文档文本内容
3-4 电解应用——电镀
情境化:题目以实际电镀实验为背景,结合装置图、实验现象、检测结果等,
考查电解原理在电镀中的应用。
综合性强:涉及电解池的电极判断、电极反应书写、离子放电顺序、电子守
恒、电解质溶液变化等多个知识点。
注重分析推理:常设置“分析或说法不正确的是”或“叙述错误的是”类问
题,要求学生在理解实验过程的基础上进行逻辑推理。
图示辅助:多数题目配有电解装置示意图,需结合图示判断电极、分析反应过
程。
知识层面:
电解池的基本构成与工作原理
电极反应式的书写与判断
离子放电顺序及其影响因素
电镀的原理与装置特点
电解质溶液中的离子平衡与移动
电子守恒在电解计算中的应用
能力层面:
实验现象与化学反应的关联分析能力
图文结合的信息提取与整合能力
逻辑推理与判断能力
知识迁移与综合应用能力
考查方式:
通过设置真实的电镀实验情境,结合实验现象(如气体产生、固体析出、溶液成分变化等),考查学
生对电解过程、电极反应、电解质变化等方面的理解,常设置“陷阱”选项,考查学生思维的严谨性。
第一步 审清题干与图示:
明确电镀对象(镀件与镀层金属)
判断电源正负极、阴阳极
识别电解质成分与状态
第二步 分析电极反应:
阳极:通常是镀层金属溶解(活性阳极)或溶液中阴离子放电(惰性阳极)
阴极:镀层金属离子得电子析出,注意H⁺是否参与竞争放电
第三步 结合现象推理:
根据“气体产生”“固体析出”“溶液离子检测”等现象,反推可能发生的反
应
注意局部原电池、离子平衡移动等副反应
第四步 验证选项正误:
逐一判断选项是否符合电极反应、电子守恒、溶液变化等原理
注意“可能”“一定”“错误”等关键词
电镀基本原理:
镀件作阴极,镀层金属作阳极
电镀液含镀层金属离子
阳极溶解补充阴极析出的金属离子
电极反应规律:
阳极:金属失电子(活性电极)或阴离子放电(惰性电极)
阴极:氧化性强的离子先得电子(一般顺序:Ag⁺ > Cu²⁺ > H⁺ > Fe²⁺ > Zn²⁺)
电子守恒应用:
阳极失去电子总数 = 阴极得到电子总数
用于判断质量变化、气体体积、离子浓度变化等
电解质溶液变化:
pH 变化判断:若阴极析氢,则pH 上升;若阳极析氧或氯,则pH 下降
离子浓度变化:注意阳极溶解补充与阴极消耗的平衡
常见电镀体系:
镀铜:Cu 阳极,Cu²⁺电镀液
镀锌:Zn 阳极,Zn²⁺(或[Zn(OH)₄]²⁻)电镀液
镀银:Ag 阳极,Ag⁺电镀液
易错点
错误示例或错误理解
正确理解
阴阳极接反
认为镀件接正极
镀件必须接电源负极(阴极)
忽略副反应
认为阴极只有金属离子放电
若H⁺浓度较高,可能同时析氢
电极反应式写错
阳极写OH⁻放电(若阳极为
活泼金属)
活泼金属作阳极时,优先发生金属溶解
质量变化判断错误
认为阳极减少质量一定等于
阴极增加质量
若阴极有气体析出,则阳极减少质量 > 阴极增
加质量
电解质选择错误
电镀铜时选用CuSO₄ 溶液
(可能析氢)
应选用含镀层离子的溶液,且常控制pH、加配
合剂以减少副反应
平衡移动判断错误
认为溶液中金属离子浓度一
定减小
阳极溶解可补充离子,浓度可能稳定
颜色反应误判
认为含Fe²⁺的溶液加KSCN
一定变红
Fe²⁺不与KSCN 显血红色,需氧化为Fe³⁺才显色
【典例】
【审题】
1.(2025·江苏苏州·三模)利用如图装置进行“铁件镀铜”实
验,观察到阴极表面产生无色气体,一段时间后,气体减
少,表面有红色固体,经检验,电解液中有Fe2+。下列分析
或说法不正确的是
A.阴极表面产生气体的反应可能为2H++2e- = H2↑
B.Cu 覆盖在Fe 电极表面,导致气体减少
1.
读题抓关键:
o
“铁件镀铜” → 铁为阴极,
铜为阳极
o
“阴极产生无色气体” → 有
副反应(析氢)
o
“电解液中有Fe²⁺” → 可能发
生原电池反应(Fe 与Cu 接
触)
2.
分析装置与反应:
o
阳极:Cu-2e⁻→ Cu²⁺
o
阴极:Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu(主反
应),2H⁺ + 2e⁻ → H₂(副反
C.向电解后的溶液中滴加KSCN 溶液,不会变成血红色
D.电镀完成后,阳极减少的质量等于阴极增加的质量
【答案】D
【解析】该装置为电解池,Cu 作阳极,电极反应为:Cu-2e-
=Cu2+,Fe 作阴极,根据题意,阴极表面产生无色气体,说
明发生了反应2H++2e-=H2↑,Cu2+氧化性强于H+,故电极反
应为:Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑,经检验,电解液中有
Fe2+,说明阴极上有Cu 析出,可与Fe 形成局部原电池反
应,正极反应为:2H++2e-=H2↑,负极反应为:Fe-2e-=Fe2+,
则Cu 覆盖Fe 表面越多,该电池反应越弱。
A.根据分析,阴极表面产生气体的反应可能为2H++2e- = H2↑,
A 正确;
B.根据分析,一段时间后,气体减少,表面有红色固体,即Cu
覆盖在Fe 电极表面,导致气体减少,B 正确;
C.根据分析,电解液中有Fe2+,故向电解后的溶液中滴加KSCN
溶液,不会变成血红色,C 正确;
D.根据分析,阳极电极反应为:Cu-2e-=Cu2+,阴极电极反应
为:Cu2++2e-=Cu,2H++2e-=H2↑,根据电子守恒可知,电镀
完成后,阳极减少的质量大于阴极增加的质量,D 错误;
故选D。
应)
o
Fe²⁺来源:Cu 覆盖Fe 后形成
局部电池,Fe 被腐蚀
3.
逐项判断:
o
A:合理,阴极可能析氢
o
B:合理,Cu 覆盖Fe,析氢
减少
o
C:合理,Fe²⁺不显红色
o
D:错误,阴极有H₂ 析出,
电子不全部用于析Cu,阳极
减少质量 > 阴极增加质量
1.(24-25 高二上·湖北孝感·阶段练习)以
溶液和过量氨水为电解液(
),进行铁上电镀铜的实验探究装置如下图所示,电解过程中
表面未
观察到气体,一段时间后
表面有致密红色固体,经检验电解液中无
元素[已知:溶液中
相对较小时,
析出缓慢,可导致析出层致密]。下列叙述错误的是
A.
电极与电源的正极相连
B.阴极反应式为
+2e-=Cu+4NH3
C.该条件下,
比
难还原
D.随着
表面析出
,溶液
减少,
平衡逆向移动
【答案】D
【解析】利用电解原理实现铁上电镀铜,铁作阴极,铜作阳极,则a 为正极,b 为负极,据此分析解答;
A.电镀时镀层金属Cu 作阳极,阳极与电源正极相连,A 正确;B.电解液中[Cu(NH3)4]2+在阴极发生
还原反应,得电子生成Cu 和NH3,反应式为
+2e-=Cu+4NH3,B 正确;C.
溶液和过量氨水为电解液,铜元素主要以
的形式存在,根据电解一段
时间后“电解液中无
元素”可得该条件下没有发生铁置换铜的反应,
比
难还
原,C 正确;D.阳极Cu 溶解生成Cu2+,补充阴极消耗的Cu2+,溶液中c(Cu2+)保持稳定,平衡不移
动,D 错误;故选D。
2.(24-25 高二上·湖南·期中)给钢材镀锌能够有效防止钢材腐蚀,其电镀方案如图所示,两个电极一端
为待镀钢材,另一端为石墨电极。已知锌的化学性质与铝类似。则下列说法错误的是
A.镀锌钢材能防腐蚀利用了牺牲阳极法
B.石墨电极是阳极,位于右侧
C.为保证电镀液各物质浓度稳定,可向电镀液中持续补充ZnO 固体
D.电镀液的pH 随电镀时间增加而变小
【答案】D
【解析】钢材镀锌,则钢材作阴极,石墨作阳极,阴极上
得到电子生成Zn,阳极上OH-失去
电子生成氧气,以此分析。A.锌比铁活泼,当两种金属在电解质溶液中接触时,会形成原电池,锌
作负极被腐蚀,铁作正极被保护,为牺牲阳极法,A 正确;B.根据分析,石墨作阳极,与正极相
连,位于右侧,B 正确;C.阴极上阴极上
得到电子生成Zn,为保证电镀液各物质浓度
稳定,可向电镀液中持续补充ZnO 固体,ZnO 和NaOH 溶液反应生成Na2
,C 正确;D.
阴极上
得到电子生成Zn,电极方程式为:
,阳极上OH-失
去电子生成氧气,电极方程式为:
,转移电子数相等时,溶液中OH-浓度增
大,pH 随电镀时间增加而增大,D 错误;故选D。
3.(25-26 高二·全国·假期作业)若要在铜片上镀银时,下列叙述中错误的是
①将铜片接在电源的正极上 ②将银片接在电源的正极上 ③在铜片上发生的反应是Ag++e-=Ag ④在
银片上发生的反应是2H2O-4e-=O2↑+4H+ ⑤可用CuSO4溶液作电解质溶液 ⑥可用AgNO3溶液作电
解质溶液
A.①③⑥
B.②③⑥
C.①④⑤
D.②③④⑥
【答案】C
【解析】①电镀时,镀件(铜)为阴极,接电源负极,①错误;②镀层金属(银)为阳极,接正极,②正
确;③阴极Ag+得电子还原为Ag,电极反应式为Ag++e-=Ag,③正确;④阳极Ag 失电子氧化为
Ag+,电极反应式为Ag-e-=Ag+,④错误;⑤电解质需含Ag+,⑤错误;⑥电解质需含Ag+,⑥正确;
答案选C。