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1、水、饱和氯化钠溶液的电解一、 实验目的1、 掌握演示电解水和电解饱和食盐水实验操作技能；2、 初步掌握这两个实验的讲解方法；探索、设计电解水器的代用装置。二、 实验原理1、 水的电解：阴极反响：4H+4e- 2H2 阳极反响：4OH-4e- 2H2OO2总反响：2H2O 通电 2H2O2电解水时，参加的电解质并不参与电极反响，主要是为了增加导电性。浓度过低，达不到效果，以5%以上为宜。2、 饱和NaCl溶液的电解：i 正接：阴极：Fe；阳极：碳棒。 阴极反响：2H+2e- H2 阳极反响：2Cl-2e- Cl2总反响：2NaCl+2H2O 通电 H2+Cl2+2NaOHii 反接：阴极：碳棒；
2、阳极：Fe。阴极反响：2H+2e- H2 阳极反响：Fe2e- Fe(OH)2总反响： 2H2O Fe 通电 Fe(OH)2+H2iii 直接反接：阴极：碳棒；阳极：Fe。阴极反响：2H+2e- H2阳极反响：Fe2e- Fe2+总反响：2H2O Fe 通电 Fe(OH)2+H2三、 主要仪器、材料与药品霍夫曼电解水器、直流低压电源、具支U形管、烧杯石墨电极、铁电极、导线。固体NaOH、酚酞试液、淀粉KI试纸、饱和NaCl溶液。四、 实验内容1、 水的电解i 使用霍夫曼电解水器电解水使用前，先用水检验霍夫曼电解水器图一的气密性。方法是将上部的两个旋钮关闭，塞紧下面的塞子，从贮液器参加水，到一定
3、高度时，在贮液器液面处做一标记，数分钟后看液面是否下降，假设不下降那么说明气密性良好，否那么需要给旋钮涂抹凡士林，并检查塞子是否塞好。翻开霍夫曼电解水器上部的两个旋钮，加水加到最高刻度处，量取参加水的体积，这就是需要参加的5%的NaOH溶液的体积。配制5%的NaOH溶液，冷却至室温后，由贮液器参加5%的NaOH溶液到刻度管的最高刻度处，赶尽气泡后关闭旋钮，连接导线与低压直流电源。接通电源，调解电压为20V电压范围为1424V，但是20V时，现象最为明显时，可看到刻度管内有大量的气泡放出，电解大约有1-2cm气柱时停顿电解，静置一会使管内的气泡全部上升后，将气体放出。霍夫曼电解水器再次接通电源开
4、场电解，约10min，可以看到阴极产生的气体的体积为阳极的2倍ii 检验电解出来的气体翻开阴极旋钮，调节速度使液面缓慢上升先徘一会，将导气管内的空气排出，防止氢气中混有空气，发生爆炸，在阴极的尖嘴处点燃(假设尖嘴口太大，可用比尖嘴稍细一点的木棍塞上使气体能够出来，而空气不能够进去)，用枯燥的小烧杯罩住火焰，看到烧杯壁上有水雾生成，说明阴极生成的是H2。翻开阳极旋钮，调节速度使液面缓慢上升，将带火星的木条放在阳极的小型漏斗内，发现木条复燃，说明阳极生成的是O2。图气体体积比2:1 图阴极气体燃烧 图阳极气体助燃2、 饱和NaCl溶液的电解如图二所示，向具支U形管中滴加饱和NaCl溶液至支管以下约
5、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，要想进展预处理，用砂纸打磨铁电极，除去铁锈，用水清洗石墨电极，接通低压直流电源612V。可以看到电极附近有大量气泡产生。在阴极区，溶液变红，说明阴极区溶液呈碱性；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2.1 电解NaCl水溶液装置 图2.2电解NaCl水溶液现象3、 探究实验i 不换溶液在上述实验的根底上反接阴极和阳极，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F
6、e(OH)2氧化为Fe(OH)3。图(反接)电解NaCl水溶液现象ii 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-反响，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。图3.2(直接反接)电解NaCl水溶液现象五、 考前须知1、 实验完毕，一定要用水冲洗干净霍夫曼电解水器中残留的酸碱液，以免旋钮被“卡住。2、 电解水时，假设有低压直流电源，调高电压，可缩短演示时间，通常调在1224V之间。假设用干电池，可4节串联为6V使用。3、 电解NaCl过程中，在滴加酚酞的溶液外表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。