Question

【题目】利用银镜反应给玻璃镀上一层银是化学镀的一种，某化学兴趣小组设计的给ABS工程塑料零件先化学镀，后电镀的工艺流程如下，回答下列问题：

（1）塑料零件不能直接进行电镀的原因是____________________，Na2CO3溶液可用于除去塑料零件表面的油污，理由是____________________(用离子方程式表示)。

（2）粗化是利用粗化液与塑料表面的高分子化合物反应，使塑料表面粗糙不平；粗化液的主要成分CrO3(铬酐)，由重铬酸钠与浓硫酸加热熔融反应、再分离除去硫酸氢钠制得，写出该反应的化学方程式____________________。

（3）经粗化的塑料表面浸渍过敏化剂氯化亚锡溶液，表面吸附一层易于氧化的Sn2+离子。用氯化亚锡晶体(SnCl2·2H2O)配制氯化亚锡溶液时，还需要的试剂有____________________。

（4）活化是将经过敏化处理的塑料与硝酸银溶液反应，在塑料表面吸附一层具有催化活性的金属微粒，写出生成有催化活性的金属微粒的离子方程式____________________。

（5）将经活化处理的塑料置于含有Cu(OH)2、HCHO、NaOH的化学镀铜液中一段时间，可以在塑料表面镀上一层厚度为0.05－0.2μm的金属导电薄层，同时生成HCOONa和H2，若两种还原产物的物质的量相等，写出该反应的化学方程式____________________。

（6）塑料经化学镀的镀层厚度不能满足产品的防腐、耐磨等方面的要求，必须采用电镀镀到所需的厚度，电镀时，有金属导电薄层的塑料作电镀池的_____极，维持电流强度为1.5A，电镀5分钟，理论上塑料表面析出铜__________g。(已知F=96500C·mol－1)

Answer 1

【答案】塑料零件不导电，不能直接作电极 CO32- +H2O HCO3- + OH- 2H2SO4+ Na2Cr2O72 CrO3+2 NaHSO4+ H2O 盐酸、锡 Sn2++2Ag+=Sn4++2Ag↓ Cu(OH)2+2HCHO+2NaOH Cu+2HCOONa+H2↑+ 2H2O 阴 0.15g

【解析】

(1)塑料零件本身不导电，不能直接进行电镀。Na2CO3溶液能发生水解反应使溶液显碱性，从而具有去油污的性质。

(2)从题干中找到反应物和生成物，根据元素守恒写出制取CrO3的化学方程式。

(3)因Sn2+易于氧化，类比Fe2+，“FeCl2溶液配制”的知识迁移到SnCl2溶液的配制，即可解答此题。

(4)经敏化处理的塑料表面含有SnCl2溶液，Sn2+易于氧化，表现较强的还原性，能将硝酸银中Ag+还原为具有催化活性的银单质。据此写出其离子方程式。

(5)因为是“化学镀铜”，应该有铜单质生成，分析铜元素、氢元素的化合价的变化可知Cu和H2是还原产物，依题意Cu和H2的化学计量数之比为1:1，HCHO转化为HCOONa过程中碳元素失电子，最后根据电子得失守恒和元素守恒配平该反应的化学方程式。

(6)因为化学镀的镀层厚度不合要求，必须用电镀增加金属厚度，即将电镀液中金属离子还原成金属单质从而在塑料上析出，根据电镀原理，阴极发生还原反应，所以有金属导电薄层的塑料作阴极。再根据电路中转移的电子数目确定析出铜的质量。

(1)塑料属于高分子化合物，分子中原子的价电子都形成了共价键，没有自由移动的电荷，所以塑料不导电，不能直接作电极。Na2CO3属于强碱弱酸盐，在水溶液中能发生水解反应，使溶液显碱性而能除去油污，其离子方程式为CO32-+H2OHCO3-+OH-。

(2)由题意知，重铬酸钠与浓硫酸熔融下反应生成CrO3和硫酸氢钠，其反应的化学方程式为：Na2Cr2O7+2H2SO4(浓)2CrO3+2NaHSO4+H2O。

(3)因Sn2+易于氧化，表现较强的还原性，可类比Fe2+被氧化为Fe3+时用Fe还原。因此，防止Sn2+被氧化可加入单质锡；类比Fe2+的水解反应使溶液显酸性，可推测SnCl2溶液也能水解使溶液显酸性，可加盐酸抑制其水解。所以用氯化亚锡晶体配制氯化亚锡溶液时还需要的试剂有盐酸和锡。

(4)由流程图和题干信息可知，经敏化处理的塑料表面含有SnCl2溶液，Sn2+易于氧化，表现较强的还原性，能将硝酸银中Ag+还原为具有催化活性的银单质，其离子方程式为2Ag++Sn2+=2Ag↓+Sn4+。

(5)由题意可知，“将经活化处理的塑料置于含有Cu(OH)2、HCHO、NaOH的化学镀铜”，所以反应生成单质铜，铜元素化合价由Cu(OH)2中的+2价变化到Cu的0价，发生还原反应，Cu是还原产物，氢元素由HCHO中+1价变化到H2中的0价，发生还原反应，H2是还原产物，则由题意知Cu和H2的化学计量数之比为1:1，碳元素由HCHO中0价变化到HCOONa中的+2价，失去电子，根据电子得失守恒和元素守恒配平方程式，该反应的化学方程式为Cu(OH)2+2HCHO+2NaOHCu+2HCOONa+H2↑+ 2H2O。

(6)因为化学镀的镀层厚度不合要求，必须用电镀增加金属厚度，即将电镀液中金属离子还原成金属单质从而在塑料上析出，所以有金属导电薄层的塑料作电镀池的阴极。阴极反应式为：Cu2++2e-=Cu，5min内电路通过的电子物质的量==0.0047mol，理论上塑料表面析出铜的质量=×0.0047mol×65g/mol=0.15g。