【学习目标】
1.了解铜的电解精炼;
2。了解电镀是具有一定特殊性的,另一种电解原理的应用方法,体会电解对人类社会的重要贡献。
【温故知新】
阳极:若是活性阳极则
若是惰性阳极则为
2、如图,电解质溶液为硫酸铜溶液,阴极材料为石墨,阳极材料也为石墨,写出电极反应式和电解方程式;若阳极材料为铁,其它不变,写出电极反应式和电解方程式。 【课前预习】
1、铜的电解精炼
①电解精炼铜时, 作阴极, 作阳极,硫酸酸化的 作电解液.当通以直流电时, 逐渐溶解, 在阴极上析出, 沉积在电解槽底部.这样可得到纯度达99。95%~99.98%的铜。
②精炼铜时的电极反应式
阳极
阴极
2、电镀
纱窗角码
①电镀是 的过程。
②电镀的主要目的是
。
③电镀的原理
电镀时,通常把 作阴极,把 作阳极,利用阳极溶解提供镀层金属,也可以用 电极材料作阳极,镀层金属则由 提供;用 作电镀液,加人各种助剂。
若要在Fe上镀Zn,所用的电镀装置图(如图). 写出相应的电极反应式:
阳极:
阴极:
【课堂互动】
1、 铜是重要的金属材料,它的主要用途之一是制作导线,这要求铜具有很高的纯度。工业上主要从黄铜矿提炼铜,冶炼铜矿石所获得的铜通常称为粗铜。
讨论:(1)粗铜与精铜有何区别?
(2)据电解原理设计实验,将粗铜精炼为精铜(提示:据电解池的构造,设计合适的电极材料、电源、电解质溶液)。已提供的试剂和仪器如下:直流电源、导线、粗铜、精铜、硫酸铜溶液.
(3)粗铜精炼过程中,粗铜中的各成份发生什么变化?
(4)电解后电解质溶液的浓度有何变化?
2、电镀
(1)据电解原理设计一个给铁钉镀铜的实验方案,确定用什么电极材料,用什么电镀液,铁钉作什么极。提供的材料如下:铁钉、铜片、石墨电极、硫酸铜溶液、导线、直流电源、电解槽。
(2)电镀后,电解质溶液有何变化?
【重点归纳】
1、电解法精炼铜的原理:如图为电解法精炼铜的装置,粗铜为阳极,精铜为阴极,电解质溶液为硫酸酸化的硫酸铜溶液。发生的电极反应为:
阳极:Cu(粗铜)→Cu 2+ + 2e- 弹簧绳
阴极:Cu气囊材料2+nbva + 2e-→Cu(精铜)
说明:①以铜为材料做的电极属于金属电极。在一般的电解条件下,金属阳极先于电解质溶液中的阴离子发生氧化反应。
②粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种杂质,当含杂质的铜在阳极不断溶解时,位于金属活动性顺序表铜以前的金属杂质如玻璃助剂Zn、Fe、Ni等,也会同时失去电子,如:
Zn→Zn2++2e- Ni→Ni2++2e— 但是它们的阳离子比铜离子难以还原,所以它们并不在阴极获得电子析出,而只是留在电解液里。而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等杂质,因为失去电子的能力比铜弱,难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来,当阳极上的铜失去电子变成离子溶解之后,它们以金属单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥(阳极泥
可作为提炼金、银等贵重金属的原料).
电解精炼铜实验装置
2、电镀
(1)电镀原理
如图所示为电镀铜的实验装置,其中铜片作为阳极,待镀的铁钉作为阴极,铜盐溶液作为电镀液。发生的电极反应为:
阳极:Cu→Cu 2+ + 2e—
阴极:Cu2+ + 2e—→Cu(在镀件上析出)
瑞利信道说明:(1)电镀是电解原理的一种重要应用.在电镀槽中,镀件作阴极、镀层金属作阳极,利用其阳极溶解提供镀层金属,也可以采用惰性电极材料作阳极。镀层金属则由电镀液提供;电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液.
(2)当用镀层金属作阳极时,电镀规律可概括为“阳极溶解,阴极沉积,电解液不变”。
【练习巩固】
1、电解CuSO4溶液时,若要达到以如下三点要求:①阳极质量减少②阴极质量增加③电解质溶液中Cu2+浓度不变。则选用的电极是