Question

【題目】利用銀鏡反應(yīng)給玻璃鍍上一層銀是化學(xué)鍍的一種，某化學(xué)興趣小組設(shè)計的給ABS工程塑料零件先化學(xué)鍍，后電鍍的工藝流程如下，回答下列問題：

（1）塑料零件不能直接進(jìn)行電鍍的原因是____________________，Na2CO3溶液可用于除去塑料零件表面的油污，理由是____________________(用離子方程式表示)。

（2）粗化是利用粗化液與塑料表面的高分子化合物反應(yīng)，使塑料表面粗糙不平；粗化液的主要成分CrO3(鉻酐)，由重鉻酸鈉與濃硫酸加熱熔融反應(yīng)、再分離除去硫酸氫鈉制得，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________。

（3）經(jīng)粗化的塑料表面浸漬過敏化劑氯化亞錫溶液，表面吸附一層易于氧化的Sn2+離子。用氯化亞錫晶體(SnCl2·2H2O)配制氯化亞錫溶液時，還需要的試劑有____________________。

（4）活化是將經(jīng)過敏化處理的塑料與硝酸銀溶液反應(yīng)，在塑料表面吸附一層具有催化活性的金屬微粒，寫出生成有催化活性的金屬微粒的離子方程式____________________。

（5）將經(jīng)活化處理的塑料置于含有Cu(OH)2、HCHO、NaOH的化學(xué)鍍銅液中一段時間，可以在塑料表面鍍上一層厚度為0.05－0.2μm的金屬導(dǎo)電薄層，同時生成HCOONa和H2，若兩種還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________。

（6）塑料經(jīng)化學(xué)鍍的鍍層厚度不能滿足產(chǎn)品的防腐、耐磨等方面的要求，必須采用電鍍鍍到所需的厚度，電鍍時，有金屬導(dǎo)電薄層的塑料作電鍍池的_____極，維持電流強(qiáng)度為1.5A，電鍍5分鐘，理論上塑料表面析出銅__________g。(已知F=96500C·mol－1)

Answer 1

【答案】塑料零件不導(dǎo)電，不能直接作電極 CO32- +H2O HCO3- + OH- 2H2SO4+ Na2Cr2O72 CrO3+2 NaHSO4+ H2O 鹽酸、錫 Sn2++2Ag+=Sn4++2Ag↓ Cu(OH)2+2HCHO+2NaOH Cu+2HCOONa+H2↑+ 2H2O 陰 0.15g

【解析】

(1)塑料零件本身不導(dǎo)電，不能直接進(jìn)行電鍍。Na2CO3溶液能發(fā)生水解反應(yīng)使溶液顯堿性，從而具有去油污的性質(zhì)。

(2)從題干中找到反應(yīng)物和生成物，根據(jù)元素守恒寫出制取CrO3的化學(xué)方程式。

(3)因Sn2+易于氧化，類比Fe2+，“FeCl2溶液配制”的知識遷移到SnCl2溶液的配制，即可解答此題。

(4)經(jīng)敏化處理的塑料表面含有SnCl2溶液，Sn2+易于氧化，表現(xiàn)較強(qiáng)的還原性，能將硝酸銀中Ag+還原為具有催化活性的銀單質(zhì)。據(jù)此寫出其離子方程式。

(5)因為是“化學(xué)鍍銅”，應(yīng)該有銅單質(zhì)生成，分析銅元素、氫元素的化合價的變化可知Cu和H2是還原產(chǎn)物，依題意Cu和H2的化學(xué)計量數(shù)之比為1:1，HCHO轉(zhuǎn)化為HCOONa過程中碳元素失電子，最后根據(jù)電子得失守恒和元素守恒配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(6)因為化學(xué)鍍的鍍層厚度不合要求，必須用電鍍增加金屬厚度，即將電鍍液中金屬離子還原成金屬單質(zhì)從而在塑料上析出，根據(jù)電鍍原理，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，所以有金屬導(dǎo)電薄層的塑料作陰極。再根據(jù)電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目確定析出銅的質(zhì)量。

(1)塑料屬于高分子化合物，分子中原子的價電子都形成了共價鍵，沒有自由移動的電荷，所以塑料不導(dǎo)電，不能直接作電極。Na2CO3屬于強(qiáng)堿弱酸鹽，在水溶液中能發(fā)生水解反應(yīng)，使溶液顯堿性而能除去油污，其離子方程式為CO32-+H2OHCO3-+OH-。

(2)由題意知，重鉻酸鈉與濃硫酸熔融下反應(yīng)生成CrO3和硫酸氫鈉，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2Cr2O7+2H2SO4(濃)2CrO3+2NaHSO4+H2O。

(3)因Sn2+易于氧化，表現(xiàn)較強(qiáng)的還原性，可類比Fe2+被氧化為Fe3+時用Fe還原。因此，防止Sn2+被氧化可加入單質(zhì)錫；類比Fe2+的水解反應(yīng)使溶液顯酸性，可推測SnCl2溶液也能水解使溶液顯酸性，可加鹽酸抑制其水解。所以用氯化亞錫晶體配制氯化亞錫溶液時還需要的試劑有鹽酸和錫。

(4)由流程圖和題干信息可知，經(jīng)敏化處理的塑料表面含有SnCl2溶液，Sn2+易于氧化，表現(xiàn)較強(qiáng)的還原性，能將硝酸銀中Ag+還原為具有催化活性的銀單質(zhì)，其離子方程式為2Ag++Sn2+=2Ag↓+Sn4+。

(5)由題意可知，“將經(jīng)活化處理的塑料置于含有Cu(OH)2、HCHO、NaOH的化學(xué)鍍銅”，所以反應(yīng)生成單質(zhì)銅，銅元素化合價由Cu(OH)2中的+2價變化到Cu的0價，發(fā)生還原反應(yīng)，Cu是還原產(chǎn)物，氫元素由HCHO中+1價變化到H2中的0價，發(fā)生還原反應(yīng)，H2是還原產(chǎn)物，則由題意知Cu和H2的化學(xué)計量數(shù)之比為1:1，碳元素由HCHO中0價變化到HCOONa中的+2價，失去電子，根據(jù)電子得失守恒和元素守恒配平方程式，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu(OH)2+2HCHO+2NaOHCu+2HCOONa+H2↑+ 2H2O。

(6)因為化學(xué)鍍的鍍層厚度不合要求，必須用電鍍增加金屬厚度，即將電鍍液中金屬離子還原成金屬單質(zhì)從而在塑料上析出，所以有金屬導(dǎo)電薄層的塑料作電鍍池的陰極。陰極反應(yīng)式為：Cu2++2e-=Cu，5min內(nèi)電路通過的電子物質(zhì)的量==0.0047mol，理論上塑料表面析出銅的質(zhì)量=×0.0047mol×65g/mol=0.15g。