《材料的加工處理》導(dǎo)學(xué)案3

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(qiáng)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(biāo)1. 知道材料是社會進(jìn)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(shí)驗(yàn)探究活動，了解鋁的陽極氧化，了解利 用電解原理進(jìn)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(qiáng)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 層具有很強(qiáng)的吸附性能，在封孔處理前，添加有機(jī)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(yùn)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(jìn)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 氫氟酸：氫氟酸是一種 酸，是的水溶液。氟化氫是 色 體， 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(jī)械劃傷2 (1)電解 抗腐蝕 抗磨損能力(2) 負(fù) 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 2I=2Fe2 I2 2Fe3Cu=2Fe2Cu2(2 )印刷電路板感光膠 2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl 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(qiáng)。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 印在銅箔上，然后將圖形以外不受感光膠保護(hù)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(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)時要注意安全，實(shí)驗(yàn)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?！舅伎碱}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(qiáng)，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(shí)驗(yàn)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。