[精品]电解饱和食盐水

[精品]电解饱和食盐水 电解饱和氯化钠溶液 姓名*** , *级*班第*实验小组，学号„„，电话187„„ 一、实验原理 ，， 因在饱和氯化钠溶液里存在着Na、H和Clˉ、OHˉ，当接通直流电源后， ,Clˉ、OHˉ移向阳极，Na，、H，移向阴极。阳极Cl比OHˉ较易失电子被氧化， ，，生成Cl。阴极，H比着Na较易得电子被还原，生成H，所以在阴极附近水的22 电离平衡被破坏，溶液里的OHˉ数目相对增多，反应方程式如下 ,,，,阳极:2Cl,2e===Cl? 阴极:2H，2e===H?22 电解 总反应式:2NaCl，2HO2NaOH，H?，Cl? 222 —15V直流本次实验中，我们用碳棒做阳极材料，铁钉做阴极材料。用10电压。 二、实验操作和现象 向U形管里倒入适量饱和食盐水，插入一根碳棒作阳极，一根铁钉作阴极。同时在U形管的两端各滴入几滴酚酞试液，并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳 极放出的气体。 接通直流电源后，注意U形管内发生的现象，可以看到两极都有气体放出，阳极放出的气体有刺激性气味，且能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。同时发现阴极附近溶液变红。从实验现象看，阳极产生气体为Cl，阴极附近有碱性物质产生，2 并有氢气放出。 将阴阳两极电极材料对换，在阳极铁钉将会不断被损耗，阴极仍会有气体生成，电解液中出现灰绿色沉淀。原因金属Fe做阳极电解时，Fe优先失电子成为 ，，，2Fe进入溶液而被损耗，阴极H放电生成H,因H放电破坏了水的电离平衡，2 ,，,2致使溶液中OH浓度增加，Fe在溶液中向阴极移动与OH结合生成Fe(OH)2白色沉淀，Fe(OH)不稳定，迅速转化为灰绿色，所以我们观察到的是灰绿色这2 ，2时在阳极滴加无色硫氰化钾溶液，会溶液变为血红色，这时因为Fe被空气中的 ，3氧气氧化为Fe。 三、注意事项 1.电解食盐水的过程中，在滴入酚酞的溶液面会出现一层白色胶体，这是由于酚酞在饱和氯化钠溶液中溶解度。 2..长时间通氯气，KI淀粉试纸在变蓝后又变白，这是因为过量的氯气和碘单质继续反应生成碘酸的缘故。 四、重点文献综述 1.按教材所述的方法———用石墨电极电解饱和食盐水学生已经没有多大的新鲜感了，如果用下述的方法———用铜作电极电解饱和食盐水，学生可以观察到许多趣味现象。如图，试管里盛有约1/2体积的饱和食盐水，剥开电话用的导线两端，露出一红一蓝塑料包裹的铜丝。导线的一端伸入饱和食盐水中，另一端跟2个1号(或5号)干电池的两极相连接，电解饱和食盐水立即开始，可观察到的趣味现象如下: (1)液面下跟电池负极相连的铜丝(阴极)变黑，同时伴有大量气泡(H2)产生;跟电池正极相连的铜丝(阳极)的色光泽(紫红色)不变，只是铜丝由粗变细。 (2)溶液导电开始的30秒内，略显白色浑浊，然后开始呈现橙黄色浑浊，进而生成较多的橙黄色沉淀。由于有大量的气泡外逸，不溶性的橙黄色沉淀实际是聚集在液面上。(电解饱和食盐水的趣味实验，刘怀乐) 2.普通高中课程实验教科书(苏教版)化学1(必修1)的专题2的第一单元中，涉及氯气的生产原理时有一个电解饱和食盐水的实验(图2-2)。这个实验，对引导学生掌握工业上如何制取氯气的原理有着重要作用。按课本装置进行实验，需时较长，而且很难在试管里收集到氢气，实验成功率不高。分析其原因主要有下面几点:一、反应在U型管里进行，使得离子在两极之间迁移距离过长，造成整个电路的电阻较大，电源功率损耗大，使阴、阳两极产生的气泡较少，很难收集到足够的氢气。二、用铁棒作电极，电阻大，表面积太小，不利于氢气的产生，也难收集到足够的氢气进行验证实验。三、尾气没有及时处理，不符合绿色环保的新理念。 基于这些问题，我们对实验进行了探索和改进。探索一:以铁棒为阴极、石墨为阳极，直接插入装有饱和食盐水的烧杯中，发现两极气泡马上增多。这主要是由于电极靠近，离子交换快，电阻变小，电流强度增大，有利于气体的形成。探索二:将阴极换用表面积大的铁皮，生成氢气的量就马上增多，但生成的气泡却很小，呈“雾状”分布于水中，逸出速度很慢。探索三:我们把铁片对折，发现实验现象大有改观，生成的气泡比先前增大，但比较两极后发现，碳棒上生成的气泡比铁片上的大。探索四:尝试着用碳棒作阴极，但是生成氢气的速率又减小。由此说明:粗糙的表面有利于大气泡的生成，但碳棒电阻过大不利于气泡的生成。于是我们选择用表面粗糙的铁片作阴极，以提高氢气的产生量。探索五:为了较好地收集气体，我们把两个电极放在去了底的试管里，发现气流又有所减少，于是我们采用将阴极放在倒置的漏斗中，发现现象有很大的改观。一者有利于氢气大气泡的形成和收集，电阻也很小。至于氯气，为便于检验和尾气处理，同时减小电阻，采用壁上打孔的塑料管套装阳极的方法，发现效果很好。(电解饱和食盐水实验的改进，吕文阳) 五、参考文献 1刘怀乐.电解饱和食盐水的趣味实验,J,.教学仪器与实验，2007年. 2.李永虹.电解饱和食盐水及其应用,J,.化学教学，2007年01期 3.袁世全,冯涛.实验电解法,M,.北京.华夏出版社.1990.第1169页