无机化学实验二十六 电解和电镀.docx

无机化学实验二十六 电解和电镀实验二十六 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)、HNO3(浓)、NaOH(5%)、NaCl饱和溶液、电镀液、钝化液(CrO3、稀HNO3、浓H2SO4)、酚酞、浓氨水、CuCl2饱和溶液 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： 1.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1020min，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2045的浓HCl中浸泡35min，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中浸泡35s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。 2.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12A/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。 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，12ml浓硫酸。将镀件在室温下放入溶液中浸泡57s，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。 2为什么电解法精炼铜能除去铜中的Ag、Au、Pb、Ni、Fe、Zn等杂质？ 3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： ZnCl2：70g/L；KCl：250g/L；H3BO3：30g/L；光亮剂：18g/L 溶液的pH值：56；镀液的温度：室温；阴极电流密度：12A.dm-2