无机化学实验二十六 电解和电镀.docx

实验二十六 电解和电镀 [实验目的] 学习电解、电镀的原理和方法。 [实验用品] 仪器：直流电源、U 型管、电流计、伏特计、滑线式变阻器、表面皿、温度计、酒精灯、烧杯、小试管、玻璃管、玻璃棒、螺旋夹、铁架台、铁夹 液体药品：HCl(浓、工业级)、HNO (浓)、NaOH(5%)、NaCl 饱和溶液、电镀液（ZnCl 、KCl、 3 2 H BO 、光亮剂）、钝化液(CrO 、稀 HNO 、浓 H SO )、酚酞、浓氨水、CuCl 饱和溶液 3 3 3 3 2 4 2 材料：导线、橡皮管、铁钉、炭棒、锌片、KI 淀粉试纸 [实验内容] 一、电解食盐水 将饱和食盐水装入带支管的 U 形管中，以铁棒为阴极，炭棒为阳极，如图1。在两管液面上各滴入2滴酚酞溶液。接通12V 直流电。 图1电解食盐水装置 [思考题] 接通电源后，两电极将会出现什么现象？电解产物是什么？如何解释？写出电解方程式。用湿润 的淀粉碘化钾试纸放在阳极一边的管口，验证你的推论。 二、电解氯化铜饱和溶液 将饱和氯化铜溶液注入带支管的 U 形管中，用2支炭棒做电极，接通12V 直流电。 [思考题] 接通电源后两电极将会出现什么现象？电解产物是什么？与前一个实验比较有何不中？为什 么？ 三、镀锌 这里介绍的是无氰铵盐镀锌法。 铵盐镀锌法是用锌片作为阳极，镀件（本实验以铁钉为镀件）作为阴极，用烧杯作为电解槽进行 电镀。电镀液是由氯化锌和氯化钾配成的，两者在溶液中生成锌氯配离子。它不断地离解出少量 Zn2+离子和 Cl-离子。通以直流电时，Zn2+离子移向阴极，在阴极上接受电子成为锌原子而沉积在阴极镀件上，同时作为阳极的锌片不断溶解，成为 Zn2+离子进入溶液中。 电镀的方法和步骤： 镀件的处理 在电镀前，应先将镀件的表面除尽油污和氧化层，使镀上的锌层能良好地附着在基体的金 属上。先用细砂纸将镀件上氧化物磨掉，然后用粗布擦光，再经下列三个步骤处理。 烧碱去油 将镀件放入温度在80以上的5%NaOH 溶液中浸泡10~20min，然后将镀件取出，用水冲洗干净。 盐酸除锈 将除去油污的镀件放入温度20~45的浓 HCl（工业品）中浸泡3~5min，然后将镀件取出，用水冲洗干净。 硝酸浸泡 将上面的镀件放入室温下的硝酸溶液（浓硝酸：水体积比为 3：100）中浸泡3~5s 至镀件上黑色斑点完全除去，使其显露出洁净光亮的金属表面。 镀件经过以上处理后，再经冲洗，一取出水后立即放入电解槽内进行电镀。 电镀 在100ml 烧杯中注入约4/5容积的电镀液，按图2连接好线路。仔细检查线路连接无误。图2电镀简易装置 接触良好后，打开电源开关进行通电。电流密度应控制在1~2A/dm2范围内。氧化锌浓度高， 电流密度可大些；反之，电流密度可小些。如果电流密度过大，电极上有大量气泡产生，镀层表 面疏松；电流密度过小，镀件发暗。电流密度可用滑线式变阻器（或电阻箱）来控制。电阻大时电流小。调节时应先将滑键推到电阻大的一端，然后向电阻小那端逐步滑动直至调到所的电流， 切 面疏松；电流密度过小，镀件发暗。电流密度可用滑线式变阻器（或电阻箱）来控制。电阻大时 电流小。调节时应先将滑键推到电阻大的一端，然后向电阻小那端逐步滑动直至调到所的电流， 切勿调错（为什么？）。 调节好后进行电镀，时间约半小时。 停止电镀后，将锌极从电镀液中取出，并用水冲洗，避免腐蚀。 3.镀后处理 钝化 将镀件从烧杯中取出后用水冲洗，浸在钝化液中片刻。钝化液是强氧化剂，可使镀层上的 金属生成紧密的氧化物薄膜，因而可以镀层，使其耐腐蚀。而且增加美观。 钝化液的成分和工艺条件如下：在100ml 2mol/L 硝酸溶液中，加35g 三氧化铬，1~2ml 浓硫酸。将镀件在室温下放入溶液中浸泡5~7s，取出后用水冲洗干净，晾干。 这样钝化过的镀件除具有白色金属光亮表面外，还隐隐约约地闪现彩色。因此，这步手续 叫作虹彩钝化。 [实验习题] 1．原电池的正极同电解池的阳极以及原电池的负极同电解池的阴极，其电极反应的本质是否相 同？举例说明。 为什么电解法精炼铜能除去铜中的 Ag、Au、Pb、Ni、Fe、Zn 等杂质？ 如果铜器表面需要镀银，将铜器放入可溶性银盐溶液中，铜器表面是否能镀上一层光亮的银？ 台果不行，请查资料写出简单的镀银工艺流程。 [附注] 电镀液成分和工艺： ZnCl ：70g/L；KCl：250g/L；H BO ：30g/L；光亮剂（钾盐镀锌光亮剂）：18g/L