《粗铜精炼实验探究》(省级创新实验大赛作品)
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2.组装电解电路,接通电源。 3.将电压调节至1V，观察现象，并用氢气传感器测量氢 气在一定时间内的析出量。
实验现象及分析
Experimental phenomena and analysis
现象：阴极表面产生了气泡，用氢气传感器检测出气体是氢气。
实验结论
离子的放电顺序会随着电压，离子浓度、电流 密度等条件的改变而发生变化，所以放电顺序 并不能一概而论。
实
验
探
究
粗铜精炼实验探究
提出问题
problem
大多数老师认为在以Cu做电极电解 CuSO4溶液的实验中，铜离子是优先于 氢离子放电的，所以阴极只析出Cu不析 出氢气，但事实真的是这样的吗？
实验仪器、药品和装置
Apparatus, medicine and apparatus for the experiment
该书有一章节概述了粗铜精炼 过程可能出现的各种情况，书 中特意提到，即使严格按照工 业要求的浓度与电压等条件， 电解过程中铜离子浓度也是增 大的。观点也与前面的资料是 一致的。
实验结论
Experimental evaluation
1
放电顺序会根据电压、离子浓度、 电流密度等条件的改变而改变。 粗铜电解精炼过程中铜离子浓度 并不是减小的，反而是增大的。
试剂
粗铜片，纯铜片，CuSO4.5H2O，浓硫酸
仪器及用品
分析天平，滤纸，玻璃棒，药匙，烧 杯，量筒，橡胶塞，三颈烧瓶，氢气传感 器，学生电源，滑动变阻器，导线若干， 电压表，剪刀，砂纸。
实验装置
工业上粗铜电解精炼的技术条件 及技术经济指标的选择 第一组实验步骤
1.通过查阅资料，准确配制0.7mol/L的硫酸铜溶液。 （其中准备17.6gCuSO4.5H2O，10.9mL浓硫酸）
铜离子浓度增大的原因
（1）工业粗铜电解精 炼阳极所用的粗铜纯 度99.0%~99.8%，杂 质含量并不高。 （2）工业上粗铜电解 精炼过程虽然通过控 制电压至0.3V抑制氢 气的析出，但是实际 上电极上发生的副反 应是非常复杂的。
在直流电的作用下，阳 极的铜单质会氧化成 Cu2+及Cu+，Cu+会发 生歧化反应而部分转化 为Cu2+；并且在阴极 Cu2+发生还原反应时， 并没有全部生成铜单质 ，有部分被还原成了 Cu+，而Cu+又会被氧 化成为Cu2+，另外，随 着电解的进行，水分也 会不断蒸发。所以铜离 子浓度最终是增大的。
第二组实验步骤
1.准确配置0.08mol/L的硫酸铜溶液。 2.组装电解电路,接通电源。 3.调解电压至4V，观察阴极现象。
实验现象及分析
Experimental phenomena and analysis
现象： 对于没有硫酸酸化的硫酸铜溶液，在4V时，也可
以看到有氢气析出。
冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂 等微量杂质俗称粗铜。工业上通常通过电解法除去这些杂 质制得精铜以提高铜的使用价值，扩大铜的应用范围。请 完成下列问题： (1)一般来说，电解精炼铜的初始电解质溶液里的阳离子是 _____ຫໍສະໝຸດ Baidu____;写出铜的电解精炼过程中的阴极反应方程式 ___________________。 (2)如果转移0.020 mol e-，下列说法中正确的是_____。 ①阴极质量增加0.64 g ②阳极质量减少0.64 g ③电解质溶液的质量保持不变 (3)电解结束后溶液中Cu2+的浓度______（填“增大”，“减 小”或“不变”）
谢
谢 观 赏
实验现象及分析
Experimental phenomena and analysis
现象：阴极表面产生了气泡，用氢气传感器检测出气体是氢气。
实验结论
离子的放电顺序会随着电压，离子浓度、电流 密度等条件的改变而发生变化，所以放电顺序 并不能一概而论。
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粗铜精炼实验探究
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大多数老师认为在以Cu做电极电解 CuSO4溶液的实验中，铜离子是优先于 氢离子放电的，所以阴极只析出Cu不析 出氢气，但事实真的是这样的吗？
实验仪器、药品和装置
Apparatus, medicine and apparatus for the experiment
该书有一章节概述了粗铜精炼 过程可能出现的各种情况，书 中特意提到，即使严格按照工 业要求的浓度与电压等条件， 电解过程中铜离子浓度也是增 大的。观点也与前面的资料是 一致的。
实验结论
Experimental evaluation
1
放电顺序会根据电压、离子浓度、 电流密度等条件的改变而改变。 粗铜电解精炼过程中铜离子浓度 并不是减小的，反而是增大的。
试剂
粗铜片，纯铜片，CuSO4.5H2O，浓硫酸
仪器及用品
分析天平，滤纸，玻璃棒，药匙，烧 杯，量筒，橡胶塞，三颈烧瓶，氢气传感 器，学生电源，滑动变阻器，导线若干， 电压表，剪刀，砂纸。
实验装置
工业上粗铜电解精炼的技术条件 及技术经济指标的选择 第一组实验步骤
1.通过查阅资料，准确配制0.7mol/L的硫酸铜溶液。 （其中准备17.6gCuSO4.5H2O，10.9mL浓硫酸）
铜离子浓度增大的原因
（1）工业粗铜电解精 炼阳极所用的粗铜纯 度99.0%~99.8%，杂 质含量并不高。 （2）工业上粗铜电解 精炼过程虽然通过控 制电压至0.3V抑制氢 气的析出，但是实际 上电极上发生的副反 应是非常复杂的。
在直流电的作用下，阳 极的铜单质会氧化成 Cu2+及Cu+，Cu+会发 生歧化反应而部分转化 为Cu2+；并且在阴极 Cu2+发生还原反应时， 并没有全部生成铜单质 ，有部分被还原成了 Cu+，而Cu+又会被氧 化成为Cu2+，另外，随 着电解的进行，水分也 会不断蒸发。所以铜离 子浓度最终是增大的。
第二组实验步骤
1.准确配置0.08mol/L的硫酸铜溶液。 2.组装电解电路,接通电源。 3.调解电压至4V，观察阴极现象。
实验现象及分析
Experimental phenomena and analysis
现象： 对于没有硫酸酸化的硫酸铜溶液，在4V时，也可
以看到有氢气析出。
冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂 等微量杂质俗称粗铜。工业上通常通过电解法除去这些杂 质制得精铜以提高铜的使用价值，扩大铜的应用范围。请 完成下列问题： (1)一般来说，电解精炼铜的初始电解质溶液里的阳离子是 _____ຫໍສະໝຸດ Baidu____;写出铜的电解精炼过程中的阴极反应方程式 ___________________。 (2)如果转移0.020 mol e-，下列说法中正确的是_____。 ①阴极质量增加0.64 g ②阳极质量减少0.64 g ③电解质溶液的质量保持不变 (3)电解结束后溶液中Cu2+的浓度______（填“增大”，“减 小”或“不变”）
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