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电解铜是如何精炼的?
时间:2024-12-23 21:15:29
答案

将粗铜(含铜99%)预先制成厚板作为阳极,纯铜制成薄片作阴极,以硫酸和硫酸铜的混合液作为电解液。通电后,铜从阳极溶解成铜离子(Cu)向阴极移动,到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜(亦称电解铜)。粗铜中杂质如比铜活泼的铁和锌等会随铜一起溶解为离子(Zn和Fe)。由于这些离子和铜离子相比不易析出,所以电解时只要适当调节电位差即可避免这些离子在阴极上析出。比铜不活泼的杂质如金和银等沉积在电解槽的底部。 这样生产出来的铜板,称为“电解铜”,质量极高,可以用来制作电气产品。

把电解铜再进一步加工,可制作成为极细的电解铜粉。

铜电解精炼的原理如下:

阳极反应:Cu — 2e- = Cu2+

Me — 2e-= Me2+

H2O — 2e- = 2H+ + 1/2O2

SO4 2- — 2e- = SO3 + 1/2O2

式中Me代表Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更负电性的金属,它们从阳极上溶解进入溶液。H2O和SO4 2-失去电子的反应由于其电位比铜正,故在正常情况下不会发生。贵金属的电位更正,不溶解,而进入阳极泥。

阴极反应:Cu2+ + 2e = Cu

2H+ + 2e- = H2

Me2+ + 2e- = Me

在这些反应中,具有标准电位比铜正、浓度高的金属离子才可能在阴极上被还原,但它们在阳极不溶解,因此只有铜离子还原是阴极反应的主要反应。

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