1-3 电解与电镀 同步作业《化学（加工制造类）》高教版 同步教学

1-3 电解与电镀 同步作业 《化学（加工制造类）》高教版 同步教学 一、选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个正确答案） 1.下列关于电解池构成条件的说法，正确的是（ ） A. 仅需电源和电极 B. 必须有电解质溶液和闭合回路 C. 电极只能是金属材料 D. 无需外接电源即可工作 2.汽车零件电镀铬时，待镀的汽车零件应连接电源的（ ） A. 正极 B. 负极 C. 既可接正极也可接负极 D. 与电源无关 3.下列物质中，可作为电镀铜时电解质溶液的是（ ） A. 氯化钠溶液 B. 硫酸铜溶液 C. 蔗糖溶液 D. 蒸馏水 4.电解精炼铜过程中，粗铜应作为电解池的（ ） A. 阴极 B. 阳极 C. 电解质 D. 闭合回路的导线 5.下列关于电镀工艺的说法，错误的是（ ） A. 电镀可提高金属零件的耐腐蚀性 B. 电镀时镀层金属离子在镀件表面析出 C. 电镀后电镀液的浓度会大幅降低 D. 电镀需控制合适的电流强度 6.工业上电解熔融氯化钠制取金属钠时，主要利用了电解的（ ） A. 电镀作用 B. 氧化还原作用 C. 净化作用 D. 催化作用 7.下列因素中，会影响电镀层质量的是（ ） A. 电镀液的温度 B. 车间的湿度 C. 电极的颜色 D. 零件的包装方式 8.下列关于电解与电镀的区别，正确的是（ ） A. 电解需要电源，电镀无需电源 B. 电镀的实质是一种特殊的电解 C. 电解仅用于制取金属，电镀仅用于装饰 D. 电解中电解质不参与反应，电镀中参与 9.电子元件镀锡以防止氧化，镀锡过程中锡离子发生的变化是（ ） A. 在阳极析出 B. 在阴极析出 C. 在溶液中不移动 D. 转化为锡的化合物 10.下列关于电解在加工制造中应用的说法，错误的是（ ） A. 电解可用于金属精炼 B. 电镀可改善零件的外观和性能 C. 电解废水处理可回收重金属 D. 电解过程中电能不会转化为化学能 二、填空题（本大题共5小题，每空1分，共15分） 1.电解池由________、________、________和________四部分构成；其中________提供电能，________是发生氧化反应和还原反应的场所。 2.电镀的核心原理是________，电镀时________作阴极，________作阳极，________提供镀层金属离子；如镀铜时，镀件作________，铜片作________，电解质溶液为________。 3.电解在加工制造中的主要应用包括________、________、________和________；如电解精炼铜可提高铜的纯度，电镀可保护金属零件。 4.影响电镀层质量的关键因素有________、________、________和________；如电流强度过大易导致镀层粗糙，温度过低会使镀层结合力差。 5.电解过程中的安全注意事项有________、________和________；如操作时佩戴绝缘手套，避免电解质溶液接触皮肤，电解槽接地防止漏电。 三、判断题（本大题共5小题，每小题2分，共10分。正确的打“√”，错误的打“×”） 1.电解池工作时，电子从电源负极经电解质溶液流向正极。（ ） 2.电镀过程中，镀层金属离子在阴极得到电子析出金属。（ ） 3.电解精炼铜时，纯铜在阳极发生氧化反应溶解。（ ） 4.合适的电镀液浓度是保证镀层均匀致密的重要条件。（ ） 5.电解和电镀的实质都是利用氧化还原反应实现能量或物质的转化。（ ） 四、命名题（本大题共4小题，每小题3分，共12分。根据要求完成命名或判断） 1.根据定义与构成命名：“由电源、电极、电解质溶液和闭合回路组成，将电能转化为化学能的装置”是________。 2.根据原理与用途命名：“利用电解原理在金属表面镀上一层其他金属或合金，以提高耐腐蚀性和装饰性的工艺”是________。 3.判断下列描述是否正确：“电解精炼铜——粗铜作阴极，纯铜作阳极，电解质为硫酸铜溶液，可得到高纯度铜”（ ）；若错误，请说明理由并改正：________。 4.根据电极作用命名：“电镀时连接电源负极，待镀金属零件所在的电极，镀层金属离子在此析出”的电极是________。 五、简答题（本大题共2小题，每小题8分，共16分） 1.结合加工制造类专业实际，简述电解与电镀在三个工业场景（如汽车零件镀铬、电解精炼铜、电解处理电镀废水）中的应用，分别说明应用的核心原理、核心作用及选择该应用方式的原因。 2.某电镀车间在生产中出现以下问题：① 镀镍零件的镀层易脱落，结合力差；② 电解精炼铜时产品纯度达不到要求；③ 电镀液使用一段时间后出现浑浊。分析每个问题与电解/电镀特性的关系，说明原因，并提出改进措施。 六、推断题（本大题共2小题，每小题8.5分，共17分） 1.某电解与电镀相关的工艺中，涉及三种核心物质/装置A、B、C，特征如下：① 物质A：蓝色溶液，含+2价金属离子，可作为电镀液，镀层金属呈紫红色，常用于电子零件装饰；② 装置B：将粗金属制品放入其中作某一电极，通电后粗金属溶解，纯金属在另一电极析出，用于提高金属纯度；③ 物质C：电镀时连接电源正极，自身溶解并补充电镀液中的金属离子，材质与镀层金属相同。 请回答：（1）推断A、B、C的名称及类别（电解质溶液/电解装置/电极）；（2）说明推断A、B、C的依据（结合电解与电镀特性）；（3）写出物质A用于电镀时的关键操作及注意事项。 2.某加工车间需对一批铁制零件进行电镀处理，要求：① 镀层均匀致密，提高零件耐腐蚀性；② 镀层金属成本低，来源广泛；③ 电镀过程易控制，适合批量生产。现有三种候选镀层金属及方案：A. 金（成本高，稳定性好）；B. 锌（成本低，耐腐蚀性好）；C. 铜（成本适中，易氧化）。 请回答：（1）选择最适合的方案并说明理由，排除另外两种方案的依据；（2）简述该方案的电镀操作要点；（3）若电镀时电流强度突然增大，分析对镀层质量的影响及应急处理措施。 参考答案 一、选择题 1. B 2. B 3. B 4. B 5. C 6. B 7. A 8. B 9. B 10. D 二、填空题 1. 外接电源；电极；电解质溶液；闭合回路；外接电源；电极 2. 电解原理；待镀零件；镀层金属；电镀液；阴极；阳极；硫酸铜溶液 3. 金属精炼；零件电镀；废水处理；金属冶炼；电解精炼铜 4. 电流强度；电镀液浓度；温度；pH值；电流强度 5. 绝缘防护；防止漏电；避免溶液接触皮肤 6. 外接电源；电极；电解质溶液；闭合回路；外接电源；电极 注：原填空题第1题与第6题重复，修正后第1题答案为“外接电源；电极；电解质溶液；闭合回路；外接电源；电极”，第2题至第5题答案依次为上述内容，删除重复的第6题相关内容，确保填空题总空数为15空，修正后完整填空题答案如下： 1. 外接电源；电极；电解质溶液；闭合回路；外接电源；电极 2. 电解原理；待镀零件；镀层金属；电镀液；阴极；阳极；硫酸铜溶液 3. 金属精炼；零件电镀；废水处理；金属冶炼 4. 电流强度；电镀液浓度；温度；pH值 5. 绝缘防护；防止漏电；避免溶液接触皮肤 三、判断题 1. × 2. √ 3. × 4. √ 5. √ 四、命名题 1. 电解池 2. 电镀 3. ×；理由：电解精炼铜时粗铜应作阳极，纯铜作阴极；改正：电解精炼铜——粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质为硫酸铜溶液，可得到高纯度铜 4. 阴极 五、简答题 1. （1）汽车零件镀铬：核心原理——电镀原理，铬离子在零件（阴极）析出；核心作用：提高零件耐磨损和耐腐蚀性，美化外观；原因：铬硬度高、耐腐蚀，电镀可使铬均匀附着在零件表面，延长零件使用寿命，符合汽车零件的性能要求。（2）电解精炼铜：核心原理——电解原理，粗铜在阳极溶解，铜离子在阴极析出；核心作用：将粗铜提纯为高纯度铜（99.95%以上）；原因：高纯度铜可用于电子元件和电线制造，电解精炼能有效去除粗铜中的杂质，且操作稳定、适合工业化生产。（3）电解处理电镀废水：核心原理——电解的氧化还原作用，重金属离子在阴极析出；核心作用：去除废水中的重金属离子，净化废水；原因：电镀废水含大量重金属，电解法可回收重金属资源，降低污染，符合环保和资源回收要求。 2. （1）镀层脱落：关系——电镀时镀层与基体结合力差；原因：零件预处理不彻底（表面有油污、锈迹），或电镀液温度过低、电流强度过小；措施：加强零件预处理（除油、除锈、活化），将电镀液温度控制在40-60℃，适当增大电流强度，确保镀层与基体紧密结合。（2）铜纯度不足：关系——电解精炼时杂质去除不彻底；原因：粗铜中杂质含量过高，或电解时电流密度不当，杂质随铜一起析出；措施：控制粗铜进料纯度，调节电流密度至适宜范围，定期清理电解槽中的阳极泥，避免杂质积累。（3）电镀液浑浊：关系——电镀液成分不稳定或有杂质；原因：电镀液pH值失控导致金属离子水解，或零件带入的杂质污染溶液；措施：定期检测并调节电镀液pH值，加入掩蔽剂防止金属离子水解，过滤电镀液去除固体杂质，补充新鲜电镀液。 六、推断题 1. （1）A：硫酸铜溶液（电解质溶液）；B：电解精炼装置（电解装置）；C：镀层金属电极（阳极）。（2）A：蓝色溶液、含+2价金属离子、用于电镀且镀层紫红色，符合硫酸铜溶液的特征；B：实现粗金属提纯，符合电解精炼装置的功能；C：连接电源正极、补充镀层离子，符合镀层金属阳极的作用。（3）关键操作：先预处理待镀零件（除油、除锈），将零件作阴极、铜片作阳极，放入硫酸铜溶液中，控制电流强度和温度；注意事项：电镀液浓度需稳定，定期搅拌溶液，避免局部浓度过低导致镀层粗糙。 2. （1）适合的方案：B（锌）；理由：锌成本低、来源广泛，镀层耐腐蚀性好，电镀工艺成熟易控制，适合批量生产；排除依据：A（金）成本过高，不符合批量生产需求；C（铜）镀层易氧化，无法长期保证零件耐腐蚀性。（2）操作要点：将铁制零件作阴极、锌片作阳极，电解质溶液为硫酸锌溶液，控制电流强度为1-2A/dm²，温度30-50℃，电镀前彻底清理零件表面油污和锈迹。（3）影响：电流强度过大导致镀层沉积过快，出现粗糙、疏松甚至脱落；应急措施：立即降低电源输出电流至适宜范围，若镀层已出现问题，需退镀后重新预处理并电镀。 学科网（北京）股份有限公司 $