2026届高三化学二轮复习+++锌片镀铜绿色行-基于配位化学调控的项目式学习

任务01初识电镀任务02任务03再探电镀挑战电镀思考资料卡：镀铜地漏在制作过程中，表面会覆盖一层厚约10微米的铜层，起到美观和防腐的作用。有效地避免了地漏受潮生锈的问题，同时还具备抗磨损、抗腐蚀等特性，可以使地漏的使用寿命更加长久。能否利用电镀原理对地漏面板进行镀铜处理？请设计电解装置实现地漏面板镀铜模型建立纯铜地漏面板阴极阳极e-e-e-＋e-

e-K闭合e-e-e-e-Cu2+SO42-CuSO4

溶液Cu2+SO42-Cu2+Cu2e+-阴极

Cu2+

+

2e-

=Cu（还原反应）阳极

Cu

-

2e-

=

Cu2+

（氧化反应）问题1：电镀液除选用硫酸铜以外，还可以选用其他含铜的溶液吗？（思考点引导：在所学基础上寻找含铜的配合物）2+纯铜阴极[Cu(NH3)4]SO4

溶液阳极[Cu(NH3)4]2++SO42-[Cu(NH3)4]2++

SO42-e-e-e-e-＋e-

e-K闭合e-e-e-e-阴极(锌片)

[Cu(NH3)4]2++2

e−

=

Cu+4NH3阳极(铜片)

Cu-2e−+4NH3

=[Cu(NH3)4]2+锌片模型建立特性0.2

mol/L铜氨溶液0.2

mol/L硫酸铜溶液铜离子浓度置换风险铜离子在阴极析出的速率pH环境析氢副反应镀液对比填空问题2：你觉得那种电镀液的电镀效果较好，请结合以上特性思考分析并展开讨论，提出猜想。特性0.2

mol/L铜氨溶液0.2

mol/L硫酸铜溶液铜离子浓度非常低较高置换风险很小高铜离子在阴极析出的速率小大pH环境碱性（9-12）弱酸性析氢副反应程度较小较大镀液对比填空Cu²⁺+4NH3

=Cu(NH3)4²⁺

K稳=2.09×10¹³0.2

mol/L的硫酸四氨和铜溶液解离的Cu²⁺浓度约为1.3×10-4mol/L猜想01初识电镀锌片镀铜模拟地漏镀铜硫酸铜和铜氨溶液做电镀液进行对比学生实验一：用硫酸铜和铜氨溶液进行对比，进行电镀实验实验用具检查：学生电源2个，导线（带铁夹）4根，电解槽2个，铜板2片，锌片2片，0.2mol/L的硫酸铜溶液，0.2

mol/L的铜氨溶液

实验步骤：组装好仪器，将电压分别调至2V,进行2次平行实验各

3min,认真记录观察实验现象。注意事项：实验中进行的条件控制如下：浓度0.2

mol/L，温度20℃，电极距5cm，电压2V，电镀3

分钟，必须要先进行充分的预处理。 注意用电安全，佩戴手套，不要用手直接接触连接电源的铁夹，电解完毕后及时关闭电源，取出两极。0101怎样对锌片表面进行除油，除氧化膜呢，请设计预处理方案？资料卡：电镀前预处理步骤很关键锌片表面可能存在的污染加工残留的油渍、轻微氧化膜指纹或灰尘污染物这些污染物会影响镀层的结合力和均匀性，导致镀铜层出现起皮、脱落或局部沉积不良。熟知预处理的具体操作2000目砂纸打磨→乙醇擦拭除油→5%

HCl

酸洗30s→去离子水冲洗实验现象展示汇报实验镀层外观0.2

mol/L

CuSO₄0.2

mol/L的硫酸四氨和铜溶液资料1：硫酸铜做电镀液时镀层表面产生的黑色物质主要是纳米铜颗粒。问题1：对比二种镀液的实验现象，结合镀液的特性分析得到的镀层外观的原因。01特性铜氨溶液硫酸铜溶液pH环境碱性（9-12）弱酸性置换风险很小高铜离子浓度非常低较高镀层结合力优差（需预镀处理）结晶细致度致密光滑易粗糙、多孔环保性？？？？01问题2：铜氨溶液做电镀液得到的镀层效果较好，但是电镀过程中环保性如何？怎样解决这个问题？02再探电镀绿色行0202问题1：锌片上获得了不太光亮且带气孔的镀层，电镀过程中不断产生有刺激性气味的氨气，即便在通风橱中进行，也会熏的人头疼，非常不环保。能否利用所给实验器材重新设计环保的电镀装置呢？铜氨溶液体系阶段锌片镀铜绿色行实验探究----装置改进学生实验二：对铜氨溶液进行电镀进行装置改进实验用具检查：学生电源2个，导线（带铁夹）4根，电解槽2个，铜板2片，锌片2片，0.2mol/L的铜氨溶液，指示剂，密封酱料盒，塑料盒，美工刀，注射器等。实验步骤：组装好仪器，将电压分别调至2V,进行2次平行实验各3min,认真记录观察实验现象。注意事项：实验中进行的条件控制如下：浓度0.2

mol/L，温度20℃，电极距5cm，电压2V，电镀3

分钟，必须要先进行充分的预处理。 注意用电安全，佩戴手套，不要用手直接接触连接电源的铁夹，电解完毕后及时关闭电源，取出两极。02铜氨溶液体系阶段锌片镀铜绿色行实验探究----装置改进展示

用环保密封塑料餐盒进行电镀，用塑料盒盖固定极板，注射器提前注入滴有酚酞的水溶液以便吸收和检验氨气，实验后，最右侧图3注射器中溶液颜色变成浅粉色（电镀时间延长溶液颜色会更深）。图1图2图302铜氨溶液体系阶段锌片镀铜绿色行实验探究02问题2：电镀过程中不断产生有刺激性气味的氨气，不环保，改进装置可以解决

环保问题，但锌片上获得了不太光亮且带气孔的镀层，怎样可以避免气体生成，解决环保问题的同时也能优化镀层的质量呢？能否改变配位剂→

转向环保体系，由Cu(NH3)4²⁺

→？？

环保镀液体系阶段锌片镀铜绿色行实验探究---配体转变，如何选择配位剂？

02问题1：配位剂应如何选择，需要满足哪些基本条件？配位剂需环保；电镀过程中可以缓慢释放铜离子，解配过程中不产生污染性气体；镀液应澄清透明，便于观察电镀过程中的现象；为避免析氢副反应，碱性环境配离子可以稳定存在；废水处理方法简单，废液可回收利用。问题2：柠檬酸、三乙醇胺的结构如右图所示，从结构角度分析其与铜离子配位的可能性。

环保镀液体系阶段锌片镀铜绿色行实验探究---配体转变，如何选择配位剂？

02资料卡：选择柠檬酸作为锌片镀铜的主盐环保镀液，主要是因为它是：环保的基石：成功替代了剧毒的氰化物，实现了无氰电镀。技术的核心：其强大的络合能力有效抑制了锌的置换反应，确保了镀层与锌基体的良好结合力。稳定的保障：具有良好的pH缓冲能力，使镀液工作稳定。经济的选择：原料安全、廉价、易得，废水处理简单。学生实验三：用环保镀液进行电镀实验用具检查：学生电源2个，导线（带铁夹）4根，电解槽2个，铜板2片，锌片2片，0.2mol/L的环保镀液，密封酱料盒，塑料盒，美工刀。实验步骤：组装好仪器，将电压分别调至2V,进行2次平行实验各3min,认真记录观察实验现象。注意事项：实验中进行的条件控制如下：浓度0.2

mol/L，温度20℃，电极距5cm，电压2V，电镀3

分钟，必须要先进行充分的预处理。 注意用电安全，佩戴手套，不要用手直接接触连接电源的铁夹，电解完毕后及时关闭电源，取出两极。02

环保镀液体系阶段锌片镀铜

②

蘸料餐盒（所用电镀液用量约80mL,节约成本）

③镀好锌片如下图双阳极设计（保证锌片两极镀层质量）

镀层均匀致密，光亮图1图2图302①铜氨溶液和环保镀液颜色对比

环保镀液颜色更浅，便于观察现象课上完成1，2，课下拓展任务完成3，4镀层质量检测方法指标测量方法评价标准1.镀层外观目测评分1-5（5=光亮均匀，1=发黑脱落）2.附着力、硬度胶带撕拉测试、尖锐物品刻画脱落面积比例（<5%为优）3.观察镀层微观结构用电子显微镜与纯铜片微观结构对比环保镀液体系阶段锌片镀铜实验探究---成果展示图1纯锌片图2环保镀液镀铜锌片1图3环保镀液镀铜锌片2图4纯铜片02图1环保镀液镀铜锌片表面通过手机显微镜下放大后铜层结构图图2通过手机显微镜下放大后纯铜表面结构图微观形貌比较接近02

环保镀液体系阶段锌片镀铜实验探究---成果展示镀铜锌片和纯铜