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