人教版化学选择性课件第四章实验活动4简单的电镀实验

实验活动4简单的电镀实验第四章2021素养目标1.复习电解原理及其在工业生产中的应用,培养科学态度与社会责任等核心素养。2.了解电镀原理,特别是铁制品上镀铜的原理。[原理梳理]电镀是一种利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。电镀时,通常把待镀的金属制品一端作阴极,把镀层金属一端作阳极,用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。在直流电的作用下,镀件表面覆盖上一层均匀、光洁而致密的镀层。[实验探究]【微思考】若想在铁制品上镀一层铜。(1)如何设计该电镀实验装置?(2)电镀开始后,两电极分别发生怎样的电极反应?提示

(1)铁制品与直流电源的负极相连,金属铜与直流电源正极相连,用硫酸铜溶液作电镀液。(2)阳极(铜):Cu-2e-===Cu2+,阴极(铁制品):Cu2++2e-===Cu。[实验反思]1.实验注意事项:电镀前,铁制品需要先用砂纸打磨干净,并放入NaOH溶液中除去油污,用蒸馏水洗净后,再放入稀盐酸中除锈。2.【微思考】电镀前,如果将铜片与直流电源的负极相连,铁制品与直流电源正极相连,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

铁制品溶解,铜片上析出铜。阴极和阳极发生的反应分别是Cu2++2e-===Cu、Fe-2e-===Fe2+。

随堂检测1.若在铜片上镀银时,下列叙述正确的是(

)①将铜片接在电源的正极上②将银片接在电源的正极上③在铜片上发生的反应是Ag++e-===Ag

④在银片上发生的反应是4OH--4e-===O2↑+2H2O

⑤需用硫酸铜溶液为电镀液⑥需用硝酸银溶液为电镀液A.①③⑥ B.②③⑥

C.①④⑤ D.②③④⑥答案

B解析

铜片上镀银,铜片作阴极,接电源负极,①错;银片作阳极,接电源正极,②正确;铜电极上,Ag+得电子析出Ag,③正确;银片是阳极,失电子变成Ag+进入电解液,④错;需用AgNO3作电镀液,⑥正确,⑤错。正确的为②③⑥。2.以硫酸铜溶液作电解液,对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。下列叙述中正确的是(

)①粗铜与直流电源负极相连②阴极发生的反应为Cu2++2e-===Cu

③电路中每通过3.01×1023个电子,得到的精铜质量为16g

④杂质Ag以Ag2SO4的形式沉入电解槽形成“阳极泥”A.②③

B.②④

C.③④

D.①③答案

A解析

电解精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜在阴极析出,单质银不放电,形成阳极泥,不生成Ag2SO4。综合上述分析可知A项正确。3.下列关于电解精炼铜与电镀的说法正确的是(

)A.电解精炼铜时,将电能转化为化学能,电路中每通过2mole-,阳极就会溶解64g铜B.电解精炼铜时,阳极为粗铜,阴极为精铜,电解过程中电解质溶液不需要更换C.在铁制器皿上镀铝,熔融氧化铝为电解质,铁制器皿为阴极,铝棒为阳极D.电镀过程中电镀液需要不断更换答案

C解析

电解精炼铜时,阳极为粗铜,比铜活泼的金属先放电,电路中每通过

2

mol

e-,阳极溶解的铜的质量不一定为64

g,A项错误。电解精炼铜时,比铜活泼的金属在阳极也会失去电子,而阴极上铜离子得到电子转化为铜单质,溶液中的铜离子浓度减小,因此在电解精炼过程中,需要更换电解质溶液,B项错误。电镀过程的实质是在电能的作用下,将阳极上的金属转移到阴极上,因此电镀液不需要更换,D项错误。4.(2020山东济南高二月考)电解工作原理的实际应用非常广泛。(1)请画出铜片镀银的简易装置设计图。(实验可选用品:铜片,银片,石墨棒,硫酸铜溶液,硝酸银溶液,导线,电源,烧杯)(2)工业上为了处理含有

的酸性工业废水,采用下面的处理方法:往工业废水中加入适量NaCl,以铁为电极进行电解,经过一段时间,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成,工业废水中铬元素的含量可低于排放标准。关于上述方法,下列说法错误的是

(填字母)。

A.阳极反应:Fe-2e-===Fe2+B.阴极反应:2H++2e-===H2↑C.在电解过程中工业废水的pH不断增大D.可以将铁电极改为石墨电极(3)某同学设计了如图装置进行以下电化学实验。

①当开关K与a连接时,两极均有气泡产生,则阴极为

电极。

②一段时间后,使开关K与a断开,与b连接时,虚线框内的装置可称为

。请写出此时Cu电极上的电极反应:

。

(4)1L某溶液中含有的溶质的离子如下表:用惰性电极电解该溶液,当电路中有3mole-通过时(忽略电解时溶液体积变化及电极产物可能存在的溶解现象),下列说法正确的是

(填字母)。

A.电解后溶液呈酸性 B.a=3C.阳极生成1.5molCl2 D.阴极析出的金属是铜与铝离子Cu2+Al3+Cl-

11a1答案

(1)(2)D

(3)①铜②原电池H2-2e-+2OH-===2H2O

(4)A解析

(1)铜棒镀银时,在阴极得电子生成银,电极反应为Ag++e-Ag,阳极是银单质,阴极是铜单质,电解质溶液是硝酸银溶液。(2)用铁作电极,阳极上铁失电子发生氧化反应,电极反应为Fe-2e-===Fe2+,阴极上氢离子得电子发生还原反应,电极反应为2H++2e-===H2↑,由于阴极不断消耗氢离子,所以在电解过程中工业废水的pH不断增大,故A、B、C正确。用石墨作电极,阳极产生氯气,得不到亚铁离子,缺少还原剂,不能实现(3)K接a时,该装置为电解池,如果两极均有气泡产生,说明阳极材料不可能是铜,所以铜作阴极,此时铜电极上生成H2,石墨电极上生成Cl2,K接b时,该装置为原电池,铜作负极,此时溶液为碱性,所以Cu电极上的电极反应为

H2-2e-+2OH-===2H2O。(4)电路中通过3

mol

e-,则有1

mol

Cu2+和1

mol

H+在阴极放电,1

mol

Cl-和2

mol

OH-在阳极放电