人教版化學選擇性課件第四章實驗活動4簡單的電鍍實驗

實驗活動4簡單的電鍍實驗第四章2021素養(yǎng)目標1.復習電解原理及其在工業(yè)生產中的應用,培養(yǎng)科學態(tài)度與社會責任等核心素養(yǎng)。2.了解電鍍原理,特別是鐵制品上鍍銅的原理。[原理梳理]電鍍是一種利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的加工工藝。電鍍時,通常把待鍍的金屬制品一端作陰極,把鍍層金屬一端作陽極,用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。在直流電的作用下,鍍件表面覆蓋上一層均勻、光潔而致密的鍍層。[實驗探究]【微思考】若想在鐵制品上鍍一層銅。(1)如何設計該電鍍實驗裝置?(2)電鍍開始后,兩電極分別發(fā)生怎樣的電極反應?提示

(1)鐵制品與直流電源的負極相連,金屬銅與直流電源正極相連,用硫酸銅溶液作電鍍液。(2)陽極(銅):Cu-2e-===Cu2+,陰極(鐵制品):Cu2++2e-===Cu。[實驗反思]1.實驗注意事項:電鍍前,鐵制品需要先用砂紙打磨干凈,并放入NaOH溶液中除去油污,用蒸餾水洗凈后,再放入稀鹽酸中除銹。2.【微思考】電鍍前,如果將銅片與直流電源的負極相連,鐵制品與直流電源正極相連,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?提示

鐵制品溶解,銅片上析出銅。陰極和陽極發(fā)生的反應分別是Cu2++2e-===Cu、Fe-2e-===Fe2+。

隨堂檢測1.若在銅片上鍍銀時,下列敘述正確的是(

)①將銅片接在電源的正極上②將銀片接在電源的正極上③在銅片上發(fā)生的反應是Ag++e-===Ag

④在銀片上發(fā)生的反應是4OH--4e-===O2↑+2H2O

⑤需用硫酸銅溶液為電鍍液⑥需用硝酸銀溶液為電鍍液A.①③⑥ B.②③⑥

C.①④⑤ D.②③④⑥答案

B解析

銅片上鍍銀,銅片作陰極,接電源負極,①錯;銀片作陽極,接電源正極,②正確;銅電極上,Ag+得電子析出Ag,③正確;銀片是陽極,失電子變成Ag+進入電解液,④錯;需用AgNO3作電鍍液,⑥正確,⑤錯。正確的為②③⑥。2.以硫酸銅溶液作電解液,對含有雜質Fe、Zn、Ag的粗銅進行電解精煉。下列敘述中正確的是(

)①粗銅與直流電源負極相連②陰極發(fā)生的反應為Cu2++2e-===Cu

③電路中每通過3.01×1023個電子,得到的精銅質量為16g

④雜質Ag以Ag2SO4的形式沉入電解槽形成“陽極泥”A.②③

B.②④

C.③④

D.①③答案

A解析

電解精煉銅時,粗銅作陽極,純銅在陰極析出,單質銀不放電,形成陽極泥,不生成Ag2SO4。綜合上述分析可知A項正確。3.下列關于電解精煉銅與電鍍的說法正確的是(

)A.電解精煉銅時,將電能轉化為化學能,電路中每通過2mole-,陽極就會溶解64g銅B.電解精煉銅時,陽極為粗銅,陰極為精銅,電解過程中電解質溶液不需要更換C.在鐵制器皿上鍍鋁,熔融氧化鋁為電解質,鐵制器皿為陰極,鋁棒為陽極D.電鍍過程中電鍍液需要不斷更換答案

C解析

電解精煉銅時,陽極為粗銅,比銅活潑的金屬先放電,電路中每通過

2

mol

e-,陽極溶解的銅的質量不一定為64

g,A項錯誤。電解精煉銅時,比銅活潑的金屬在陽極也會失去電子,而陰極上銅離子得到電子轉化為銅單質,溶液中的銅離子濃度減小,因此在電解精煉過程中,需要更換電解質溶液,B項錯誤。電鍍過程的實質是在電能的作用下,將陽極上的金屬轉移到陰極上,因此電鍍液不需要更換,D項錯誤。4.(2020山東濟南高二月考)電解工作原理的實際應用非常廣泛。(1)請畫出銅片鍍銀的簡易裝置設計圖。(實驗可選用品:銅片,銀片,石墨棒,硫酸銅溶液,硝酸銀溶液,導線,電源,燒杯)(2)工業(yè)上為了處理含有

的酸性工業(yè)廢水,采用下面的處理方法:往工業(yè)廢水中加入適量NaCl,以鐵為電極進行電解,經(jīng)過一段時間,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成,工業(yè)廢水中鉻元素的含量可低于排放標準。關于上述方法,下列說法錯誤的是

(填字母)。

A.陽極反應:Fe-2e-===Fe2+B.陰極反應:2H++2e-===H2↑C.在電解過程中工業(yè)廢水的pH不斷增大D.可以將鐵電極改為石墨電極(3)某同學設計了如圖裝置進行以下電化學實驗。

①當開關K與a連接時,兩極均有氣泡產生,則陰極為

電極。

②一段時間后,使開關K與a斷開,與b連接時,虛線框內的裝置可稱為

。請寫出此時Cu電極上的電極反應:

。

(4)1L某溶液中含有的溶質的離子如下表:用惰性電極電解該溶液,當電路中有3mole-通過時(忽略電解時溶液體積變化及電極產物可能存在的溶解現(xiàn)象),下列說法正確的是

(填字母)。

A.電解后溶液呈酸性 B.a=3C.陽極生成1.5molCl2 D.陰極析出的金屬是銅與鋁離子Cu2+Al3+Cl-

11a1答案

(1)(2)D

(3)①銅②原電池H2-2e-+2OH-===2H2O

(4)A解析

(1)銅棒鍍銀時,在陰極得電子生成銀,電極反應為Ag++e-Ag,陽極是銀單質,陰極是銅單質,電解質溶液是硝酸銀溶液。(2)用鐵作電極,陽極上鐵失電子發(fā)生氧化反應,電極反應為Fe-2e-===Fe2+,陰極上氫離子得電子發(fā)生還原反應,電極反應為2H++2e-===H2↑,由于陰極不斷消耗氫離子,所以在電解過程中工業(yè)廢水的pH不斷增大,故A、B、C正確。用石墨作電極,陽極產生氯氣,得不到亞鐵離子,缺少還原劑,不能實現(xiàn)(3)K接a時,該裝置為電解池,如果兩極均有氣泡產生,說明陽極材料不可能是銅,所以銅作陰極,此時銅電極上生成H2,石墨電極上生成Cl2,K接b時,該裝置為原電池,銅作負極,此時溶液為堿性,所以Cu電極上的電極反應為

H2-2e-+2OH-===2H2O。(4)電路中通過3

mol

e-,則有1

mol

Cu2+和1

mol

H+在陰極放電,1

mol

Cl-和2

mol

OH-在陽極放電