电解精炼铜实验

实验目的

了解电解精炼铜的装置与原理，比较阳极、阴极上的反应及杂质的去向。

实验原理

阳极（粗铜）：Cu - 2e- = Cu₂+，比铜活泼的杂质（如 Zn、Fe）也会失电子溶解；比铜不活泼的 Ag、Au 等不放电，沉积为阳极泥。阴极（纯铜）：Cu₂+ + 2e- = Cu。电解后溶液中 Cu₂+ 浓度略有减小。

实验器材

• 粗铜板（阳极）
• 纯铜片（阴极）
• 硫酸铜溶液（可加少量硫酸酸化）
• 烧杯
• 直流电源
• 导线

实验步骤

1. 在烧杯中加入硫酸铜溶液。
2. 将粗铜板接电源正极、纯铜片接电源负极，一同插入溶液。
3. 接通电源，观察两个电极的变化。
4. 通电一段时间后断开电源，取出电极，比较两极的质量和外观。
5. 观察烧杯底部是否有沉积物。

实验现象与结论

阳极粗铜逐渐溶解变小，阴极纯铜片表面析出红色的铜、逐渐变厚，烧杯底部出现阳极泥。说明粗铜中的铜转移到阴极，不活泼杂质留在阳极泥中，从而得到较纯的铜。

注意事项

• 电源电压要低，通电时间不宜过长
• 硫酸溶液有腐蚀性，避免接触皮肤和衣物
• 电极不能相互接触，以免短路
• 实验后的含铜废液要回收处理

常见问题

电解精炼铜时，为什么硫酸铜溶液中 Cu2+ 浓度会略有减小？

阳极上比铜活泼的杂质也会溶解成离子，而阴极上只析出铜，所以 Cu₂+ 浓度略有减小。

阳极泥里有什么？

主要是比铜不活泼、不能失电子的金属，如银、金等，它们随阳极的铜溶解而脱落沉到底部。