饱和食盐水的电解 1.doc

水、饱和氯化钠溶液的电解姓名：黄昌强 学号：41111057（2011级一班周二实验11组，QQ：602094054）1、 实验目的 1.体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理。2.掌握电解饱和食盐水实验操作技能；初步掌握实验的讲解方法；探索、设计电解水器的代用装置。2、 实验原理 1.电解水电解水就是通电使水分解成氢气与氧气的实验，为了增加水的导电性使用氢氧化钠或硫酸溶液，简单分述如下。以氢氧化钠溶液为电解液，当电流通过时溶液中的H+和Na+离子都移向阴极，但因为Na+离子获得电子的倾向小，故在阴极上析出的是氢气而不是钠。在阳极上，OH-离子放电析出氧气。 2.饱和NaCl溶液的电解阴极反应：2H+2e- H2 阳极反应：2Cl-2e- Cl2总反应：2NaCl+2H2O 通电 H2+Cl2+2NaOH 二、实验操作过程与实验现象 （一）电解水 1霍夫曼电解器实验装置如图(A)所示。 2检查水电解器各部件，要求玻璃活塞不漏气，装电极的橡皮塞不漏液。 3打开活塞，从球形漏斗中加入用蒸馏水配制的15%NaOH，使整个管子充满溶液没有气泡，关闭活塞。 4接上1218V直流电源，两根电极上就有气泡产生。23min后停止通电，阴极生成气体的体积大约是阳极生成气体体积的两倍。 5.检验阴极生成的氢气，将点燃的火柴靠近产生的气体，气体燃烧并有蓝色火焰。 6.检验阳极生成的氧气，它能使带火星的线香燃烧。 （二）电解饱和NaCl溶液 1.如图一所示，向具支U形管中滴加饱和NaCl溶液至支管以下约2cm处，并从两管口各滴加2滴酚酞试液，装上铁阴极和石墨阳极（铁电极和石墨电极使用时，要想进行预处理，用砂纸打磨铁电极，除去铁锈，用硫酸浸泡铁电极和石墨电极）2.接通低压直流电源（612V）。可以看到电极附近有大量气泡产生。实验现象：在阴极区，溶液变红，说明阴极区溶液呈碱性；产生了一种可以燃烧的气体。在阳极区上方，用润湿的KI淀粉试纸试之，变蓝，说明在阳极区有Cl2生成。 图一 电解NaCl水溶液装置3.探究实验（1）不换溶液在上述实验的基础上反接阴极和阳极，发现在铁电极的一侧出现白色絮状沉淀，并且沉淀向下移动，在具支U型管底部慢慢变为灰绿色，这是因为Fe(OH)2在向Fe(OH)3转变。溶液中的氧化性物质渐渐将Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3。（2）直接反接（铁电极做阳极，石墨电极做阴极），电解时发现电极附近没有Fe(OH)2絮状沉淀生成，看见铁电极附近溶液变黄，且黄色渐渐向下移动，在具支U形管底部生成灰绿色沉淀。该过程为：电解产生的Fe2+被向阴极移动与向阳极移动的OH-反应，生成Fe(OH)2，溶液中的氧化性物质会将Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3，所以底部有灰绿色沉淀生成。五、注意事项1.电解用饱和NaCl溶液在使用前一定要精制，这样可以除去其中的Ca2+、Mg2+，以避免在阴极附近出现白色浑浊现象。方法是：给盛有36gNaCl的烧杯中加入蒸馏水，边加热边搅拌。制成饱和溶液。待稍冷却，滴加2滴酚酞试液，再注入含有NaOH和Na2CO3的混合溶液至碱性。静置数小时，待沉淀形成后过滤，将滤液加热至沸腾稍冷却后加盐酸至酚酞刚好变为无色为止。2.电解NaCl过程中，在滴加酚酞的溶液表面有时会出现一层白色的胶体，这是因为酚酞在饱和溶液中溶解度变小。六、相关文献与重点文献综述学生做全日制普通高级中学教科书( 必修加选修) 化学第三册电解饱和食盐水分组实验的过程中发现一个有趣的意外现象: 有一实验小组连在电源负极导线上的铁钉脱落掉在U 形管底, 当时未取出铁钉而在导线上重新连接了一个铁钉, 通电时U 形管底部铁钉的一端有气泡生成。通过一系列的探究实验，得出发生这种现象的原因：在电解池的电解质溶液中放入一根金属棒, 金属棒的两端就存在电势差, 因此就有电流通过。电子由电势低的一端( 靠近电解池阴极的一端) 流向电势高的一端( 靠近电解池阳极的一端) 。在电解池的电解质溶液中放入一根铁钉时：电势高的一端( 阴极) : 2H+ + 2e- = H2 电势低的一端( 阳极) : Fe- 2e- = Fe2+在电解质溶液中发生的反应有：Fe2+ + 2OH- = Fe ( OH) 2 Fe(OH) 2 容易被溶解在溶液中的氧气氧化,由白色变为灰绿色, 最终生成红褐色Fe(OH) 3沉淀。如果用小烧杯作电解池, 则阳极生成的Cl2容易和Fe(OH) 2 发生反应：6Fe(OH) 2 + 3Cl2 = 4Fe(OH) 3+ 2Fe3+ + 6Cl-导致电解质溶液变黄且有红褐色沉淀生成1。五、参考文献1段玉峰.综合训练与设