怎样讲解电镀

电镀是氧化还原与电化学里最令人满足的题目之一，因为它是把电解用到真实、日常的用途上。一把便宜的金属勺子怎样镀上一层亮闪闪的银，钢制汽车零件怎样被镀上一层保护性的铬，靠的都是它。

要在 SPM 里把它讲好，你需要四样东西：为什么要做、电解池怎样安排、每个电极的反应，以及溶液为什么不会耗尽。这篇指南逐一来讲。

为什么要电镀

电镀是在一个金属物件的表面镀上一薄层另一种金属。这样做主要有三个理由：

• 防止腐蚀，一层较不活泼的金属，保护下面的物件不生锈或不变暗。
• 改善外观，一层银、铬或金，让物件看起来更美观、更亮。
• 改善表面，电镀能给出更硬、更耐磨或更导电的表面。

说出一个目的，往往是电镀题的开篇分，所以从这里入手。

怎样安排电解池

这个安排正是学生最常搞混的部分，所以要把三条规则学得准确。假设你要把一把铁钥匙镀上铜。

• 要镀的物件是阴极，负电极。所以铁钥匙是阴极。
• 镀层金属是阳极，正电极。所以一片纯铜是阳极。
• 电解质是含镀层金属离子的溶液。 要镀铜，就用铜(II)盐溶液，例如硫酸铜(II)。

要记的规则很简单：物件在阴极，镀层金属在阳极，中间是镀层金属离子的溶液。用铜进行电镀这个实验展示了实验室里的这个安排。

每个电极的反应

电镀是带活性（可反应）阳极的电解，所以阳极本身参与反应。以镀铜为例：

• 在阳极（铜）： 铜原子失去电子，以铜离子的形式溶入溶液。这是氧化：

  Cu → Cu²⁺ + 2e⁻

• 在阴极（物件）： 溶液里的铜离子获得电子，作为一层铜金属沉积在物件上。这是还原：

  Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu

所以铜离开阳极，以离子的形式穿过溶液，落在阴极的物件上。时间一长，铜阳极变薄，而物件得到它的铜镀层。

为什么电解质浓度保持不变

这是考官最爱的一点，值得说清楚。当铜离子在阴极被移走时，它们被在阳极生成的新铜离子补上。

Cu²⁺ 在阴极被沉积的速率，等于 Cu²⁺ 在阳极进入溶液的速率，所以电解质里铜离子的浓度保持不变，硫酸铜(II)的蓝色也不会褪。把这跟用惰性碳电极对比：那时蓝色会褪，因为没有东西补上铜离子。

第二个例子：镀银

如果你把物件镀上银，同样的三条规则也适用。物件是阴极，一片纯银是阳极，电解质是含银离子的溶液。

• 在阳极： Ag → Ag⁺ + e⁻，银溶解。
• 在阴极： Ag⁺ + e⁻ → Ag，银沉积在物件上。

餐具和首饰之类的东西，就是这样得到银的表面处理的。

怎样作答一道电镀题

1. 说明目的，通常是防止腐蚀或改善外观。
2. 认出阴极（物件）和阳极（镀层金属）。
3. 说出电解质，镀层金属离子的溶液。
4. 写半反应式：阳极氧化，阴极还原。
5. 如果被问到，解释为什么电解质的浓度和颜色保持不变。

要避开的常见错误

• 把物件放在阳极，它必须是阴极。
• 用错电解质，例如一份不含镀层金属离子的溶液。
• 说阳极是惰性的；在电镀里阳极会溶解。
• 题目明明要你解释浓度不变，却忘了解释。

电镀比几乎任何其他电化学题目都更看重清晰、有序的答案，因为分数跟着安排走。如果电极规则老是记错，老师能用一堂专注的课把它修好。

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