内容正文:
第 四 章
化学反应与电能
化学·选择性必修1
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实验活动4 简单的电镀实验
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【实验目的】
1.认识电解原理及其在工业生产中的应用。
2.了解电镀的原理。
【实验用品】
烧杯、砂纸、导线、2~3 V的直流电源、电流表。
铁制镀件、铜片、电镀液(以CuSO4溶液为主配制)、1 mol·L-1 NaOH溶液、20%盐酸、蒸馏水。
【实验原理】
Fe作阴极:Cu2++2e-===Cu;
Cu作阳极:Cu-2e-===Cu2+。
【注意事项】
1. 镀件的清洗:为了使电镀效果较好,电镀时镀件要保持洁净,最好使用新铁钉,如使用其他铁制品,应预先把镀件打磨光亮,经水洗、碱洗、酸洗、水洗,洗净后应立即进行电镀。镀件清洗过程中经过两次水洗,第一次水洗是除去铁制品表层的尘污,第二次水洗是除去 ,碱洗是将镀件放入1 mol·L-1 NaOH溶液中除去 ,酸洗是将镀件放入20%盐酸中,几分钟后取出,目的是 。
【知识拓展】 碱性条件下,油污发生水解,可以适当加热,增强烧碱去除油污的效果。
残留的酸液
油污
中和黏附的碱液
2.电镀液的配制:向1 mol/L CuSO4溶液中边搅拌边滴加浓氨水,至溶液全部变为深蓝色的铜氨溶液,此时放入洗净的新铁钉,几秒钟后取出,没有铜析出,表明所配溶液中溶质的浓度适宜。其中发生反应的离子方程式为① ;②Cu(OH)2+4NH3===
[Cu(NH3)4]2+(深蓝色)+2OH-。
在室温下,用上述铜氨溶液作电镀液,控制平均电流,温度为20~30 ℃,通电10 s。通电时可用玻璃棒轻轻搅拌,在铁钉表面可看到 。
【知识拓展】 电镀时,CuSO4溶液中滴加浓氨水至溶液全部变为深蓝色的铜氨溶液、控制平均电流、温度为20~30 ℃,目的是降低Cu2+浓度,控制反应速率使镀层致密、光亮、美观。
Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH eq \o\al(+,4)
光亮的紫红色
【实验记录及分析】
按照图示实验装置,完成实验并填写表格:
实验操作
实验现象
电极反应
把铁制镀件与直流电源的负极相连,铜片与直流电源的正极相连。将两极平行浸入电镀液中,两极间距5 cm,接通电源5~10 min后取出
阴极: 阳极:
铜片溶解,铁制
镀件表面出现
光亮的紫红色
Cu2++2e-===Cu
Cu-2e-===Cu2+
【问题与讨论】
1.电镀前,如果将铜片与直流电源的负极相连,铁制镀件与直流电源的正极相连,通电后观察到的现象是什么?阴极和阳极发生的反应分别
是什么?
提示:铁制镀件溶解,铜片上析出紫红色固体。
阴极:Cu2++2e-===Cu;
阳极:Fe-2e-===Fe2+。
2.查阅资料,了解工业生产中电镀质量的影响因素。
提示:受电镀液的浓度、纯净度,镀件的表面处理工艺,电压的选择,电流的稳定性等多方面影响。
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