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1、《材料的加工處理》學(xué)案
知識回顧
1. 已知氧化性Fe3 + > Cu2+，寫出Fe3+與Cu反應(yīng)的離子方程式？
【提示】2Fe3+ + Cu=2Fe2+ + Cu2+
2. 什么是電解？
【提示】在外加直流電作用、 陰、陽離子分別在兩極上發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，由電 能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。
3?氫氟酸是一種弱酸，為什么它還可以蝕刻玻璃？
【提示】HF具有很強的腐蝕性，可與玻璃中的 SiO2反應(yīng)。4HF + SiO2=SiF4f+ 2出0。
學(xué)習(xí)目標
1. 知道材料是社會進步的物質(zhì)基礎(chǔ)，了解材料加工和性能優(yōu)化與化學(xué)科學(xué)發(fā)展之間的 關(guān)系。
2. 知道金屬表面處理技術(shù)的重要性。通過實
2、驗探究活動，了解鋁的陽極氧化，了解利 用電解原理進行金屬表面處理的方法。
3. 以氫氟酸蝕刻玻璃、用氯化鐵制作電子線路板的工藝為例，了解化學(xué)腐蝕在材料加 工處理中的應(yīng)用。
知識填空
一、金屬的表面處理
1. 鋁的陽極氧化
⑴鋁及鋁合金的 ,能使鋁及鋁合金的表面生成
(2)鋁的陽極氧化：把鋁片接到電源的 ，在稀硫酸中用直流電電解，鋁片表面
生成較厚的 ,這種方法叫做陽極氧化。 經(jīng)過拋光處理的鋁制品， 表
面再經(jīng)過陽極氧化生成透明的 ，增強了鋁制品的
和 能力。陽極氧化膜中有微 孔，在接近100 C的水中，氧化膜發(fā)生水化，體積膨脹，其中的微孔被擠緊堵塞。由于有孔
3、 層具有很強的吸附性能，在封孔處理前，添加有機染料可以將膜染成各種鮮艷的顏色。
2?電鍍
(1)概念：電鍍是運用 原理，在金屬器件表面形成一薄層有 、
的金屬鍍膜的過程。
(2)電鍍原理：通常，在鍍槽中，待鍍的金屬器件與電源的 極連接作陰極，鍍
層金屬與電源的 極連接作 極，所使用的電鍍液含有鍍層金屬離子。 通電后，電
鍍液中的金屬離子在 的作用下移動到陰極放電形成電鍍層， 極的金屬形
成金屬離子進入電鍍液， 使得電鍍液中鍍層金屬離子的濃度 。
二、腐蝕加工技術(shù)
1 ?氫氟酸蝕刻玻璃
⑴ 氫氟酸：氫氟酸是一種 酸，是 的水溶液。氟化氫是 色
體，
4、 毒， 溶于水，它的水溶液(或氫氟酸)能與玻璃中的二氧化硅反應(yīng)生成 —
氣體，反應(yīng)的方程式為
(2)蝕刻玻璃：利用氫氟酸對玻璃的腐蝕作用可以將玻璃的一面腐蝕，使之變得不透明,
【參考答案】
1. (1)陽極氧化 致密的氧化膜
制成“ ”，也可利用這一方法在玻璃上雕刻
(2) 正極 氧化鋁絕緣膜 陽極氧化膜 抗腐蝕 抗機械劃傷
2． (1)電解 抗腐蝕 抗磨損能力
(2) 負 正 陽 電位差 陽 幾乎保持不變
二、1. (1)弱 氟化氫 無氣有 極易 四氟化硅 4HF + SiO2=SiF4 T+ 2出0
(2)毛玻璃 花紋圖案 制成工藝品
2. (1)2Fe3＋＋
5、2I－=2Fe2＋＋ I2 2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋
(2 )印刷電路板 感光膠 2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl 2 氧化 還原
2. 電路板的制作
(1) Fe3+的氧化性：Fe3+具有氧化性，在酸性溶液中其氧化性較強。如它在酸性溶液中與
KI溶液混合，生成 Fe* 1 2+和12,反應(yīng)的離子方程式為： 。
再如Fe3+在酸性溶液中氧化 Cu，反應(yīng)的離子方程式為： 。
(2) 濃三氯化鐵溶液腐蝕敷銅板：在電子工業(yè)上，用濃三氯化鐵溶液腐蝕敷銅板制作 —
是化學(xué)腐蝕加工的另一個常見的例子。
在敷銅板上，用類似照相復(fù)印的方法將設(shè)計好的電子線路用 印
6、在
銅箔上，然后將圖形以外不受感光膠保護的銅箔用濃三氯化鐵溶液腐蝕除去， 反應(yīng)的化學(xué)方
程式為： 。上述反應(yīng)中，Cu在FeCl3濃溶液中被
—為 Cu2+, Fe3+被 為 Fe2J
【思考題1】氫氟酸有毒，在實驗室做實驗時剩余的氫氟酸應(yīng)該如何處理？
【提示】氫氟酸是有毒氣體 HF的水溶液，實驗時要注意安全，實驗后的廢液及剩余的 氫氟酸要放到指定的容器中，不能任意排放，以免污染環(huán)境。
【思考題2】通過鋁的陽極氧化形成的氧化膜其孔隙應(yīng)用什么封閉？為什么？
【提示】沸水，使電解時生成的氧化鋁轉(zhuǎn)化為水合氧化鋁 (Al 2O3 H2O或AI2O3 3H2O)、
體積增大(33%至100%)，這是鋁的氧化膜水化后能夠封閉孔隙的原因。
【思考題3】電鍍時，添加劑的作用是什么？
【提示】電鍍工藝要求鍍層厚度均勻， 光滑致密，與底層金屬的附著力強， 因此需加表
面活性劑改善鍍層性能； 加配合劑，控制金屬在鍍件上的析出速率； 加入一定量的糖作整平
劑；緩沖劑可穩(wěn)定鍍層酸度等。如在銅上鍍銀實驗中： 加味精降低溶液的表面張力； 力口乙二
胺四乙酸鈉鹽為配合劑， 控制金屬析出速率；加醋酸鈉作為緩沖劑， 穩(wěn)定鍍層酸度；加尿素
為緩沖劑，防止銀鍍層泛黑，提高鍍層的光澤亮度；加少量蔗糖作整平劑等。
《材料的加工處理》導(dǎo)學(xué)案3
