电解硫酸铜溶液

1、作者：新余四中刘趁桢弓丨言：同学们总是在为课本上的实验兴叹的同时，也想自己尝试，但当发现手头上的材料不 够时，总想着去买，其实不用大功率的直流电源了， 你只需要三节电池和下述相关材料就可以了。当然，收获知识才是最重要的。自己动手实验对初 三升入高中的同学进一步学习电化学是有帮助的 下面我从实验开始介绍，再提供例题供学电化学的 同学参考实验目的 :明确电解池中使用惰性电极 c电解硫酸 铜溶液制硫酸的实质。实验器材：电源，直流电），电流表（03A）CuSO4? 5H2O晶体，200ML蒸馏水，碳（石墨）棒（市场上的圆规铅笔芯 2b可替代），PH试纸 广泛114，导线若干（带鳄鱼夹）。开关。托盘天平

2、。（100g最大 称量MAX，量筒100ML.CuSO4溶液通电一.实验原理：1.总反应 CuSO4+2H2O =?2 Cu（阴极）+2H2SO4+OB2.电解池（烧杯）中的反应分析离子方程式：碳棒属于溶液中的cu2+ 与？0H分别得失电子，由于（放电能力）cu2+H+, 0H-SO42-，因 此阴极上的Cu2+放电生成Cu,阳极上的OH放电生成O2电极反应 如下：？阴极（与电源负极相连）2Cu2+?+4e - = 2Cu阳极：？（与电源正极相连）4OH?- ?4 e -=O2 f +2H2O实验步骤。根据硫酸铜（五水合晶体）在三十摄氏度的溶解度为 ? 使用托盘天平（lOOgMAX称量五水合硫

3、酸铜晶体用纸倒入烧杯中， 并 用玻璃棒转移晶体，量桶分两次量取 1OOML蒸馏水，倒入烧杯中（BOMEX,250ML用玻璃棒搅拌充分溶解，制得其浓溶液。将两根石墨电极棒分别用鳄鱼夹夹住位于烧杯的两侧如图，后闭合开关，检查电流表视数是否过大或过小， 过大则说明短路，过小则可能是接触不 良或电池电压过小，建议在电源两端并联一个（015v）的电压表（用 来检测路端电压）。检杳完毕后即可开始电解工作。如图所示。实验现象：开始电解15min后，阳极有少量气泡出现，阴极有少 量红色物质生成。具体如下。验象进行日期实P现H值阴极阳 极45出现极少量红色物质附着有极少量的气泡产生无明显现象43出现较少红色物质

4、碳棒断裂，原阳极位置液面液面有 所下降， 下降了约 15ML上漂浮着少量气泡更换新碳棒32碳棒表面附着层红色物质，易 剥落（疑似有氢 气产生）碳棒断裂，更 新碳棒，有较 多气泡匀速从 极上浮液面下降至160ML1碳棒上有较多红碳棒断裂，更液面降色物质，取出后新碳棒，更新至 140ML5h暴露在富含电池后，电流酸性较co2的湿润环境下，表面附着层翠绿色的物质Ci2（ OH 2C0；碱式碳酸铜表示数增大，单位时间气泡数增多强反应后反思：1为什么阳极碳棒易断裂：由于阳极生成的气体以小 气泡的形式溢出，易使石墨沿片层之间断裂（石墨片层间主要是以分子间作 用力维系）2.为什么会有蓝绿色物质生成：由于房间

5、湿气重， C02浓度高，易 生成铜锈（碱式碳酸铜）Cu2（OH）2CO眼镜框上鼻托上的绿点就是它在作怪.拓展：1 .若想使电解质恢复原状态，遵循“缺什么补什么”的原则，一般加入阴极产物（Cu）与阳极产物（02）两物质 中元素组成的化合物，可加入CuO CuC03, 但不可力口 Cu（OHp Cuz（0H）2C0,这些物质会使溶液中的水增多，到溶质质量分数偏小。 2.当硫酸铜中 的铜离子全部放电析出时时，要考虑恢复原状态时，可用Cu（OH）,因 为接下来是电解硫酸溶液，将会有 水消耗，要保持【Cu2+】（浓度?） 不变，可考虑用此，或加了 CuO 后加一定量的水，亦或是加碱式碳 酸铜。3.电解顺

6、序是先电解硫酸铜，再电 解硫酸.举个例子：如图电解一定量的硫酸 铜溶液的实验装置如图，电解的 实验数据如图，横坐标表示电解 过程中转移电子的物质的量，纵坐 标表示电解过程中产生气体的总体 积（标准状况）.则下列说法正确 的是：A.开始时b电极有红色物质 析出，而后有气泡产生 a电极上的电子经溶液流向b极 再流入直流电源 曲线PQ段表示产生H2和02 的体积比为1: 2从开始到Q点收集到的混合气体中有氧气根据电子流向知，a为阴极、b为阳极，开始时，阴极上铜离子放电、阳极上氢氧根离子放电，所以电池反应式为 2CU2+2H2O电解Cu+02? +4H+,当铜离子完全放电后，再继续电解相当于电解水，电池反应式为2H2O电解2H2 f +02f,所以从0到P点，生成的气体为氧气，从P到Q点生成的气体是氧气和氢气，P点收集到n （02 =，从P到Q收集到气体体积=,其物质的量=，根据2H20电解=2H2f +02f，从P到Q收集的氢气和氧气物质的量之比为 2:1,则从P到Q点收集到的氢气物质的量是、氧气的物质的量是，.A. b为阳极，阳极上电极反应式为 2H20-4e-=4H+02f,所以b电极上只有无色气泡生成，故A错误； 电子不进