Question

3．化學鍍是指使用合適的還原劑，使鍍液中的金屬離子還原成金屬而沉積在鍍件表面上的一種鍍覆工藝．化學鍍廣泛用作金屬、塑料、玻璃、陶瓷等許多材料的裝飾和防護．在ABS工程塑料表面進行化學鍍鎳的流程如下：

回答下列問題：
（1）化學鍍與電鍍比較，優點之一是不需通電．
（2）鍍件表面用熱堿液清洗的作用是除去鍍件表面油污，鍍件表面粗化的目的是增強親水性及增大接觸面積．
（3）鍍件浸入AgNO₃溶液后，鍍件表面吸附的SnCl₂將AgNO₃還原生成有催化活性的金屬銀，反應的化學方程式是2SnCl₂+4AgNO₃═4Ag+SnCl₄+Sn（NO₃）₄．
（4）鍍鎳時，鍍液中的Ni²⁺與H₂PO₂^-在催化表面上反應沉積鎳，同時生成中強酸H₃PO₃及與金屬鎳物質的量相等的氫氣，該反應的離子方程式是2H₂O+Ni²⁺+2H₂PO₂^-=Ni⁺+H₂↑+2H₃PO₃．
（5）化學鍍某種金屬時，反應時間與鍍層厚度的實驗數據記錄如表所示：

反應時間t/s	1	4	9	16
鍍層厚度y/nm	a	2a	3a	4a

由此推斷，鍍層厚度y與反應時間t的關系式為y=at^1/2；欲使鍍層厚度為6anm，需要的反應時間為36s．
（6）化學鍍鎳廢液中含有Ni ²⁺等污染物，需轉化為沉淀除去．已知25℃，Ksp[Ni（OH）₂]=2.0×10^-15．若加入堿后使廢液的pH=10，則處理后的廢液中鎳元素的含量為1.2×10^-2mg•L^-1．

Answer 1

分析 （1）化學鍍不需通電；
（2）用熱堿液清洗能除去鍍件表面油污；表面粗化可增大接觸面積；
（3）SnCl₂與AgNO₃反應生成銀和四氯化錫和硝酸錫；
（4）Ni²⁺與H₂PO₂^-反應生成鎳、H₃PO₃及與金屬鎳物質的量相等的氫氣；
（5）鍍層厚度y與反應時間t的關系式為y=at^1/2；將鍍層厚度為6anm帶入可得時間；
（6）由c（Ni²⁺）×c²（OH^-）=2.0×10^-15計算出c（Ni²⁺）．

解答 解：（1）化學鍍不需通電，電鍍需要通電，故答案為：不需通電；
（2）用熱堿液清洗能除去鍍件表面油污，鍍件表面粗化可增強親水性及增大接觸面積，故答案為：除去鍍件表面油污；增大接觸面積；
（3）SnCl₂與AgNO₃反應生成銀和四氯化錫和硝酸錫，反應方程式為2SnCl₂+4AgNO₃═4Ag+SnCl₄+Sn（NO₃）₄，故答案為：2SnCl₂+4AgNO₃═4Ag+SnCl₄+Sn（NO₃）₄；
（4）Ni²⁺與H₂PO₂^-反應生成鎳、H₃PO₃及與金屬鎳物質的量相等的氫氣，反應的離子方程式是2H₂O+Ni²⁺+2H₂PO₂^-=Ni⁺+H₂↑+2H₃PO₃，故答案為：2H₂O+Ni²⁺+2H₂PO₂^-=Ni⁺+H₂↑+2H₃PO₃；
（5）根據表中數據可可知鍍層厚度y與反應時間t的關系式為y=at^1/2；將鍍層厚度為6anm帶入，可知t=36s，故答案為：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，
故答案為：1.2×10^-2．

點評 本題電鍍的制備流程，題目難度中等，本題易錯點為（6），注意單位之間的換算．