硫酸锌溶液的电解(学习课资)
电解硫酸锌方程式
电解硫酸锌方程式
电解硫酸锌方程式是指将硫酸锌溶液通过电解分解反应转化为锌金属和氧气的化学反应。
该反应可以用如下方程式表示：
ZnSO4 -> Zn + O2
在该方程式中，ZnSO4代表硫酸锌，Zn代表锌金属，O2代表氧气。
电解是一种通过外加电流使溶液中的化学物质发生氧化还原反应的方法。
在电解过程中，正极（阳极）会发生氧化反应，负极（阴极）会发生还原反应。
在电解硫酸锌中，硫酸锌溶液被电解时，硫酸锌分解成锌金属和氧气。
具体来说，硫酸锌是一种离子化合物，它在溶液中会完全离解成锌离子（Zn2+）和硫酸根离子（SO42-）。
在电解过程中，阳极上的氧化反应将发生，硫酸根离子（SO42-）会被氧化为氧气（O2），同时释放出电子。
而在阴极上的还原反应将发生，锌离子（Zn2+）会被还原为锌金属，并吸收电子。
总体来说，电解硫酸锌的反应方程式描述了硫酸锌溶液中的离子被电解分解为锌金属和氧气的过程。
通过电解，硫酸锌被分解成了其组成离子，并在阳极和阴极上发生了相应的氧化和还原反应。
这样的电解反应在实际应用中有一定的重要性。
例如，在电镀工业中，电解硫酸锌可以被用来镀锌。
在这个过程中，锌金属可以被沉
积在其他材料表面上，起到保护和防腐的作用。
此外，电解硫酸锌还可以用于制备其他锌化合物，如硫酸锌的盐类。
总结起来，电解硫酸锌方程式描述了硫酸锌溶液在电解过程中分解为锌金属和氧气的反应。
这个反应在电镀和制备锌化合物等领域有一定的应用价值。
硫酸锌水溶液的电积过程
硫酸锌水溶液的电积过程一、实验目的通过锌电积的实验过程，了解电积有关的仪器设备及操作，掌握槽电压、电流密度、电流效率以及电能消耗的测试与计算方法。
二、基本原理锌电积一般采用Pb-Ag( 1%)合金作阳极，纯铝板作阴极，以酸性硫酸锌溶液作电解液。
当通以直流电时，阴、阳极发生以下电化学反应:阴极 Zn 2++2e=Zn E o =-0.763V阳极 H 2O-2e=1/2O 2+2H + E o =-1.229V总反应 2221Zn H O Zn 2H O 2+++=++直流电三、实验方法、试剂和仪器设备实验方法如图示：试剂：硫酸锌，硫酸，铝板，铅板，抽水泵仪器设备：直流稳压稳流电源，万用电表，电解槽四、实验操作步骤1、先将铝阴极置于天平称重并记下重量，然后将铝阴极放入电解槽内，取出测量其浸入溶液的实际尺寸并计算面积，再根据已确定的铝阴极电流密度计算出所需电流强度。
2、接线：将直流稳压稳流电源、电解槽、阴阳极等仪器联结好，即可通电，并记下通电起始时间、电流强度及槽电压。
3、通电开始实验正常进行，可按规定项目进行记录。
4、电解进行30~45分钟实验结束，关闭所有电源。
同时取出铝阴极置于沸水中置2分钟，以除去硫酸盐结晶，然后放入烘箱烘干再取出称重，记下电解后阴极的重量。
五、安全措施及应注意的事项1、线路联结必须严格按操作步骤进行，经检查后方可通电，否则易损坏仪器设备并造成实验中断。
2、实验过程中，不得任意摆弄仪器开关、旋钮以及各接触点，以免因接触不良断电影响实验。
3、如遇仪器设备发生故障或因接触不良而引起断电，应立即报告认真检查原因及时处理。
六、数据的整理与分析1、记录内容:实验日期、题目名称A 、技术条件：a 、温度：室温b 、阴极面积： m 2c 、阴极电流密度：D K = 350~500A/m 2d 、电流强度： Ae 、同名极距：4~6cmf 、电解液成分(g/L)：硫酸锌 0.75~0.8mol/L ，硫酸 1.0mol/LB 、电解前后铝阴极重量的变化。
【教学资料精创】高三化学一轮复习 工业流程题特训
高中化学一轮复习工业流程题特训1.用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下：已知：MnO2是一种两性氧化物；25℃时相关物质的K sp见下表。
物质Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2K sp回答下列问题(1)软锰矿预先粉碎的目的是____________，MnO2与BaS溶液反应转化为MnO 的化学方程式为________。
(2)保持BaS投料量不变，随MnO2与BaS投料比增大，S的量达到最大值后无明显变化，而Ba(OH)2的量达到最大值后会减小，减小的原因是________。
(3)滤液I可循环使用，应当将其导入到________操作中(填操作单元的名称)。
(4)净化时需先加入的试剂X为________(填化学式)。
再使用氨水调溶液的pH，则pH的理论最小值为_______(当溶液中某离子浓度时，可认为该离子沉淀完全)。
(5)碳化过程中发生反应的离子方程式为______________________。
2.用如图方法回收废旧CPU中的单质Au(金)，Ag和Cu。
已知：①浓硝酸不能单独将Au溶解。
②HAuCl4=H++AuCl(1)酸溶后经____操作，将混合物分离。
(2)浓、稀HNO3均可作酸溶试剂。
溶解等量的Cu消耗HNO3的物质的量不同，写出消耗HNO3物质的量少的反应的化学方程式：____。
(3)HNO3-NaCl与王水[V(浓硝酸)：V(浓盐酸)=1：3溶金原理相同。
①将溶金反应的化学方程式补充完整：Au+____NaCl+____HNO3=HAuCl4+____+____+____NaNO3②关于溶金的下列说法正确的是____。
A．用到了HNO3的氧化性B．王水中浓盐酸的主要作用是增强溶液的酸性C．用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解(4)若用Zn粉将溶液中的1molHAuCl4完全还原，则参加反应的Zn的物质的量是____mol。
电解锌课程设计
电解锌课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解电解锌的基本概念，掌握电解锌的化学原理和反应过程；2. 帮助学生了解锌在工业和日常生活中的应用，认识电解锌的重要性和价值；3. 引导学生掌握电解质溶液的选择和电解设备的基本构造。
技能目标：1. 培养学生运用电解锌的原理解决实际问题的能力；2. 提高学生在实验操作中观察、分析、解决问题的能力；3. 培养学生团队协作、动手操作的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学学科的兴趣，激发他们主动探索科学的精神；2. 增强学生的环保意识，让他们明白电解锌在生产过程中应遵循的环保原则；3. 培养学生严谨、细致的科学态度，树立安全意识。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在使学生在掌握电解锌基本知识的基础上，提高实验操作技能，培养科学素养和环保意识。
通过课程学习，学生能够达到以下具体学习成果：1. 能够阐述电解锌的化学原理和反应过程；2. 能够正确选择电解质溶液，了解电解设备的构造和功能；3. 能够运用所学知识解决实际问题，提高实验操作能力；4. 能够树立正确的环保观念和安全意识，培养团队协作精神。
本章节教学内容依据课程目标，结合课本内容进行选择和组织，主要包括以下几部分：1. 电解锌基本概念及原理：介绍电解锌的定义、电解过程及其化学原理，对应教材第章节。
2. 电解质溶液的选择与配制：讲解不同电解质溶液的特点及适用范围，指导学生如何进行电解质溶液的配制，对应教材第章节。
3. 电解设备的基本构造与功能：介绍电解设备的主要组成部分及其作用，分析不同类型的电解设备，对应教材第章节。
4. 实验操作技能：教授学生如何进行电解锌实验操作，包括设备的搭建、操作步骤及注意事项，对应教材第章节。
5. 电解锌的应用与环保原则：介绍电解锌在工业和日常生活中的应用，强调在生产过程中遵循环保原则，对应教材第章节。
教学大纲安排如下：第一课时：电解锌基本概念及原理第二课时：电解质溶液的选择与配制第三课时：电解设备的基本构造与功能第四课时：实验操作技能（1）第五课时：实验操作技能（2）第六课时：电解锌的应用与环保原则教学内容进度安排合理，确保学生能够循序渐进地掌握电解锌的相关知识，为后续的教学设计和评估提供依据。
有色金属冶金概论复习题带答案
《有色冶金概论》复习题4、铜的冶炼方法及工艺流程答：有火法和湿法两大类；火法炼铜基本流程包括造锍熔炼、锍的吹炼、粗铜火法精炼或阳极铜电解精炼；湿法炼铜基本流程包括浸出、萃取。
反萃、电积。
5、硫化铜精矿造锍熔炼的基本原理及两个过程的主要反应答：利用铜对硫的亲和力大于铁和一些杂质金属，而铁对氧的亲和力大于铜的特性，在高温及控制氧化气氛条件下，使铁等杂质金属逐步氧化后进入炉渣或烟尘而被除去，而金属铜则富集在各种中间产物中，并逐步得到提纯。
主要包括两个造渣和造锍两个过程 主要反应： 2FeS(l)+3O 2(g) =2FeO(g)+2SO 2(g)；2FeO(g)+SiO 2(s)= 2FeO ·SiO 2(l)；xFeS(l)+yCu 2S(l)= yCu 2S ·xFeS(l)6、硫化铜精矿造锍熔炼的目的及必须遵循的两个原则答：（1）造流熔炼的目的：①使炉料中的铜尽可能全部进入冰铜,同时使炉料中的氧化物和氧化产生的铁氧化物形成炉渣；②使冰铜与炉渣分离。
（2）火法炼铜必须遵循两个原则：①必须使炉料有相当数量的硫来形成冰铜；②炉渣含二氧化硅接近饱和，以便冰铜和炉渣不致混溶7、铜锍（冰铜）的吹炼的任务及实质是什么？答：任务是将铜锍（冰铜）吹炼成含铜98.5%-99.5%的粗铜；实质是在一定压力下将空气送到液体冰铜中，利用空气中的氧将冰铜中的铁和硫几乎全部除去，并除去部分其它杂质：FeS 氧化变成FeO 与加入的石英熔剂造渣；而Cu 2S 则部分经过氧化，并与剩下的Cu 2S 相互反应变成粗铜。
8、铜锍（冰铜）的吹炼过程为分为哪两个两个周期？各周期的主要反应是什么？ 答：造渣期：2FeS+3O 2=2FeO+2SO 2；2FeO+SiO 2= 2FeO ·SiO 2；相加得总反应为2FeS+3O 2+SiO 2= 2FeO ·SiO 2+2SO 2。
造铜期：2Cu 2S+3O 2=2CuO+2SO 2；Cu 2S+2 Cu 2O=6Cu+ SO 2两式相加得总反应：Cu 2S+O 2=2Cu+ SO 29、粗铜火法精炼的目的及原理是什么？粗铜火法精炼分为哪两个过程？答：目的：部分除去粗铜中对氧亲和力较大的杂质；为电解精炼提供合乎要求的阳极铜，并浇铸成为表面平整、厚度均匀、致密的阳极板；以保证电解铜的质量和降低电解精炼的成本。
锌电解工艺
锌电解工艺5硫酸锌溶液的电解沉积在ZnSO4和H2SO4水溶液中，采用Pb－Ag合金为阳极，纯铝作阴极，通以直流电进行电解，在阴极析出锌，在阳极产生氧气，与此同时，湿法炼锌工艺锌焙砂浸出过程所消耗的硫酸在此电解液中得到再生。
5．1锌电解液成分及锌电积生产过程5．1．1锌电解液锌电解液除主要成分硫酸锌、硫酸和水外，还存在少量杂质金属的硫酸盐及部分阴离子（主要为氯离子和氟离子）。
目前锌电解液中锌的浓度一般波动在40～60g／L范围内，而硫酸浓度则趋于逐步提高，已从110～140g／L提高到170～200g／L。
对于杂质的含量各厂也有不同要求。
加拿大一家锌厂在进行改造时曾做过调查，为了适应电流密度大幅度提高，对电解液中杂质含量（mg／L）要求更严格：Cd＜0．3，CO＜0．3，Sb＜0．03，Ge＜0．03，Fe＜10，CL ＜50～100，F＜10，Mn＜1．8g／L5．1．2锌电积生产过程硫酸锌溶液的电积过程是将已经净化好的硫酸锌溶液（新液）以一定比例同废电解液混合后连续不断地从电解槽的进液端送入电解槽内。
铅银合金板（含银量约1%）阳极和压延铝板阴极，并联交错悬挂于槽内，通以直流电，在阴极析出金属锌（称阴极锌或析出锌），在阳极则放出氧气。
随着电积过程的不断进行电解液含锌量逐渐减少，而硫酸含量则逐渐增多，为保证电积条件的稳定，必须不断地补充新液以维持电解液成分稳定不变。
电积一定时间后，提出阴极板，剥下压延铝板上的析出锌片送往熔铸工序。
5．2锌电积过程的理论基础锌电解液的主要成分是硫酸锌、硫酸和水，当通以直流电时带正电荷的离子移向阴极，带负电荷的离子移向阳极，并分别在阴、阳极上放电。
阴极主要反应：Zn2＋＋2e=Zn阳极主要反应：2OH－－2e=0.5O2＋H2O（或H2O－2e=0.5O2＋2Ｈ＋）电极过程总反应：ZnSO4＋H2O=Zn＋H2SO4＋0.5O25．3锌电解车间的主要生产设备及布置5．3．1电解槽电积锌用的电解槽是一种长方形的槽子。
硫酸锌溶液的电积过程
10.2 杂质在电积过程中的行为在生产实践中，常常由于电解溶液含有某些杂质而严重地影响析出锌的结晶状态、电积过程的电流效率和电锌的质量。
其中杂质金属离子在阴极放电析出是影响锌电积过程的主要因素。
杂质金属离子能否在阴极上放电析出，取决于其平衡电动势的大小。
当电解液中锌离子浓度为55g/L （a Zn2+=0.0424）时，按能斯脱公式计算某些杂质离子放电的最低浓度。
表10.7为锌及常见杂质的标准还原电势、一般含量及放电最低浓度依据。
从该表可见，杂质在阴极上析出不可避免。
杂质的析出速度与析出电势有关。
当溶液中杂质浓度降到一定程度时，决定析出速度的因素就不再是析出电势，而取决于杂质扩散到阴极表面的速度，及析出速度等于扩散速度，离子的极限面积电流与扩散系数成正比，所以某一离子的析出速度，决定于其极限面积电流，其数学表达式为δii d C nFD D =式中：Dd 为极限面积电流（A/m2）；n 为参加反应的电子数；F 为法拉第常数；Di 为离子扩散系数（cm2/s ）；Ci 为离子浓度（mol/m3）；δ扩散层厚度（cm ）。
杂质含量将与其浓度成正比。
阴极锌中的某杂质i 的含量由下式决定：η⋅⋅⋅=Zn k id i M D u D W (%)式中：Wi%为杂质在阴极锌中的百分含量；ui 为杂质的原子量；MZn 为锌原子量（65.38）；η为电流效率；Dk 为面积电流（A/m2）。
因此，要提高电锌质量，必须加强硫酸锌溶液的净化，降低溶液中杂质含量，并设法提高电流效率。
铜、钴、镍、砷、锑、锗等是降低析出锌的表面质量及电流效率的杂质。
钴是一种有害杂质之一，特别有锗存在时危害更甚。
由于钴引起阴极锌的腐蚀（即烧板），使锌腐蚀成黑色的斑点，并愈靠近铝板一面愈严重，形成喇叭形的圆孔。
钴对锌阴极的腐蚀是由于在阴极表面形成局部的微电池所致。
在微电池中氢电极为正极，锌电极为负极。
由于氢在钴粒上的超电压较低，从而促进了微电池的反应。
人教版高中化学选修4-4.3《电解原理的应用》名师教学设计
第四章电化学基础第三节电解池第二课时——电解原理的应用长沙市第一中学张亚文核心素养通过电解饱和食盐水、电镀、铜的电解精炼的学习，培养学生将化学成果应用于生活的意识和社会责任感。
基本说明1、教学内容所属模块：选修4《化学反应原理》2、年级：高中二年级3、所用教材：人教版4、所属章节：第四章第三节教材分析电解池是借助于电能，使不能自发进行的氧化还原反应能够发生，从而使电能转化为化学能的装置。
它的应用相当广泛，由此形成的工业也很多，如氯碱工业、电镀、电解、电冶金、电池充电等。
本节课是学生学习“电解原理”知识后的自然延伸与实际应用的有机结合，它有助于学生系统学习电化学知识，并学会用理论知识来解释在生产生活、科研中的实际应用原理，为将来进行科研工作打好基础。
学情分析选修4《化学反应原理》第四章第一、二节和第三节第一课时中，学生已经具有借助氧化还原理论、金属活动顺序和物理学中的电学知识判断电源正负极、电解池的阴阳极，溶液中离子放电顺序的关系、正确书写电极反应式和基本的电解原理分析的能力。
因此，在本节课中，可利用已有的电解池原理知识来理解常见的生产生活中电解原理应用相关知识，例如电解饱和食盐水、电镀、铜的精炼、电冶金等工业生产，有助于学生将理论知识与实际生活相结合，达到理论联系实际的目的，激发学习兴趣。
本节内容是高考大纲中的必考热点内容，电化学知识既可以综合学科内的知识，如化学实验现象的判断和分析、定量实验的操作要求、离子方程式的书写、氧化还原反应问题分析、化学计算等，也可以涉及学科间知识的运用，如物理学中的有关电流强度的计算、有关电量和阿伏加德罗常数的计算等，还可以与生产生活（如金属的腐蚀和防护、电镀废液的危害与环保）、新科技及新技术（新型电池）等问题相联系，是不可忽视的知识点．关于电化学的内容是历年高考的重要知识点之一,已成高考的必考题.其考查的内容有:原电池、电解池、电镀池的电极名称及电极反应式等。
如2015年高考全国新课标卷I第11题，考察内容为微生物电池的总反应式，以及质子交换膜的问题；如2015天津高考卷第4题考查内容为阳离子膜知识；如2015年北京高考第27题第（4）问考查电解海水以及阳离子膜的作用等。
硫酸锌水溶液的电积过程
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三、实验原理
硫酸锌溶液电积过程采用Pb－Ag（1%）合金作 阳极，纯铝板作阴极，以酸性硫酸锌溶液作电解 液。当通以直流电时，阴、阳极发生以下电化学 反应：
阴极 Zn2＋＋2e
阳极 O2-－2e
Zn
O2
总反应 Zn2＋＋O2-＋电
（一）简述实验的基本原理与实验方法； （二）数锯记录与计算
1. 技术条件
a、温度 ℃； b、阴极面积 m2；c、阴极电流密度 A/m2；d、极距 e、电解液成分（mol/L）：硫酸锌 Mol/L，硫酸 Mol/L。 cm；
2. 电解前后铝阴重量的变化
电解前重（克） 铝阴极 电解后重（克） 增重（克）
电能消耗 平均槽电压 锌电化当量 1000 电流效率 100 ％（ kwh / t . zn )
五、学生实验报告要求
（三）思考题 1. 在湿法冶金中，电积与电解精炼在概念上有何 不同，如何区别，指出它们之间的不同处？ 2. 在锌电积过程中溶液的主成分会发生什么变化 ，这些变化对电积会产生什么影响，如何克服？
硫酸锌水溶液的电积过程
材料学院(材料加工实验中心）：姚怀
Henan University of Science & Technology
一、实验目的 通过硫酸锌溶液电积实验过程， 了解与电积过程有关的仪器设备 及操作。 掌握稳压稳流电源的应用以及电 流效率、电能消耗的测试与计算。
二、实验设备及药品
四、实验内容
4、待电解液加热到35-40℃时，通电，迅速调解 电流，使其与计算的电流相接近，并记下通电起 始时间、电流强度及槽电压； 5、电解进行30-45分钟实验结束，关闭所有电源 ，同时取出铝阴极置于蒸馏水中2分钟，以除去硫 酸盐结晶，然后放入烘箱烘干再取出称重，记下 电解后阴极的重量。
试题解答3(电解分析与库仑分析)
18．用库仑滴定法测定水中的酚。取100mL水样经微酸化后加入溴化钾电解，氧
化产生的溴与酚反应：
C6H5OH+3Br2=Br3C6H2OH↓+3HBr
通过的恒定电流为15.0mA，经8min20s到达终点，计算水中的酚含量（以mg/L
表示）为多少？
解答
Q=15.0mA×10-3×500s=2×96500× （ 为Br2的摩尔数）
阴极反应：2H++ 2e =H2
开始析出时阳极电位：
5．用电重量法测定铜合金（含Cu约80%,含Pb约5%）中的铜和铅。取试样1g，
用硝酸溶解后，稀释至100mL，调整硝酸浓度为1.0mol.L-1。电解时，Cu2+在阴
极上以金属Cu形式析出，Pb2+在阳极上以PbO2形式析出，试计算此溶液的分
解电压。
解答：
MPb=207. 2 MCu=63. 5
阳极反应：Pb2++ 2 H2O = PbO2+ 4H++ 4e
阴极可能反应：Cu2++2e =Cu↓
6．电解0.01mol.L-1硫酸锌溶液。试问：在1mol.L-1硫酸溶液中，金属Zn是否能在
铂阴极上析出？如溶液的pH为6，能否析出？（在锌电极上，ηH2=－0.7V。）
S=2×10-3cm V=100ml=100cm3
K=
∴-3=-k·t t=46.51min.
12．用控制电位法电解某物质，初始电流为2.20A，电解8min后，电流降至0.29A，
估计该物质析出99.9%时所需的时间为多少？
解答：
io=2.20A t=8min it=0.29A
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✓ 5.5.5 剥锌机
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5.2 锌电积过程的理论基础
锌电积的电解液的主要成份为ZnSO4、H2SO4和H2O， 并含有微量杂质金属铜、镉、钴等的硫酸盐。对于纯硫酸
锌溶液，通以直流电时，发生的电极反应为：
阴极 Zn2+ + 2e = Zn 阳极 H2O - 2e = 1/2O2 + 2H+
在 正 常 条 件 下 ， 氧 的 析 出 约 占 阳 极 总 电 流 的 98%， Mn2+氧化生成MnO2约占1%。
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▪ 铅阳极溶解反应：
阳极可能发生的反应有以下四个：
（1）Pb + SO42- － 2e = PbSO4
Eθ =-0.356V
（2）PbSO4 + 2H2O － 2e = PbO2 + 4H+ + SO42- Eθ =1.685V
（3）和（2），即铅直接氧化或二价铅离子的再氧化成四价状态，生成二氧
化铅。二氧化铅逐步将硫酸铅膜所替代，此过程为阳极镀膜。
二氧化铅成为进行正常阳极反应，即氧析出过程的工作表面。
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5.2.3 电解液中的杂质在电积过程中的行为
电解液中微量杂质的存在，能改变电极和溶液界面的结 构，直接影响到析出锌的结晶状态，降低电流电效率及电锌 质量。
Cd<0.3、Co<0.3、Sb<0.03、Ge<0.03 、
Fe<10 、Cl<50~100 、F<10 、Mn<1.8g/L
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▪ 5.1.2 锌电积生产过程
硫酸锌溶液的电积过程是将已经
净化好的硫酸锌溶液以一定比例同废 电解液混合后连续不断地从电解槽的 进液端送入电解槽内。
铅银合金板（含银1％）阳极和压 延铝板阴极，并联交错悬挂于槽内，
同氢在阴极析出一样，氧在阳极析出也有超电位存在；不
同的时，生产中力求降低氧的超公开电课资位已提高电能效率。
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阳极上放出的氧，消耗于三个方面：
（1）大部分氧在阳极表面形成气泡，并吸附少量的酸和水 逸出电解槽形成酸雾，使设备腐蚀，劳动条件恶化；
（2）小部分氧与阳极表面作用，参与形成过氧化铅 （PbO2）阳极膜，形成阳极钝化而起不溶性阳极的作用，并 保护阳极不受腐蚀。（阳极镀膜）
电化学理论：较正电位的离子优先在阴极上放电析出
在实际的电积锌过程中，必须考虑由极化现象而产生电极
反应的超电压（）对实际析出电位的影响。
（1） Zn2+ → Zn的极化作用很小，故析出锌的超电位可以忽略不计； （2） 氢在锌阴极上析出的超电位很大（约1.1V）。
E Zn = -0.763 -Zn = -0.763 V《锌金》硫酸锌溶液的电解沉积
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5 硫酸锌溶液的电解沉积
❖5.1 锌电解液成分及锌电积生产过程 ❖5.2 锌电积过程的理论基础 ❖5.3 锌电解车间的主要生产设备及布置 ❖5.4 锌电解的正常操作
❖5.5 锌电解生产的主要技术条件与指标分 析 ❖5.6 阴极锌熔铸
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锌的电解沉积是湿法炼锌的最后一个工序，是用电解的 方法从硫酸锌水溶液中提取纯金属锌的过程。
电解槽内发生的总反应为： Zn2+ + H2O = Zn + 1/2O2 + 2H+
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5.2.1 阴极反应
在锌电积时移向阴极的正离子主要有Zn2+、H+。因此，在 阴极上可能进行如下两个主要反应：
Zn2+ + 2e = Zn E θ Zn2+/Zn = -0.763 V 2H+ + 2e = H2 E θ H+/H2 =0.0 V
（3）一部分氧与溶液中二价锰作用形成高锰酸和二氧化锰， 其反应为：
2MnSO4 + 3H2O + 5O2 ＝ 2HMnO4 + 2H2SO4
该反应生成的MnO4-使无色硫酸锌溶液变成紫红色。 高锰酸继续与硫酸锰作用：
MnSO4+HMnO4+2H2公O开课＝资 5MnO2↓+3H2SO4
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生成的MnO2，一部分沉于槽底形成阳极泥，一部分 附于阳极表面形成比较致密的MnO2薄膜，保护阳极不受 腐蚀。（Mn<1.8g/L）
通以直流电，在阴极析出金属锌，在 阳极放出氧气。
随着电积的不断进行电解液含锌
量逐渐减少，而硫酸含量则逐渐增加， 为保证电积条件的稳定，必须不断地 补充新液。
电积一定时间后，提出阴极板，
剥下压延铝板上的析出锌片送往熔铸 工序。
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❖5.5 锌电解车间的主要设备
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ZnSO4
H2O
Zn
H2SO4
1 2
O2
公开课资
与铜电解精炼 的异同之处？
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5.1 锌电解液成分及锌电积生产过程
▪ 5.1.1 锌电解液
主要成分：
硫酸锌：Zn2+(40~60g/L)
硫 酸：H2SO4(110~140g/L) 水
杂质成分：
少量金属的硫酸盐、部分阴离子（Cl-、F- ）。
杂质含量（mg/L）要求：
（3）Pb + 2H2O － 4e = PbO2
Eθ =0.655V
（4）2OH- － 2e = H2O + 1/2O2
Eθ=0.401V (超电位较高)
首先发生反应（1），铅溶解并生成硫酸铅，由于硫酸铅的溶解度很小，
便开始在阳极表面结晶析出，直到整个硫酸铅膜覆盖整个阳极表面时为止，
然后开始发生反应（4），但因氧的析出超电位较高，所以实际先发生反应
E H2 =0 -H =-1.1公V开课资
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在锌电积过程中，氢气析出不可避免。为了提高锌的电 流效率，必须设法提高氢析出超电压。
氢析出超电压与阴极材料、阴极表面状态、电流密度、 电解液温度、添加剂及溶液成份等因素有关。氢的超电压随 电流密度的增大、电解液温度的下降以及添加胶等而增大， 随着电解液酸度的提高和中性盐浓度的增加而降低，当溶液 中加有铜、锑、铁、钴等大大降低超电压。
公开课资
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5.2.2 阳极反应
阳极上主要有两类反应：一是铅阳极少量氧化溶解；二是 析出氧气。
▪ 析出氧的反应：
2OH- － 2e = H2O + 1/2O2 SO4 2- － 2e = SO3 + 1/2O2
Eθ=0.401V Eθ= 2.42 V
电化学理论：在阳极上较负电位的离子优先放电
因此，在阳极发生的主要是0H-的放电析出氧气的反应，随着反应的 进行溶液中H＋不断增加，从而与硫酸根离子结合形成硫酸，这是锌焙砂浸 出过程中所需要的，保证了整个锌冶金过程的酸平衡。