銅的電解精煉

　　原理：電解時，用粗銅板作陽極，與(yu) 直流電源的正極相連;用純銅板作陰極，與(yu) 電源的負極相連，用CuSO4溶液(加入一定量的硫酸)作電解液。

　　CuSO4溶液中主要有Cu²⁺、SO4^2-、H⁺、OH^-，通電後H⁺和Cu²⁺移向陰極，並在陰極發生Cu²⁺+2e-=Cu，OH-和SO4^2- 移向陽極，但陽極因為(wei) 是活性電極，故而陰離子並不放電，主要為(wei) 陽極(活潑及較活潑金屬)發生氧化反應而溶解，陽極反應：Cu-2e-=Cu2+。

　　電解過程中，比銅活潑的Zn、Fe、Ni等金屬雜質，在銅溶解的同時也會(hui) 失電子形成金屬陽離子而溶解，此時陰極仍發生Cu²⁺+2e-=Cu，這會(hui) 導致電解液濃度不發生變化;Ag、Au不如Cu易失電子，Cu溶解時它們(men) 以陽極泥沉積下來，可供提煉Au、Ag等貴金屬。

　　該過程實現了提純銅的目的。

　　離子在電極上得失電子的能力與(yu) 離子的性質、溶液的濃度、電流的大小、電極的材料等都有關(guan) 係。中學階段我們(men) 一般隻討論電極材料的性質、離子的氧化性強弱和還原性強弱對它們(men) 得失電子能力的影響。

　　三

　　電解冶煉鋁

　　工業(ye) 上，用純淨的氧化鋁為(wei) 原料，采用電解的方法製取鋁。

　　純淨的氧化鋁熔點很高(2045℃)，很難熔化，現在都用熔化的冰晶石(Na₃AlF₆)作熔劑，使氧化鋁在1000℃左右溶解在液態的冰晶石裏，成為(wei) 冰晶石和氧化鋁的熔融體(ti) ，然後進行電解。

　　電極反應式：

　　陰極：4Al³⁺+12e-=4Al

　　陽極：6O^2-+12e-=3O₂↑

　　總反應式：2Al₂O₃==4Al+3O₂↑(隻能電解Al₂O₃，不能電解AlCl₃)

　　在冶煉鋁時，陽極產(chan) 生氧氣，石墨陽極在如此高溫條件下，將不斷被氧氣氧化而消耗，因而需不斷補充石墨陽極。

　　四

　　電鍍銅

　　1.原理：電鍍時，一般都是用含鍍層金屬離子的電解質溶液為(wei) 電鍍液;把待鍍金屬製成品浸入電鍍液中與(yu) 直流電源的負極相連，作為(wei) 陰極，而用鍍層金屬為(wei) 陽極，陽極金屬溶解在溶液中成為(wei) 陽離子，移向陰極，並在陰極上被還原成金屬析出。

　　電鍍銅規律可概括為(wei) “陽極溶解，陰極沉積，電解液不變”。

　　工業(ye) 上電鍍常使用有毒電鍍液，因此電鍍廢水應回收有用物質、降低有害物質含量後，達標排放，以防汙染環境。

　　2.實驗分析：電鍍銅實驗

　　(1)待鍍件需酸洗去除表麵的鏽。

　　(2)電鍍液CuSO₄中加氨水製成銅氨溶液以降低Cu²⁺濃度使鍍層光亮。

電鍍：

概念：應用電解原理在某些金屬表麵鍍上一薄層其他金屬或合金的方法。

目的：使金屬增強抗腐蝕能力，增加美觀和表麵硬度。鍍件(待鍍金屬製品)作陰極

如在鐵製品表麵上鍍銅：

注意:理論上，電鍍過程中電鍍液的濃度保持不變。

電冶金:

電解法：用電解的手段將活潑金屬(如Na、Ca、 Mg、Al)從(cong) 它們(men) 的化合物中還原出來的方法。

實例

電解熔融NaCl製Na

電解熔融Al₂O₃製Al

化學電解四大類型

電解飽和食鹽水反應原理

實驗分析：電解飽和食鹽水

在U形管裏裝入飽和食鹽水，滴入幾滴酚酞試液，用碳棒作陽極、鐵棒作陰極，將濕潤的碘化鉀澱粉試紙放在陽極附近，接通電源，觀察管內(nei) 發生的現象及試紙顏色的變化。

注意：鐵棒不可作陽極，否則發生Fe - 2e- = Fe²⁺;碘化鉀澱粉試紙需事先用水潤濕。

現象：陰、陽兩(liang) 極均有氣體(ti) 放出，陽極氣體(ti) 有刺激性氣味，能使濕潤的碘化鉀澱粉試紙變藍;陰極區域溶液變紅。說明陰極區域生成物為(wei) 堿性物質與(yu) H₂，陽極產(chan) 物是Cl₂。

電解飽和食鹽水反應原理

飽和食鹽水成分：溶液存在Na⁺、Cl^-、H⁺、OH^-四種離子。

電極反應式：

陰極：2H⁺+2e- = H₂↑(還原反應);

陽極：2Cl^--2e- = Cl₂↑(氧化反應);

實驗現象解釋：

陰極區域變紅原因：由於(yu) H+被消耗，使得陰極區域OH-離子濃度增大(實際上是破壞了附近水的電離平衡，由於(yu) Kw為(wei) 定值，c(H+)因電極反應而降低，導致c(OH-)增大，使酚酞試液變紅)。

濕潤的碘化鉀澱粉試紙變藍原因：氯氣可以置換出碘化鉀中的碘，Cl₂+2KI=2KCl+I₂，I₂使澱粉變藍。

注意：如果試紙被熏蒸的太久，藍色會(hui) 因為(wei) 濕氯氣的漂白作用而褪去。

電解飽和食鹽水的總反應式：

2NaCl+2H₂O===Cl₂↑+H₂↑+2NaOH

該電解反應屬於(yu) 放氫生堿型，電解質與(yu) 水均參與(yu) 電解反應，類似的還有K₂S、MgBr₂等。