Question

3．化学镀是指使用合适的还原剂，使镀液中的金属离子还原成金属而沉积在镀件表面上的一种镀覆工艺．化学镀广泛用作金属、塑料、玻璃、陶瓷等许多材料的装饰和防护．在ABS工程塑料表面进行化学镀镍的流程如下：

回答下列问题：
（1）化学镀与电镀比较，优点之一是不需通电．
（2）镀件表面用热碱液清洗的作用是除去镀件表面油污，镀件表面粗化的目的是增强亲水性及增大接触面积．
（3）镀件浸入AgNO₃溶液后，镀件表面吸附的SnCl₂将AgNO₃还原生成有催化活性的金属银，反应的化学方程式是2SnCl₂+4AgNO₃═4Ag+SnCl₄+Sn（NO₃）₄．
（4）镀镍时，镀液中的Ni²⁺与H₂PO₂^-在催化表面上反应沉积镍，同时生成中强酸H₃PO₃及与金属镍物质的量相等的氢气，该反应的离子方程式是2H₂O+Ni²⁺+2H₂PO₂^-=Ni⁺+H₂↑+2H₃PO₃．
（5）化学镀某种金属时，反应时间与镀层厚度的实验数据记录如表所示：

反应时间t/s	1	4	9	16
镀层厚度y/nm	a	2a	3a	4a

由此推断，镀层厚度y与反应时间t的关系式为y=at^1/2；欲使镀层厚度为6anm，需要的反应时间为36s．
（6）化学镀镍废液中含有Ni ²⁺等污染物，需转化为沉淀除去．已知25℃，Ksp[Ni（OH）₂]=2.0×10^-15．若加入碱后使废液的pH=10，则处理后的废液中镍元素的含量为1.2×10^-2mg•L^-1．

Answer 1

分析 （1）化学镀不需通电；
（2）用热碱液清洗能除去镀件表面油污；表面粗化可增大接触面积；
（3）SnCl₂与AgNO₃反应生成银和四氯化锡和硝酸锡；
（4）Ni²⁺与H₂PO₂^-反应生成镍、H₃PO₃及与金属镍物质的量相等的氢气；
（5）镀层厚度y与反应时间t的关系式为y=at^1/2；将镀层厚度为6anm带入可得时间；
（6）由c（Ni²⁺）×c²（OH^-）=2.0×10^-15计算出c（Ni²⁺）．

解答 解：（1）化学镀不需通电，电镀需要通电，故答案为：不需通电；
（2）用热碱液清洗能除去镀件表面油污，镀件表面粗化可增强亲水性及增大接触面积，故答案为：除去镀件表面油污；增大接触面积；
（3）SnCl₂与AgNO₃反应生成银和四氯化锡和硝酸锡，反应方程式为2SnCl₂+4AgNO₃═4Ag+SnCl₄+Sn（NO₃）₄，故答案为：2SnCl₂+4AgNO₃═4Ag+SnCl₄+Sn（NO₃）₄；
（4）Ni²⁺与H₂PO₂^-反应生成镍、H₃PO₃及与金属镍物质的量相等的氢气，反应的离子方程式是2H₂O+Ni²⁺+2H₂PO₂^-=Ni⁺+H₂↑+2H₃PO₃，故答案为：2H₂O+Ni²⁺+2H₂PO₂^-=Ni⁺+H₂↑+2H₃PO₃；
（5）根据表中数据可可知镀层厚度y与反应时间t的关系式为y=at^1/2；将镀层厚度为6anm带入，可知t=36s，故答案为：y=at^1/2；36s；
（6）由c（Ni²⁺）×c²（OH^-）=2.0×10^-15，c（Ni²⁺）=$\frac{2.0×10{\;}^{-15}}{（10{\;}^{-4}）{\;}^{2}}$mol/L=2×10^-7mol/L，即2×10^-7mol•L^-1×59g•mol^-1=1.2×10^-5g/L=1.2×10^-2mg/L，
故答案为：1.2×10^-2．

点评 本题电镀的制备流程，题目难度中等，本题易错点为（6），注意单位之间的换算．