实践活动——“无电镀铜”的简单认识
实践活动——探究“无电镀铜”
一、活动目标:
1. 巩固电镀的相关知识,了解镀铜电解液的主要成分和作用
2.通过探究性合作学习,设计并优化实验方案,完成实验操作,学会合作、创新
3.通过电镀展开思考,在课题研究的过程中打破了传统镀铜思想的束缚,加强思维的延申
二、活动背景:
镀金在工业、装潢、艺术等诸多领域都有着重要的应用,但目前我国现有的技术,特别是工业上所使用的镀金技术都存在着高能耗、高污染、低效率的缺陷,造成能资源浪费、成本过高、环境污染等一系列问题,不利于建设资源节约型、环境友好型的社会,阻碍新型化工业的发展。
同时,有许多金属采用了镀铜技术,使金属更为美观、耐用,我们已学了不少关于铜的化学知识。铜的性质,特征,种类及冶炼方法。我们知道了铜的热导率很高,化学稳定性强,抗强度大,易熔接,且有很好的抗蚀性、可塑性、延展性。而常见的铜,有黄矿铜,孔雀石等。至于冶炼铜的方法,我们已学了电解法(电解氯化铜溶液),湿法炼铜,生物炼铜和粗铜的精炼等。绝大多数镀铜技术为有电镀铜,只能用于工业,对于小件金属镀铜显得太过复杂,通过设计实验,可以探寻节能、简便、实用、可行,更适合于在生活中应用的无电镀铜技术。
三、活动形式
独立完成,或者多人自愿组合完成。
四、实验步骤
1、取20枚铜片及足量餐巾纸,准备好盘子放于通风处,先将几层纸巾均匀平铺于盘子上,然后将铜片均匀置于餐巾纸上。
2、将氨水淋在铜片上,使得铜片刚好浸没在氨水中,晾干。观察到氨水在倒入盘子后迅速放出有刺激性气味的气体,在很长一段时间刺鼻气味没有消失。当氨水浸没铜片后约三分钟,餐巾纸上呈现出蓝色,且在铜片晾干后,表面形成一层铜绿。(铜片与氨水和空气中的二氧化碳反应,生成了碱式碳酸铜和氨气,放出的有刺激性气味的气体即为氨气。)
3、将白醋倒入玻璃瓶中(约半瓶),然后将半勺食盐倒入玻璃瓶中,用茶匙搅拌直至食盐完全溶解。
4、将20枚铜片放入玻璃瓶里静置。观察到铜片表面的铜绿基本消失,铜片露出铜的金属本色,铜片表面有气泡产生。
5、用钢丝球擦拭铁钉表面,直到铁钉露出金属光泽。然后将铁钉放入玻璃罐中,静置过夜。观察到:将铁钉投入溶液后,立即有大量气泡产生,并附着于其表面。
6、将玻璃瓶静置于阴凉通风处二至三日,观察到:过夜后铁钉表面形成了一层铜膜,并随着时间的推移铜膜逐渐致密。当玻璃瓶被静置后数日,仍能看到有气泡产生,同时溶液呈橘红色,铁钉与铜片较刚放入时显现出更明亮的光泽。
五、思考
1.步骤2中发生反应的方程式为_________?
2.电镀的基本原理是什么______,电镀铜时涉及的方程式有哪些__________?
六、展示、评价成果
1、无电镀铜是当今社会的一大化学热点,对它的研究就意味着跟上时代的脚步,就是对世界的充分了解,就是快速的溶入整个世界,具有现代化学理念,同学们可以加强此实验的探究,通过查阅资料了解更多关于无电镀铜的知识
2、实验失败的同学或者小组分析失败原因,以及改进方式;实验成功的同学或者小组展示自己的镀铜作品
3、教师评价
参考答案:
1.2Cu+NH3·H2O+CO2 =Cu2(OH)2CO3+NH3↑
2. 电镀是一种电化学过程,也是一种氧化还原过程。电镀的基本过程是将零件浸在金属盐的溶液中作为阴极,金属板作为阳极,接直流电源后,在零件上沉积出所需的镀层 电镀铜时,阴极为待镀零件,阳极为纯铜片,发生的电极反应分别为:
阴极(镀件):Cu2++2e-=Cu (主反应) 2H++2e-=H2↑ (副反应)
阳极(纯铜):Cu-2e-=Cu2+ (主反应) 4OH--4e-=2H2O+O2↑ (副反应)
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1. 高中化学“双减“作业新方案综合实践活动——“无电镀铜”的简单认识(学生版).docx(30.97 KB)
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