铁和铜分别作为阴极和阳极,电解质为NACL,为什么不能再铁棒上镀铜,阴极反应式是什么
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/28 08:16:08
铁和铜分别作为阴极和阳极,电解质为NACL,为什么不能再铁棒上镀铜,阴极反应式是什么
铁和铜分别作为阴极和阳极,电解质为NACL,为什么不能再铁棒上镀铜,阴极反应式是什么
铁和铜分别作为阴极和阳极,电解质为NACL,为什么不能再铁棒上镀铜,阴极反应式是什么
【答】：
【1】因为阴极不是Cu^2+放电,而是H+放电.
【2】阴极：2H+ + 2e- = H2↑
【阳极】可以放电的物质或离子有：Cu ,OH- ,Cl-
因为,放电顺序：Cu＞Cl-＞OH-
所以,阳极Cu放电
阳极：Cu - 2e- = Cu^2+
【阴极】可以放电的物质或离子有：Na+ ,H+ ,Cu^2+（极少量）
因为,放电顺序：Cu^2+＞H+＞Na+
那阴极是不是Cu^2+放电呢?
Cu^2+是由阳极Cu放电得到的,一开始得到的Cu^2+是非常少的,而且只聚集在阳极附近,那么在阴极的Cu^2+就非常少了.且阳极放电的同时,阴极也必须同时放电,这是虽然Cu^2+的放电能力比H+强,但在阴极Cu^2+几乎没有,那么在阴极H+就优先放电.因为NaCl是中性盐,一但水电离出的H+放电变成H2,溶液即会成碱性,有OH-多出,Cu^2+会立即和OH-形成Cu(OH)2沉淀.使得溶液中游离的Cu^2+更少,那么,阴极只有H+持续放电,而阳极Cu持续放电产生的Cu^2+会立即与溶液中多出的OH-结合成Cu(OH)2沉淀.
所以,整个过程中,在阴极只有H+持续放电,Cu^2+没有放电.
【阴极】：2H+ + 2e- = H2↑
【阳极】：Cu - 2e- + 2OH- = Cu(OH)2↓
【总反应】：Cu + 2H2O =电解= Cu(OH)2↓ + H2↑
【现象】：阳极有蓝色沉淀析出,阴极产生气体.
【总结】：如果用中性溶液如NaCl作电解液,那么在阴极得不到铜单质,起不到镀铜的效果.原因是溶液中Cu^2+溶度太低,在阴极H+会优先放电.所以,要通过电解镀铜,电解液必须使用可溶性铜盐如CuCl2,CuSO4；或者使用酸性电解液如稀H2SO4.但这二者也是有区别的.
【补充】：
【1】铁和铜分别作阴极和阳极,电解液是CuSO4溶液.
阳极：Cu - 2e- = Cu^2+
阴极：Cu^2+ + 2e- = Cu
【2】铁和铜分别作阴极和阳极,电解液是稀H2SO4溶液.
根据前面分析,阳极Cu放电变成Cu^2+,一开始得到极少量的Cu^2+,竞争不过溶液中大量的H+,那么H+优先放电,但由于溶液是成酸性,阳极铜放电产生的Cu^2+不会形成Cu(OH)2沉淀,溶液中Cu^2+会随着电解积累增多,溶液中H+随着放电也逐渐减少,当阴极游离的Cu^2+溶度达到一定的值,由于Cu^2+的放电能力比H+要强,则阴极会开始转换成Cu^2+放电,阳极Cu继续放电得到Cu^2+,使溶液中的Cu^2+得到补充,那么之后阴极Cu^2+持续放电.
【阳极】：Cu - 2e- = Cu^2+
【阴极】：
电解前段：2H+ + 2e- = H2↑
电解后段：Cu^2+ + 2e- = Cu
如果在铁棒上镀铜,那么相当于两极材料都是铜,是无法反应的.
由于活泼性质决定先后反应顺序，所以考虑全部物质都过量的话，反应的便是溶液中的氢离子和单质铜（电极上的物质先于溶液中的物质反应）
又因为电极反应是同时立马进行，所以阴极等不了铜离子的到达而直接消耗氢离子
所以 阳极：Cu—2e- =Cu2+
阴极：2H+ +2e- =H2（g）
所以，溶液中剩下氢氧根离子和铜离子，两者是会反应生成氢氧化铜沉淀的。...
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由于活泼性质决定先后反应顺序，所以考虑全部物质都过量的话，反应的便是溶液中的氢离子和单质铜（电极上的物质先于溶液中的物质反应）
又因为电极反应是同时立马进行，所以阴极等不了铜离子的到达而直接消耗氢离子
所以 阳极：Cu—2e- =Cu2+
阴极：2H+ +2e- =H2（g）
所以，溶液中剩下氢氧根离子和铜离子，两者是会反应生成氢氧化铜沉淀的。
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