電鍍和化學(xué)鍍精品課件

1、電鍍和化學(xué)鍍第1頁，共16頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期五實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握恒電流密度法在銅基體上電鍍鋅的原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生了解到電鍍的原理和過程。2.了解添加劑、電流密度、鍍液pH值對(duì)電鍍的影響，通過電流效率的計(jì)算認(rèn)識(shí)到電鍍過程中存在的副反應(yīng)。3.了解化學(xué)鍍的原理和過程。第2頁，共16頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期五電鍍：在含有金屬離子的溶液中，在電場的作用下，金屬離子在陰極得到電子并被還原，從而沉積在陰極金屬基體表面。 以鍍銅為例， 陰極主要反應(yīng) : Cu2+(aq) + 2e- Cu (s) 陽極主要反應(yīng): Cu (s) Cu2+(aq) + 2e- 實(shí)

2、驗(yàn)原理第3頁，共16頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期五化學(xué)鍍：以化學(xué)鍍鎳為例，利用鎳鹽溶液在強(qiáng)還原劑次亞磷酸鈉的作用下，使鎳離子還原成金屬鎳，反應(yīng)過程為： Ni2+ + H2PO2- + H2O HPO32- + 3H+ + Ni 反應(yīng)必須發(fā)生在催化活性表面上（如Fe等金屬基體），且需要在較高的溫度（60T95）下，反應(yīng)才能進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)原理第4頁，共16頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期五儀器和試劑恒電位/電流儀，磁力攪拌器，水浴加熱裝置。 銅、鋅電極，不銹鋼片，pH試紙，KCl，ZnCl2，H3BO3，鍍鋅添加劑（氯鋅8號(hào)），NaOH，鹽酸，硫酸鎳，次磷酸鈉，檸檬酸鈉，蘋果酸

3、，琥珀酸，乳酸，丙酸。第5頁，共16頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期五實(shí)驗(yàn)步驟 1.工作電極的準(zhǔn)備：用剪刀裁取6段15cm的銅片，用砂紙將銅片一面打磨至光亮，然后進(jìn)行陰極電解除油，陽極為不銹鋼片。電壓為25V，時(shí)間1min左右，銅片為陰極，觀察有明顯氣泡在電極表面析出。隨后用一次水清洗銅片，用濾紙吸干表面水分，然后在銅片上標(biāo)記出11cm2的面積待電鍍。注意每次實(shí)驗(yàn)中，銅片只能使用一次，計(jì)算面積時(shí)銅片的兩面都要計(jì)算在內(nèi)。第6頁，共16頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期五2電鍍液的配制 按以下的配方配制100 ml鍍鋅基礎(chǔ)溶液： KCl 200 g/L ZnCl2 60 g/L

4、H3BO3 25 g/L實(shí)驗(yàn)步驟 第7頁，共16頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期五3. 添加劑對(duì)電鍍的影響 取上述電鍍液40 ml在小燒杯中，用pH試紙測量出溶液的pH值并記錄，然后插入鋅片作為陽極，銅片為陰極，施加直流電，電鍍過程中開啟攪拌，調(diào)節(jié)電流密度為15 mA.cm-2, 電鍍時(shí)間為5分鐘，觀察銅片電極表面鍍鋅層的顏色和均勻性。實(shí)驗(yàn)步驟 第8頁，共16頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期五3. 添加劑對(duì)電鍍的影響 然后在上述溶液中加入鍍鋅添加劑（氯鋅8號(hào)）20 mL/L, 溶解均勻后，同樣在銅片上進(jìn)行電鍍，電流密度為15 mAcm-2，電鍍時(shí)間為5分鐘，觀察銅片電極表面

5、鍍鋅層的顏色和均勻性，和以上未加添加劑的進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)步驟 第9頁，共16頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期五4電流密度對(duì)電鍍的影響 在上述加入添加劑的鍍液，對(duì)銅片進(jìn)行電鍍，電流密度為70 mAcm-2, 電鍍時(shí)間為5分鐘，觀察銅片電極表面鍍鋅層的顏色和均勻性。實(shí)驗(yàn)步驟 第10頁，共16頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期五5鍍液pH值對(duì)電鍍的影響 用鹽酸將上述溶液的pH值調(diào)整至2，然后在此條件下進(jìn)行電鍍，電流密度為15 mAcm-2, 觀察銅片上鋅鍍層的顏色和電鍍過程中的現(xiàn)象。然后在上述溶液中加入20 wt的NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH值為8，觀察溶液的現(xiàn)象，然后在此條件下進(jìn)行電鍍，

6、電流密度為15 mAcm-2, 觀察銅片上鋅鍍層的顏色和電鍍過程中的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)步驟 第11頁，共16頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期五6電流效率的計(jì)算： 另取上述鋅基礎(chǔ)溶液40 mL在小燒杯中，加入鍍鋅添加劑（氯鋅8號(hào)）20 mL/L并溶解均勻。取一個(gè)銅工作電極稱其質(zhì)量，待鍍面積總共為2 cm2，然后放入鍍液中，施加電流密度為15 mAcm-2，電鍍時(shí)間為10分鐘，然后取出用蒸餾水沖洗干凈，并用熱風(fēng)吹干，稱重。計(jì)算出沉積上的Zn的質(zhì)量，再和理論沉積量進(jìn)行比較，計(jì)算出電流效率。實(shí)驗(yàn)步驟 第12頁，共16頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期五7化學(xué)鍍鎳： 按以下配方配100 mL化

7、學(xué)鍍鎳溶液 NiSO47H2O 30g/L NaH2PO2H2O 36g/L C4H6O4 5g/L Na3C6H5O72H2O 14g/L C4H6O5 15g/L C3H6O3 15mL/L C3H6O2 5mL/L實(shí)驗(yàn)步驟 第13頁，共16頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期五7化學(xué)鍍鎳： 取上述溶液40 mL于小燒杯中，加熱至90度，將鐵制樣品（如螺釘）先進(jìn)行陰極電解除油（條件同銅片的處理方式一樣），然后用5鹽酸溶液浸泡除去表面的銹，然后放入溶液中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（注意，如果溶液中水蒸發(fā)較快，應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充一次水維持溶液體積）。20分鐘后取出，用蒸餾水沖洗干凈，并用熱風(fēng)吹干。觀察鐵制樣品上的鎳鍍層并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)步驟 第14頁，共16頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期五注意事項(xiàng)（1）測定前仔細(xì)了解儀器的使用方法。（2）電極表面一定要處理干凈，除油完全后水膜應(yīng)浸潤金屬表面。第15頁，共16頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)5分，星期五思考題1在電鍍Zn的溶液中加入添加劑后，鍍層會(huì)變得致密和光亮，其