高三化学铜的电解精炼与电镀铜专题辅导.doc

用心爱心专心115号编辑铜的电解精炼与电镀铜一、铜的电解精炼用还原法得到的粗铜中含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等金属杂质，其导电性远远不能满足电气工业的要求，所以必须利用电解法精炼粗铜。电解时，用粗铜作阳极，与直流电源的正极相连；用纯铜作阴极，与直流电源的负极相连，用CuSO4溶液（加入一定量的硫酸）作电解液。CuSO4溶液中主要存在的离子有Cu2+、、H+、OH-，通电后H+和Cu2+移向阴极，Cu2+在阴极得电子发生还原反应：Cu2++2e-=Cu；OH-和移向阳极，但阳极是活性电极。所以是阳极材料粗铜失电子发生氧化反应而溶解：Cu-2e-=Cu2+，而不是阴离子失电子。通电后，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，比铜活泼的金属杂质如锌、铁、镍等也会同时失去电子形成阳离子进入溶液，但Zn2+、Fe2+、Ni2+等并不能在阴极析出，故在整个电解过程中阳极质量减小并不等于阳极质量增加。粗铜中含有的不活泼金属金、银等不能在阳极失去电子而溶解，而是以阳极泥的形式沉积在电解槽底部。电解过程中，作为阳极的粗铜不断溶解，铜在阴极不断析出，结果使粗铜变成了精铜。且在阳极泥中金、银等的含量较高。从中可以提取这些贵重金属。二、电镀铜电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程，电镀是电解的重要运用。电镀时，一般是用含镀层金属离子的电解质溶液为电镀液；把待镀金属制品浸入电镀液中与直流电源的负极相连，作为阴极；用镀层金属为阳极，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，该金属阳离子移向阴极，并在阴极还原成金属析出，覆盖在待镀的金属制品上。在电镀过程中，电镀液的浓度基本保持不变。电镀铜时，电极反应分别为：阳极Cu-2e-=Cu2+阴极Cu2++2e-＝Cu（在镀件表面析出）三、铜的电解精炼与电镀铜二者的比较铜的电解精炼电镀铜阴极材料纯铜待镀金属阴极反应新生成的铜沉积在纯铜上新生成的铜沉积在镀件上阴极反应式Cu2++2e-=CuCu2++2e-=Cu阳极材料粗铜纯铜阳极反应铜发生氧化反应，以铜离子的形式进入溶液铜发生氧化反应，以铜离子的形式进入溶液阳极反应式Cu-2e-=Cu2+Cu-2e-=Cu2+反应原理两者的原理是一样的，都可以归结为：阳极溶解，阴极沉积，电解液浓度基本不变。典例剖析金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+）（）。A、阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2+＋2e-=NiB、电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加完全相等C、电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+D、电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt解析根据电解精炼铜的原理知，电解制备高纯度镍时要用粗镍作阳极，纯镍作阴极，电解液中含有镍离子。阳极上Fe、Zn、Ni发生的是氧化反应，Fe2+、Zn2+比Ni2＋难以还原，它们并不在阴极得电子析出，因而阳极质量的减少与阴极质量的增加不是恰好相等；电解后，溶液中存在的主要金属阳离子是Ni2+，另外还有少量的Fe2+和Zn2+；杂质Cu、Pt的金属性比Ni弱，故它们不会放电，而是以阳极泥的形式沉积下来。答案D