銅的電解精煉

　　原理：電解時，用粗銅板作陽極，與直流電源的正極相連;用純銅板作陰極，與電源的負(fù)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+、SO42-、H+、OH-，通電后H+和Cu2+移向陰極，并在陰極發(fā)生Cu2++2e-=Cu，OH-和SO42-移向陽極，但陽極因為是活性電極，故而陰離子并不放電，主要為陽極(活潑及較活潑金屬)發(fā)生氧化反應(yīng)而溶解，陽極反應(yīng)：Cu-2e-=Cu2+。

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

　　該過程實現(xiàn)了提純銅的目的。

　　離子在電極上得失電子的能力與離子的性質(zhì)、溶液的濃度、電流的大小、電極的材料等都有關(guān)系。中學(xué)階段我們一般只討論電極材料的性質(zhì)、離子的氧化性強弱和還原性強弱對它們得失電子能力的影響。

　　三

　　電解冶煉鋁

　　工業(yè)上，用純凈的氧化鋁為原料，采用電解的方法制取鋁。

　　純凈的氧化鋁熔點很高(2045℃)，很難熔化，現(xiàn)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(tài)的冰晶石里，成為冰晶石和氧化鋁的熔融體，然后進(jìn)行電解。

　　電極反應(yīng)式：

　　陰極：4Al3++12e-=4Al

　　陽極：6O2-+12e-=3O2↑

　　總反應(yīng)式：2Al2O3==4Al+3O2↑(只能電解Al2O3，不能電解AlCl3)

　　在冶煉鋁時，陽極產(chǎn)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(zhì)溶液為電鍍液;把待鍍金屬制成品浸入電鍍液中與直流電源的負(fù)極相連，作為陰極，而用鍍層金屬為陽極，陽極金屬溶解在溶液中成為陽離子，移向陰極，并在陰極上被還原成金屬析出。

　　電鍍銅規(guī)律可概括為“陽極溶解，陰極沉積，電解液不變”。

　　工業(yè)上電鍍常使用有毒電鍍液，因此電鍍廢水應(yīng)回收有用物質(zhì)、降低有害物質(zhì)含量后，達(dá)標(biāo)排放，以防污染環(huán)境。

　　2.實驗分析：電鍍銅實驗

　　(1)待鍍件需酸洗去除表面的銹。

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

電鍍：

概念：應(yīng)用電解原理在某些金屬表面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，增加美觀和表面硬度。鍍件(待鍍金屬制品)作陰極

如在鐵制品表面上鍍銅：

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)從它們的化合物中還原出來的方法。

實例

電解熔融NaCl制Na

電解熔融Al2O3制Al

化學(xué)電解四大類型

電解飽和食鹽水反應(yīng)原理

實驗分析：電解飽和食鹽水

在U形管里裝入飽和食鹽水，滴入幾滴酚酞試液，用碳棒作陽極、鐵棒作陰極，將濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在陽極附近，接通電源，觀察管內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象及試紙顏色的變化。

注意：鐵棒不可作陽極，否則發(fā)生Fe - 2e- = Fe2+;碘化鉀淀粉試紙需事先用水潤濕。

現(xiàn)象：陰、陽兩極均有氣體放出，陽極氣體有刺激性氣味，能使?jié)駶櫟牡饣�鉀淀粉試紙變藍(lán);陰極區(qū)域溶液變紅。說明陰極區(qū)域生成物為堿性物質(zhì)與H2，陽極產(chǎn)物是Cl2。

電解飽和食鹽水反應(yīng)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(yīng)式：

陰極：2H++2e- = H2↑(還原反應(yīng));

陽極：2Cl--2e- = Cl2↑(氧化反應(yīng));

實驗現(xiàn)象解釋：

陰極區(qū)域變紅原因：由于H+被消耗，使得陰極區(qū)域OH-離子濃度增大(實際上是破壞了附近水的電離平衡，由于Kw為定值，c(H+)因電極反應(yīng)而降低，導(dǎo)致c(OH-)增大，使酚酞試液變紅)。

濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)原因：氯氣可以置換出碘化鉀中的碘，Cl2+2KI=2KCl+I2，I2使淀粉變藍(lán)。

注意：如果試紙被熏蒸的太久，藍(lán)色會因為濕氯氣的漂白作用而褪去。

電解飽和食鹽水的總反應(yīng)式：

2NaCl+2H2O

Cl2↑+H2↑+2NaOH

該電解反應(yīng)屬于放氫生堿型，電解質(zhì)與水均參與電解反應(yīng)，類似的還有K2S、MgBr2等。