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第一篇电化学反应理论1

第一章 电化学反应热力学1

1.1 电动势和理论分解电压1

1.1.1 实例1：盐酸的生成与电解2

1.1.2 实例2：水的电解4

1.2 平衡电位8

1.2.1 实例1：盐酸电解时的阳极反应和阴极反应8

1.2.2 实例2：氢电极反应和氧电极反应14

1.2.3 实例3：氯电极反应18

1.2.4 实例4：钠汞齐电极反应21

1.2.5 实例5：由汞化合物所构成的固相电极反应系统23

1.2.6 实例6：铁-水体系的波尔贝克斯(Pourbaix)图25

参考文献30

第二章 电化学反应动力学31

2.1 电化学反应速度31

2.2.1 实例1：氢电极反应33

2.2 化学反应过程迟缓的电极反应33

2.2.2 实例2：氧电极反应39

2.2.3 实例3：氧电极反应41

2.2.4 实例4：铁电极反应44

2.3 传质过程迟缓的电极反应46

2.3.1 实例1：铜电极反应46

2.3.2 实例2：氧阴极反应50

2.3.3 实例3：Fe2+／Fe3+电极反应50

2.3.4 实例4：钠汞齐电极反应52

2.4 较复杂的电极反应的处理方法54

2.4.1 化学反应过程和传质过程同样迟缓的情况54

2.4.2 传质过程迟缓时的因次分析59

参考文献70

第三章 电解槽的电压平衡和能量平衡72

3.1 电解质溶液的电导率72

3.1.1 电导率、克分子电导率及当量电导率72

3.1.2 实例1：KCl水溶液的电导率75

3.1.3 实例2：HCl-CuCl2混合溶液的电导率77

3.1.4 含有气泡的电解液的电导率79

3.2 电流效率和能量效率85

3.2.1 电流效率85

3.2.2 能量效率88

3.3 电压平衡91

3.3.1 实例1：食盐电解——水银法和隔膜法的比较93

3.3.2 实例2：铜的电解精炼及电解制取97

3.3.3 实例3：盐酸电解中氧电极的应用99

参考文献102

第二篇电化学工业梗概104

第四章 水电解工业104

4.1 水电解槽105

4.2 重水的制造110

4.8 水电解的展望116

参考文献120

5.1 盐酸电解的流程122

第五章 盐酸电解工业122

5.2 盐酸电解槽126

5.3 从盐酸回收氯130

参考文献135

第六章 水银法食盐电解工业136

6.1 流程138

6.2 电解槽(汞齐化槽)140

6.3 解汞151

6.4 杂质的影响及盐水精制的必要性159

参考文献161

第七章 隔膜法食盐电解工业162

7.1 流程162

7.2 隔膜法电解槽164

7.3 离子交换膜电解170

7.4 水银法与隔膜法的比较179

参考文献184

8.1 熔盐电解的背景185

第八章 熔盐电解与电热化学185

8.2 电解制铝189

8.2.1 用拜耳法制氧化铝189

8.2.2 用霍尔-赫罗尔特法制铝191

8.2.3 高纯度铝的制造——电解精制198

8.3 电解制镁200

8.4 电解制钠205

8.5 碳化钙的制造209

参考文献211

第九章 金属精炼及金属电析213

9.1 铜的电解精炼213

9.1.1 铜的电解精制215

9.1.2 铜的电解制取217

9.2 贱金属的电析220

9.3 高纯度锌的电解制造222

9.4 金属电析时晶体的成长过程和形态224

参考文献226

第十章 电池228

10.1 勒克兰舍(Leclanche)电池229

10.2 铅蓄电池232

10.3 碱性蓄电池236

10.4 燃料电池及其在化学反应操作中的应用237

参考文献240

第三篇电化学反应操作设计241

第十一章 电解槽工程学的意义241

11.1 电化学及电化学技术241

11.2 电化学反应操作的特点245

参考文献249

第十二章 电解槽的结构250

12.1 电解槽的结构与形式250

12.1.1 实例：食盐电解槽的结构250

12.1.2 单极式电解槽与复极式电解槽258

12.1.3 几种有意义的电解槽结构262

12.2 隔膜266

12.2.1 液体界面的电化学系统——溶液间的电动势268

12.2.2 通过隔膜的传质272

12.3 阳极材料276

12.4 阴极材料279

参考文献281

第十三章 电流分布与电位分布285

13.1 一次电流分布285

13.1.1 实例1：槽侧壁对电解槽电流分布的影响291

13.1.2 实例2：槽后壁对电解槽电流分布的影响295

13.1.3 实例3：电解槽槽壁效应对电极顶端附近电场的特殊影响298

13.1.4 实例4：并联电极300

13.2 有电阻的电极300

13.3 二次电流分布303

参考文献307

第十四章 电解槽的最优设计308

14.1 电解槽的规模与最优电流密度311

14.1.1 电解槽的规模与槽数314

14.1.2 最优电流密度318

14.1.3 备用设备的最优化319

14.2 电化学工业中的能源节约321

14.3 电子计算机的应用328

参考文献330

第十五章 电化学反应操作的可能性331

15.1 两、三个有意义的反应操作331

15.1.1 实例1：氯酸盐的电解制造331

15.1.2 有机化合物的电解制造339

15.1.3 实例2：己二腈的电解制造343

15.2 电化学工业中的安全问题及环境保护347

15.2.1 电解厂的安全问题347

15.2.2 实例：食盐电解工业的环境保护措施350

15.3 电化学反应操作的可能性(结束语)363

参考文献365