1-3 电解与电镀 同步作业 《化学（加工制造类）》同步教学 高教版

1-3 电解与电镀 同步作业 《化学（加工制造类）》同步教学 高教版 一、选择题（每题2分，共10题，满分20分） 1. 下列关于电解的说法，正确的是（ ） A. 电解过程是自发进行的氧化还原反应 B. 电解需要外接电源提供电能 C. 电解过程中电能转化为化学能 D. 任何物质都能通过电解发生分解反应 2. 下列关于电解池构成条件的说法，错误的是（ ） A. 必须有外接电源 B. 必须有两个电极 C. 必须有电解质溶液或熔融电解质 D. 两个电极必须都是金属材料 3. 在加工制造领域，电解技术的典型应用是（ ） A. 金属材料的切割 B. 钢铁零件的防锈 C. 粗铜的精炼 D. 塑料产品的成型 4. 关于电镀的说法，错误的是（ ） A. 电镀属于电解的应用范畴 B. 电镀时待镀金属作阴极 C. 电镀的目的是增强金属的耐腐蚀性或改善外观 D. 电镀过程中镀层金属离子在阳极发生还原反应 5. 电解精炼铜时，下列说法正确的是（ ） A. 粗铜作阴极 B. 纯铜作阳极 C. 电解质溶液为硫酸铜溶液 D. 精炼过程中杂质不发生反应 6. 下列因素中，会影响电镀层质量的是（ ） A. 电流强度 B. 电镀液温度 C. 电镀时间 D. 以上都是 7. 关于电解过程中电极反应的说法，正确的是（ ） A. 阴极发生氧化反应 B. 阳极发生还原反应 C. 阳离子向阴极移动并在阴极得电子 D. 阴离子向阴极移动并在阴极失电子 8. 下列电镀工艺中，常用于机械零部件防护的是（ ） A. 镀锌 B. 镀银 C. 镀金 D. 镀铜 9. 关于电解与电镀的区别，说法正确的是（ ） A. 电解需要外接电源，电镀不需要 B. 电解的目的是分解物质，电镀的目的是沉积镀层 C. 电解只有氧化反应，电镀只有还原反应 D. 电解的电极都是惰性电极，电镀的电极都是活性电极 10. 下列关于电解与电镀安全操作的说法，错误的是（ ） A. 操作时需佩戴绝缘手套，避免触电 B. 电镀液多为腐蚀性溶液，需避免接触皮肤 C. 电解产生的气体可直接排放到空气中 D. 设备运行时需定期检查电路连接是否牢固 二、填空题（每空1分，共5题，满分20分） 1. 电解是指__________的过程，电解池是__________的装置；电解过程中，__________能转化为__________能。 2. 电解池中的两个电极分别称为__________和__________；__________发生氧化反应，__________发生还原反应；阳离子向__________移动，阴离子向__________移动。 3. 电镀是指__________的过程，其核心原理是__________；电镀时，__________作阴极，__________作阳极，__________作电镀液。 4. 加工制造领域中，电解技术的主要应用有__________、__________、__________（写出三种）；电镀技术的主要应用有__________、__________、__________（写出三种）。 5. 影响电镀层质量的主要因素有__________、__________、__________、__________（写出四种）；为获得均匀致密的镀层，需严格控制这些因素。 三、判断题（每题2分，共5题，满分10分） 1. 电解过程必须在电解质溶液中进行，熔融电解质不能发生电解。（ ） 2. 电镀时，镀层金属必须作阳极。（ ） 3. 电解精炼铜的过程中，溶液中铜离子的浓度保持不变。（ ） 4. 电镀后的金属零部件，其耐腐蚀性和耐磨性会显著提高。（ ） 5. 电解过程中，外接电源的正极连接电解池的阴极。（ ） 四、命名题（每题5分，共4题，满分20分） 1. 命名电解池的两个电极，说明每个电极的反应类型及离子移动方向 2. 写出三种加工制造中常见的电解应用，说明每种应用的原理及目的 3. 命名三种常用的电镀镀层金属，说明每种镀层的应用场景及作用 4. 命名四种影响电镀层质量的因素，说明每种因素对镀层质量的具体影响 五、简答题（每题10分，共2题，满分20分） 1. 简述电解的基本原理和电解池的构成条件，结合加工制造领域实际，说明电解技术的应用价值。 2. 简述电镀的基本原理和操作要点，分析电镀技术在机械制造中的重要作用。 六、综合题（每题10分，共2题，满分20分） 1. 某机械加工厂计划对一批碳钢零部件进行镀锌处理，设计电镀方案如下： ① 对碳钢零部件进行脱脂、除锈预处理； ② 以锌板为阳极，碳钢零部件为阴极，硫酸锌溶液为电镀液； ③ 连接外接电源，调节合适的电流强度和电镀温度，电镀一段时间后取出零部件，清洗干燥。 请回答： ① 该电镀方案的核心原理是什么？ ② 步骤①中对零部件进行预处理的目的是什么？若预处理不彻底，会对镀层质量产生什么影响？ ③ 若电镀过程中电流强度过大，会出现哪些问题？请说明原因。 2. 结合电解精炼铜的工业实际，分析以下问题： （1）电解精炼铜时，为什么选择粗铜作阳极、纯铜作阴极？ （2）电解精炼过程中，溶液中的杂质离子（如铁离子、锌离子）为什么不会在阴极析出？ （3）某精炼厂生产中发现铜镀层纯度不达标，可能的原因有哪些？请提出相应的解决措施。 参考答案 一、选择题（每题2分，共20分） 1. C 2. D 3. C 4. D 5. C 6. D 7. C 8. A 9. B 10. C 二、填空题（每空1分，共20分） 1. 在外加电源作用下使电解质发生氧化还原反应；将电能转化为化学能；电；化学 2. 阳极；阴极；阳极；阴极；阴极；阳极 3. 利用电解原理在金属表面沉积一层其他金属或合金；电解；待镀金属；镀层金属；含有镀层金属离子的溶液 4. 电解精炼铜；电解切割；电解抛光；镀锌防护；镀镍耐磨；镀铬装饰 5. 电流强度；电镀液浓度；电镀温度；电镀时间（合理即可） 三、判断题（每题2分，共10分） 1. × 2. √ 3. × 4. √ 5. × 四、命名题（每题5分，共20分） 1. （1）阳极：反应类型为氧化反应，阴离子向阳极移动并在阳极失去电子；（2）阴极：反应类型为还原反应，阳离子向阴极移动并在阴极得到电子（5分，每种2-3分，合理即可） 2. （1）电解精炼铜：原理是利用电解使粗铜中的杂质与铜分离，目的是获得高纯度的铜；（2）电解切割：原理是利用电解过程中产生的氧化作用溶解金属，目的是对金属材料进行精准切割；（3）电解抛光：原理是利用电解使金属表面变得平整光滑，目的是改善金属表面质量（5分，每种2-3分，合理即可） 3. （1）锌：应用场景为机械零部件、汽车配件，作用是增强耐腐蚀性；（2）镍：应用场景为精密仪器、模具，作用是提高耐磨性和耐腐蚀性；（3）铬：应用场景为医疗器械、装饰件，作用是增强硬度、耐磨性和装饰性（5分，每种2-3分，合理即可） 4. （1）电流强度：过大易导致镀层粗糙、脱落，过小会使镀层变薄、不均匀；（2）电镀液浓度：过高易产生结晶颗粒，过低会使镀层生长缓慢；（3）电镀温度：过高会加快副反应，过低会降低反应速率，均影响镀层致密性；（4）电镀时间：过短镀层厚度不足，过长会使镀层厚度不均、成本增加（5分，每种2-3分，合理即可） 五、简答题（每题10分，共20分） 1. 基本原理：在外加电源作用下，电解质（溶液或熔融态）发生氧化还原反应，阳离子在阴极得电子被还原，阴离子在阳极失电子被氧化，实现电能向化学能的转化（4分）。构成条件：① 有外接电源；② 有两个电极（阳极、阴极）；③ 有电解质溶液或熔融电解质；④ 形成闭合回路（3分）。应用价值：① 金属精炼：如电解精炼铜，获得高纯度金属用于精密制造；② 金属加工：如电解切割、电解抛光，实现金属材料的精准加工和表面优化；③ 废物处理：如电解处理工业废水，净化环境（3分，合理即可）。 2. 基本原理：利用电解原理，在待镀金属表面沉积一层均匀、致密的其他金属或合金，镀层金属离子在阴极得电子被还原沉积（4分）。操作要点：① 预处理：对被镀件进行脱脂、除锈，保证表面洁净；② 电极连接：待镀件作阴极，镀层金属作阳极；③ 电镀液选择：含有镀层金属离子的溶液；④ 参数控制：调节合适的电流强度、温度和电镀时间（3分）。重要作用：① 防护作用：增强金属零部件的耐腐蚀性、耐磨性，延长使用寿命；② 装饰作用：改善金属表面外观，如镀铬件的光亮效果；③ 功能优化：赋予金属特殊性能，如导电、导热、耐高温等，满足精密机械的使用要求（3分，合理即可）。 六、综合题（每题10分，共20分） 1. ① 核心原理：利用电解作用，硫酸锌溶液中的锌离子在阴极（碳钢零部件表面）得电子被还原，沉积形成锌镀层；阳极的锌板失电子被氧化为锌离子，补充电镀液中锌离子的浓度（3分）。② 预处理目的：去除零部件表面的油污和铁锈，保证表面洁净、平整，使镀层能与基体金属牢固结合（2分）；影响：若预处理不彻底，镀层会出现附着不牢、脱落、起泡等问题，无法起到有效的防护作用（2分）。③ 问题：镀层粗糙、不均匀，甚至出现烧焦现象（1分）；原因：电流强度过大，会加快锌离子的还原速率，导致镀层生长过快，无法形成致密均匀的结构，同时可能引发副反应，使镀层质量下降（2分，合理即可）。 2. （1）原因：粗铜作阳极，阳极发生氧化反应，铜和杂质（如铁、锌）依次失电子进入溶液；纯铜作阴极，溶液中铜离子得电子在阴极沉积，从而实现粗铜中铜与杂质的分离，获得高纯度纯铜（3分）。（2）原因：金属的活泼性不同，铁、锌的活泼性比铜强，其离子在溶液中得电子的能力比铜离子弱，在电解过程中铜离子优先在阴极析出，铁离子、锌离子仍留在溶液中，不会在阴极析出（3分）。（3）可能原因：① 粗铜中杂质含量过高；② 电解电流强度不稳定；③ 电解质溶液浓度不当；④ 电极间距不合理（2分）。解决措施：① 控制粗铜原料的纯度；② 稳定外接电源的电流输出；③ 定期检测并调整电解质溶液浓度；④ 合理调整阴阳两极的间距（2分，合理即可）。 学科网（北京）股份有限公司 $