水、饱和食盐水的电解

水、饱和氯化钠溶液的电解杨**41207***2012级化学12**班周二晚实验小组邮箱：10********@一、 实验原理水的电解：阴极：4H++4e-—2史t 阳极反应：4HO--4e--2HO+O2总反应：2H0=2Ht+Ot 2 2饱和氯化钠溶液的电解：阴极反应：2H++2e--H2t阳极反应：2Cl--2e--C"t总反应：2NaCl+2HO习Clt+2Ht+2NaOH 2电解饱和氯化钠溶液希电极反接进行电解：阴极反应：2HO+2e--2OH-+2Ht阳极反应：Fe-2e--Fe2+总反应：Fe+2HO=Ht+Fe(OH)2直接电极反接电解饱和氯化钠溶液阴极反应：2HO+2e--2OH-+2Ht阳极反应：Fe-2e--Fe2+总反应：Fe+2HO=Ht+Fe(OH)2二、实验操作过程与现象 2水的电解用霍夫曼电解水器电解打开霍夫曼电解水器(如图1.)上部的两个旋钮，由储液器加0.1Mol/L的NaOH溶液到最高刻度处，赶尽起泡后关闭旋钮，连接导线与直流低压电源。接通电源，调节电压为20V时，可看到刻度管内有大量气泡，约10min，可看的阴极产生的气体体积为阳极的2倍［1］。打开阴极旋钮，用溶液把气体压进小试管，点燃，发生爆鸣，证明是H2。再打开阳极旋钮，用同法收集气体，余烬试之，复燃，说明是O。图1.霍夫曼电解水器饱和NaCl溶液的电解1.如图2.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。接通低压直流电源(6-12V)。可看到电极附近有大量气泡。在阴极区，溶液变红，在阳极区上方，用润湿的KI淀粉试纸试之，变蓝。

巾电流［碳棒铁棒巾电流［碳棒tft亩trst本图2.电解NaCl水溶液的装置（三）电解饱和氯化钠溶液后电极反接进行电解如图3.按（二）中操作反应结束后，直接将其电极反接进行电解，即碳棒接阴极，铁棒接阳极。石墨阴极区酚酞变红，有大量气泡，接导管吹出肥皂泡，点燃，有爆鸣声，说明有H生成。铁阳极表面有白色絮状沉出现，振摇后白色沉淀变成灰绿色，长时间放置最终变为砖红色。阳极阴极破样阴极NaOH溶液图3.电解NaCl水溶液后电极反接进行电解的装置（四）直接电极反接电解饱和氯化钠溶液图4.电极反接电解NaCl水溶液的装置阳极 匚二1 阴极如图4.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，装上铁阳极和石墨阴极。接通低压直流电源（6-12V）。石墨阴极区酚酞变红，有大量气泡，接导管吹出肥皂泡，点燃，有爆鸣声，说明有图4.电极反接电解NaCl水溶液的装置阳极 匚二1 阴极表1.实验现象实验名称方程式实验现象1.水的电解阴极：4H++4e-f2H2f阳极反应：4HO--4e-f2HO+O2 2总反应：2H20=2H2f+O2f打开阴极旋钮，用溶液把气体压进小试管，点燃，发生爆鸣，证明是H2。再打开阳极旋钮，用同法收集气体，余烬试之，复燃，说明是o2。2.饱和氯化钠溶液的电解阴极反应：2H++2e—H2f阳极反应：2Cl--2e-fc[f总反应：2NaCl+2H2O=2Cl2f+2H2f+2NaOH可看到」电极附近有大量气泡。在阴极区，溶液变红，在阳极区上方，用润湿的KI淀粉试纸试之，变蓝。3.电解饱和氯化钠溶液后电极反接进行电解阴极反应：2HO+2e-f22OH-+2H2f阳极反应：Fe-2e-fFe2+总反应：Fe+2H2O=H2f+Fe(OH)2石墨阴极区酚酞变红，有大量气泡，接导管吹出肥皂泡，点燃，有爆鸣声，说明有H2生成。铁阳极表面有白色絮状沉出现，振摇后白色沉淀变成灰绿色，长时间放置最终变为砖红色，阳极区红色变浅。4.直接电极反接电解饱和氯化钠溶液阴极反应：2HO+2e-f22OH-+2H2f阳极反应：Fe-2e-fFe2+总反应：Fe+2H2O=H2f+Fe(OH)2石墨阴极区酚酞变红，有大量气泡，接导管吹出肥皂泡，点燃，有爆鸣声，说明有h2生成。铁阳极区附近溶液变成浅绿色，一段时间后铁阳极表面有白色絮状沉出现，振摇后白色沉淀变成灰绿色，长时间放置最终变为砖红色。三、 实验应注意事项1、实验完毕，一定要用水冲洗净霍夫曼电解水器中残留的酸碱液，以免旋钮被“卡住”。3、 电解HO时，加入的电解质并不参与电极反应，主要是为了增加导电性。_2 浓度过低，达不到效果，以10%以上为宜。若有低压直流电源，调高电压，可缩短演示时间，通常调在12〜24V之间。若用干电池，可4节串联为6V使用。4、 电解用饱和NaCl溶液在使用前一定要精制，这样可除去其中的Ca2+、Mg2+，以避免在阴极附近出现白色混浊现象。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，滴入2滴酚酞试液，再注入含有NaOH和Na2CO3各2g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，稍冷后滴加盐酸至酚酞刚好变为无色为止。5、 电解NaCl过程中，在滴入酚酞的溶液表面有时会出现一层白色胶体，这是由于酚酞在饱和溶液中溶解度变小之故。四、 相关文献与重点文献综述[1]从化学手册上查得:在温度为20°C、气体压强为101kPa时，1LHO中可2以溶解H约30mL，而H气只能溶解大约18ml。为了便于学生观察实验现象，增强实验的说服力，笔者建议可以在教学演示实验之前先在容器中装上所需要的电解液，持续通电2-3min，让氧气和氢气均匀地溶解在水中，尽可能