内容正文:
实验活动4 简单的电镀实验(教师用书独具)
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,电极反应式:Cu2++2e-===Cu;
Cu作阳极,电极反应式:Cu-2e-===Cu2+。
实验步骤
1.用砂纸把铁制镀件打磨干净, 放入1 mol·L-1 NaOH溶液中除去油污, 然后用蒸馏水洗净。再放入20%盐酸中除锈, 几分钟后取出, 并用蒸馏水洗净。
2.把铁制镀件与2~3 V的直流电源的负极相连, 铜片与直流电源的正极相连(如图)。将两极平行浸入电镀液中, 两极间距5 cm, 5~10 min后取出, 观察镀件表面发生的变化。
问题和讨论
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,铜片上析出铜单质。
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。
1.有关电镀铜的实验,下列说法正确的是( )
A.电镀铜电解质溶液的浓度不断减小
B.向硫酸铜溶液中加入氨水制成铜氨溶液,可使镀层光亮
C.阳极材料一般选择石墨等惰性材料
D.电镀使用的电压越大,反应速率越快,效率越高
答案 B
解析 A项,电镀铜阳极产生铜离子,阴极铜离子生成铜,电解质溶液中的铜离子浓度几乎不变;C项,阳极材料一般选铜;D项,电压越大,速率越快,但生成的镀层不均匀。
2.如图所示,甲、乙为相互串联的两个电解池。
回答下列问题:
(1)甲池若为电解精炼铜的装置,则A极为 (填“阴”或“阳”)极,电极材料是 ,电极反应式为 ,电解质溶液可以是 。
(2)乙池中铁电极的电极反应式为 。
(3)若将乙池中的石墨电极改为银电极,则乙池为 装置,电解一段时间后,AgNO3的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。
答案 (1)阴 纯铜 Cu2++2e-===Cu CuSO4溶液(答案合理即可) (2)Ag++e-===Ag (3)电镀 不变
解析 (1)由题图可知,甲池中A极为阴极,B极为阳极,在电解精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,故A为纯铜,电极反应式为Cu2++2e-===Cu;电解质溶液应为含有Cu2+的可溶性盐溶液,如CuSO4溶液。(2)由题图可知,乙池中铁作阴极,石墨作阳极,故铁电极的电极反应式为Ag++e-===Ag。(3)若将乙池中的石墨电极改为银电极,则乙池为电镀装置,且电镀过程中AgNO3的浓度不变。
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