電鍍實驗裝置示意圖

1. 利用如圖裝置，能完成很多電化學實驗．下列有關此裝置的敘述中，錯誤的是（）A．若X為鋅棒，Y為NaCl

A．若X為鋅棒，Y為NaCl溶液，開關K置於M處，該裝置是原電池，鋅易失電子作負極、鐵作正內極容，作正極的鐵被保護，這種方法稱為犧牲陽極陰極保護法，故A正確；
B．若X為碳棒，Y為NaCl溶液，開關K置於N處，該裝置是電解池，碳作陽極、鐵作陰極，作陰極的鐵被保護，這種方法稱為外加電流陰極保護法，故B正確；
C．若X為銅棒，Y為硫酸銅溶液，開關K置於M處時，該裝置是原電池，鐵電極上鐵失電子發生氧化反應，電極反應式為Fe-2e^-=Fe²⁺，故C錯誤；
D．若X為銅棒，Y為硫酸銅溶液，開關K置於N處時，該裝置是電鍍池，陽極上溶解的銅等於陰極上析出的銅，電解質溶液中各離子濃度都不會發生變化，故D正確；
故選C．

2. 電鍍的工作原理

電鍍的工作原理為：電鍍需要一個向電鍍槽供電的低壓大電流電源以回及由電鍍液、待鍍零答件(陰極)和陽極構成的電解裝置。電鍍液成分視鍍層不同而不同，均含有提供金屬離子的主鹽，能絡合主鹽中金屬離子形成絡合物的絡合劑，用於穩定溶液酸鹼度的緩沖劑。

電鍍過程是鍍液中的金屬離子在外電場的作用下，經電極反應還原成金屬原子，並在陰極上進行金屬沉積的過程。因此，這是一個包括液相傳質、電化學反應和電結晶等步驟的金屬電沉積過程。

(2)電鍍實驗裝置示意圖擴展閱讀：

電鍍的作用：

1、鍍銅：打底用，增進電鍍層附著能力，及抗蝕能力。（銅容易氧化，氧化後，銅綠不再導電，所以鍍銅產品一定要做銅保護）

2、鍍鎳：打底用或做外觀，增進抗蝕能力及耐磨能力，（其中化學鎳為現代工藝中耐磨能力超過鍍鉻）。

3、鍍金：改善導電接觸阻抗，增進信號傳輸。

4、鍍鈀鎳：改善導電接觸阻抗，增進信號傳輸，耐磨性高於金。

5、鍍錫鉛：增進焊接能力，快被其他替物取代（因含鉛現大部分改為鍍亮錫及霧錫）。

6、鍍銀：改善導電接觸阻抗，增進信號傳輸。（銀性能最好，容易氧化，氧化後也導電）

參考資料來源：網路-電鍍

3. 如下圖所示的裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通後，向乙中滴入酚酞液，在F極附近顯紅色。

裝置為電解池，
1，乙中是電解飽和NaCl，
陽極：2Cl- - 2e-= Cl2
陰極：2H2O+2e-= H2 +2OH-
F極附近顯紅色，酚酞鹼性顯紅色，說明F極附緩旦近有大量氫氧根離子，所以F極是陰極這樣電源B極是負極，A為正極
2，甲電解硫啟哪褲酸銅
陽極：4OH- -4e-=2H2O+O2氣體

陰極：Cu2+ +2e-=Cu
2CuSO4+2H2O=通電=2H2SO4+2Cu+O2氣體
3，2 NaCl+2H2O=Cl2氣體+ H2氣體+2NaOH
生成氣體的比例1:1
4，因為氫悄簡氧化鐵膠粒帶正電荷 這樣在Y電極是陰極，Y極附近紅褐色變深。

4. 電鍍工藝的基本流程

電鍍工藝是利用電解的原理將導電體鋪上一層金屬的方法。電鍍是指在含有預鍍金屬的鹽類溶液中，以被鍍基體金屬為陰極，通過電解作用，使鍍液中預鍍金屬的陽離子在基體金屬表面沉積出來，形成鍍層的一種表面加工方法。接下來，我就為大家介紹關於電鍍工藝的基本原理和工藝流程吧！

1. 電鍍工藝的基本原理

電鍍是一種電化學過程，也是一種氧化還原過程.電鍍的基本過程是將零件浸在金屬鹽的溶液中作為陰極，金屬板作為陽極，接直流電源後，在零件上沉積出所需的鍍層。例如鍍鎳時，陰極為待鍍零件，陽極為純鎳板，在陰陽極分別發生如下反應：

陰極(鍍件)：Ni2++2e→Ni (主反應)

2H++2e→H2↑ (副反應)

陽極(鎳板)：Ni-2e→Ni2+ (主反應)

4OH-－4e→2H2O+O2 (副反應)

不是所有的金屬離子都能從水溶液中沉積出來，如果陰極上氫離子還原為氫的副反應佔主要地位，則金屬離子難以在陰極上析出.根據實驗，金屬離子自水溶液中電沉積的可能性，可從元素周期表中得到一定的規律。

陽極分為可溶性陽極和不溶性陽極，大多數陽極為與鍍層相對應的可溶性陽極，如：鍍鋅為鋅陽極，鍍銀為銀陽極，鍍錫-鉛合金使用錫-鉛合金陽極，但是少數電鍍由於陽極溶解困難，使用不溶性陽極，如酸性鍍金使用的是多為鉑或鈦陽極，鍍液主鹽離子靠添加配製好的標准含金溶液來補充，鍍鉻陽極使用純鉛，鉛-錫合金，鉛-銻合金等不溶性陽極。

看完了上面關於電鍍工藝的基本原理，可能很多不是學理科的人還是不太明白到底電鍍是怎麼樣工作的，那麼接下來我就用一種比較通俗易懂的話語跟大家介紹一下電鍍的具體工作原理吧！

電鍍需要一個向電鍍槽供電的低壓大電流電源以及由電鍍液、待鍍零件(陰極)和陽極構成的電解裝置。其中電鍍液成分視鍍層不同而不同，但均含有提供金屬離子的主鹽，能絡合主鹽中金屬離子形成絡合物的絡合劑，用於穩定溶液酸鹼度的緩沖劑。

陽極活化劑和特殊添加物。電鍍過程是鍍液中的金屬離子在外電場的作用下，經電極反應還原成金屬原子，並在陰極上進行金屬沉積的過程。因此，這是一個包括液相傳質、電化學反應和電結晶等步驟的金屬電沉積過程。

在盛有電鍍液的鍍槽中，經過清理和特殊預處理的待鍍件作為陰極，用鍍覆金屬製成陽極，兩極分別與直流電源的正極和負極聯接。電鍍液由含有鍍覆金屬的化合物、導電的鹽類、緩沖劑、pH調節劑和添加劑等的水溶液組成。

電鍍工藝的基本原理和工藝流程

2. 電鍍工藝流程

一般包括電鍍前預處理，電鍍及鍍後處理三個階段。完整過程：

（1.） 浸酸→全板電鍍銅→圖形轉移→酸性除油→二級逆流漂洗→微蝕→二級浸酸→鍍錫→二級逆流漂洗

（2.） 逆流漂洗→浸酸→圖形電鍍銅→二級逆流漂洗 →鍍鎳→二級水洗→浸檸檬酸→鍍金→回收→2-3級純水洗→烘乾

以上就是關於「電鍍工藝的基本原理和工藝流程」的相關內容。

5. 電解銅詳細過程(粗銅提煉精銅)

（一）、電解原理

1、電解的概念

使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程叫做電解。

注意：

①電流必須是直流而不是交流。

②熔融態的電解質也能被電解。

思考題：在電解反應中，化學能與電能之間的轉化關系是什麼？

答案：電能轉化為化學能。

2、電解池的概念

藉助於電流引起氧化還原反應的裝置，也就是把電能轉變為化學能的裝置叫做電解池或電解槽。

3、構成電解池的條件

（1）直流電源。

（2）兩個電極。其中與電源的正極相連的電極叫做陽極，與電源的負極相連的電極叫做陰極。

（3）電解質溶液或熔融態電解質。

4、電解質導電的實質

對電解質溶液（或熔融態電解質）通電時，電子從電源的負極沿導線流入電解池的陰極，電解質的陽離子移向陰極得電子發生還原反應；電解質的陰離子移向陽極失去電子（有的是組成陽極的金屬原子失去電子）發生氧化反應，電子從電解池的陽極流出，並沿導線流回電源的正極。這樣，電流就依靠電解質溶液（或熔融態電解質）里陰、陽離子的定向移動而通過溶液（或熔融態電解質），所以電解質溶液（或熔融態電解質）的導電過程，就是電解質溶液（或熔融態電解質）的電解過程。

5、電解原理（後詳）

6、電解原理的應用。（後詳）

二、重難點知識解析

（一）、電解原理

1、電解氯化銅（如圖）

（1）實驗步驟

第一步：如圖甲所示，把兩根石墨棒插入U形管里的CuCl2溶液內，觀察現象。

第二步：如圖乙所示，把用導線連接在一起的兩根石墨插入U形管里的CuCl2溶液內，觀察現象。

第三步：如圖丙所示，將兩根石墨棒、一隻電流表和低壓直流電源串聯起來，將石墨棒插入U形管里的CuCl2溶液內，接通電源。把濕潤的碘化鉀澱粉試紙放在與電源正極相連的電極附近。觀察現象，約5min後切斷電源。

（2）實驗現象

在第一步和第二步中均無新現象發生。在第三步實驗中，電流表的指針發生偏轉；陰極石墨棒周圍CuCl2溶液綠色變深，陽極石墨棒周圍CuCl2溶液綠色變淺；陰極石墨棒上逐漸覆蓋了一層紅色固本，陽極石墨棒上有氣泡放出，並可聞到刺激性的氣味，同時看到濕潤的碘化鉀澱粉試紙變為藍色。

（3）實驗結論

在通直流電的條件下，溶液里的CuCl2發生了分解反應：

CuCl2Cu＋Cl2↑

Cu生成於陰極的石墨棒上，Cl2生成於陽極的石墨棒上。

（4）原理分析

CuCl2是強電解質且易溶於水，在水溶液中電離生成Cu2＋和Cl－。

CuCl2＝Cu2＋＋2Cl－

通電前，Cu2＋和Cl－在水裡自由地移動著；通電後，這些自由移動著的離子，在電場作用下，改作定向移動。溶液中帶正電的Cu2＋向陰極移動，帶負電的氯離子向陽極移動。在陰極，銅離子獲得電子而還原成銅原子覆蓋在陰極上；在陽極，氯離子失去電子而被氧化成氯原子，並兩兩結合成氯分子，從陽極放出。

陰極：Cu2＋＋2e－＝Cu

陽極：Cl－－2e－＝ Cl2↑

電解CuCl2溶液的化學反應方程式：CuCl2Cu＋Cl2↑

（5）電解質水溶液電解反應的綜合分析

在上面敘述氯化銅電解的過程中，沒有提到溶液里的H＋和OH－，其實H＋和OH－雖少，但的確是存在的，只是他們沒有參加電極反應。也就是說在氯化銅溶液中，除Cu2＋和Cl－外，還有H＋和OH－，電解時，移向陰極的離子有Cu2＋和H+，因為在這樣的實驗條件下Cu2＋比H+容易得到電子，所以Cu2＋在陰極上得到電子析出金屬銅。移向陽極的離子有OH－和Cl－，因為在這樣的實驗條件下，Cl－和OH－容易失去電子，所以Cl－在陽極上失去電子，生成氯氣。

說明：

①陽離子得到電子或陰離子失去電子而使離子所帶電荷數目降低的過程又叫做放電。

②用石墨、金、鉑等還原性很弱的材料製做的電極叫做惰性電極，理由是它們在一般的通電條件下不發生化學反應。用鐵、鋅、銅、銀等還原性較強的材料製做的電極又叫做活性電極，它們做電解池的陽極時，先於其他物質發生氧化反應。

③在一般的電解條件下，水溶液中含有多種陽離子時，它們在陰極上放電的先後順序是：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3+＞Cu2＋＞(H+)＞Fe2＋＞Zn2＋；水溶液中含有多種陰離子時，它們的惰性陽極上放電的先後順序是：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞(F－、NO3－、SO42-等)

（6）以惰性電極電解電解質水溶液，分析電解反應的一般方法步驟為：

①分析電解質水溶液的組成，找全離子並分為陰、陽兩組；

②分別對陰、陽離子排出放電順序，寫出兩極上的電極反應式；

③合並兩個電極反應式得出電解反應的總化學方程式或離子方程式。

（二）、電解原理的應用

1、銅的電解精煉

（1）電解法精煉銅的裝置（如圖）

（2）電解法精煉銅的化學原理

陽極（粗銅）：Cu－2e－＝Cu2＋

陰極（純銅）：Cu2＋＋2e－＝Cu

說明：

①以銅為材料做的電極屬於活性電極。在一般的電解條件下，活性陽極先於電解質溶液中的成分
發生氧化反應。

②粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種雜質，當含雜質的銅在陽極不斷溶解時，位於金屬
活動性順序銅以前的金屬雜質如Zn、Fe、Ni等，也會同時失去電子，如：

Zn－2e－＝Zn2＋

Ni－2e－＝Ni2＋

但是它們的陽離子比銅離子難以還原，所以它們並不在陰極獲得電子析出，而只是留在電解液里。而位於金屬活動性順序銅之後的銀、金等雜質，因為給出電子的能量比銅弱，難以在陽極失去電子變成陽離子溶解下來，當陽極上的銅失去電子變成離子溶解之後，它們以金屬單質的形式沉積在電解槽底，形成陽極泥（陽極泥可作為提煉金、銀等貴重金屬的原料）

③用電解精煉法所得到的銅叫做電解銅，它的純度可達到99.95%～99.98%。

2、電鍍

（1）、電鍍的涵義

電鍍是應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過程。

（2）、電鍍的目的

電鍍的目的主要是使金屬增強抗腐蝕能力、增加美觀和表面硬度。

（3）、電鍍的原理

電鍍的原理與電解精煉銅的原理是一致的。電鍍時，一般都是用含有鍍層金屬離子的電解質配成電鍍液；把待鍍金屬製品浸入電鍍液中與直流電源的負極相連，作為陰極；用鍍層金屬作為陽極，與直流電源正極相連。通入低壓直流電，陽極金屬溶解在溶液中成為陽離子，移向陰極，這些離子在陰極獲得電子被還原成金屬，覆蓋在需要電鍍的金屬製品上。

3、氯鹼工業

（1）電解飽和食鹽水反應原理

①實驗步驟

按圖裝置，在U形管里倒入飽和食鹽水，插入一根石墨棒作陽極，一根鐵棒作陰極。同時在兩邊管中各滴入幾滴酚酞試液，並用濕潤的碘化鉀澱粉試紙檢驗陽極放出的氣體。接通直流電源後，注意管內發生的現象。

②實驗現象

陽極上有氣泡逸出，氣體呈黃綠色，有刺激性氣味，使濕潤的碘化鉀澱粉試紙變為藍色，陽極區溶液由無色變為黃綠色。陰極上有氣泡逸出，氣體無色、無味。陰極區溶液由無色變為淺紅色，紅色逐漸加深、區域逐漸擴大。

③實驗結論

用惰性材料作陽極，電解食鹽的飽和溶液，生成Cl2、H2和NaOH。

陽極：2Cl－－2e－＝Cl2↑（放電順序：Cl－>OH－）

陰極：2H＋＋2e－＝H2↑（放電順序：H＋>Na＋）

在上述反應中，由於H+在陰極上得到電子而生成H2，破壞了附近的水的電離平衡，促進了水繼續電離，結果陰極區溶液里OH－的濃度增大而呈現鹼性。

（2）離子交換膜法制燒鹼

①離子交換膜電解槽的組成

由陽極（金屬鈦網）、陰極（碳鋼網）、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成，每台電解槽由若干個單元槽串聯或並聯組成。下圖表示一個單元槽的示意圖。

②陽離子交換膜的作用

將電解槽隔成陰極室和陽極室，它只允許陽離子（Na＋）通過，而阻止陰離子（Cl－、OH－）和氣體通過。這樣既能防止陰極產生的H2和陽極產生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影響燒鹼的質量。

（3）離子交換膜法電解制燒鹼的主要生產流程（如下圖）

離子交換膜法電解制鹼的主要生產流程

（4）、食鹽的精製

①粗鹽的成分:粗鹽中的主要成分是NaCl,此外還含有泥沙、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－雜質。這樣的粗鹽不符合電解要求，因此必須經過精製。

②雜質的危害：Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等金屬離子在鹼性環境中會生成沉澱，損壞離子交換膜；
此外，雜質的存在會使得到的產品不純。

③除雜質的過程：

注意：

①除雜質時所加試劑的順序要求是：a、Na2CO3必須在BaCl2之後；b、加入鹽酸在過濾之後。

②試劑加入順序有多種選擇，如：a、BaCl2、NaOH、Na2CO3、過濾、HCl；b、BaCl2、Na2CO3、NaOH、過濾、HCl；c、NaOH、BaCl2、Na2CO3、過濾、HCl。

（5）、以氯鹼工業為基礎的化工生產及產品的主要用途

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