《應(yīng)用電化學(xué)》教學(xué)大綱

《應(yīng)用電化學(xué)》教學(xué)大綱課程英文名AppliedElectrochemistry課程代碼M1046030學(xué)分3總學(xué)時(shí)48理論學(xué)時(shí)48實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)0課程類別專業(yè)選修課課程性質(zhì)考查先修課程無機(jī)化學(xué)/物理化學(xué)適用專業(yè)材料化學(xué)開課學(xué)院材料學(xué)院一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位《應(yīng)用電化學(xué)》是一門利用電化學(xué)基本原理，解決科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)際中涉及電化學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)有關(guān)金屬腐蝕、金屬電沉積及化學(xué)電源等方面的實(shí)際問題的課程?！稇?yīng)用電化學(xué)》為材料化學(xué)專業(yè)本科生的專業(yè)必修課程。本課程的基本教學(xué)內(nèi)容包括八大部分：（1）電化學(xué)理論基礎(chǔ)；（2）電催化過程；（3）化學(xué)電源；（4）金屬的表面精飾；（5）無機(jī)物的電解工業(yè)；（6）有機(jī)物的電解合成；（7）電化學(xué)傳感器；（8）電化學(xué)腐蝕與防護(hù)。課程以介紹各個(gè)相關(guān)應(yīng)用電化學(xué)工業(yè)過程的基本原理和研究方法為主，也兼顧介紹一些生產(chǎn)工藝和發(fā)展方向等。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)及基本原理，初步學(xué)會(huì)分析和解決電化學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域中各種實(shí)際問題的能力。（二）課程目標(biāo)1.掌握電化學(xué)的含義、內(nèi)容、應(yīng)用和發(fā)展以及電化學(xué)在工業(yè)中應(yīng)用的一些基本理論，具有面向?qū)嶋H工程中電化學(xué)問題的理解能力；2.掌握各類電化學(xué)技術(shù)的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍、技術(shù)路線、典型設(shè)備、工藝措施和應(yīng)用實(shí)例，具有針對(duì)復(fù)雜的材料工程實(shí)際問題，進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)和解決問題的能力;3.掌握電化學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)同時(shí)，將所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化，初步形成解決實(shí)際問題的能力以及技術(shù)管理的能力，并注意滲透相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，逐步培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力。4.通過電化學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)、能力素質(zhì)，初步具備應(yīng)用化學(xué)工程師的基本意識(shí)和能力。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法《應(yīng)用電化學(xué)》課程教學(xué)以課堂教學(xué)為主，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)電化學(xué)的相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行工業(yè)中電化學(xué)技術(shù)分析和設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用電化學(xué)專業(yè)知識(shí)，分析和解決工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力。1.課堂教學(xué)主要講述電化學(xué)技術(shù)的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍、技術(shù)路線、典型設(shè)備、工藝措施和應(yīng)用實(shí)例，理論與實(shí)際相結(jié)合，使學(xué)生能夠更加容易理解抽象的理論知識(shí)，提高學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的興趣，形成良好的思維方式和學(xué)習(xí)方法。在課堂教學(xué)中，充分引入互動(dòng)環(huán)節(jié)，提高教學(xué)效果。2.針對(duì)某些較為容易或先期講解較為充分的知識(shí)點(diǎn)，列出部分內(nèi)容作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，訓(xùn)練、形成良好的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)和能力。3.針對(duì)電化學(xué)知識(shí)點(diǎn)理解和分析應(yīng)用能力，采用課堂測驗(yàn)教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生理論知識(shí)的理解與應(yīng)用能力。三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）2369課程目標(biāo)1HHHL課程目標(biāo)2HHHL課程目標(biāo)3MMLH課程目標(biāo)4MMLH注：1.支撐強(qiáng)度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）。四、課程主要內(nèi)容與基本要求章節(jié)主要內(nèi)容基本要求對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1電化學(xué)體系的基本單元1課程目標(biāo)1電化學(xué)過程熱力學(xué)1課程目標(biāo)1非法拉第過程及電極/溶液界面的性能1課程目標(biāo)1法拉第過程和影響電極反應(yīng)速度的因素1課程目標(biāo)1物質(zhì)傳遞控制反應(yīng)理論1課程目標(biāo)1電化學(xué)研究方法1課程目標(biāo)12電催化原理1課程目標(biāo)1氫電極反應(yīng)的電催化2課程目標(biāo)1氧電極反應(yīng)的電催化2課程目標(biāo)1有機(jī)小分子的電催化氧化2課程目標(biāo)13一次電池4課程目標(biāo)2、3、4二次電池4課程目標(biāo)2、3、4燃料電池4課程目標(biāo)2、3、44金屬電沉積和電鍍原理4課程目標(biāo)2、3、4電鍍過程4課程目標(biāo)2、3、4金屬的陽極氧化4課程目標(biāo)2、3、4電泳涂裝技術(shù)4課程目標(biāo)2、3、45氯堿工業(yè)3課程目標(biāo)2、3、4氯酸鹽和高氯酸鹽的電合成3課程目標(biāo)2、3、4錳化合物的電解合成3課程目標(biāo)2、3、4電解法生產(chǎn)過氧化氫3課程目標(biāo)2、3、4水的電解3課程目標(biāo)2、3、46有機(jī)電合成發(fā)展方向3課程目標(biāo)2、3、4己二腈的電解合成3課程目標(biāo)2、3、4四烷基鉛、糖精、苯二酚的電解合成3課程目標(biāo)2、3、4國外有機(jī)物電解合成研究方向3課程目標(biāo)2、3、47電化學(xué)傳感器定義和原理4課程目標(biāo)2、3、4控制電位電解型氣體傳感器3課程目標(biāo)2、3、4生物電化學(xué)傳感器4課程目標(biāo)2、3、48金屬腐蝕與防護(hù)的意義4課程目標(biāo)2、3、4金屬的電化學(xué)腐蝕4課程目標(biāo)2、3、4腐蝕電池4課程目標(biāo)2、3、4電勢-pH圖及其在金屬防腐中的應(yīng)用4課程目標(biāo)2、3、4金屬的電化學(xué)防腐蝕4課程目標(biāo)2、3、4五、課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)（作業(yè)、自學(xué)、討論等任務(wù)要求）對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)第一章1.電化學(xué)體系的基本單元2.電化學(xué)過程熱力學(xué)3.非法拉第過程及電極/溶液界面的性能4.法拉第過程和影響電極反應(yīng)速度的因素5.物質(zhì)傳遞控制反應(yīng)理論6.電化學(xué)研究方法6作業(yè)：1.如何設(shè)計(jì)電化學(xué)反應(yīng)體系2.試描述雙電層的結(jié)構(gòu)。3.簡述電極反應(yīng)種類和機(jī)理。課程目標(biāo)1第二章1.電催化原理2.氫電極反應(yīng)的電催化3.氧電極反應(yīng)的電催化4.有機(jī)小分子的電催化氧化8作業(yè)：1.影響催化性能等因素；2.簡述氫氣析出的電催化機(jī)理；3.簡述氧氣的電催化還原機(jī)理課程目標(biāo)1第三章1.一次電池2.二次電池3.燃料電池6作業(yè)：1.試寫出下列電池的電極反應(yīng)、電池成流反應(yīng)以及電解液和集電器名稱：⑴堿性鋅-錳原電池⑵鋰-二氧化錳原電池⑶鋅-氧化汞電池2.試寫出下列電池的電極反應(yīng)、成流反應(yīng)以及電解液和集電器名稱：堿性鎳-鎘電池；氫鎳蓄電池；氫-氧燃料電池3.試敘述燃料電池的類型及特點(diǎn)。課程目標(biāo)2、3、4第四章1.金屬電沉積和電鍍原理2.電鍍過程3.金屬的陽極氧化4.電泳涂裝技術(shù)6作業(yè)：1.簡述金屬離子電結(jié)晶過程的一般步驟。2.試敘述電鍍過程中整平劑的作用原理。3.試說明陽極和陰極電泳涂裝的主要原理和電泳涂裝的優(yōu)點(diǎn)。課程目標(biāo)2、3、4第五章1.氯堿工業(yè)2.氯酸鹽和高氯酸鹽的電合成3.錳化合物的電解合成4.電解法生產(chǎn)過氧化氫5.水的電解4作業(yè)：1.比較氯堿工業(yè)中三種不同電解槽的優(yōu)缺點(diǎn)課程目標(biāo)2、3、4第六章1.有機(jī)電合成發(fā)展方向2.己二腈的電解合成3.四烷基鉛、糖精、苯二酚的電解合成4.國外有機(jī)物電解合成研究方向4電解合已二腈、四乙基鉛、糖精以及苯二酚所涉及的電極反應(yīng)和電解設(shè)備。課程目標(biāo)2、3、4第七章1.電化學(xué)傳感器定義和原理2.控制電位電解型氣體傳感器3.生物電化學(xué)傳感器4電化學(xué)傳感器的基本原理組成，以及幾種典型電化學(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)課程目標(biāo)2、3、4第八章1.金屬腐蝕與防護(hù)的意義2.金屬的電化學(xué)腐蝕3.腐蝕電池4.電勢-pH圖及其在金屬防腐中的應(yīng)用5.金屬的電化學(xué)防腐蝕8作業(yè)：1.Fe-H2O體系的-pH圖在金屬防護(hù)上的應(yīng)用課程目標(biāo)2、3、4六、實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)基本要求學(xué)生任務(wù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)類別1………注：1.實(shí)驗(yàn)性質(zhì)指演示性、驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性等；2.實(shí)驗(yàn)類別指必做、選做等。七、考核方式及成績評(píng)定考核內(nèi)容考核方式評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績比例過程考核含到課率、課堂討論發(fā)言、平時(shí)作業(yè)等平時(shí)成績評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)30%期末考核開卷教材70%考核類別