电解与电镀
高中化学《电解和电镀》教案

高中化学教案和电镀教案第一课时教学目标知识技能:使学生掌握电解的原理,能够准确判断电解池的阴、阳极;正确书写两极所发生的反应及电解的总化学方程式;会判断两极所发生的是氧化反应,还是还原反应;掌握惰性材料做电极时,离子的放电顺序。
能力培养:通过看书,培养学生的自学能力;通过分组实验,使学生亲自实践感悟求知过程,培养观察能力、动手实验能力,以及分析问题、解决问题的能力;通过一些设问及质疑,培养学生的思维能力,概括总结的能力,以及形成规律性认识的能力。
科学思想:从实验现象分析得出宏观现象和微观本质的关系,使学生领悟到感性认识到理性认识的过程。
科学品质:通过分组动手实验,并准确记录实验现象的过程,调动学生学习的积极性,提高学习兴趣,培养学生求实的精神及团结合作精神。
科学方法:观察实验现象,记录实验现象,分析实验过程,结合电极上的氧化还原反应,得出电解的概念,通过分析过程,使学生领悟到科学的正确的分析问题的方法。
重点、难点电解的基本原理;离子放电顺序。
学习分析问题的方法,从而提高解决问题的能力。
教学过程设计教师活动学生活动设计意图【复习提问】上节课我们学习了原电池的有关知识,请大家回忆,构成原电池的条件是什么?【总结】构成原电池的条件:1.活泼性不同的两个电极;思考,回答。
观察现象:1.电流表的指针发生偏移;复习巩固原电池的组成条件和电极反应及原电池的两极判断方法。
2.电解质溶液;3.形成闭合电路;4.自发氧化还原反应。
【投影显示】如下图所示。
要求:观察实验现象,并回答在两极发生了什么反应?教师活动学生活动设计意图观察要点:①电流表指针的变化。
②碳棒上有什么变化?2.碳棒上有红色物质生成。
写出电极反应:铁为负极,碳棒为正极。
Fe:Fe-2e=Fe2+ 氧化反应C:Cu2++2e=Cu还原反应总反应方程式:Fe+Cu2+=Fe2++Cu 为电解CuCl2溶液的实验做对照。
【设疑】设计三个实验【投影显示】1.将两根碳棒分别插入装有CuCl2溶液的小烧杯中,浸一会,取出碳棒观察碳棒表面现象(图1);2.用导线连接碳棒后,再浸入CuCl2溶液一会儿,取出碳棒,观察碳棒表面变化(图2);分组实验。
高中化学_铜的电解精炼和电镀教学设计学情分析教材分析课后反思

教学设计学情分析1.知识基础学生通过原电池以及化学电源的学习,已经能从化学能与电能的转化角度认识原电池,初步理解此类反应的本质是氧化还原反应并能从该角度分析常见的化学电源。
从金属冶炼方法上学生对电解的应用有了一些了解,但工作原理并不熟练。
电解原理的分析:首先引导学生分析通电前后溶液中存在的离子及运动情况,依据反应现象分析得失电子、氧化还原过程,用自己的语言归纳。
2.实验技能基础学生经过必修化学的学习,学生的动手能力、观察能力和分析能力有一定提高。
效果分析利用课上观察学生的表现与课下调查学生参与教学活动的程度以及收获,来评价学习效果。
见下表:95%的同学表示实现了学习目标,理解了电解的原理,体会了化学在生产和生活中重要性。
教材分析本节教学是鲁科版高中化学选修4《化学反应原理》中第一章电化学第三节电解池的第3课时内容。
本章着重体会电解原理的应用。
电解池是将理论语实际相联系的实体,在理解电解原理的基础上介绍相关化工生产方面的应用电解精炼铜、电镀工业。
通过学习帮助学CuSO 4溶液 NaCl 和酚酞溶液 生了解电能转化为化学能的条件和方法,加深对氧化还原反应的认识,提高辩证思维能力,同时帮助学生牢固树立理论联系实际的学风。
因此这节课的重心是通过实验探究及对实验现象的观察,利用氧化还原理论进行分析、推理,体验科学探究的过程,理解电解池的工作原理,形成一定的实验能力、观察能力和归纳能力。
评测练习1.下列叙述中不正确的是( )A .电解池的阳极上发生氧化反应,阴极上发生还原反应B .不能自发进行的氧化还原反应可通过电解的原理实现C .电镀时,电镀池里的阳极材料发生氧化反应D .电解饱和食盐水时,阳极得到氢氧化钠溶液和氢气2.下列关于铜电极的叙述 正确的是( )A 、铜锌原电池中铜是负极B 、用电解法精炼铜时纯铜作阳极C 、在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D 、电解稀硫酸制H 2、O 2时铜作阳极3.将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联 , 在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为( )A 、1∶2∶3B 、3∶2∶1C 、6∶3∶1D 、6∶3∶24.为下图所示装置中,a 、b 都是惰性电极,通电一段时间后,b 极附近溶液呈红色。
电镀和电解

电镀和电解
电镀和电解是两种不同的化学加工方法,它们都涉及到电化学反应。
电镀是通过电解将金属离子沉积在电极表面,以便创建一层金属涂层。
这种方法可以改善金属的外观、增强耐磨性、增加防腐蚀能力等。
常见的电镀材料有镀铬、镀铜、镀镍等。
电解是通过将电流传递到电解质溶液中来引发化学反应。
这种方法可以用于分离金属、净化水、制备氢氧化物等。
在电解中,电流会促进离子间的化学反应,从而引起物质的分解或沉积。
电镀和电解都是重要的工业应用。
电镀可以应用于装饰、防腐蚀和制造电子设备等领域。
电解则可以应用于制备化学品、制造金属、净化水和治疗污染等。
- 1 -。
电镀实验方案-超实用

(二)实验讨论 电镀前要对金属片进行打磨,其目的是为了处理、清洁被镀金属的表面,从而得到结合力好的镀 层。镀层质量的好坏要考虑的因素有很多,主要有:被镀金属的特性、镀层特性、合适的前处理、合 适的电镀溶液、合适的操作条件(电流密度、镀液浓度和各组分比例、镀液温度、时间、后处理)、 合适的电镀设备和器具、环境条件等。 1.添加剂对电镀效果的影响 在电镀溶液中加添加剂:糖精、1,4-丁炔二醇、香豆素等可以明显的提高镀层的光亮度。加入光 亮剂的镀镍溶液称光亮镀液,其中一个配方如下: 试剂名称 NiSO4·7H2O H3BO3 试剂用量 250~300g/L 30~40g/L
Q w M Cu 100% 100% Q总 M WCu
II-13-4
式中W为被测金属镀层的重量;M为被测金属的摩尔质量;WCu为库仑计阴极上铜镀层质量;MCu为 铜的摩尔质量(注:被测金属和铜的摩尔质量的值均随所取的基本单元而定。)
三、实验仪器和试剂 直流稳压电源;塑料镀槽;导线;普通镍镀液;库仑镀液 四、实验步骤 (一)具体操作方法 1. 配制电镀溶液(已配好) 2. 梯形槽实验 将铜阴极和镍阳极均用金相砂纸打磨光亮,用水冲洗干净。在267 mL梯形槽中注入一定量的普 通镀镍溶液,装上阳极、阴极试片,接通电源,控制电流在1A,电镀5 min后,取出阴极片用水冲洗, 观察其外观,并将试片各区域的镀层外观按下述符号记录下来。
NaCl MgSO4·7H2O Na2SO4·l0H2O pH 2.库仑溶液配方: 试剂名称 CuSO4·5H2O H2SO4 乙醇
7~12g/L 20~30g/L 60~80g/L 5.2~5.6
试剂用量 125 g/L 25 g/L 50槽的阴极镀层外观图,并分析所观察现象的原因。 2. 将实验数据列表如下,计算镀液的分散能力,并说明镀液分散能力的优劣。
5.2 《电解与电镀》

阴极:2H2O +2e- = 2OH- + H2↑
(1)Cu++Cl- =CuCl↓(白色)(开始30s左右) (2)CuCl + OH- = CuOH↓(橙黄色)+ Cl或者Cu++ OH- = CuOH↓(橙黄色) (电解一段时间后,OH-浓度增大)
(3)2CuOH = Cu2O(砖红色)+H2O
电镀操作: 用烧杯做电解槽,锌片作阳极, 镀件铁钉作阴极,接通6V的支 流电源,电解25分钟。
铁钉上有一薄层白色的金属 (Zn)层,溶液没什么变化
实验注意点:
1.电流密度的镀层的影响:
电镀效果与电流密度的关系较 大。电流密度太大,镀层粗糙; 电流密度太小,镀层变暗。在 无氰镀锌法中,电流密度应控 制在2-12A/dm2最佳。
(CuOH不稳定,快速脱水生成Cu2O )
2.镀液pH对镀层外观质量的影响:
电镀液的pH控制在5-6之间。若pH>6,则 易生成白色絮状的氢氧化物沉淀以及锌的 碱式盐,如果电解液中含有金属杂质离子, 还会生成少量相应的氢氧化物,这些溶胶 性物质便黏附在阴极表面而对锌离子电沉 积起干扰,破坏作用,增加镀层的空隙和 夹杂物;若pH<5,镀液中的氢离子浓度 大,由于氢离子易放电,形成的氢气气泡 附着在阴极表面而影响镀层质量。
镀件的处理 :
先将铁钉用砂纸打磨至亮色,再加入到 NaOH溶液中浸泡。再放入到45℃的浓盐酸 中产生大量的气泡,溶液变浅绿色,铁钉 呈亮;将铁钉放入V(浓硝酸):V(水) =1:100的稀硝酸中浸泡3-5秒,镀件表面 变灰,用水冲洗后又变亮。
NaOH起到除油污的作用,盐酸起到 酸洗的作用,硝酸具有氧化性,使 铁钉表面活化。
电镀的原理及应用

电镀的原理及应用1. 电镀的原理电镀是一种利用电解作用将金属沉积在其他物体表面的方法。
通过电化学反应,在电极上形成金属离子的电演化过程,使金属沉积在另一个电极上。
电镀的原理可以概括为以下几个步骤:1.1 电解液的选择电解液是电镀过程中的重要组成部分,它由金属盐和其他添加剂组成。
根据需要镀金属的种类,选择相应的金属盐作为电解液。
同时,添加剂可以调节电镀液的酸碱度、导电性和金属沉积的速度。
1.2 构建电镀电池电镀电池通常由金属离子的源头(阴极)、需要电镀的物体(阳极)和电解液构成。
通过将阳极和阴极分别与电源的正负极相连,形成一个闭合电路。
1.3 电解过程在电解液中,当电流通过电解质溶液时,金属离子会从阴极释放出来,并在阳极处沉积。
金属离子在阴极上接受电子,还原成金属自身,同时,在阳极上则氧化为离子,溶解进入电解液。
1.4 控制电镀参数电镀的质量和效果可以通过控制电镀参数来实现。
例如,电流密度、温度、电解液的成分和浓度、电镀时间等,都可以影响金属沉积的速度和质量。
2. 电镀的应用2.1 防腐保护电镀可以在金属表面形成一层保护膜,防止金属与外界氧、水等物质的接触,从而达到防腐保护的作用。
常见的应用场景包括钢铁制品、汽车零部件等。
2.2 提高外观质量通过电镀处理,可以使物体表面光洁、耐磨、不易褪色。
这使得电镀在珠宝、钟表、装饰等行业有广泛的应用。
同时,电镀还可以改变物体的颜色,增加观赏性。
2.3 电子工业电镀在电子工业中也有广泛的应用。
例如,半导体材料、电路板和连接器等都需要进行电镀处理,以保证良好的电导性能和接触性能。
2.4 加工工艺电镀可以改变金属物体的物理和化学性质,使其具有特定的功能和用途。
例如,通过电镀可以实现上光、提高硬度和耐磨性,增加导电性等。
2.5 其他应用电镀还在许多其他领域得到应用,如航空航天、光学仪器、家电制造等。
它可以改善材料的性能,并赋予其更多的功能。
总结:电镀作为一种经济、简单、有效的表面处理方法,其原理和应用在各个领域有着重要的价值。
电解和电镀实验的改进—阴极材料和实验条件的选择

20 0 2年 6月
J n.2 0 u 02
电解 和电镀 实验 的改进
— —
阴极材料和 实验条件 的选 择
吕俊芳 ,陈小利 刘启 瑞 张美 丽 王小利 刘树 春 ,王 香 , , , ,
(1 .延安大 学 化学与化工 学院 ,陕西 延安 7 6 0 ).榆林热 电公司 , 1002 陕西 榆林 7 9 0 1 0 0)
N O 5 ) 电镀液 ( a H( ; 氯化锌 :0 ・ 一 , 7 L 氯化钾 : g 20g・ _ , 5 L 。 硼酸 :0g・ ~, 3 L 溶液的 p 5 , H:~6镀 液的温度 : 室温 )钝化 液 ( l L ‘ N 3 10 j 2mo ・ _H O : 0 m C O : 5g H S 4浓 ) 1 L ) 镀件 ( L,r 3 3 , 2O ( : ~2m ; 铁 片、 铁钉、 钢尺 、 薄铜片、 厚铜 片、 锯条 ) 。 1 3 自制固定电解槽 . 在 电镀的简 易装置 中, 了使锌 片固定, 为 垂直 , 不 游离 , 且使 阴阳两 极在 液体 的 浮力 下 不接 触 , 并 我 们设计一种简单的电解槽。取一个 1 0 烧杯 , 0 ml 一 个废弃的试剂 瓶里边 的白色塑料盖 , 用小 刀按适 当
z 和 C 一 n l形成 [n I 一 [ n I 锌 氯 配 离 Z C。 、Z C 一等 ] ]
子 , 主 要 是 [n I 。 但 Z C ] Z +4 1;= [n ]一 n+ C 一 = z (4 =
同时 : rn l Z C4 一 ]
距离划开三条裂缝 , 将锌 片和镀件分别 用裂缝卡住 , 这样可以得到一个垂直且固定的效果 。 如图 1 所示 。
维普资讯
第 2卷 1
原电池、电解池和电镀池工作原理对比

1.原电池
^YO,.夺A蕃夸教学论坛◇争。9,寺夺AY◇ 回路. 2.组成电解池的条件
负极一导线一正极(从较活泼的金属沿着导线流向较 不活泼的金属).
(1)与电源相连的两个电级.
2.电解池
(2)电介质溶液或溶化的电解质.
电源负极一导线一阴极;阳极一导线一电源正极.
(3)形成闭合回路
3.电镀池
3.组成电镀池的条件
中学生数理化·教与学
原电池、电解池和电镀池工作原理对比
口山东沂南县山大华特卧龙学校 高英华
一、定义对比
化极.
1.原电池:把化学能变成电能的装置叫做原电池.
正极:电极反应是还原反应,溶液中的阳离子得电子或
2.电解池:把电能转变为化学能的装置,也叫电解槽.
者氧气得电子(吸氧腐蚀),故也叫还原极.
3.电镀池:应用电解原理在某些金属表面镀上一层其
2011.02
万方数据
原电池、电解池和电镀池工作原理对比
作者: 作者单Leabharlann : 刊名:英文刊名: 年,卷(期):
高英华 山东沂南县山大华特卧龙学校
中学生数理化(教与学) ZHONGXUESHENG SHULIHUA(JIAO YU XUE JIAOYAN BAN) 2011(2)
本文链接:/Periodical_zxsslh-jyxjyb201102044.aspx
电源负极一导线一阴极;阳极一导线一电源正极.
(1)镀层金属接电源正极。待镀金属接电源负极.
例 如下图,铜锌原电池工作时,下列叙述正确的
(2)电镀液必须含有镀层金属的离子(电镀过程浓度不
是(
).
变). 三、电极名称对比 1.原电池:两级叫做正负极.
装有琼脂 KCi溶液)
电镀原理 阳极 阴极

电镀原理阳极阴极电镀是一种利用电解作用将金属沉积在物体表面的方法,阳极和阴极是电镀过程中不可或缺的两个角色。
本文将从电镀原理、阳极和阴极的作用等方面介绍电镀的相关知识。
电镀是利用电解作用将金属沉积在物体表面的一种方法。
在电解槽中,放入一定浓度的电解液,通过外加电源使阳极和阴极与电解液发生反应。
阳极是电镀过程中的正极,而阴极则是电镀过程中的负极。
让我们来了解一下电镀的原理。
在电解液中,阳极上的金属离子会被氧化成金属离子,同时释放出电子。
这些电子会通过外部电路流向阴极,使阴极带负电荷。
而在阴极上,金属离子会被还原成金属,并沉积在阴极表面。
这样,金属就被电镀到了物体表面上。
阳极在电镀过程中起到了很重要的作用。
首先,阳极上的金属会被氧化成金属离子,提供给电解液中的金属离子,从而维持电解液中金属离子的浓度。
同时,阳极也能够吸引阴极上的电子,使电流得以顺利流动。
此外,阳极还能够保护阴极,防止阴极被电解液腐蚀。
阴极在电镀过程中同样起到了重要的作用。
阴极上的金属离子会被还原成金属,并沉积在阴极表面。
阴极上沉积的金属层质量与电流的大小和时间成正比,因此可以控制电流和时间来控制金属层的厚度。
阴极上的金属层具有很好的附着力和均匀性,可以提高物体的耐腐蚀性和美观度。
除了阳极和阴极,电镀还需要合适的电解液和适当的工艺条件。
电解液中的金属离子浓度、温度和pH值等因素都会影响电镀效果。
而工艺条件如电流密度、电镀时间和搅拌等也需要根据具体情况来确定。
总结一下,电镀是一种将金属沉积在物体表面的方法,通过阳极和阴极的作用,利用电解液中的金属离子进行电化学反应,实现金属沉积。
阳极在电镀过程中起到提供金属离子、吸引电子和保护阴极的作用,而阴极则起到还原金属离子并沉积金属的作用。
通过合适的电解液和工艺条件,可以实现金属层的均匀沉积,提高物体的耐腐蚀性和美观度。
电镀技术在很多领域都有广泛的应用,如汽车制造、电子设备等。
课题2 电解与电镀

在阳极阴离子的放电顺序为:
非惰性电极> S2->I->Br->Cl->OH->其它含氧酸根离子>F-
电极反应式:Nn- - ne- = N
惰性电极:电极本身不参与氧化还原反应,如石墨(C)、
电极选择
白金(Pt)等。
非惰性电极:电极本身参与氧化还原反应,电解时总是电极本身 被氧化.如铁、铜等大多数金属电极。
X
0.5 ×10-2
0.16
例3、用惰性电极电解VL某二价金属的硫酸盐溶液一
段时间后,阴极有Wg金属析出,溶液的pH从6.5
变为2.0(体积变化可以忽略不计)。析出金属的相对
原子质量为( B)
A. B.
C.
D.
3、由于Fe(OH)2极 易被氧化.所以实
验室很难用亚铁盐
溶液与烧碱反应制
得白色纯净的 Fe(OH;H2SO4=FeSO4+H2↑ C、电解一段时间后,石墨棒上有铁析出。 D、整个电解过程中,H+浓度不断增大。
石
铁
墨
棒
棒
稀硫酸
1、将500ml pH=5的CuSO4溶液用惰性电极电解 一段时间,溶液的pH值变为2,问析出铜多少克?
电解
2Cu2++2H2O====2Cu+O2 +4H+
128
4
答: Ca2+、Mg2+会跟电解过程中产生的OH-结合,生成Ca(OH)2、 Mg(OH)2,影响产品的质量。
2、试说明怎样在铁片上镀银,写出有关电极反应式。
答:用银作阳极,铁片作阴极,用AgNO3作电解质溶液。 电极反应式为:阳极 Ag – e- = Ag +
高考化学第二单元电解与电镀专题1

高考化学第二单元电解与电镀专题12020.031,某研究性学习小组在整理实验室化学试剂时,发现一盛有无色溶液的试剂瓶,标签破损,如右图。
某同学根据中学化学知识,对该试剂可能是什么物质的溶液进行了如下猜想和验证,选择你认为完全正确(包括猜想物质的化学式、检验需要的试剂、操作、现象及结论)的选项(多选倒扣分)。
2,含氮废水进入水体而对环境造成的污染越来越严重,环境专家认为可以用金属铝将水体中的NO3-还原为N2,从而消除污染。
其反应的离子方程式是:6NO3-+10Al+18H2O=3N2↑+10Al(OH)3+6OH-(1)现在要除去1m3含氮元素0.3mol的废水中的NO3-(设氮元素都以NO3-的形式存在,下同),则至少需要消耗金属铝__________g。
(2)有人认为金属镁比铝能更快消除氮的污染,其反应原理和金属铝相同。
①写出镁和含氮废水反应的离子方程式_____________________________。
②已知金属镁是从海水中提取的MgCl2通过电解制得的。
若要除去1m3含氮元素0.3mol的废水中的NO3-,则至少需要含0.5%(质量分数)MgCl2的海水质量是多少?3,A、B、C、D、E都是元素周期表中前20号元素,原子序数依次增大,B、C、D同周期,A、D原子中某p能级均排有5个电子,E和其它元素既不在同周期也不在同主族,B、C、D的最高价氧化物的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水。
根据以上信息,回答下列问题:(1)A和D的氢化物中,沸点较低的是 (填化学式);A和D的电负性较大的是 (填元素符号);B和C的第一电离能较小的是 (填元素符号);A和B的离子中,半径较小的是 (填离子符号);构成C单质晶体的微粒以键相结合。
(2)写出B、C的最高价氧化物的水化物相互反应的离子方程式:(3)A和E可组成离子化合物,其晶胞(晶胞是在晶体中具有代表性的最小重复单元)结构如上图所示,阳离子(用“●”表示)于该正方体的顶点或面心;阴离子(用“〇”表示)均位于小正方体中心。
电解精炼铜电镀PPT教学课件

• 阳极产生Fe2+,阴极产生H2,由于产生的H2可 以排出溶解在溶液中的少量O2,故应B极产生 H2,所以A极为阳极,其电极材料为Fe,B极 为阴极,其材料无条件限制,即a为正极,b为
负极,故A、C项错误。电解质溶液若为NaOH
• 提示: 有变化。粗铜中比铜活泼的金属失电 子进入溶液,溶液中Cu2+在阴极上得到电子 析出,使溶液中Cu2+浓度减小 。
• 二、电镀
•1
. 增强金属的目抗腐蚀能力、耐的磨性
:
或改善金属制品的外观。
• 2.定义:应用电解原理在金属表面镀上一层其他金属或
合金
的过程。
• 3.原理 • 以铁钉表面镀铜为例: • (1)电镀装置
>Na+,阴极反应为2H++2e-―→H2↑,Na+ 不放电;电解精炼铜时粗铜做阳极;电镀时镀
电镀池
精炼池
• 一、应电用镀电池解与原精理炼在池某的此区别与联系
定 金属表面镀上一层 利用电解原理提纯
义 其他金属或合金的
金属的装置
装置
装 置 举 例
电镀池
精炼池
①镀层金属做阳极 ①不纯金属做阳极,
形 成
解析: 电解过程分两个阶段:第一阶段阳极反应
为:Cu―→Cu2++2e-,阴极反应为2H++2e-―→H2↑,
电解反应为:Cu+2H+
通电 =====
Cu2++H2↑;第二阶段阳极
反应为:Cu―→Cu2++2e-,阴极反应为Cu2++2e
-―→Cu,此阶段相当于石墨棒上镀铜。
答案: BC
• 二、有关电解的计算 • 1.电解的有关计算常涉及的问题 • (1)两极产物的定量计算。 • (2)相对原子质量的计算和阿伏加德罗常数的
2020苏教版高考化学复习:电解与电镀(练习附答案解析)
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课题2电解与电镀1. 原电池、电解池的判定⑴电解:在作用下,在两个电极上分别发生和的过程。
电解池:转化为的装置。
⑵先分析有无外接电源:有外接电源者为,无外接电源者可能为;然后依据原电池、电解池的形成条件、工作原理分析判定。
2. 电解电极产物的判断:要判断电极反应的产物,必须掌握离子的放电顺序。
判断电极反应的一般规律是:(1) 在阳极上①作电极时:金属在阳极失电子被成阳离子进人溶液,阴离子不容易在电极上放电。
②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时,溶液中阴离子的放电顺序是:> > > > >含氧酸根>F-(Br-、I-、S2-、OH-、Cl-)。
(2) 在阴极上:无论是电极还是电极都不参与电极反应,发生反应的是溶液中的阳离子。
阳离子在阴极上放电顺序是:Ag+ > Fe3+ > Cu2+ > H+(酸)> Pb2+ > Fe2+ > Zn2+ > H+(水)> Al3+ > Mg2+⑶①阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的离子放电。
②最常用、最重要的放电顺序为阳极:> (OH-、Cl-);阴极:> > (Cu2+、Ag+、H +)。
③电解水溶液时,K+~Al3+(不能、能)在阴极放电,即(不能、能)用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。
3.用惰性电极电解不同电解质溶液时各种变化情况分析的无氧酸盐阴极:总反应:放H2生碱型活泼金属的无氧酸盐NaCl阳极:阴极:总反应:放氧生酸型不活泼金属的含氧酸盐CuSO4阳极:阴极:总反应:4.电解原理在工业生产中的应用⑴电解精炼反应原理(电解精炼铜为例,粗铜,含Fe、Zn、C等))电极反应式:阳极,阴极(纯铜) 。
工作一段时间后,电解质溶液中的成分有,Cu2+的浓度(减小、增大或不变)。
⑵电镀池:镀铜反应原理电极反应式:阳极(纯铜):,阴极(镀件):溶液中的Cu2+浓度(减小、增大或不变)。
电镀百科
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电镀百科电镀d iàn dù[e le c tr op l at e;ga lv a ni z at io n] 电镀:利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺。
可以起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。
电镀的概念就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。
电镀时,镀层金属做阳极,被氧化成阳离子进入电镀液;待镀的金属制品做阴极,镀层金属的阳离子在金属表面被还原形成镀层。
为排除其它阳离子的干扰,且使镀层均匀、牢固,需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液,以保持镀层金属阳离子的浓度不变。
电镀的目的是在基材上镀上金属镀层(de po s it),改变基材表面性质或尺寸.电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。
电镀作用利用电解作用在机械制品上沉积出附着良好的、但性能和基体材料不同的金属覆层的技术。
电镀层比热浸层均匀,一般都较薄,从几个微米到几十微米不等。
通过电镀,可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层,还可以修复磨损和加工失误的工件。
镀层大多是单一金属或合金,如锌、镉、金或黄铜、青铜等;也有弥散层,如镍-碳化硅、镍-氟化石墨等;还有覆合层,如钢上的铜-镍-铬层、钢上的银-铟层等。
电镀的基体材料除铁基的铸铁、钢和不锈钢外,还有非铁金属,如A BS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料,但塑料电镀前,必须经过特殊的活化和敏化处理。
电镀原理在盛有电镀液的镀槽中,经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极,用镀覆金属制成阳极,两极分别与直流电源的正极和负极联接。
电镀液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、p H调节剂和添加剂等的水溶液组成。
通电后,电镀液中的金属离子,在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。
阳极的金属形成金属离子进入电镀液,以保持被镀覆的金属离子的浓度。
电镀的分类
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电镀的分类电镀是一种在金属表面形成一层金属覆盖的过程,以提高金属的耐腐蚀性、装饰性和导电性。
根据电镀的不同分类,可以分为以下几种类型。
一、化学电镀化学电镀是指在无电流条件下,通过化学反应使金属离子在金属表面析出形成金属镀层的过程。
常见的化学电镀包括化学镀银、化学镀金等。
化学电镀相比于其他电镀方法,具有镀层均匀、精细、光亮等优点。
二、电解电镀电解电镀是指通过外加电流使金属离子在电极上还原成金属原子,并在金属表面上形成金属镀层的过程。
根据电解液的成分和电镀所用电解槽的类型,电解电镀可以分为多种类型,如酸性电镀、碱性电镀、盐浴电镀等。
酸性电镀是指使用含有酸性物质的电解液进行电镀的过程。
常见的酸性电镀有硫酸铜电镀、硫酸镍电镀等。
酸性电镀一般具有镀层均匀、耐腐蚀性好等特点。
碱性电镀是指使用含有碱性物质的电解液进行电镀的过程。
常见的碱性电镀有氢氧化钠电镀、氢氧化锌电镀等。
碱性电镀一般具有镀层均匀、导电性好等特点。
盐浴电镀是指使用含有盐类的电解液进行电镀的过程。
常见的盐浴电镀有氯化铜电镀、氯化锌电镀等。
盐浴电镀一般具有镀层致密、耐腐蚀性好等特点。
三、真空电镀真空电镀是指将金属蒸发成金属蒸气,然后在真空环境下沉积在物体表面形成金属镀层的过程。
真空电镀一般具有镀层致密、附着力强等特点。
常见的真空电镀有真空镀银、真空镀金等。
四、喷涂电镀喷涂电镀是指将电解液喷涂在物体表面,然后通过电流使金属离子在物体表面形成金属镀层的过程。
喷涂电镀一般具有操作简便、成本较低等特点。
五、组合电镀组合电镀是指将两种或多种电镀方法结合起来进行电镀的过程。
通过组合不同的电镀方法,可以获得更加理想的镀层效果。
电镀是一种常见的金属表面处理方法,根据不同的电镀方法和需要,可以选择适合的电镀方式来获得理想的镀层效果。
无论是化学电镀、电解电镀、真空电镀还是喷涂电镀,都有各自的特点和适用范围。
在实际应用中,应根据具体需求选择合适的电镀方法,并注意操作规范,以确保获得良好的镀层效果。
电解和电镀
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高一化学补充资料电解和电镀[重点难点]1.理解电解的基本概念和原理。
2.了解铜的电解精炼、电镀铜。
3.会写电极反应式、电解池总反应式,掌握围绕电解的计算。
[知识点讲解]一、电解原理1.电解质溶液的导电我们知道,金属导电时,是金属内部的自由电子发生的定向移动,而电解质溶液的导电与金属导电不同。
通电前电解质溶液中阴、阳离子在溶液中自由地移动;通电后在电场的作用下,这些自由移动的离子改作定向移动,带负电荷的阴离子由于静电作用向阳极移动,带正电荷的阳离子则向阴极移动。
电极名称:电解池中与直流电源负极相连的电极叫阴极,与直流电源正极相连的电极叫阳极。
物质能否导电是由其内部能否形成定向移动的自由电荷所决定的,对金属就是自由电子,而对电解质溶液就是自由移动的阴阳离子。
2.电解(1)概念:使电流流过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解。
(2)电子流动的方向:电子从外接直流电源的负极流出,经导线到达电解池的阴极,电解池溶液中的阳离子移向阴极,并在阴极获得电子而被还原,发生还原反应;与此同时,电解池溶液中的阴离子移向阳极,并在阳极上失去电子(也可能是阳极很活泼而本身失去电子)而被氧化,发生氧化反应。
这样,电子又从电解池的阳极流出,沿导线而流回外接直流电源的正极。
(3)电极反应的类型:阳极反应为氧化反应,阴极反应为还原反应,故而阴极处于被保护的状态,而阳极则有可能被腐蚀。
3.电解池与原电池的联系与区别4.实验分析:电解CuCl2溶液(1)电极材料阴极可用惰性电极,甚至较活泼的金属,但阳极需使用惰性电极,否则会发生氧化反应而溶解。
(2)惰性电极一般指金、铂、石墨电极,银、铜等均是活性电极。
(3)实验现象:通电后,电流表指针发生偏转,阴极石墨棒上析出一层红色固体,阳极表面有气泡放出,可闻到刺激性气味。
(4)淀粉碘化钾试纸的作用:检验阳极产物是否为Cl2。
使用时应先润湿并缠于玻棒端或用镊子夹持,作用时间不宜太久,否则变蓝后会被Cl2漂白。
【公开课教案】电解精炼铜及电镀 教学设计
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电解精炼铜及电镀教学设计教学主题电解精炼铜及电镀一、教材分析本节教学设计是山东省科学技术出版社出版《化学反应原理》第一章第二节第三课时。
在前两节课学习电解原理和电解饱和食盐水制备氢气、氯气和烧碱的基础上,继续学习活性电极作阳极的电解体系----电解法精炼铜和电镀。
而这种电解体系具有另外的应用价值,使学生进一步体会化学的独特魅力,激发学生对化学更大的学习和研究兴趣。
同时,希望学生在此基础上能够举一反三,理解并设计出更多的应用方法,深刻体会电能转化为化学能的实际意义,牢固树立理论联系实际的学风。
教材知识体系(如图所示)二、学生分析1.学生认知起点及障碍点学生通过前面学习已经知道化学反应过程中能量的转化。
能量的形式有热能、电能、光能等多种。
本节内容前两节课学习电解原理和电解饱和食盐水制备氢气、氯气和烧碱,学生对电解知识和电化学的研究方法和特点有了一定的了解,具备了相应的知识及方法储备,但本课时的教学在内容上,一是换成了活性电极作阳极的电解体系,电极反应原理发生了变化,二是精炼铜和电镀的产品和生活联系紧密,可学生对其原理和生产过程并不熟悉。
2.学生思维发展点首先,可以发展对电解原理的认识,从惰性电极体系到活性电极,对电解原理的认识更加深刻。
其次,可以更深层次的加深对氧化还原反应的认识和理解,借助电解原理原来许多无法完成的化学反应能够实现。
最后,还可以使学生认识到要学会用发展的眼光看问题。
三、教学目标实验设计电镀的化学原理在哪里?请同学们根据面前的实验器材设计实验。
实验方案设计:方案一:方案二:独立思考,小组内交流,并总结出简单易行的实验方案实验探究指导学生分组、分实验方案进行实验探究。
选择至少一个实验方案分组合作完成实验,并填写左侧所示的实验报告表。
使用平板电脑或手机拍摄实验现象并展示交流研讨对学生选择的实验方案、现象和结论进行及时点评、总结。
分组汇报实验方案、现象并总结电镀原理。
板书1.电镀原理①阳极:镀层金属或惰性电极阴极:镀件(即待镀制品)②电镀液:含有镀层金属阳离子的溶液③电极反应(以铁上镀铜为例)阳极:Cu- 2e‾ = Cu2+或 4OH‾ -4e‾ = 2H2O + O2↑阴极:Cu2+ + 2e‾ = Cu交流研讨【投影】1.电镀时,阳极质量的减小与阴极质量的增加是否相等?2. 电镀时,电镀液中的镀层金属离子浓度如何变化?独立思考,小组内交流,并分小组汇报结论:1.若用镀层金属做阳极,阳极质量的减小与阴极质量的增加相等,电镀液中的镀层金属离子浓度不变。
电镀铜和电解精炼铜溶液中铜离子浓度
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电镀铜和电解精炼铜溶液中铜离子浓度1. 铜的魅力:一触即发铜,这种闪闪发光的金属,简直是个大明星!我们生活中处处可见它的身影,从电线到管道,甚至反映在我们日常用品上。
你知道吗?它可不止是看起来好看,它的电导性和耐腐蚀性可是没得说的,各种行业都离不开它。
说到铜,大家可能会联想到电镀和电解精炼,这俩家伙究竟有什么区别呢?今天就让我们一起拆开这两种工艺,看看它们在铜离子浓度上的差别。
2. 电镀铜,镀吧镀吧2.1 电镀的原理说到电镀,首先得明白它是个怎样的过程。
简单来说,电镀就是用电流把金属离子沉积到一个表面。
想象一下,就像在给金属宝宝“洗澡”,让它变得更亮更酷炫!电镀铜的过程其实不复杂,只需要将铜离子放在电解液中,然后施加电流。
于是,铜离子就像听了号召一样,赶紧跑向目标表面,咕噜咕噜地附着上去,形成一层薄薄的铜膜。
这可不单单是为了让表面好看,电镀还能增加金属的耐蚀性,提高 conductivity,真是一举两得,伐开心吗?2.2 铜离子的浓度之道不过,话说回来,电镀的铜离子浓度也得掌握得当。
太少了,好歹是要镀不成;太多了,反倒容易搞得表面不光滑。
大家知道吗?在电镀铜的过程中,铜离子的浓度一般会维持在1020克每升。
这个浓度就像酿酒的配方,太多太少都不行,得掌握好火候,才能酿出美酒。
想象一下,太稀的酒喝了就像是喝水,太浓的则可能让你头晕目眩,一口难以下咽。
3. 电解精炼铜:一场与杂质的斗争3.1 精炼的意义说完了电镀,我们再来聊聊电解精炼铜。
这玩意儿听上去就带劲,实则是一场与杂质的斗争。
电解精炼就是将粗铜放在电解槽中,用电流把它转化成更纯净的铜。
就像是在为大象进行整容手术一样,去掉多余的杂质,唉,谁让铜的纯度直接影响它的性能呢!经过这个过程,铜的纯度可以提高到99.99%,简直牛得不要不要的!3.2 铜离子浓度的变化不过,电解精炼中的铜离子浓度和电镀可有很大的区别哦。
在电解槽中,铜离子的浓度通常较高,可以达到30克每升甚至更多。
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②电解池的两极也可由两极的反应来决 定的:
发生氧化反应的为阳极,
发生还原反应的为阴极。
电 离
条 件 过 电解质溶于水或受 热融化状态 电解质电离成为自 由移动的离子例: CuCl2=Cu2++2Cl-
电 解
电解质电离后, 再通直流电 阴阳离子定向移 动,在两极上失 得电子成为原子 或分子。如: CuCl2==Cu+Cl2 发生氧化还原反 应生成了新物质
总反应:4AgNO3+2H2O===4Ag+O2↑+4HNO3 电解过程中溶液浓度和PH值如何变化? 思考
浓度减小,PH值减小.
电解活泼金属无氧酸盐(如 :NaCl ﹑ KBr等).电解 质和水同时电解.阳极产生非金属,阴极产生H2 如:电解食盐水 阳极: 2Cl - 2e = Cl2↑
阴极: 2H+ + 2e- = H2↑
电解与电镀
一.电解原理
1.电极
阳极 阴极 与电源正极相连 阴极 与电源负极相连
-
+
阳极
惰性电极 只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt) 活性电极 既导电又参与
电解前 CuCl2 =Cu2++2ClH++OH电解中
阳离子(Cu2+,H+)向阴极移动
H2O
如:电解CuSO4溶液 阳极: 4OH-- 4e- = 2H2O + O2↑ 阴极: Cu2+ + 2e- =
通电
Cu
总反应:2CuSO4+2H2O===2Cu+O2↑+2H2SO4
又如:电解AgNO3溶液 阳极: 4OH-- 4e- = 2H2O + O2↑ 阴极: Ag+ + e- = Ag
通电
接电源负极
电 池 内 离 阴离子向正极 (阳极) 阴 离 子 向 负 极 ( 阳 子 的 迁 移 迁移 极)迁移阳离子向 阳离子向负极 (阴极) 方向 正极(阴极)迁移
迁移
4.离子的放电顺序
(1)阴极 : 氧化性越强,越易放电 (溶液中阳离 子得电子) ----与电极材料无关. Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+> Zn2+> H+> Al3+>Mg2+>Na+>Ca+>K+ (2)阳极: 还原性越强,越易放 (阳极本身或 溶液中阴离子失电子) ----与电极材料有关. 若阳极为活性电性,则阳极本身失电子溶解. 若阳极为惰性电极,则溶液中阴离子失电子. 活性电极>S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 >SO42-(等含氧酸根离子)>F-
阴离子(Cl-,OH-)向阳极移动
离子自由移动
离子定向移动
2.电极反应
阳极:2Cl-
( 阳氧阴还 )
阴极:Cu2++2e=Cu(还原)
2e=Cl2 (氧化)
(2Cl=Cl2)
放电:
阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。
3.电解:
电流通过电解质溶液而在阴阳两极上发生氧化
还原反应的过程叫电解。
注意: 离子放电顺序与电极材料﹑离子本身的 氧化性﹑还原性及离子浓度等因素有关. (1)离子浓度相同或相近时,由离子的放电顺序确定. 如:用惰性电极电解0.1mol/LAgNO3与 0.1mol/LCu(NO3)2混合溶液 ,Ag先析出,Cu后析出. 又如:用惰性电极电解0.1mol/LFeCl3和 0.1mol/LCuCl2混合溶液,阴极初始反应为:Fe3++e=Fe2+,开始并没有Cu析出. (2)离子浓度不同,将影响离子放电顺序. 如: 电解1mol/LZnCl2溶液,因C(Zn2+) >C(H+),所以 Zn2+先放电,出现“锌前得氢,锌后得金属.”现象.
阳极
向阴 离 子 移 AgNO3溶液
阴极
阳 离 子 移 向
基础知识 知识应用
小结
电解结果:4AgNO3+2H2O
电解
4Ag+O2↑+4HNO3
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电极判断
①如果装置中已标有电源的(+)、(-) 极,可以由电解池中的电极与电源的(+) (-)极的连接情况直接判断,与负极连接的 为电解池的阴极,与正极连接的为电解池的 阳极。
2H++ 2e- = H2↑ 通电 总反应: 2H2O === 2H2 + O2↑ 思考 电解过程中溶液浓度及PH值如何变化?
阴极:
溶液浓度增大. PH值变化有三 种情况
含氧酸------减小
活泼金属含氧酸盐------不变
强碱------增大
电解不活泼金属的含氧酸盐(如:CuSO4﹑AgNO3等) 电解质和水同时电解,阳极产物是O2,阴极产物是析出 不活泼金属.
总反应: 2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑
通电
电解过程中溶液浓度和PH值如何变化?
思考
溶液浓度减小,PH增大.
电解无氧酸(如:HCl) ﹑不活泼金属无氧酸盐 (如:CuCl2).实质是电解质本身电解.
电解盐酸
阳极:2Cl-- 2e- = Cl2↑
阴极:2H+ + 2e- = H2↑
电解规律
(1)电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐,实 质上是电解水。
(2)电解不活泼金属的含氧酸盐,阳极产生氧气,阴极 析出不活泼金属。 (3)电解活泼金属无氧酸盐,阴极产生氢气,阳极析出 非金属。 (4)电解熔融物﹑不活泼金属无氧酸盐﹑无氧酸,实际上 是电解电解质本身。
电解含氧酸(如:H2SO4﹑HNO3﹑H3PO4等) ﹑活 泼金属含氧酸盐(如:Na2SO4﹑KNO3等) ﹑强碱 (如:NaOH﹑KOH﹑Ca(OH)2﹑Ba(OH)2等) 实质 上是电解水.阳极产生O2,阴极产生H2 阳极: 4OH-- 4e- = 2H2O + O2↑
程
特 点 联 系
只产生自由移动的 离子
电解必须建立在电离的基础上
比较项目
电解池
电能转化为化学能 不自发
原电池
化学能转化为电能 自发 作为负极,对负载 送出电子 作为正极,接受由 负载流回的电子
能量转换 反应能否 自发进行 电 极 反 应
阳极, 氧化反应 失去电子 阴极, 还原反应 获得电子
接电源正极
电解池
借助电流引起氧化还原反应的装置即把电能转化
为化学能的装置叫电解池。 形成条件: (1)与电源相连的两个电极 (2)电解质溶液(或熔化的电解质) (3)形成闭合回路
例:以石墨电极电解硝酸银
反应原理
电子流向
氧化反应
负极出电子
电子回正极
还原反应 Ag++e-=Ag
e-
e-
4OH--4e-=2H2O+O2