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简答题电解法生产铜粉的基本原理是什么？
  • 电解法制取铜粉一般采用高度抛光的不锈钢作阴极，电解铜板作阳极，电解液为硫酸盐体系溶液，直流电通过电解槽产生铜离子并沉积在阴极上，由此使靠近阴极面的金属离子被耗尽而引起离子的扩散、对流、迁移，从而继续使从阳极获得的金属离子供给电解槽。这样在大电流密度下，阴极上氢与铜同时析出，得到细而疏松的粉末，然后通过刷子定时采集。但是由于电解液中铜离子浓度较低，在大电流密度下，阴极上金属与氢同时析出，而使阴极电流效率较低（约50%），而阳极电流效率则不同。由于铜在硫酸铜溶液中的溶解性能好，且随着过程的进行，溶液要蒸发，阴极上已沉积的粉末会部分溶解，且断电后阳极会发生化学溶解，这些因素使得溶液中的铜离子会随着电解时间的积累而提高，溶液达不到稳定。为此，控制电解溶液的稳定性是电解法的重要环节之一。本实验通过控制阳极的溶解速度，使在阳极上溶解的铜与阴极上析出铜在量上保持平衡。采用的办法是在阳极上补充部分面积的不溶性钛阳极，以减小单位面积上铜阳极的溶解速度。作为一个电化学反应体系，在阳极上发生析氧和铜溶解反应，而阴极发生析氢和铜析出反应，到一定的反应时间后，只要定时补充被消耗的水就可以了。

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