实验07简单的电镀实验高二化学教材实验大盘点（人教版2019选择性）

【同步实验课】简单的电镀实验0101实验梳理02实验点拨03典例分析04对点训练05真题感悟【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。【实验仪器】烧怀、砂纸、导线、23V的直流电源、电流表。【实验试剂】铁制镀件、铜片、电镀液（以CuSO4溶液为主配制）、1mol/LNaOH溶液、20%盐酸、蒸馏水。【实验一】简单的电镀实验实验操作图解操作实验现象实验结论1.用砂纸把铁制镀件打麿干净，放入1mol/LnaOH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23V的直流电源的负极相连，铜片与直流电源的正极相连。将两极平行浸入电镀液中，两极间距5cm，5~l0min后取出，观察镀件表面发生的变化。用砂纸打磨铁钉放入碱液中除油污用蒸馏水冲洗干净放入盐酸中除铁锈用蒸馏水冲洗干净连接好装置，进行电镀铁钉上附着了红色的铜用砂纸打磨铁钉放入碱液中除油污放入盐酸中除铁锈铁钉上附着了红色的铜根据电解原理，铜作阳极，被氧化，生成铜离子进入溶液，溶液中的阴离子在阴极上得到电子被还原，作为电解质溶液的硫酸铜的浓度不变。电极方程式为：阴极电极反应式为：Cu2++2eCu，阳极电极反应式为：Cu2eCu2+

（一）问题与讨论：1．若用如图所示装置，模拟铁制品上镀铜，则电解质溶液c、电极a、电极b的电极材料分别是什么？电镀过程中电解质溶液的浓度如何变化？【解析】若用如图所示装置，模拟铁制品上镀铜，则电极a是Cu，电极b是铁制品，电解质溶液c是CuSO4溶液。电镀过程中电解质溶液的浓度不变。2．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？阴极和阳极发生的反应分别是什么？【解析】电镀前，如果将铜片与直流电源的负极相连，则铜片为阴极，硫酸铜溶液中的铜离子得到电子转化为铜，铁制镀件与直流电源的正极相连，则铁为阳极，铁失去电子，转化为亚铁离子。阴极电极反应式为：Cu2++2eCu，阳极电极反应式为：Fe2eFe2+

3．查阅资料，了解工业生产中提高电镀质量的方法。

【解析】（1）溶液中主盐是决定电镀性能、质量的最主要因素。主盐浓度低于工艺要求时，电流效率降低，电流密度下降，尖端部位极易烧焦，光亮剂作用降低，甚至在低电流区得不到镀层。主盐浓度高于工艺要求时，电流效率也会下降，同时镀液带出损失增加。

（2）PH值是电镀工艺的重要因素，对于镀液的PH值要经常检测并做好相应记录，超出工艺范围时要及时加以调整，调整的办法是将与主盐同离子的酸或碱稀释后边搅拌边加入，不可以直接将浓酸、浓碱加入镀液。

（3）温度也是影响产品质量的重要因素。比如：铝及铝合金经导电氧化后用温水浸泡是十分必要的防护工序，温水的温度不宜超过50℃，在此温度条件下足能使残留在氧化膜表面的氧化溶液充分除尽，使氧化膜表面除净，从而有利于提高氧化膜层的防护性能。温度过高对膜层质量是不利的，会使膜层裂纹、孔隙增加，降低了膜层的导电性防护性能。铝及铝合金经导电氧化后烘干的温度也同样不宜超过50℃。

（4）操作时间应严格控制。比如：铝及铝合金的导电氧化严格按工艺要求操作所获得的膜层具有良好的导电性能。若氧化时间过长，膜层厚度增加，不但会影响膜层的导电性能，膜层还会呈土黄色并且显得陈旧。

（5）添加剂对电镀质量的影响极大，为了防止添加剂的不足或过量，最好是按照消耗量少加勤加。（二）规律与方法：类型电镀定义电镀是一种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加工工艺主要目的使金属增强抗腐蚀能力、增强表面硬度和美观示意图构成条件阳极镀层金属阴极待镀金属电解液含镀层金属阳离子电极反应(以铁件镀铜为例)阳极Cu2eCu2+阴极Cu2++2eCu电解质溶液的浓度变化CuSO4溶液的浓度不变（三）深度剖析：(1)电镀铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)不变；(2)电镀时，阳极(镀层金属)失去电子的数目与阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液中电解质的浓度保持不变。(3)电解或电镀时，电极质量减小的电极必为金属电极——阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属附着在阴极上。【典例01】（2023秋·高二课时练习）在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子B．铁作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子【答案】A【解析】电镀原理是镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液，则在铁制品上镀一层一定厚度的锌层时，电镀池中锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子，故选A。【典例02】（2023春·辽宁朝阳·高一建平县实验中学校考期末）将“铜牌”变成“银牌”的装置如图所示。下列说法正确的是A．铜牌连接电源的正极 B．反应前后，溶液a的浓度不变C．溶液a可以为溶液 D．反应一段时间后，电源反接，铜牌可恢复原状【答案】B【解析】A．分析装置图可知，该装置为电镀池：镀件金属(Ag)作阳极﹐与电源正极相连，A错误；B．若要达到铜牌上镀银的效果，则溶液a为，阳极Ag失电子变成，阴极得电子变成Ag，反应前后，溶液a的浓度不变，B正确；C．若溶液a为溶液，，会影响放电顺序，不能达到铜牌上镀银的效果，C错误；D．当反应一段时间后，电源反接，阳极有Ag和Cu，Cu活泼性比Ag强，会失去电子变成Cu，铜牌不能恢复原状，D错误；故选B。1．（2023秋·山西大同·高三统考开学考试）根据下列装置和物质，能达到相应实验目的的是

A．验证的水解程度比大B．实验室制备C．铁表面镀铜D．演示喷泉实验A．A B．B C．C D．D【答案】D【解析】A．碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度不同，碳酸钠饱和溶液和碳酸氢钠饱和溶液的浓度不相等，由探究实验的变量唯一原则可知，用测量饱和溶液浓度pH的方法不能验证碳酸根离子和碳酸氢根离子水解程度的大小，故A错误；B．启普发生器是用于不溶于水的块状固体与液体不加热制备不溶于水气体的装置，亚硫酸钠为溶于水的固体粉末，且二氧化硫易溶于水，所以不能用启普发生器制备二氧化硫，故B错误；C．铁表面镀铜时，铜应与直流电源正极相连作电镀池的阳极，铁制镀件作阴极，故C错误；D．氨气极易溶于水，通过挤压胶头滴管使圆底烧瓶中的氨气溶于水使得气体的物质的量减小产生内外压强差而形成喷泉，故D正确；故选D。2．（2022·浙江·校联考二模）下列说法正确的是A．在测定中和反应的反应热时，使用玻璃搅拌器应左右匀速搅拌B．在润洗洁净的碱式滴定管时，先从滴定管上口加入待盛装碱液，然后轻轻挤压滴定管中的玻璃球，将液体从滴定管下部放入预置的烧杯中C．在实验室不慎将酸沾到皮肤时，应立即用大量水冲洗，然后用的NaHCO3溶液冲洗D．在给粗糙铁质镀件电镀时，用砂纸将镀件打磨干净后即可直接与直流电源负极相连【答案】C【解析】A．在测定中和反应的反应热时，使用环形玻璃搅拌器应上下匀速搅拌，使溶液迅速反应，A错误；B．在润洗洁净的碱式滴定管时，先从滴定管上口加入待盛装碱液，然后倾斜着转动滴定管，使溶液润湿全部滴定管内壁，再将滴定管直立起来，挤压滴定管中的玻璃球，将液体从滴定管下部放入预置的烧杯中，B错误；C．在实验室不慎将酸沾到皮肤时，应立即用大量水冲洗，然后用的NaHCO3溶液冲洗，反应除去残留的少量酸溶液，C正确；D．在给粗糙铁质镀件电镀时，用砂纸将镀件打磨干净后，将表面的固体小颗粒洗净，干燥后再与直流电源负极相连，作阴极，D错误；故合理选项是C。3．（2023秋·高二课时练习）下列实验方案不能达到相应目的的是A．探究温度对化学平衡的影响 B．研究浓度对化学平衡的影响C．实现铜棒镀银 D．证明化学反应存在一定的限度【答案】D【解析】A．2NO2N2O4是放热反应，热水环境下该反应的化学平衡逆向移动，NO2浓度增大，颜色更深，冷水环境下反应的化学平衡正向移动，NO2浓度减小，颜色更浅，可探究温度对化学平衡的影响，A正确；B．Fe3++3SCNFe(SCN)3，第一支试管中加入了溶液，则SCN浓度增大，化学平衡正向移动，溶液中红色更深，两支试管只有浓度不同，可研究浓度对化学平衡的影响，B正确；C．铜棒镀银，则Ag作阳极，阳极上Ag失电子生成Ag+，Cu为阴极，阴极上Ag+得电子生成Ag，电解质溶液为硝酸银，可实现铜棒镀银，C正确；D．碘化钾和氯化铁反应后，氯化铁是过量的，加入硫氰化钾，溶液一定呈红色，因此该方案不能证明碘化钾和氯化铁之间的反应存在一定的限度，D错误；故答案选D。4．（2022秋·浙江·高二校联考期中）下列说法正确的是A．在铁上镀铜时，金属铜作阴极B．工业上常用电解熔融的氧化镁冶炼金属镁C．牺牲阳极法通常是在被保护的钢铁设备上安装若干镁合金或锌块D．用石墨电极电解的溶液，当阳极产生标准状况下气体时，停止电解，向剩余溶液中加入适量可使电解质溶液恢复至原状态【答案】C【解析】A．在铁上镀铜时，金属铜作电镀池的阴极，故A错误；B．工业上常用电解熔融的氯化镁冶炼金属镁，故B错误；C．镁或锌的金属性强于铁，与铁在电解质溶液中构成原电池时，铁做正极被保护，所以牺牲阳极法通常是在被保护的钢铁设备上安装若干镁合金或锌块，故C正确；D．由得失电子数目守恒可知，铜离子在阴极完全得到电子发生还原反应生成铜时，标准状况下阳极上生成氧气的体积为0.4mol×，则阳极产生标准状况下氧气时，说明硫酸铜溶液完全电解后，又电解水，则向剩余溶液中加入适量氧化铜不可能使电解质溶液恢复至原状态，故D错误；故选C。5．（2023秋·广东·高三校联考阶段练习）电化学在生产、生活和科学技术的发展中扮演着重要的角色。下列说法正确的是A．钢铁发生吸氧腐蚀时，负极反应为：B．电镀时，镀件作阳极C．乙醇燃料电池工作时，热能转化为电能D．电解精炼铜时，阳极底部产生含Zn、Fe等元素的阳极泥【答案】A【解析】A．钢铁发生吸氧腐蚀时，Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2+，C作正极，电极反应式为O2+2H2O+4e=4OH，A正确；B．电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，B错误；C．乙醇燃料电池工作时，化学能转化为电能，C错误；D．由于Zn、Fe比铜活泼，因此电解精炼铜时，阳极的Zn、Fe单质放电分别生成Zn2+和Fe2+进入电解质溶液中，D错误；故选A。6．（2023秋·浙江宁波·高二校联考期末）下列反应的方程式不正确的是A．氧化铁与足量氢碘酸溶液反应：Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2OB．铜片上电镀银的总反应(银作阳极，硝酸银溶液作电镀液)：Ag(阳极)Ag(阴极)C．铜与稀硝酸反应：3Cu+2+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2OD．明矾溶液中加入少量氢氧化钡溶液：2Al3++3+3Ba2++6OH﹣=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓【答案】A【解析】A．氧化铁与氢碘酸发生氧化还原反应生成碘单质、碘化亚铁和水，其反应的离子方程式为：，A项错误；B．铜片上电镀银时，阳极银失电子生成银离子，阴极溶液中的银离子得电子生成银，总反应(银作阳极，硝酸银溶液作电镀液)为：Ag(阳极)Ag(阴极)，B项正确；C．铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，其反应的离子方程式为：，C项正确；D．明矾溶液中加入少量氢氧化钡溶液反应生成氢氧化铝和硫酸钡，其反应的离子方程式为：，D项正确；答案选A。7．（2023春·黑龙江哈尔滨·高一哈九中校考阶段练习）在铁上镀铜的实验中，装置如图所示，下列判断错误的是A．Cu2+移向b极B．b极一般用纯铜C．该实验过程中阴离子种类保持不变D．相同时间，a极增加的质量等于b极减小的质量【答案】A【解析】A．电解池中阳离子向阴极a移动，A错误；B．镀层金属为阳极，b极一般用纯铜，B正确；C．该实验过程中阴离子不参与电极放电，种类保持不变，C正确；D．相同时间，a极增加的质量为析出铜的质量、b极减小的质量为生成铜离子铜的质量，根据电子守恒可知，a极增加的质量等于b极减小的质量，D正确；故选A。8．（2023秋·高二课时练习）若在铜片上镀银，下列叙述正确的是①将铜片接在电源的正极上②将银片接在电源的正极上③在铜片上发生的反应是Ag＋＋e=Ag④在银片上发生的反应是4OH4e=O2↑＋2H2O⑤需用硫酸铜溶液为电镀液⑥需用硝酸银溶液为电镀液A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥【答案】B【解析】①将铜片接在电源的负极上，故①错误；②银做电解池的阳极，与电源正极相连，故②正确；③在铜片上，电解质溶液中的Ag+得到电子发生还原反应生成Ag，电极反应式为Ag++e=Ag，故③正确；④在银片上，Ag失电子发生氧化反应生成Ag+，电极反应式为Age=Ag+，故④错误；⑤用含有镀层金属的盐溶液作电解质溶液，不能选用硫酸铜溶液为电镀液，故⑤错误；⑥用含有镀层金属的盐溶液作电解质溶液，可以选用硝酸银溶液为电镀液，故⑥正确；综上所述，正确的有②③⑥；故选B。1．（2022·北京·高考真题）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。装置示意图序号电解质溶液实验现象①4+少量H2SO4阴极表面有无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验电解液中有②4+过量氨水阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无元素下列说法不正确的是A．①中气体减少，推测是由于溶液中减少，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触B．①中检测到，推测可能发生反应：C．随阴极析出，推测②中溶液减少，平衡逆移D．②中生成，使得比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密【答案】C【解析】由实验现象可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，一段时间后，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜；实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要小，电解速率减慢，铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层。A．由分析可知，实验①时，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应，当溶液中氢离子浓度减小，反应和放电生成的铜覆盖铁电极，阻碍氢离子与铁接触，导致产生的气体减少，故A正确；B．由分析可知，实验①时，铁做电镀池的阴极，铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜，可能发生的反应为，故B正确；C．由分析可知，铜离子在阴极得到电子发生还原反应，在阴极析出铜，但阳极发生Cu2e=Cu2+的反应，铜离子浓度不变，平衡不移动，故C错误；D．由分析可知，实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子，使得溶液中铜离子浓度比①中要小，电解速率减慢，铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜，在铁表面得到比实验①更致密的镀层，故D正确；故选C。2．（2021·浙江·统考高考真题）下列反应的方程式不正确的是A．石灰石与醋酸反应：CO+2CH3COOH=2CH3COO+CO2↑+H2OB．铜片上电镀银的总反应(银作阳极，硝酸银溶液作电镀液)：Ag(阳极)Ag(阴极)C．铜与稀硝酸反应：3Cu+2NO+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2OD．明矾溶液中加入少量氢氧化钡溶液：2Al3++3SO+3Ba2++6OH=2Al(OH)3↓+