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1、实验化学实验化学专题专题5 5 电化学问题研究电化学问题研究课题课题2 2 电解与电镀电解与电镀 知识点一：电解的原理知识点一：电解的原理概念概念 电流通过电解质溶液在阴、阳两级引起氧化还原反应的过程。电流通过电解质溶液在阴、阳两级引起氧化还原反应的过程。电解池的构造电解池的构造 直流电源、两电极、电解质溶液或熔融电解质直流电源、两电极、电解质溶液或熔融电解质电极反应电极反应与直流电源正极相连的电极与直流电源正极相连的电极 与直流电源负极相连的电极与直流电源负极相连的电极 阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应惰性电极惰性电极: : 溶液中阴离子失电子溶液中阴离子失电子 活性
2、电极活性电极: : 阳极本身失电阳极本身失电子子阴极本身不参与电极反应阴极本身不参与电极反应 溶液中的阳离子在阴极得电子溶液中的阳离子在阴极得电子 S S2-2-II- -BrBr- -ClCl- -OHOH- -酸根离子酸根离子. .AgAg+ +CuCu2+2+HH+ +阴离子放电顺序：阴离子放电顺序：阳离子放电顺序是阳离子放电顺序是: :(1)(1)(1)(1)阴极阴极阴极阴极 : : : :氧化性越强氧化性越强氧化性越强氧化性越强, , , ,越易放电越易放电越易放电越易放电 ( ( ( (溶液中阳离子得电子溶液中阳离子得电子溶液中阳离子得电子溶液中阳离子得电子) ) ) ) -与电极
3、材料无关与电极材料无关与电极材料无关与电极材料无关. . . . 离子的放电顺序说明离子的放电顺序说明AgAgAgAg+ + + +HgHgHgHg2+2+2+2+FeFeFeFe3+3+3+3+CuCuCuCu2+2+2+2+ H H H H+ + + +PbPbPbPb2+2+2+2+SnSnSnSn2+2+2+2+FeFeFeFe2+2+2+2+ZnZnZnZn2+2+2+2+AlAlAlAl3+3+3+3+MgMgMgMg2+2+2+2+NaNaNaNa+ + + +CaCaCaCa+ + + +KKKK+ + + +活性电极活性电极活性电极活性电极S S S S 2 2 2 2- -
4、IIII - -BrBrBrBr - - ClClClCl - - OHOHOHOH - - 含氧酸根离子含氧酸根离子含氧酸根离子含氧酸根离子(2)(2)阳极阳极: :还原性越强还原性越强, ,越易放越易放 ( (阳极本身或溶液中阴离子阳极本身或溶液中阴离子失电子失电子) ) -与电极材料有关与电极材料有关. .若阳极为若阳极为活性活性电性电性, ,则阳极则阳极失电子溶解失电子溶解. .若阳极为若阳极为惰性惰性电极电极, ,则溶液中阴离子失电子则溶液中阴离子失电子. .注意注意: :离子放电顺序与电极材料离子放电顺序与电极材料离子本身的氧化性离子本身的氧化性还原性及离子浓度等因素有关还原性及离
5、子浓度等因素有关. .例：电镀时：例：电镀时： ZnZnZnZn2+2+2+2+ H H H H+ + + +一一. .电解饱和食盐水电解饱和食盐水电解饱和食盐水电解饱和食盐水实验过程实验过程取一具支形管，向管内取一具支形管，向管内加入饱和食盐水，分别在两端加入饱和食盐水，分别在两端插入铁棒和碳棒，作为阴极和插入铁棒和碳棒，作为阴极和阳极接上直流电源阳极接上直流电源（）观察实验现象。（）观察实验现象。电解分钟以后，分别检验产生的氯气（碘电解分钟以后，分别检验产生的氯气（碘化钾淀粉溶液）和氢气（收集、点燃）。化钾淀粉溶液）和氢气（收集、点燃）。实验结束后，在形中滴入几滴酚酞溶液，观察实验结束后，
6、在形中滴入几滴酚酞溶液，观察现象。现象。实验现象实验现象电解饱和食盐水电解饱和食盐水接通电源接通电源, ,阳极产生黄绿色的气体，阴阳极产生黄绿色的气体，阴极产生无色气体。极产生无色气体。将阳极产生的气体通入碘化钾淀粉溶将阳极产生的气体通入碘化钾淀粉溶液中，溶液变蓝色。液中，溶液变蓝色。将阴极产生的气体用小试管收集，移将阴极产生的气体用小试管收集，移向点燃的酒精灯，可听到向点燃的酒精灯，可听到“噗噗”一声。一声。电解结束后，可见到形管中，阳极电解结束后，可见到形管中，阳极区溶液呈浅黄绿色，向形管中滴入酚酞区溶液呈浅黄绿色，向形管中滴入酚酞试液，发现阴极区溶液呈红色。试液，发现阴极区溶液呈红色。电
7、解的应用一电解的应用一氯碱工业氯碱工业 工业上用电解饱和食盐水的方法来工业上用电解饱和食盐水的方法来制取制取NaOHClNaOHCl2 2和和H H2 2, ,并以它们为原料生产并以它们为原料生产一系列化工产品一系列化工产品, ,称为氯碱工业称为氯碱工业. .阳极阳极: 2Cl: 2Cl- - 2e- 2e- - = Cl= Cl2 2阴极阴极: 2H: 2H+ + + 2e+ 2e- - = H= H2 2总反应总反应: : 2NaCl+2H 2NaCl+2H2 2O=2NaOH+HO=2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2通电通电反应原理反应原理: :二二. .铁钉镀锌铁钉镀锌实验过程实验
8、过程2 2镀件的处理：镀件的处理：用细砂纸打磨铁钉，使铁钉粗糙的表用细砂纸打磨铁钉，使铁钉粗糙的表面变得光滑，用水洗净；把铁钉放入面变得光滑，用水洗净；把铁钉放入802mol802mol-1-1氢氢氧化钠氧化钠溶液中溶液中浸泡浸泡分钟，分钟，除去油污除去油污，用水洗净；再将，用水洗净；再将铁钉放入铁钉放入1 12 2的的稀盐酸中浸泡稀盐酸中浸泡5 51010秒，取出，洗净。秒，取出，洗净。1 1电镀液的配制：电镀液的配制：先向烧杯先向烧杯 中加入中加入50ml50ml蒸馏水，再加入蒸馏水，再加入 3.5gZnCl3.5gZnCl2 2，12.5gKCl12.5gKCl，1.5g 1.5g 硼酸
9、，搅拌使之溶解，调节硼酸，搅拌使之溶解，调节 溶液的溶液的pHpH为为。3 3电镀操作：用烧杯作电镀槽，加入电镀液，用锌片电镀操作：用烧杯作电镀槽，加入电镀液，用锌片作阳极铁钉作阴极，接通伏的直流电源，电镀作阳极铁钉作阴极，接通伏的直流电源，电镀分钟，后观察现象。分钟，后观察现象。阳极阳极 阴极阴极电镀电镀: : 利用电解原理在某些金属表面镀上一层利用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的过程其他金属或合金的过程. .阳极阳极: : 镀层金属镀层金属阴极阴极: : 待镀金属待镀金属电解液电解液: : 含镀层金属离子的电解质溶液含镀层金属离子的电解质溶液电解的应用二电解的应用二 电镀电镀
10、电解的应用三电解的应用三 粗铜精练粗铜精练阳极阳极: :粗铜粗铜( (含少量含少量ZnFeNiAgAuZnFeNiAgAu等等) )阴极阴极: :纯铜纯铜电解液电解液: : CuSOCuSO4 4溶液溶液( (加入一定量的硫酸加入一定量的硫酸) )Cu - 2eCu - 2e- - = Cu= Cu2+2+Zn - 2eZn - 2e- - = Zn= Zn2+2+Fe - 2eFe - 2e- - = Fe= Fe2+2+Ni - 2eNi - 2e- - = Ni= Ni2+2+(AuAg(AuAg沉积下来沉积下来, ,形成阳极泥形成阳极泥) )阴极阴极: :CuCu2+ 2+ + 2e+ 2e- - = Cu= CuCuSOCuSO4 4溶液浓度基本保持不变溶液浓度基本保持不变-因阳极上铜因阳极上铜溶解的速率与阴极上铜沉积的速率相同溶解的速率与阴极上铜沉积的速率相同. .阳极阳极: :
