铜的电解精炼 电镀
高二化学电解铜的精炼与电镀
Ag
Au 阳极泥
Pt
阴极: Cu2+ + 2e- = Cu
小结：电解精炼金属
粗金属（Cu） 的电解精炼：
阳极：粗金属 氧化反应 （粗Cu）
阴极：纯金属 还原反应 （纯铜）
电解质溶液： 含精炼金属阳离子（Cu2+）的盐溶液
思考2 ？
若把思考1中电解CuSO4溶液 的阴极材料改为铁电极，电极 反应式又该如何书写呢？现象 如何？ 有铜附着在铁表面，这就是电 镀。
ห้องสมุดไป่ตู้、电镀
电镀原理
-+
铁片
铜片
电镀液
(CuSO4溶液)
阴极： Cu2+ + 2e- == Cu （还原反应）
阳极： Cu — 2e- == Cu2+ （氧化反应）
特征
镀件作阴极，镀层金属作阳极 电镀液CuSO4的浓度不变
小结：电镀
电镀：
阳极：镀层金属 阴极：镀件
氧化反应 还原反应
电解质溶液： 含镀层金属阳离子的盐溶液
一、铜的电解精炼
铜的电解精炼原理
粗铜 含杂质(Zn Fe Ni Ag Au Pt等)
纯铜
粗铜
CuSO4溶液
铜的电解精炼原理电极反应式:
阳极：
Zn：Zn - 2e- = Fe：Fe - 2e- = Ni ：Ni - 2e- = Cu：Cu - 2e- =
Zn2+ Fe2+ Ni2+ Cu2+（主）
高二化学电解铜的精炼与电镀
实例
CuSO4
石墨
石墨
氧 气
铜
CuSO4溶液
电极反应
阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O + O2 ↑ 阴极：2Cu2+ + 2e- = 2Cu
铜的精练与电镀
特征：
被镀件作阴极，镀层金属作阳极 阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同 (含有镀层金属离子的盐溶液) 电镀液CuSO4的浓度基本不变
讨论：上述装置中将阳极改成石墨 可以达到铁片镀铜的目的吗？ 铁片
阴极： Cu2+ + 2e → Cu
+ 石墨
电镀液
(CuSO4溶液)
（还原反应）
阳极： 4OH--4e- → O2+2H2O （氧化反应）
电极 名称 电极 反应
阳极：电源正极相连 阴极：电源负极相连
阳极：不纯金属； 阴极：纯金属 阳极：氧化反应 阴极：还原反应
阳极：镀层金属； 阴极：镀件
阳极：氧化反应 阴极：还原反应
阳极：氧化反应 阴极：还原反应
有物质①KOH. ②K2SO4. ③NaCl. ④ CuSO4.⑤FeCl3. ⑥CuBr2. ⑦H2SO4. ⑧ NaHSO4等的水溶液 1、其中能作为电解水时增强其导电性的有 2、电解一段时间后pH值上升的有 ，书 写电极反应及总反应 3、电解一段时间后pH值下降的有 ，书 写电极反应及总反应 4、水和电解质都参加变化的有 ，书写电 极反应及总反应 5、电解一段时间后，加入水能恢复到原状态的 有 ，若电解CuSO4溶液，加 可恢复 到原状态。
2KI+2H2O == H2+I2+2KOH
电解
b
c
电镀原理
①电极： 铁 片 铜 片 硫酸铜溶液
阳极——镀层金属 或惰性电极
阴极——待镀金属制品
②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。 溶液镀铜
-
+
铜片
电镀液
(CuSO4溶液) （还原反应）
铁片
阴极： Cu2+ + 2e → Cu
电镀铜原理
电镀铜原理
电镀铜原理是利用电化学原理，在铜质基材上通过电解方法沉积一层薄而均匀的铜层。
具体的步骤如下：
1. 准备工作：准备一块纯铜质的阳极和需要镀铜的物体作为阴极。
将两者分别连接到正负极，放置在含有铜离子的电解液中。
2. 铜离子在电解液中：电解液通常是含有铜盐的溶液，如铜硫酸或铜氯化物。
当电流通过电解液时，铜盐分解成铜离子和阴离子。
3. 阴极反应：阴极上的铜离子通过电化学还原反应被还原成纯铜，并沉积在阴极表面。
反应方程式为：Cu2+ + 2e- → Cu。
4. 阳极反应：阳极上同时发生氧化反应，阴离子被氧化成气体（如氧或氯气）。
反应方程式为：2Cl- - 2e- → Cl2 + 2e-。
5. 镀铜过程：经过一定时间的运行，阴极表面积累的铜层逐渐增厚，直到达到所需的厚度。
如果需要更厚的铜层，可以延长电解时间。
6. 电流密度控制：在电镀过程中，控制电流密度非常重要。
适当的电流密度可以确保铜层的均匀和牢固性。
过高的电流密度可能导致铜层不均匀，过低的电流密度可能导致铜层松散容易脱落。
通过以上步骤，就可以在物体表面成功实现电镀铜，使其具备铜的外观和性质。
《铜的电解精炼》课件
辅助设备
01
02
03
04
辅助设备包括循环系统、过滤 系统、排污系统等，用于支持
电解过程的正常运行。
循环系统用于将电解液持续循 环流动，以保持电解液成分的
均匀分布和温度的稳定。
过滤系统用于去除电解液中的 杂质和颗粒物，以保持电解液
的清洁度。
排污系统用于定期排放电解槽 底部的沉淀物和杂质，以保持
电解槽的正常运行。
阳极过程
阳极上的粗铜溶解成铜离子进入电解液，同时释放电子。
电能效率
优化电解精炼的电流密度和电压，以提高电能效率和降低能耗。
产物处理
铜饼处理
从电解精炼过程中获得的 铜饼需要进行进一步的处 理，如洗涤、干燥和熔炼 等。
产品纯度
通过控制电解精炼的条件 和后续处理，确保获得高 纯度的电解铜产品。
资源回收
对电解精炼过程中产生的 废弃物进行回收和处理， 实现资源的有效利用。
铜的电解精炼设备
03
电解槽
01
电解槽是铜的电解精炼 过程中的核心设备，用 于实现铜的电解过程。
02
电解槽通常由耐腐蚀、 绝缘性能好的材料制成 ，如聚氯乙烯或玻璃钢 。
03
电解槽内部通常填充有 离子交换剂或导电介质 ，以促进铜离子的迁移 和分离。
04
电解槽的设计和结构需 根据生产规模、电解液 成分和工艺要求进行定 制。
《铜的电解精炼》ppt 课件
目 录
• 铜的电解精炼简介 • 铜的电解精炼工艺流程 • 铜的电解精炼设备 • 铜的电解精炼的优缺点 • 铜的电解精炼的发展趋势和未来展望
铜的电解精炼简介
01
铜的电解精炼的定义
01
铜的电解精炼是一种通过电解的 方法将粗铜提纯为纯铜的过程。
高二化学选修4 电解原理的应用---电解精炼铜、电镀
高二化学选修4 电解原理的应用---电解精炼铜、电镀【学习目标】学会运用电解的原理分析铜的电解精炼；通过学习电镀的内容，了解具有一定特殊性的、另一种电解原理的应用方法，并进一步体会电解对人类社会的重要贡献。
【重点难点】铜的电解精炼和电镀的原理【教学过程】复习: 离子放电顺序；写出用惰性电极电解下列溶液的电极反应式：CuCl2 H2SO4 CuSO42、铜的电解精炼：（粗铜中含Fe、Zn、Ni、Ag、Pt、Au等少量杂质金属）下图为电解法精炼铜的装置，其中阳极为，阴极为，电解质溶液为。
（并标在图上）阳极发生的主要反应为：（杂质Fe、Zn、Ni也发生电极反应：由于Pt、Ag、Au 的金属性比Cu弱且量又少，这三种金属不反应，以单质的形式沉积在底部，得到阳极泥）。
阴极的反应为。
分析电解精炼过程中电解质溶液的变化。
总结：电解精炼装置的构成。
3、电镀【活动·探究】根据电解原理和铜的精炼的操作，利用如下材料：铁制品、铜片、CuSO4溶液、导线、直流电源，试设计一个实验，在铁钉表面镀上一层铜。
思路：铜的精炼中，粗铜为阳极，Cu失电子变成Cu2＋，溶液中的Cu2＋在阴极得电子，生成Cu单质，即在阴极上析出了铜。
故要在铁制品表面镀铜，可让做阳极，为阴极，溶液为电解质溶液。
画出电镀铜的实验装置图，指出电极和电解质溶液：预测实验现象：写出电极反应式：阳极：阴极：总结: (1)电镀：。
(2)电镀池的构成：。
【小结】电解池、电解精炼池、电镀池的比较【反馈练习】1．下列叙述中不正确的是（）A．电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应B．不能自发进行的氧化还原反应可通过电解的原理实现C．电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应D．电解饱和食盐水时，阳极得到氢氧化钠溶液和氢气2．金属镍有广泛的用途。
粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋） ( ) A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－→NiB．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt3、下列关于铜电极的叙述正确的是A、铜锌原电池中铜是负极B、用电解法精炼铜时纯铜作阳极C、在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D、电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极4、将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联 , 在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为( )A、1∶2∶3B、3∶2∶1C、6∶3∶1D、6∶3∶25．电解原理在化学工业中有广泛应用。
电镀铜 化学实验报告
电镀铜化学实验报告实验目的：通过电解方法制备出铜电镀，并研究电流强度对电镀质量的影响。
实验原理：电镀是利用电解的原理将金属离子还原成金属沉积在电极表面的过程。
在电镀实验中，我们将铜离子溶液作为电解液，利用电解槽中的电流，在阴极上沉积出金属铜。
实验步骤：1. 准备工作：将电解槽、电极、铜离子溶液以及电源连接线等仪器材料准备齐全。
2. 实验装置搭建：将电解槽中铜离子溶液倒入，将阳极和阴极分别置于电解槽中，确保两极不接触。
3. 调节电流强度：打开电源，通过调节电源的电流强度控制旋钮，调整电流强度为1A。
4. 开始电镀：将阴极放入电解槽中，保证铜离子溶液覆盖阴极表面，打开电源，开始电镀。
5. 观察电镀过程：在电镀过程中，观察阴极表面的变化，譬如开始会有一层淡黄色沉淀逐渐变为红铜色。
6. 调节电流强度：重复以上步骤，分别调节电流强度为2A和3A，进行电镀，观察阴极表面的变化。
实验结果：在1A电流强度下电镀，电镀时间为30分钟，阴极表面形成了一层均匀的红铜沉淀。
电镀质量较好。
在2A电流强度下电镀，电镀时间为30分钟，阴极表面形成了一层红铜沉淀，但表面不均匀，有一些凸起和凹陷。
在3A电流强度下电镀，电镀时间为30分钟，阴极表面形成了一层厚厚的红铜沉淀，但表面非常不均匀，有较多的凹陷和坑洞。
实验分析：通过上述实验结果可以看出，电流强度对电镀质量有影响。
在1A电流强度下，电镀质量较好，铜沉淀均匀。
随着电流强度的增加，电镀质量变差，表面变得不均匀，出现凸起和凹陷。
这是因为较低的电流强度有利于离子的均匀分布和沉积，而较高的电流强度则促进了不均匀的沉积。
此外，较高的电流强度会导致阴极温度升高，使电镀质量更加不稳定。
结论：通过本次实验，我们成功制备了铜电镀，并发现电流强度对电镀质量有明显的影响。
较低的电流强度有利于获得均匀的电镀层，而较高的电流强度会使电镀质量变差。
因此，在实际应用中，需要根据所需电镀质量的要求来选择适当的电流强度。
高中化学--电解原理 氯碱工业
电解原理[重点难点]1．理解电解的基本概念和原理。
2．了解铜的电解精炼、电镀铜。
3．会写电极反应式、电解方程式，掌握围绕电解的计算。
[知识点讲解]［基础知识导引］1．电解电解CuCl2使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。
如用惰性电极电解CuCl2溶液时，电极反应式：阳极2Cl-—2e-=Cl2↑（氧化反应)阴极Cu2++2e—=Cu（还原反应）电解方程式为：CuCl2Cu+Cl2↑2．电解池把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
电解池与直流电源的连接其中跟直流电源或原电池的负极相连的电极是电解池的阴极；跟直流电源或原电池的正极相连的电极是电解池的阳极.3．铜的电解精炼和电镀铜⑴铜的精炼以粗铜做阳极，精铜做阴极，硫酸铜（加入一定量的硫酸)做电解液，如图：电解精炼铜原理两极反应式如下:阳极Cu-2e-＝Cu2+阴极Cu2++2e—=Cu⑵电镀铜电镀铜和精炼铜的原理是一致的，但阴、阳两极材料略有差别：①精炼铜时，粗铜板作阳极，纯铜片作阴极，用CuSO4溶液（加入一定量的硫酸)作电解液.②电镀铜时，镀层金属(铜片)作阳极，待镀件（铁片）作阴极，用含有镀层金属离子的电解质(CuSO4）配成电镀液。
镀铜［重点难点点拨]一、电解原理1．电解质溶液的导电我们知道，金属导电时，是金属内部的自由电子发生的定向移动，而电解质溶液的导电与金属导电不同.通电前电解质溶液中阴、阳离子在溶液中自由地移动；通电后在电场的作用下，这些自由移动的离子改作定向移动，带负电荷的阴离子由于静电作用向阳极移动，带正电荷的阳离子则向阴极移动，并在两极上发生氧化还原反应。
我们把:借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转化为化学能的装置叫电解池。
电解池中与直流电源负极相连的电极叫阴极，与直流电源正极相连的电极叫阳极。
物质能否导电是由其内部能否形成定向移动的自由电荷所决定的,对金属就是自由电子，而对电解质溶液就是自由移动的阴阳离子。
电解池的应用-铜的精炼和电镀PPT教学课件
杜甫的诗歌： 青年时期 《望岳》（25岁，现存最早的杜诗）
《春望》（被安史之乱叛军所俘，带回长安） 安乱时期 《石壕吏》“三吏”“三别”
《闻官军收河南河北 》（安史之乱平息）
风急天高猿啸哀，
渚清沙白鸟飞回。
使人听到它 的叫声非常
悲凉。
使人感到非常 冷。既有身体 的，又有心灵 的。更主要是
这不是一只快乐 的鸟，是一只孤 独痛苦的鸟。
心的。
显得天底下的
人很渺小，很
孤单。
落木
无边 萧萧 下
生命之短暂
长江
不尽 滚滚 来
时间之永恒
意境：苍凉、雄浑而悲壮
豁达、坦荡、开阔的胸襟
宋代罗大经曾 万里，地之远也；
u
4Ag
⑵ 电解时在各电极上析出生成物的物质的量之比为＿2＿: 2＿:＿4 : 1
练习4
将浓度均为2mol·L-1的AgNO3与Cu(NO3)2 溶液各0.zxxk5 L混合，以铜为电极进行电解。 一段时间后阴极上有1.6 g铜析出。
学.科.网
(1)直流电源已输出____1学.科_..网0__5____mol电子。 (2)溶液中c(Cu2+)=_____1_._5_____mol·L-1。
思考
精炼铜时，电解液中的Cu2＋浓度是 否会发生改变？
CuSO4的浓度会稍微减小
2、电镀
⑴、概念： 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它
金属或合金的过程。
⑵、电镀的目的: 增强金属抗腐蚀能力,增加美观和硬度。
思考：如果想在铁制品上镀上铜，该如何设计 实验？
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利用电镀原理将粗金属 精炼提纯的装置
构成 条件
a.有与直流电源相连的 两电极 b.电解质溶液或熔融 的电解质 c.形成闭合回路
a. 粗金属作阳极和纯金 属作阴极 b含精炼金属阳离子的. 电解质溶液 c.形成闭合回路
电极 名称 电极 反应 类型
阴极和阳极
阳极（氧化反应）；阴极（还原反应）
作业：
1. 整理好讲义并完成讲义上剩余练习题 2.把讲义上第5题做到作业本上 3.完成非常学案上本节练习题
Ni-2e- = Ni2+
阳极泥: 相对不活泼的金属以单质的形式沉积在
电解槽底,形成阳极泥
小结：
电解精炼装置：
｛
阳极：粗金属
阴极：纯金属
电解质溶液：含精炼金 属的阳离子的盐溶液
二、电镀
请同学们采用小组合作探究的 形式利用给你的实验材料完成铁 钉上镀铜实验方案的设计，并实 施你的方案完成总结
二、电镀（在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法）
②当阳极为金属电极(除铂、金)时，金属电极优 先放电。
练习：以碳棒为电极，电解CuSO4溶 液，写出电极反应式和总反应方程式
阳极: 4OH-- 4e- = 2H2O + O2↑
阴极: 2Cu2+ + 4e- =
通电
2Cu
总反应：2CuSO4+2H2O===2Cu+O2↑+2H2SO4
阳极 阴极
氧 气
电镀铜
铜片
硫酸铜溶液
镀件
电镀铜原理 阳极：镀层金属（纯铜板） 阴极：待镀金属制品
电镀液：含有镀层金 属的电解质（硫酸铜溶液）
练习
1、请你利用你学过的知识在一块铜片上均匀镀 上一层银，请画出装置示意图，标出电极，写 出电极反应。
银片
硝酸银溶液
铜片
电镀银原理
电解池小结
1、电源、电极、电极反应关系
与电源正极相连 电极或阴离子 发生氧化反应
§1-2-2
铜的电解精炼 电镀
2013年1月16日星期三
复习放电顺序：
阴极：
常见阳离子放电顺序： Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+> H+ > Al3+>Mg2+>Na+
阳极：
①当阳极为惰性电极(石墨、铂、金)时,常见阴离子放电 顺序： S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F-
阴离子移向
阳离子移向
阳极
阴极
阳离子发生还 原反应
与电源负极相连
2、电解原理的应用：氯碱工业、电镀、电解精炼
电解池
电解精炼池
电镀池
利用电解原理使金属 表面镀上一层金属或 合金的装置 a镀层金属作阴极，镀 件作阳极 b含镀层金属阳离子的. 电解质溶液 c.形成闭合回路
定义
利用氧化还原反应将电 能转化为化学能的装置 Nhomakorabea铜
若把碳棒电极都改为铜电极， 电极反应式又该如何书写呢？
二、电解原理的应用
一.铜的电解精炼
粗铜板 硫酸铜溶液 电极反应式 阴极（纯铜）: Cu2+ + 2e- = Cu 阳极（粗铜）: Cu - 2e- = Cu2+ 杂质：Zn - 2e- = Zn2+
纯铜板
电解精炼铜原理
(还原反应) (氧化反应)