高中化學新教材同步選擇性必修第一冊 第4章 實驗活動4 簡單的電鍍實驗（同步講義）

實驗活動4簡單的電鍍實驗實驗目的1．認識電解原理及其在工業(yè)生產(chǎn)中的應用。2．了解電鍍的原理。實驗用品燒杯、砂紙、導線、2～3V的直流電源、電流表。鐵制鍍件、銅片、電鍍液(以CuSO4溶液為主配制)、1mol·L－1NaOH溶液、20%鹽酸。實驗原理Fe作陰極：Cu2＋＋2e－Cu；Cu作陽極：Cu－2e－Cu2＋。實驗步驟1．把鐵制鍍件用砂紙打磨干凈，放入1mol·L－1NaOH溶液中除去油污，然后用蒸餾水洗凈。再放入20%鹽酸中除銹，幾分鐘后取出，并用蒸餾水洗凈。2．把鐵制鍍件與2～3V的直流電源的負極相連，銅片與直流電源的正極相連(如圖)。將兩極平行浸入電鍍液中，兩極間距約5cm,5～10min后取出，觀察鍍件表面發(fā)生的變化。問題和討論1．電鍍前，如果將銅片與直流電源的負極相連，鐵制鍍件與直流電源的正極相連，通電后觀察到的現(xiàn)象是什么？陰極和陽極發(fā)生的反應分別是什么？答案鐵制鍍件溶解，銅片上析出銅單質(zhì)。陰極：Cu2＋＋2e－Cu；陽極：Fe－2e－Fe2＋。2．查閱資料，了解工業(yè)生產(chǎn)中電鍍質(zhì)量的影響因素。答案受電鍍液的濃度、純凈度，鍍件的表面處理工藝，電壓的選擇，電流的穩(wěn)定性等多方面影響。1．在鐵制品上鍍一層一定厚度的鋅層，以下方案設計正確的是()A．鋅作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有鋅離子B．鉑作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有鋅離子C．鐵作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子D．鋅作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有亞鐵離子答案A2．欲在金屬表面鍍銀，應把鍍件掛在電鍍池的陰極。下列各組中，選用的陽極金屬和電鍍液均正確的是()A．Ag和AgCl溶液 B．Ag和AgNO3溶液C．Fe和AgNO3溶液 D．Pt和Ag2SO4溶液答案B解析電鍍槽中，要求鍍件作陰極，可用鍍層金屬作陽極，電鍍液通常采用含有鍍層金屬離子的可溶性鹽溶液，A、D項中AgCl和Ag2SO4均為沉淀，只有B項符合要求。3．有關電鍍銅的實驗，下列說法正確的是()A．電鍍銅電解質(zhì)溶液的濃度不斷減小B．硫酸銅溶液加入氨水制成銅氨溶液，可使鍍層光亮C．陽極材料一般選擇石墨等惰性材料D．電鍍使用的電壓越大，反應速率快，提高效率答案B解析A項，電鍍銅陽極產(chǎn)生銅離子，陰極銅離子生成銅，電解質(zhì)溶液中的銅離子濃度幾乎不變；C項，陽極材料一般選銅；D項，電壓越大，速率越快，但生成的鍍層不均勻。4．某電鍍銅實驗裝置(電鍍池)如圖所示。請回答下列問題：(1)銅片為________金屬，鐵件為________金屬，硫酸銅溶液為________，含有鍍層金屬離子。(2)陽極反應式為_________________________________________________________________；陰極反應式為___________________________________________________________________。(3)可觀察到的現(xiàn)象是鐵件表面________________，銅片________。(4)硫酸銅溶液濃度的變化是