验的目的要求、简明原理、实验仪器和实验条件、具体操作方法、数据处理、结果讨论以及参考资料等。

对每个实验,教师应根据实验的仪器、试剂以及具体操作条件,提出对实验数据的要求,学生如果达不到要求,则该实验必须重做。

1

2．对应用电化学实验方法、实验技术和实验数据进行系统的讲授,安排1学时,讲座内容包括本实验课程的学习方法、实验的注意点、安全防护、数据处理、文献查阅、报告书写和实验设计思想等基本要求。通过系统介绍,有助于推动学生学习应用电化学的新成就,了解如何运用解决实际问题。

3．应用电化学实验的期末考核由笔试和操作考试组成。笔试侧重考核学生对应用电化学实验理论知识及各实验的原理、操作、注意事项和数据处理等相关知识的掌握程度,操作考试侧重考核学生的实验操作能力。

二、实验项目内容与学时分配

实验实验每组序号 实验项目名称 实验内容 学时 要求 类型 人数 1 镍在碱性溶液中循环伏安曲线的测试 (1)了解循环伏安法的基本原理及在电化学研究中的应用 (2)掌握测量循环伏安曲线的现代电化学方法,学会对循环伏安曲线进行分析 (3)三电极体系的装配及三电极体系使用过程的注意事项 (4)电化学工作站测试循环伏安曲线的使用方法 3 必做 基础 1-2 2* (1)清洁处理电极的方法 循环伏安和电位阶跃(2)巩固掌握循环伏安实验技术 (3)用电化学阶跃技术研究金属电结晶过程 技术研究金属电结晶 (4)了解不同实验条件对实验结果的影响 (5)电化学工作站测试循环伏安曲线的使用方法 3 选做 基础 1-2 (1)不同有机添加剂对镀镍层质量的影响 镀镍层的制备及镍镀3 层性能测试 (2)其它电镀条件对电镀镍层的影响 (3)Hull槽的使用方法 (4)电化学工作站与大电流放大器联机或使用直流电源进行镍层电镀的方法 (5))镍镀层性能的测试方法 (1)测量含不同离子的体系中不锈钢钝化曲线 (2)理解测量条件对钝化曲线的影响 (3)了解不锈钢耐蚀能力的评价的方法 (4)电化学工作站测试循环伏安曲线的使用方法 3 必做 基础 1-2 不同体系中不锈钢钝4 化曲线的测量及耐蚀能力的评价 3 必做 基础 1-2 5* 线形电位扫描伏安法(1)铂旋转园盘电极上循环伏安曲线的测试 测量旋转园盘电极的(2)镍旋转园盘电极的钝化曲线的测量 (3)电极体系的装配 循环伏安曲线和钝化(4)旋转园盘电极使用的注意事项 (5))电化学工作站的使用 曲线的测量 3 选做 基础 1-2 2

(1)铂/碳电极电催化电极的制备方法及制备载体电催比剂的最佳条件 (2)了解载体电催化剂(电极)的制备过程,掌握控电流沉积的原理 (3)了解载体电催化剂电极表面的修饰方法 9 必做 综合 1-2 铂/碳电催化剂的制备6 及对有机小分子氧化(4)线性电位扫描伏安法测试电催化电极的催化活性的方法 的催化活性 (5)不同伏安曲线与不同溶液中电极的催化活性的关系 (6)电极体系的装配与电化学工作站的设置方法 (7)XRD衍射分析 (8)其它仪器分析方法的使用(选做) (1)制备锌锰碱性电池电极材料的准备 锌锰碱性电池的装配(2)锌锰碱性电池的装配及相关多套设备的使用 7 及电化学性能的测试 (3)锌锰碱性电池在不同条件下的放电性能测试 (4)实验数据的处理及分析 (5)多套装配电池的设备及充放电设备的使用 ５ 必做 基础 1-2 备注：2和5选做一个。

三、实验考核与成绩评定

以课堂考核为主,包括预习情况、实验态度和实验报告三部分,其中实验报告评分并不是完全以实验结果的好坏论英雄,而是看重学生的分析问题和解决问题的能力。实验成绩分为①预习情况(15%),②实验操作(20%),③报告完整(20%),④图表规范和数据处理(20%),⑤结论正确(10%),⑥实验态度(15%))等六项。教师可根据期末操作测试、笔试等考核,结合平时成绩给出实验课考核成绩。

四、实验教材和参考书

1．童庆松等编.应用电化学实验,2006．

2．厦门大学化学化工学院编.综合化学实验,2002．

五、主要仪器设备

电化学工作站及相关配件,恒温磁力搅拌器,钢瓶及减压表(氮气),饱和甘汞电极,铂片电极,红外干燥箱, 超声波清洗器,万用表,直流电源(电流1-3A),电流表,电镀Hull槽,铂旋转园盘电极,镍旋转园盘电极,学生实验碱性电池制作设备,电池性能测试仪器,电池配件,台秤,电子天平,XRD,FTIR等。

3