第八部分电解质溶液的实验

1、第八部分电解质溶液的实验第1页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一探究一：物质的导电性一、背景知识凡是在水溶液里或熔化的状态下能够导电的化合物是电解质，在上述情况下不能导电的化合物是非电解质。利用导电装置测试各种化合物的导电性，可以区分电解质与非电解质。二、探究目的从物质的导电性了解电解质和非电解质的区别。三、用品准备导电灯座、电源、烧杯、磁坩埚、泥三角、铁三脚架、酒精灯。食盐晶体、硝酸钾晶体、氢氧化钠晶体、无水硫酸、蒸馏水、酒精、蔗糖。 第2页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一四、探究过程1.导电灯座装置（1）简单导电灯座装置如图12.9-1A所示。石墨

2、或粗铜丝制的电极穿过软木塞（或木片），插入广口瓶（或烧杯）中。第3页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一（2）更简单的装置如图12.9-1B所示，它的电极是用废灯泡装配而成。把废灯泡在酒精灯上烧热后浸到冷水里，灯泡就爆裂开来，拿掉钨丝，保存里面连接钨丝的两根铜丝，就成一对电极。为了安全起见，可将铜丝适当接长一点，分别套上细玻璃管，让铜丝伸出玻璃管口约12厘米，将玻璃管口在火焰上封闭，玻璃管另一端固定在双孔橡皮塞的小孔里，并使橡皮塞与废灯泡头结合牢固。（3）为了节约实验时间，最好用导电灯座箱，如图12.9-2示。装有15瓦的电灯泡6只，侧面装电极6组，每组2根，下部座台的前侧装

3、开关6只，灯座的旁侧装上插头和总开关。电极用铜线制成，将一端的绝缘体削去一段，露出2厘米长的铜丝即可。第4页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一第5页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一2.溶液导电测试（1）在六只100毫升烧杯里分别加入约1/3烧杯的干燥的食盐晶体、硝酸钾晶体、氢氧化钠晶体、无水硫酸、无水酒精和蔗糖，分别插入电极，用木块调整烧杯高度，连接直流电源，观察灯泡是否发光。结果灯泡均不发光，说明六只烧杯里的物质都不导电。（2）切断电路后，另取六只烧杯，各盛蒸馏水1/3杯，按上法插入电极，接通电路，发现蒸馏水不导电。再切断电路，将上面六种物质依次取少

4、量一一加到这六只盛蒸馏水的烧杯里，用玻棒搅和，再一一接通电路，发现食盐溶液、硝酸钾溶液、氢氧化钠溶液、硫酸溶液都能导电，而酒精溶液和蔗糖溶液不导电。（3）选用硝酸钾和蔗糖作熔化状态下的导电性实验。在磁坩埚内盛硝酸钾晶体5克，放在泥三角架上加热到熔化，插入简单导电灯座装置的电极，接通电源，看到灯泡发光。换上熔化的蔗糖，结果灯泡不发光。归纳以上的实验结果，可以得出电解质与非电解质的区别。第6页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一五、思考与交流1.每次更换试验物质时，必须先切断电源。2.每一次更换烧杯时，必须用蒸馏水洗净电极。3.食盐、硝酸钾、氢氧化钠等的晶体都必须是干燥的。4.用

5、市售浓硫酸作导电试验，灯泡会发光。用蒸馏方法不能得到无水硫酸，因为硫酸溶液有最高恒沸点（338），这时的浓度为98.3。无水硫酸是用三氧化硫溶于适量水而制得的，它几乎不导电。市售发烟硫酸是三氧化硫溶于硫酸制得的，但它极易吸收空气里的水蒸气。所以，做这个实验要迅速。5.其他实验方法：可以用直流电源和小灯泡作试验，也可以用干电池和小电珠作试验。第7页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一探究二：强电解质和弱电解质一、背景知识酸、碱、盐都是电解质，它们的水溶液都能导电。强电解质在水溶液中几乎完全电离为离子，如强酸、强碱和大部分盐类。弱电解质只有部分电离为离子，如弱酸、弱碱等。对同体积

6、、同浓度的不同种类的酸、碱、盐溶液，用相同的电压与电流作导电性试验，根据相同功率灯泡发光的强弱，可以确定它们导电能力的相对强弱。二、探究目的从酸、碱、盐水溶液导电能力的强弱来认识强电解质和弱电解质。三、用品准备导电灯座、电源、烧杯、量筒、洗瓶、电流计。盐酸、硫酸、磷酸、醋酸、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氯化钠、碳酸钠、硫酸铵、醋酸铵等溶液，蒸馏水。第8页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一四、探究过程1.分别配制好0.1N的盐酸、硫酸、磷酸、醋酸、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氯化钠、碳酸钠、硫酸铵、醋酸铵溶液。2.取十一只100毫升小烧杯，分别盛放上述十一种溶液各30毫升，并在烧

7、杯外分别贴上写有试剂名称的标签。把它们按酸、碱、盐排成三行。另取一只小烧杯，盛半杯蒸馏水，用来洗涤电极。3.把盛酸的四只烧杯，一一放在导电灯座箱（图12.9-2）的座台上，按前一个实验的操作观察灯泡是否发光，并比较光的亮度。结果盐酸、硫酸溶液的灯泡最亮，磷酸溶液的灯泡次之，醋酸溶液的灯泡最暗。切断电路，用蒸馏水洗净所有的电极。4.把盛碱溶液的三只烧杯放在导电灯座箱的座台上，用上面同样的方法实验，发现氢氧化钠、氢氧化钾溶液的灯泡很亮，氨水的灯泡较暗。5.用同样的方法，换上盛盐溶液的四只烧杯，进行实验，结果灯泡都很亮。第9页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一6.水是极弱电解质，

8、它的微弱的导电性可用灵敏电流计来测试。在这种电流计里装有干电池（若不能装干电池，应串联上6伏蓄电池），然后按图12.9-3所示，把电极（碳棒或铜片）插到盛有半杯蒸馏水的小烧杯里，电流计指针发生偏转。五、思考与交流1.每次调换烧杯，必须切断电路。用蒸馏水洗净电极。2.烧杯外壁应保持干燥。烧杯底部应垫上干燥木块。3.强电解质和弱电解质也可以用电流计上指针偏转角度大小来比较。测定前应选择适当的电阻串联在电流计上，其阻值的选定是用待测的强电解质溶液做实验时，使指针偏到接近最大刻度的位置，这样当测试弱电解质溶液时，现象比较明显。第10页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一探究三：中和滴

9、定一、背景知识根据当量定律，酸跟碱发生中和反应时，酸的克当量数与碱的克当量数一定相等。N1V1 = N2V2达到等当点时，再加入一滴酸（或碱）溶液，就会引起溶液pH值很大变化，从而使甲基橙试剂或酸碱指示剂发生颜色变化。二、探究目的初步学会用酸式滴定管和碱式滴定管进行中和滴定的操作，并学会中和滴定的计算技能。三、用品准备酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、锥形烧瓶、移液管、洗耳球、滴管。标准盐酸溶液（0.2N）、待测的氢氧化钠溶液、待测盐酸溶液、酚酞试液、甲基橙试液、蒸馏水。第11页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一四、探究过程1.洗净滴定管，检查酸式滴定管的活塞，碱式滴定管下

10、面的橡皮管和尖嘴部分是否漏水或堵塞。图12.9-4中和滴定的装置和操作。2.用标准的盐酸溶液润洗酸式滴定管23次，每次用酸溶液23毫升。同样取氢氧化钠溶液润洗碱式滴定管23次，每次用氢氧化钠溶液23毫升。3.取标准盐酸溶液注入酸式滴定管到刻度“0”以下23厘米的地方。把滴定管固定在滴定管夹上，在滴定管下放一烧杯，轻轻转动活塞，调节到滴定管的尖嘴部分充满溶液，使滴定管内部没有气泡。并使液面处在刻度“0”以下的位置，记下液面刻度。第12页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一4.用移液管取20毫升待测的氢氧化钠溶液，放入锥形瓶中（如无移液管，可用碱式滴定管取氢氧化钠溶液），滴入23

11、滴甲基橙试液，振荡锥形瓶，使溶液充分混和，此时溶液呈黄色。5.把锥形瓶放在酸式滴定管的下面，瓶下垫一张白纸，小心地滴入酸溶液，边滴边摇动锥形瓶。直到因加入一滴酸溶液后，溶液颜色从黄色变为橙色，并不立即褪去为止。这就表示已到滴定终点，后记下液面刻度。6.按上述操作重复一次，记下液面刻度。7.取两次测定数值的平均值，计算待测氢氧化钠溶液的当量浓度。8.用已算出准确浓度的氢氧化钠溶液，使用碱式滴定管滴定另一未知浓度的盐酸溶液。可取20毫升未知浓度的盐酸溶液放入锥形瓶里，滴入23滴酚酞试剂，用碱式滴定管滴入已知浓度的氢氧化钠溶液，滴到溶液由无色变为红色，并在半分钟内红色不褪为止。再重复滴定操作一次，记

12、下数据。最后，计算出这种盐酸溶液的浓度。第13页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一五、思考与交流1.开始滴入酸溶液时可以稍微快些，当接近等当点时，黄色溶液内会出现红色，且红色褪去较缓慢，应逐滴逐滴地加入酸液，并要摇匀溶液，观察红色是否立即褪去，如果红色立即褪去，可以加入第二滴酸液。如果加入一滴后，溶液颜色从黄色变为橙色并不立即褪去，这表示已到滴定终点。2.为了准确读数，可以利用读数卡（图12.9-5）。黑色弯月面下缘的最低点就是应读取的数值。3.分析并解释“水液洗器切分明，查漏赶气再调零；待测液中加试剂，左手控制右手动；瓶下垫纸眼观色，读数要与切面平；酚酞示剂常相识，强酸弱

13、碱甲基橙；使用酸式滴定管，不盛碱液切记清。”的含义。第14页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一探究四：原电池和金属的电化腐蚀一、背景知识当锌片和铜片用导线连接后一同进入稀硫酸时，会发生下列电极反应：锌片：Zn-2e=Zn2+（氧化反应）铜片：2H+2e=2H（还原反应）2H = H2通过上述氧化-还原反应，由电子的转移而产生电流。这是化学能转变为电能的过程。如果在导线中串联上一小电流计，就可以看到指针发生偏转。若用其它两种活动性不同的金属，或金属与非金属（可导电）作电极，用其它电解质溶液，也会发生类似的现象。不纯的金属（或合金）接触到电解质溶液能发生原电池反应，比较活泼的金

14、属原子失去电子而被氧化，这种腐蚀便是电化腐蚀。比较不纯的锌与较纯的锌分别跟同浓度硫酸反应的剧烈程度，或比较锌、锡等金属与铜连接跟不连接时在酸溶液中反应的剧烈程度，可以初步理解金属电化腐蚀的原因。了解原电池的基本原理，认识金属电化腐蚀的原因。第15页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一二、探究目的了解原电池的基本原理，认识金属电化腐蚀的原因。三、用品准备烧杯、试管、滴管、导线、电流计。稀硫酸、稀盐酸、硫酸铜溶液、锌片、铜片、锌粒、不纯净的锌、锡粒、铜丝 四、探究过程1.在烧杯里注入的2/3杯的稀硫酸，插入一块锌片，可观察到锌片上气体产生。再插入一块铜片，铜片上无气体放出，用导线

15、把锌片和铜片连接起来，结果铜片上有较多气体放出，而锌片上气体放出却很少。在导线中间接入一个电流计（图12.9-6），可观察到指针发生偏转。由此证明，导线中有电流通过。 第16页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一2.在一个试管里放入一小块纯净的锌，在另一个试管里放入一小块含有杂质的锌，然后在两个试管里各注入同一浓度的稀硫酸，观察发生的现象。结果放入含有杂质锌的那个试管里比另一个试管里反应剧烈得多。五、思考与交流1.铜锌原电池装置所用铜片和锌片都要洗净，进行表面处理。铜片如果已经锈蚀或有较明显的氧化层，就先要用酸洗。锌是比较活泼的金属，暴露在空气里容易生成碱式碳酸锌，所以锌片在

16、使用前应经过酸洗。2.若电流计指针偏转不明显，可以适当提高酸的浓度（如取1摩/升或1.5摩/升硫酸溶液），并把铜片与锌片用导线连接好，同时插入稀硫酸里。3.其它实验方法：可在一支试管里放一小粒锡，在另一支试管里放入一小粒用铜丝系住的锡，然后在两支试管里各注入同浓度的稀盐酸2毫升。可以看到系上铜丝的锡与盐酸反应要剧烈。第17页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一探究五：电解一、背景知识氯化铜是强电解质，在水溶液中发生电离，CuCl2=Cu2+2Cl-,通电后，Cu2+向阴极移动，Cl-向阳极移动，并发生如下电极反应：阴极：Cu2+2e=Cu（还原反应）阳极：2Cl-2e=2Cl

17、（氧化反应）2Cl=Cl2与此类同，饱和食盐溶液中的电极反应是：阴极：2H+2e=2H（还原反应）2H=H2阳极：2Cl-2e=2Cl（氧化反应）2Cl=Cl2二、探究目的认识电解是电流通过电解质溶液后在阴、阳两极上引起氧化-还原反应的过程,巩固有关电离理论的有关知识。第18页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一二、探究目的认识电解是电流通过电解质溶液后在阴、阳两极上引起氧化-还原反应的过程,巩固有关电离理论的有关知识。三、用品准备U形管、石墨电极、导线、直流电源、烧杯、滴管、玻璃导管、双孔橡皮塞、小试管。盐酸、氯化铜溶液、淀粉碘化钾试纸、食盐、酚酞试剂、氢氧化钠、碳酸钠。

18、四、探究过程1.氯化铜溶液的电解按图12.9-8所示。在一支U形管注入盐酸酸化了的CuCl2浓溶液，使液面距离管口约2厘米，将它固定在铁架台上，在U形管的两管口各插入一支石墨电极，接通12伏的直流电源，观察两极发生的现象。可以看到跟电源正极相连的石墨电极（阳极）上有气体产生，且有刺激性气味。第19页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一若用湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极碳棒附近，检验放出的气体，试纸立即出现蓝色，可证明逸出的是氯气。几分钟后停止通电，取出阴极，可以看到石墨阴极上已镀上了一层红色的金属铜。2.饱和食盐水溶液的电解电解用的食盐水溶液必须先行精制，可在盛有100毫升的烧

19、杯里加入36克食盐，加热搅拌制成食盐饱和溶液。待溶液稍冷，滴入2滴酚酞试剂，再加入氢氧化钠和碳酸钠的混和溶液，直到食盐溶液呈现明显的碱性（36克食盐约需氢氧化钠和碳酸钠各2克）。这样可除去食盐溶液中的Ca2+、Mg2+（若不除去，电解时阴极附近会出现乳白色浑浊现象），静置几小时，待生成的CaCO3和Mg（OH）2.MgCO3沉淀析出后，过滤，把滤液加热煮沸，稍冷后滴加盐酸至酚酞刚变为无色为止。第20页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一实验时，把U形管夹持在铁架台上，倒入精制过的饱和食盐水溶液，使液面距离管口约2厘米处，两管口上各塞上一个带有石墨电极和玻璃导管的双孔橡皮塞，在

20、阴极玻璃导管上倒放一支小试管，用来收集逸出的氢气（图12.9-9）。接上12伏直流电源，通电后，在阴极上即有气体放出，收集在试管里，用爆鸣法检验，证明它是氢气。在阳极也有气体放出，但速度较慢，用润湿的淀粉碘化钾试纸放在管口检验，试纸立即显现蓝色，证明逸出的是氯气。因为溶液里已滴过酚酞试剂，这时阴极附近液体会显现红色，证明液体已呈碱性。第21页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一五、思考与交流1.在CuCl2溶液电解的实验中阳极应该用石墨棒，可以用废干电池中的碳棒制作。在装置中，与碳棒相连接的铜导线不能和溶液接触，否则溶液中的Cl-在铜上放电，生成的Cl与Cu作用而生成CuCl

21、2（或Cu先放电变成Cu2+）。为此，可将铜线与碳棒顶端的金属皮（废电池上都有）焊接牢，并用塑料套管套没。在使用过程中，不要把碳棒浸没在电解质溶液中。2.在电解食盐水溶液的实验中，所用的直流电源的电流应大一些。如果用1号干电池作为电源，应将若干组（23组）电池并联，如果使用灯泡限流整流器，应该用100瓦以上的灯泡作为外电阻。第22页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一3.电解饱和食盐水溶液实验也可以用图12.9-10的简易装置进行。为了模拟氯碱工业中的电解槽。可以用图12.9-11的装置。瓷管（未上釉）做隔膜，将阴极区和阳极区隔开，瓷管有小孔，离子容易 第23页，共27页，2

22、022年，5月20日，3点52分，星期一探究六：电镀一、背景知识电镀液中含有锌盐（存在Zn2+），用锌片作阳极，铁制镀件作阴极。分别插入电镀液，接通直流电源，则发生下列变化：阳极（锌片）：Zn-2e=Zn2+（氧化反应）阴极（镀件）：Zn2+2e=Zn（还原反应）这样，若控制一定的电流密度，在镀件上即形成一层细密的锌镀层，可见电镀实际是个电解过程。为了保护镀层，需要钝化，使镀层表面生成一层钝化膜（结构紧密的氧化膜），所以最后应放在钝化液中处理。二、探究目的了解电镀原理和电镀的简单操作方法。三、用品准备烧杯、导线、直流电源、细砂纸。铁制镀件、1NNaOH溶液、电镀液、钝化液、20盐酸溶液。第24

23、页，共27页，2022年，5月20日，3点52分，星期一四、探究过程1.电镀液的配制镀锌液的配方有好多种。简单的镀锌液在2035的氯化锌溶液里加入几滴盐酸，防止氯化锌水解就可以了（如果用硫酸锌应加入几滴硫酸）。常用镀锌液可按下法配制：把250300克氯化铵溶于700800毫升水中，加入2530克氯化锌，用3毫升盐酸酸化。溶解后，再加入80100克醋酸钠，充分搅拌使它溶解，然后用水稀释，控制pH值为66.8。最后滴加海鸥洗涤剂67滴。2.钝化液的配制把铬酐（CrO3）80克溶于少量水中，加入98的硫酸810毫升和63的硝酸1216毫升，一起溶于200毫升水中，然后稀释到400毫升。最后再加入11.5克硫酸亚铁即成。3.镀件的镀前处理（1）用细砂纸或用粗布蘸氧化铁后摩擦镀件，使粗糙的表面光滑，用水洗后抹干。（2）把镀件放入1N烧碱溶液里浸渍5分钟除去油污（可适当加热至6070），取出后用水冲洗，抹干。（3）将镀件放入20盐酸溶液中浸洗，除去表面的锈或氧化膜，几分钟后取出。用清水洗净，立即放入电镀槽内