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课件网) 第四章 化学反应与电能 实验活动4 简单的电镀实验 电镀 电镀 【实验目的】 1.认识电解原理及其在工业生产中的应用。 2.了解电镀的原理。 【实验用品】 烧杯、砂纸、导线、2~3 V的直流电源。 铁制镀件、铜片、电镀液(以CuSO4溶液为主配制)、1 mol·L-1 NaOH溶液、20%盐酸。 电镀 【实验方案的设计及实施】 设计思路及依据 实验装置 预测实验现象 确定阴极 阴极材料： 阴极反应式： 确定阳极 阳极材料： 阳极反应式： 构成 闭合回路 离子导体： 电子导体： 铁钉 铜片 CuSO4 溶液 导线 铁钉上有红色固 体析出，铜片部 分溶解。 CuSO4 溶液 电镀 【实验步骤】 1.把铁制镀件用砂纸打磨干净,放入1 mol·L-1 NaOH溶液中除去油污,然后用蒸馏水洗净。再放入20%盐酸中除锈,几分钟后取出, 并用蒸馏水洗净。 2.把铁制镀件与2~3 V的直流电源的负极相连,铜片与 直流电源的正极相连(如图S4-1所示)。将两极平行浸 入电镀液中。两极间距约5 cm,5~10 min后取出,观察 铁制镀件 。 表面出现一层光亮的红色物质 电镀 电镀 实验步骤 实验操作 实验现象 解释 1．镀件的准备 用 _____ 打磨干净→放入NaOH溶液中去油污→用 _____ 洗净→放入 _____中除锈→用_____ 洗净 2．电镀 铜片： 电极反应： 铁钉： 电极反应： 【实验记录】 砂纸 蒸馏水 20%盐酸 蒸馏水 逐渐溶解，变薄 覆盖一层红色物质 电镀 【问题和讨论】 1.电镀前,如果将铜片与直流电源的负极相连,铁制镀件与直流电源的正极相连,通电后观察到的现象是什么 阳极和阴极发生的反应分别是什么 铁制镀件逐渐溶解,铜片逐渐增粗。 阳极发生的反应:Fe-2e-= Fe2+ 阴极发生的反应:Cu2++2e-= Cu 2．电镀后，电解质溶液中的离子浓度如何变化？ 基本保持不变。 扩展延伸 1.如图所示,A为直流电源,B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞溶液的滤纸,C为电镀槽,接通电路后,发现B上的c点显红色,请填空: (1)电源A上的a为 极。 正 [解析] (1)B连接外接电源,所以B是电解氯化钠溶液的电解池,B上的c点显红色,说明c点有氢氧根离子生成,根据离子的放电顺序知,该极上为水电离的氢离子得电子放电,同时生成氢氧根离子,所以c是阴极,电源b电极是负极,a是正极; 扩展延伸 (2)滤纸B上发生的总化学方程式为 。 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ [解析] (2)电解氯化钠溶液时,溶液中的离子放电顺序为:氢离子放电能力大于钠离子,氯离子放电能力大于氢氧根离子,所以电解氯化钠溶液时生成物是氯气、氢气、氢氧化钠。 扩展延伸 (3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌,接通K点,使c、d两点短路,则电极e上发生的反应为 ,电极f上发生的反应为 ,槽中盛放的镀液可以是 溶液。 Zn-2e-=Zn2+ Zn2++2e-=Zn ZnCl2(ZnSO4)(合理即可) [解析] (3)电镀时,e是阳极,f是阴极,镀层锌作阳极,镀件铁作阴极,阳极上Zn失电子变成离子进入溶液,阴极上锌离子得电子生成锌单质,所以阳极e上电极反应式为Zn-2e-=Zn2+;阴极f上的电极反应式为Zn2++2e-=Zn;电镀液的选取:用含有镀层金属离子的溶液作电镀液,所以可选ZnCl2(ZnSO4)溶液作电镀液。 扩展延伸 2.电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题: (1)若X、Y都是惰性电极,a是NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞溶液,则: ①Y电极上的电极反应式为 。 在X极附近观察到的现象是 。 ②电解总反应离子方程式为 。 2Cl-+2H2O 2OH-+Cl2↑+H2↑ 2Cl--2e-=Cl2↑ ... ...
