銅的電解精煉-電流效率的測定

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1、銅的電解精煉——電流效率的測定一、實驗目的1?了解銅電解精煉的基本原理；2.熟悉銅電解精煉的實驗方法及電流效率的測定。二、皐本原理銅的晶解精煉，是將火法精煉的銅鑄成陽極板，用純銅薄片作為陰極板,相間地裝入電解槽中，用硫酸銅及硫酸的水溶解作電解液，在直流電的作用下，發(fā)生下列反應：1.陽極反應Cu-2e=Cu2+p°Cul-/Cu=0.34V⑴Me-2e=Me2+P<0.34V⑵2OH-2e=H2O+O2*20H/0,=1.59VG)SO42'-2e=SO3+O2*s(y/oX?=2.42v⑷正常情況下，由于OR及SO占的標準電位遠比銅的

2、電位正?（3）、（4仮應不可能進行；電位比銅負的賤金屬將在陽極上優(yōu)先溶解，但其含量很少，貴金屬（如Au、Ag屯位遠比銅的電位正，不能進行陽極溶解）和某些金屬（如硒、確等和銅形成不溶解的化合物）不溶。成為陽極泥沉入槽底；因此，在陽極上進行的主要反應是銅以二價形態(tài)溶解。2?陰極反應Cu2++2e=Cu2H++2e=H2Me2++2e=Mecu-.cu=0.34V=0VlI池2+，Me<034V(5)⑹⑺氫的標準電位較銅負，而氫在銅陰極上析出的超電圧乂很大，故在正常情況下，（6）式不可能進行，電位較負的賤金屬不能在陰極上析出，留在電解液中，

3、待電解液定期凈化時除去。因此在陰極上進行的主要反應是二價銅離子析出，這樣，在陰極上析出的銅純度很高，稱為電解銅，簡稱電銅（含銅量99.98%—99.99%）o電解精煉時，各種雜質(zhì)的脫除率均在90%以上。銅電解精煉時的電流效率，一般系指陰極電流效率而言。它是電銅實際產(chǎn)量與按照法拉第定律計算的理論產(chǎn)量之比,而以白分數(shù)表加的一個指標；它直接影響銅電解精煉的電能消耗，電流效率愈低或槽最壓愈高，電能消耗愈大,工廠中的電流效率，在一般情況下，約為95—98%o三、實驗儀器I.實驗儀器銅電解精煉實驗裝置見圖b2—一電極（網(wǎng)決陽極，一快附極3——fi

4、Oi4—熱式恒溫砒力攪捋器I5——電聖已6~uSO?常液1L試劑I?硫酸2?硫闖銅3倉廉電解條件1?溫度：55#C—60°CII?電流密度：300安培/米'III?電解液循環(huán)速度：V=75—100毫升/分IV.電解液成份：Cu2'45克/升H2SO4210克/升硫脈0.03克/升1——直流穩(wěn)流穩(wěn)壓電源；2——高位槽：3——數(shù)字屯壓表;4——集熱式恒溫磁力攪拌器：5——電解槽;6——銅電極（二塊陽極，一?塊陰極）五、實驗步驟1.砂紙打光，水洗干凈，酒精沖洗，電吹風吹干后稱重；2.將陽極板用20%硫酸溶液浸泡15分鐘左右，水洗十凈，用濾紙

5、擦于；3?將陰、陽極板放入電解槽中，陰極板放中間，陽極板放二邊，異極板板距為35—40亳米，電板浸入部分高度80亳米；4.集熱式磁力加熱攪拌器屯源，加熱電解液，控制溫度在55—6（TCZ間：5?調(diào)節(jié)電解液循壞速度，使V=75—100毫升/分；6.按圖接好線路；7?接通直流穩(wěn)壓穩(wěn)流屯源，使I=1?66A,記下開始電解的吋間；&測最槽電壓，應為0.2—0,25伏；9.電解30分鐘；10?掉電源、拆去線路，關閉電解液循壞系統(tǒng)；11?取出電極，用水洗凈，將陰極板用酒梢擦洗后用屯吹風吹干，稱重；12?實驗完畢，打打?qū)嶒瀳龅?。六、注意出項巴電解過

6、程屮，注意觀察電流、槽電壓.電解液循環(huán)速度；控制在所需最。七、計算電流效率、電能消耗n—理論析in金尿』xioo%電能消耗二（平均槽電壓X1000）/（1.186X電流效率）（kmh/t?h）式中：理論析出金屬就（克）二電流強度（安培）X電解吋間（小時）X電化當量（克/安培?小時）銅電化當最=1」86克/安培?小時八、編寫實驗報告1?簡述實驗方法、實驗裝置；2.計算電流效率及電能消耗；3?建議.意見。