化学自习室移动版

【个案】若要在铁片上镀锌，则锌片作阳极，铁片作阴极，电解液为ZnCl₂、KCl的混合溶液，KCl的作用是增强溶液的导电性。这句话是否有问题？

【思考】

高中阶段的电镀锌情景：

铁为阴极，锌为阳极、电解质为氯化锌或硫酸锌等。

理由：Zn－2e^-=Zn^2＋，Zn^2＋＋2e^-=Zn

问题：由于ZnCl₂等溶液因为水解而显酸性，电解质溶液中存在浓度较高的H^＋离子，因此，该实验存在较大问题，在铁表面得到金属锌的同时，至少在铁表面会得到氢气，影响电镀质量。原因很简单，同浓度H^＋的氧化性比Zn^2＋氧化性强许多！(可查电极电位可知，即便浓度低许多的H^＋离子的氧化性也比Zn^2＋的氧化性强，具体需要计算)

转化为锌酸盐(锌酸盐是指阴离子是锌酸根离子ZnO₂^2－)的盐类)

【解决办法】

提高Zn^2＋离子浓度

降低H^＋离子浓度

为了提高的电镀效果，必须降低反应速率。即降低Zn^2＋离子浓度。

以上思考出现矛盾

为了满足以上需要：解决方法如下

(1)降低Zn^2＋离子浓度的同时，也需要降低H^＋离子浓度，并且使Zn^2＋先得到电子。

(2)具体执行方案

在ZnCl₂溶液中加氨水，由于氨水为碱性，使得H^＋浓度大大降低，同时由于得到了[Zn(NH₃)₄]^2＋使得Zn^2＋离子浓度大为降低，使Zn^2＋离子得到电子能力大为降低，反应速率大为降低，可以得到质量较好的镀层。

(3)在ZnCl₂中加入KCl溶液后，主要为了得到[ZnCl₂(OH)₂]^2－，主要为了降低Zn^2＋浓度，而不是为了提高导电性，如果为了提高导电性，完全可以加入KNO₃等电解质。

(4)在ZnCl₂中加入KCl溶液后，主要的离子是，Zn^2＋＋2Cl^－＋H₂O=[ZnCl₂(OH)₂]^2－＋2H^＋，该平衡实际上可以看作是水解以及Zn^2＋形成配合物的过程。KCl溶液的加入，平衡往右移动，可以使得Zn^2＋浓度降低。但H^＋浓度并没有降低，从而要影响电镀质量，因此这不是一个好的电镀方案！但可以得到稍微好一些的镀层。