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2. 电镀

电解原理及其应用 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 利用电解原理,在金属表面镀上一层其他金属或合金的技术。

从哪来 基于“2. 电极反应”原理,结合“模型1:电极判断”确定阴阳极,利用“模型2:电极方程式书写”构建镀层析出与溶解的平衡,并依据“1. 判断溶液酸碱性”选择含镀层金属离子的电解质溶液。

为什么 电镀本质是电解池应用。要形成镀层,必须满足: 1. 阳极氧化:镀层金属作阳极,失去电子变为离子进入溶液,补充消耗的离子($M - ne^- \rightarrow M^{n+}$)。 2. 阴极还原:待镀金属作阴极,溶液中的镀层金属离子得到电子析出附着在表面($M^{n+} + ne^- \rightarrow M$)。 3. 电荷守恒:阳极溶解速率与阴极析出速率相等,维持溶液中镀层金属离子浓度基本不变,从而保证镀层均匀致密。

适合:形象思维强、喜欢生活实例的学生** **比喻法
把电镀比作“给金属穿新衣”。 - 待镀件是“人”,镀层金属是“衣服”,电解质溶液是“布料仓库”。 - 电源是“裁缝”,强制让“布料”(金属离子)从仓库(溶液)跑到“人”(阴极)身上。 - 同时,为了不让仓库空了,必须从另一头(阳极)不断补充新布料。 - 关键点:衣服必须和仓库里的布料是同一种(同种金属),否则穿上去会掉色(镀层不纯)。
适合:逻辑严密、擅长微观机理分析的学生** **微观机理法
聚焦电子流向与离子迁移。 1. 电子流:电源负极 $\rightarrow$ 阴极(得电子);阳极(失电子) $\rightarrow$ 电源正极。 2. 离子流:阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动。 3. 核心矛盾:如果阳极不是镀层金属(如用惰性电极),阳极发生的是水的氧化($4OH^- - 4e^- \rightarrow 2H_2O + O_2\uparrow$),导致溶液中金属离子只减不增,浓度迅速下降,电镀失败。 4. 结论:必须“阳极溶解”与“阴极析出”动态平衡,故阳极材料必须与镀层金属相同。
适合:应试导向、需要快速记忆规则的学生** **口诀记忆法
- 一正:镀层金属接电源正极(阳极)。 - 一负:待镀件接电源负极(阴极)。 - 一溶:电解质溶液必须含镀层金属离子。 - 一不变:电镀过程中,电解质溶液浓度基本不变(区别于电解精炼或普通电解)。 - 判断技巧:看到“电镀”,直接锁定:阳极=镀层金属,阴极=工件,溶液=含镀层金属离子。
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练一道
基础题
在铁制品表面镀铜,请写出电极反应式,并说明电解质溶液的选择。
变式
若用石墨电极代替铜作阳极,在铁上镀铜,会出现什么现象?为什么?
试试手自己判
检测题
要在银器上镀金,下列操作正确的是( ) A. 银器接电源正极,金片接电源负极,电解质为 $NaCl$ 溶液 B. 银器接电源负极,金片接电源正极,电解质为 $AuCl_3$ 溶液 C. 银器接电源正极,金片接电源负极,电解质为 $AuCl_3$ 溶液 D. 银器接电源负极,金片接电源正极,电解质为 $NaCl$ 溶液
看答案和判分标准
答案:B
判对标准:
- 选B得满分。
- 选A或C:错误在于电极接反(镀件应作阴极,接负极)。
- 选D:错误在于电解质溶液不含镀层金属离子($Au^{3+}$ 或 $Au^+$),无法提供金离子。
- 关键判据:学生必须同时满足“镀件接负极”、“镀层金属接正极”、“溶液含镀层金属离子”三个条件。
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