铜的电解精炼-电流效率的测定

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1、铜的电解精炼——电流效率的测定一、实验目的1•了解铜电解精炼的基本原理；2.熟悉铜电解精炼的实验方法及电流效率的测定。二、皐本原理铜的晶解精炼，是将火法精炼的铜铸成阳极板，用纯铜薄片作为阴极板,相间地装入电解槽中，用硫酸铜及硫酸的水溶解作电解液，在直流电的作用下，发生下列反应：1.阳极反应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正常情况下，由于OR及SO占的标准电位远比铜的

2、电位正・（3）、（4仮应不可能进行；电位比铜负的贱金属将在阳极上优先溶解，但其含量很少，贵金属（如Au、Ag屯位远比铜的电位正，不能进行阳极溶解）和某些金属（如硒、确等和铜形成不溶解的化合物）不溶。成为阳极泥沉入槽底；因此，在阳极上进行的主要反应是铜以二价形态溶解。2•阴极反应Cu2++2e=Cu2H++2e=H2Me2++2e=Mecu-.cu=0.34V=0VlI池2+，Me<034V(5)⑹⑺氢的标准电位较铜负，而氢在铜阴极上析出的超电圧乂很大，故在正常情况下，（6）式不可能进行，电位较负的贱金属不能在阴极上析出，留在电解液中，

3、待电解液定期净化时除去。因此在阴极上进行的主要反应是二价铜离子析出，这样，在阴极上析出的铜纯度很高，称为电解铜，简称电铜（含铜量99.98%—99.99%）o电解精炼时，各种杂质的脱除率均在90%以上。铜电解精炼时的电流效率，一般系指阴极电流效率而言。它是电铜实际产量与按照法拉第定律计算的理论产量之比,而以白分数表加的一个指标；它直接影响铜电解精炼的电能消耗，电流效率愈低或槽最压愈高，电能消耗愈大,工厂中的电流效率，在一般情况下，约为95—98%o三、实验仪器I.实验仪器铜电解精炼实验装置见图b2—一电极（网決阳极，一快附极3——fi

4、Oi4—热式恒温砒力搅捋器I5——电聖已6~uSO♦常液1L试剂I•硫酸2•硫闯铜3倉廉电解条件1・温度：55#C—60°CII•电流密度：300安培/米'III•电解液循环速度：V=75—100毫升/分IV.电解液成份：Cu2'45克/升H2SO4210克/升硫脉0.03克/升1——直流稳流稳压电源；2——高位槽：3——数字屯压表;4——集热式恒温磁力搅拌器：5——电解槽;6——铜电极（二块阳极，一•块阴极）五、实验步骤1.砂纸打光，水洗干净，酒精冲洗，电吹风吹干后称重；2.将阳极板用20%硫酸溶液浸泡15分钟左右，水洗十净，用滤纸

5、擦于；3・将阴、阳极板放入电解槽中，阴极板放中间，阳极板放二边，异极板板距为35—40亳米，电板浸入部分高度80亳米；4.集热式磁力加热搅拌器屯源，加热电解液，控制温度在55—6（TCZ间：5•调节电解液循坏速度，使V=75—100毫升/分；6.按图接好线路；7•接通直流稳压稳流屯源，使I=1・66A,记下开始电解的吋间；&测最槽电压，应为0.2—0,25伏；9.电解30分钟；10•掉电源、拆去线路，关闭电解液循坏系统；11•取出电极，用水洗净，将阴极板用酒梢擦洗后用屯吹风吹干，称重；12•实验完毕，打打实验场地。六、注意出项巴电解过

6、程屮，注意观察电流、槽电压.电解液循环速度；控制在所需最。七、计算电流效率、电能消耗n—理论析in金尿』xioo%电能消耗二（平均槽电压X1000）/（1.186X电流效率）（kmh/t・h）式中：理论析出金属就（克）二电流强度（安培）X电解吋间（小时）X电化当量（克/安培•小时）铜电化当最=1」86克/安培•小时八、编写实验报告1•简述实验方法、实验装置；2.计算电流效率及电能消耗；3•建议.意见。