水、饱和氯化钠溶液的电解报告
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水饱和氯化钠溶液的电解实验报告实验目的:1.理解水的电离反应及电解现象;2.探究水和饱和氯化钠溶液的电解过程和电解产物。
实验仪器:1.电解槽和电源;2.导线;3.碳棒电极。
实验材料:1.蒸馏水;2.饱和氯化钠溶液。
实验步骤:1.将电解槽中的一个隔膜板调整到中间位置,使两边的电解槽容积相等;2.在两边的电解槽中分别加入等量的蒸馏水和饱和氯化钠溶液;3.将两个碳棒电极插入电解槽中,并接上电源;4.调整电流大小,观察电解槽内的现象。
实验结果:在电解饱和氯化钠溶液的一侧,电解槽中的液体开始冒气泡,并且电解槽内产生的气体有刺激性气味;在电解水的一侧,电解槽内的液体不冒气泡,并且电解槽内没有产生气体。
实验讨论:水是一个极性分子,可以发生电离反应,产生氢离子和氢氧离子:H2O⇌H++OH-在电解过程中,由于电流的作用,氢离子会向阴极移动,氢氧离子会向阳极移动。
电解饱和氯化钠溶液的过程中,由于氯化钠溶液中存在Na+和Cl-离子,Cl-离子会向阳极移动,和阳极反应产生氯气:2Cl-→Cl2+2e-同时,水分子在阳极产生氢气:2H2O→O2+4H++4e-在阴极产生氢气:2H++2e-→H2实验中电解的一侧是饱和氯化钠溶液,另一侧是水。
由于饱和氯化钠溶液中含有氯离子,所以在电解槽中观察到产生氯气泡,同时水分子也发生电离反应产生氢气。
而在电解水的一侧,由于没有其他离子存在,所以只有水分子发生电离反应产生氢气和氧气。
实验总结:通过这个实验,我们深入了解了水和饱和氯化钠溶液的电解过程。
我们观察到在饱和氯化钠溶液电解的一侧产生有刺激性气味的氯气,而在电解水的一侧没有产生气体。
这是由于饱和氯化钠溶液中含有氯离子,而纯水中只有水分子,没有其他离子的存在所致。
这个实验有助于我们对电解现象和水的电离反应有更深入的理解。
大功告成,实验顺利完成!。
水、饱和氯化钠溶液的电解一、目的与要求1、掌握演示电解饱和食盐水实验操作技能;2、巩固、加深对电解原理的理解。
二、实验原理电解发生的条件:电源、电极、电解质溶液或熔融电解质。
阳极上阴离子放电顺序S2- ﹥I-﹥ Br-﹥Cl-﹥OH-阴极上放电顺序Ag+﹥Hg+﹥Fe3+﹥Cu2+﹥Pb2+﹥Sn2+﹥Fe2+﹥Zn2+﹥H+﹥Al3+﹥Mg2+﹥Na+﹥Ca2+﹥K+饱和NaCl溶液的电解阴极反应:2H++2e→H2↑阳极反应:2Cl--2e→Cl2↑总反应:2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH三、主要仪器、材料与药品仪器和材料:直流低压电源、具支U形管、石墨电极、铁电极、导线、玻璃棒、烧杯药品:酚酞试液、淀粉KI试纸、饱和NaCl溶液四、实验内容1.饱和NaCl溶液的电解如下图,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(12V左右,红色导线连正极,黑色导线连负极)。
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,用润湿的淀粉KI试纸放在试管口,变蓝。
X-----------------铁钉Y-----------------石墨a-----------------饱和NaCl溶液五、实验反思1、使用低压直流电源,调高电压,可缩短演示时间,使实验现象更明显。
2、湿润的淀粉KI试纸在支管口放置时间过长蓝色会退去,因为有水存在情况下Cl2与I2反应生成碘酸,使蓝色褪去。
六、讲解实验注意事项1、不要对学生称呼“你”或“你们”这样会使学生与老师产生距离感。
2、做好板书设计,板书有条理,分主板和副板。
七、文献综述此装置是敞开式的, 教材中强调实验现象的观察和结果的分析, 即对生成物氯气、氢气、氢氧化钠的检验和分析, 而忽视了有毒气体的控制和处理。
众所周知, 氯气有剧毒,对人体有强烈刺激性, 若检验时有部分氯气泄漏在空气中, 将危害人体健康, 污染环境, 这与绿色化学的理念不符合。
写出电解饱和食盐水的化学反应电解饱和食盐水涉及氯化钠(NaCl)在水的溶液中电解的过程。
当电流通过饱和食盐水时,会发生一系列化学反应,导致水分子分解和氯化钠离子迁移。
第一步:水电解当电流通过溶液时,水分子会发生分解,产生氢气(H2)和氧气(O2)。
这一过程发生在电解槽的两个电极上,称为阴极和阳极。
阴极(负极):2 H2O + 2 e- → H2 + 2 OH-阳极(正极):2 H2O → O2 + 4 H+ + 4 e-第二步:氯化钠离子迁移电解过程也会导致氯化钠离子迁移。
带正电荷的钠离子(Na+)被吸引到阴极(负极),而带负电荷的氯离子(Cl-)则被吸引到阳极(正极)。
第三步:氢氧化钠生成在阴极处,氢离子(H+)与氢氧根离子(OH-)反应,生成氢氧化钠(NaOH)。
2 H+ + 2 OH- → 2 H2O第四步:氯气生成在阳极处,氯离子(Cl-)与氧气(O2)反应,生成氯气(Cl2)。
2 Cl- → Cl2 + 2 e-第五步:总反应电解饱和食盐水的总反应方程式如下:2 NaCl + 2 H2O → Cl2 + H2 + 2 NaOH产物电解饱和食盐水的产物包括:氯气(Cl2)氢气(H2)氢氧化钠(NaOH)这些产物可以在工业和家庭应用中使用。
例如,氯气用于漂白剂和消毒剂的生产,而氢气用于氢燃料和合成氨的生产。
氢氧化钠是一种强碱,用于肥皂、洗涤剂和纸浆和造纸工业。
电极材料电解饱和食盐水的电极材料通常是石墨或铂。
这些材料具有良好的导电性,并且在电解过程中不会被腐蚀。
电解槽设计电解槽是进行电解过程的容器。
电解槽通常由两个电极组成,它们被隔离以防止短路。
电解槽的设计会影响电解效率和产物的产量。
应用电解饱和食盐水在工业和家庭中有许多应用。
一些常见的应用包括:氯气生产氢气生产氢氧化钠生产海水淡化废水处理。
氯化钠溶液的电解一、实验原理水的电解阴极反应:2H++2e→H2↑阳极反应:4OH - 4e→2H2O +O2↑总反应:2H2O = 2H2↑+O2↑饱和 NaC l 溶液的电解阴极反应:2H++2e→H2↑阳极反应:2Cl - 2e→Cl2↑总反应:2NaCl + 2H2O = H2↑+Cl2↑+2NaOH二、仪器、材料与药品直流低压电源、具支U形管、石墨电极、铁电极、导线、烧杯、玻璃棒;酚酞试液、淀粉KI试纸、NaCl饱和溶液。
三、实验操作过程与实验现象如图,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。
2NaCl + 2H2O = H2↑+Cl2↑+2NaOH实验现象: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。
(本实验现象:阴极区,溶液变红,将湿润的淀粉KI试纸移至阳极区支管口,其变蓝)。
四、实验注意事项1、电解用饱和氯化钠溶液在使用之前一定要精制,这样可除去其中的Ca2+、Mg2+,以避免在阴极附近出现白色浑浊现象。
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。
2、电解NaCl时,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的缘故。
五、相关文献与重点文献综述实验装置的改进Cl2的检验与处理将饱和食盐水倒入到装置3的U形管中,在阳极支口1处轻轻塞入一张湿润的KI淀粉试纸,再接一尖嘴玻璃管通入2mol.L-1氢氧化钠溶液的烧杯中。
接通电源进行电解,1分钟左右湿润的KI淀粉试纸开始有少量蓝色出现,并逐渐变深,但2分钟之后颜色不在变深,再继续电解,试纸颜色反而变浅,5分钟后蓝色完全褪去。
nacl与h2o电解反应NaCl与H2O的电解反应是指将氯化钠(NaCl)溶解在水(H2O)中时发生的化学反应。
在这个反应中,水分子会发生电离,产生氢离子(H+)和氢氧根离子(OH-),同时氯化钠中的钠离子(Na+)和氯离子(Cl-)也会参与反应。
从多个角度来看,我们可以讨论以下几个方面:1. 反应方程式:NaCl + H2O → Na+ + Cl+ H+ + OH-。
2. 离子的行为:在水中,氯化钠会离解成钠离子(Na+)和氯离子(Cl-),这是因为水分子的极性使其能够与离子相互作用并将其溶解。
同时,水分子也会自发地发生自离解反应,生成氢离子(H+)和氢氧根离子(OH-)。
3. 电解过程:在电解过程中,当两极(阳极和阴极)与电解质溶液接触时,电解质中的离子会迁移。
在NaCl溶液中,正离子(钠离子)会向阴极迁移,负离子(氯离子)会向阳极迁移。
这是因为阳极吸引带正电荷的离子,而阴极吸引带负电荷的离子。
4. 产物生成:在电解过程中,氯离子(Cl-)会在阳极接受电子并发生氧化反应,生成氯气(Cl2)。
同时,水分子会在阴极接受电子并发生还原反应,生成氢气(H2)。
此外,水分子的自离解反应也会继续进行,生成氢离子(H+)和氢氧根离子(OH-)。
5. pH变化:由于产生了氢离子(H+)和氢氧根离子(OH-),溶液的pH值会发生变化。
在纯水中,pH值为中性(7),但在NaCl溶液中,由于氯化钠的离解,会增加氢离子的浓度,导致溶液呈酸性。
同时,氢氧根离子的浓度也会增加,使溶液呈碱性。
因此,NaCl溶液的pH值会偏向酸性或碱性,具体取决于溶液中的离子浓度。
综上所述,NaCl与H2O的电解反应涉及离子的行为、电解过程、产物生成以及溶液的pH变化。
这些方面从多个角度全面地解释了这个反应的过程和结果。
电解饱和氯化钠溶液是一个重要的化学实验,它可以通过电解的方式将氯化钠溶液分解成氯气和氢气,这是一个具有重要实际意义的反应方程式。
下面我们来详细了解一下这一重要的反应方程式。
一、实验原理1. 氯化钠的电解氯化钠在电解时可以分解为氯气和氢气。
在电解过程中,正极是氯化钠溶液中的氯离子,而负极是水分子。
在负极,水分子会发生还原反应并放出氢气,同时在正极,氯离子会发生氧化反应并放出氯气。
2. 电解槽的构造电解槽通常由两块电极(正极和负极)组成,正极和负极之间用隔膜隔开,以防止气体混合。
正极处会产生氯气,负极处会产生氢气。
3. 反应方程式氯化钠在电解时的反应方程式为:\[2NaCl(aq) \rightarrow 2Na^+(aq) + Cl_2(g) + 2e^-\[2H_2O(l) + 2e^- \rightarrow H_2(g) + 2OH^-(aq)\]\[总方程式:2NaCl(aq) + 2H_2O(l) \rightarrow 2Na^+(aq) + Cl_2(g) + 2H_2(g) + 2OH^-(aq)\]二、实验步骤1. 准备饱和氯化钠溶液在实验室中,首先需要准备好饱和氯化钠溶液。
将适量的氯化钠固体加入到适量的水中,并搅拌至完全溶解,即可得到饱和氯化钠溶液。
2. 构造电解槽将准备好的饱和氯化钠溶液倒入电解槽中,并插入两根电极(通常为碳棒)。
在电解槽中间加入隔膜,隔膜的作用是隔开正负极,以防气体混合。
3. 进行电解反应接通电源,调节电压和电流大小,开始进行电解反应。
在正极会产生氯气,而在负极会产生氢气。
4. 收集气体用试管或气包收集产生的气体。
氯气会被收集在试管中,而氢气则会被收集在气包中。
5. 观察结果观察实验结果,检验气体的性质,进行必要的实验室分析和实验室操作。
三、实验现象和解释1. 氯气的性质收集到的氯气呈绿色,有刺激性气味,可以支持燃烧,与火焰呈黄绿色。
2. 氢气的性质收集到的氢气呈无色无味,具有易燃性,与氧气混合能形成爆炸性混合气体。
电解饱和氯化钠溶液
氯化钠溶液是一种常见的电解溶液,它是从盐酸和氢氧化钠经过电解获得的,一般为
稳定混合液,广泛用于医药、食品和化学制造等领域。
氯化钠溶液由氯离子和钠离子组成,在水溶液中它们具有良好的溶解性,因而能够有效成果的进行离子交换和电解反应,是许
多各种电解溶液的基础原料,用于工业和实验室等不同用途。
氯化钠溶液分为电解饱和溶液和电解非饱和溶液,其中电解饱和氯化钠溶液是指系统
中所含氯离子和钠离子的比例精确配比,使氯离子和钠离子的浓度达到平衡状态的溶液,
在解决微量元素的萃取、分离和检测时常被应用。
相比于电解非饱和溶液,电解饱和氯化钠溶液具有更强的弱酸性和碱性特性,通常在pH值在7.0--7.3之间,离子吸附能力强,满足离子交换及电解反应中离子的释放、拆分
及沉淀条件,便于操作和调整电解饱和溶液的PH值,可满足各种实验室及工业用途的电
解反应。
与电解单离子水或混合水溶液相比较,电解饱和氯化钠溶液可以屏蔽其中一部分
离子,从而改变混合溶液的导电性能、pH值及离子表面活性特性,得到更优质的电解水分离效果。
电解饱和氯化钠溶液由常温下的氯化钠溶解液制成,无需采用特殊的保护剂,耐受性
相对较强,在暴露于空气中的情况下,稳定性比较好,也不容易产生有害气体,但是,存
在潜在的风险,可能会因污水、机械搅拌、抛射等原因而产生EMF,影响氯化钠溶液的性
质和安全性,因此,必须正确使用电解饱和氯化钠溶液,并经常进行作进一步检测和严格
的质量控制,以确保安全性和可靠性。
电解氯化钠溶液实验现象电解氯化钠(NaCl)溶液是一种常见的实验,通常使用电解槽和电极进行。
当你通过电解将电流通入氯化钠溶液时,会观察到以下现象:
气体产生:在阴极(负极),氢离子(H⁺)在电流的作用下被还原为氢气(H₂)释放出来。
这通常表现为气泡从阴极冒出,并且可以通过观察到气泡的数量来确定电流的强度。
液体变色:在阳极(正极),氯化离子(Cl⁻)被氧化为氯气(Cl₂),这使得溶液中的氯化钠浓度降低,溶液逐渐变得淡黄色。
如果是使用通透性良好的容器进行电解,甚至可以观察到气泡从阳极冒出。
电极反应:在阴极,还原反应发生:2H⁺ + 2e⁻→ H₂。
在阳极,氧化反应发生:2Cl⁻→ Cl₂ + 2e⁻。
电解槽内温度变化:电解反应是一个放热反应,因此电解槽内的温度可能会略微升高。
总的来说,通过电解氯化钠溶液,你可以观察到气体产生、液体变色以及电解槽内温度变化等现象,这些现象反映了电解过程中离子的还原和氧化过程。
电解饱和食盐水实验结论电解饱和食盐水是一种通过电解过程将盐水分解成盐和水的实验。
本文旨在探讨这种实验的结论和影响因素。
实验材料:食盐、蒸馏水、两块铜板、导线、电源、灯泡。
实验步骤:1. 将食盐溶解在蒸馏水中,制成盐水溶液。
2. 将两块铜板依次放入盐水溶液中,并连接上导线,使铜板与电源连接。
3. 打开电源,将电流通过盐水溶液,使溶液中的盐离子分别向铜板移动。
4. 随着时间的推移,盐水溶液中的盐离子会开始沉积在铜板上,形成结晶。
5. 最终,盐水溶液中的盐完全分离出来,形成固体,水和氢氧根离子则留在溶液中。
结论:经过电解饱和食盐水实验,我们得到如下结论:1. 盐水可被通过电解分离成盐和水。
2. 电流的强度会对分离效果产生影响,电流越强,分离效果越明显。
3. 结晶的形成取决于两块铜板之间的间距,间距越小,结晶越快。
4. 电解后的盐呈现纯白色,没有其他颜色。
影响因素:在电解饱和食盐水实验中,影响分离效果的因素主要有以下几个方面:1.电流的强度:在实验过程中,如果电流的强度不足,那么分离效果将不明显,甚至无法将盐和水分离出来。
2.电极的材料:在实验中,我们主要采用了铜板作为电极,但如果我们采用其他材料,分离效果将会有所不同。
3.间距的大小:在实验中,两块铜板之间的间距越小,结晶形成就越快,如果间距过大,则需要更长时间才能得到清晰的结晶。
4.溶液的浓度:如果盐水溶液的浓度过低,那么分离效果就会受到影响,无法产生清晰的结晶。
5.温度的影响:温度会影响实验的结果,温度越高,结晶会更快形成。
总结:电解饱和食盐水实验是一种非常有趣的化学实验,通过实验我们可以了解化学实验的各种影响因素,并且可以帮助学生更好地了解化学原理。
通过实验,我们可以清晰地看到盐离子在电场作用下的运动及沉积行为,并在实验中观察到结晶的形成过程。
从而达到加深学生对化学知识的理解和学习效果。
电解水和电解饱和食盐水实验报告一.实验目的1.学习使用霍夫曼电解器。
2.了解水的电解原理。
3.掌握饱和食盐水的电解原理。
4.掌握电解实验的操作技能,并对电极材料及相关条件进行探索,培养学生改进和研究实验的基本技能。
二,实验内容1.电解水●检查装置气密性,将适量的水通过漏斗装入霍夫曼电解器里,记录下水面所在位置,观察页面几分钟,如果液面不下降,说明装置气密性良好。
如果液面下降,需要在接口处涂抹凡士林,直到气密性良好为止。
●将接有漏斗的一段定为阳极,将尖管口定为阴极,通过大漏斗向仪器里注入一定量的10%氢氧化钠的水溶液,打开活塞,调节橡皮管和漏斗,使两管页面达到刻度线的最高处。
连好装置的正负极,将电压调节在12V左右,开始电解。
●观察两管内液面变化情况得出,产生氢气一端速度很快,产生氧气一端速度相对较慢,产生氢气的速度大概是产生氧气速度的2倍。
●待两管内积累较多的气体后,在一个小试管中收集满一试管氢气,检验氢气的纯度,之后再收集做氢气的混合爆鸣实验。
●在有小漏斗的一端,打开活塞,将带火星的木条伸到漏斗口,观察到火柴复燃。
●做完实验后,将溶液从容器中倒出,清洗仪器,最后用称量纸将活塞处包起来,防止活塞和管壁粘黏。
●2饱和食盐水的电解●反应原理在食盐水中存在着Na+,Cl-,H+和OH—。
NaCl==Na++Cl—在直流电的作用下,Na+和H+向阴极移动,由于H+比Na+易得电子,所以在阴极上H+放电生成H:·阴极反应2H++2e==H2由于H+放电析出H2,使阴极区的OH—浓度增大,而形成NaOH溶液,能使酚酞溶液变红。
C1—和OH—向阳极移动,由于C1—的浓度比OH—的浓度大得多,石墨电极对C1—放电析出C12的阻力小,对OH—放电析出H2:阻力大,所以在阳极Cl-变为Cl2阳极反应2CI- - 2e==Cl2总反应为:●在U型管内盛装饱和食盐水,用铁棒做阴极,石墨棒做阳极,两极都滴入3滴酚酞试液。
电解饱和食盐水反应
电解饱和食盐水阳极上氯离子失电子发生氧化反应得到氯气,电解反应2Cl--2e-=Cl2↑,阴极上氢离子得到电子生成氢气,电解反应为2H++2e-=H2↑,总反应为2NaCl+2H2O==通电==2NaOH+Cl2↑+H2↑。
实验原理
饱和食盐水中氯化钠完全电离,水分子属于微弱电离,因此食盐水中存在着钠离子Na+、氢离子Cl-、氯离子H+、氢氧离子OH-四种离子。
在电场的作用下,带负电的OH-和Cl-移向阳极,而带正电的Na+和H+移向阴极。
在阳极,Cl-比OH-容易失去电子而被氧化成氯原子,氯原子两两结合成氯分子放出氯气。
化学反应方程式为:2Cl--2e=Cl2↑(氧化反应)
在阴极,H+比Na+容易得到电子,因而H+不断从阴极获得电子被还原为氢原子,氢原子两两结合成氢分子从阴极放出氢气。
化学反应方程式为:2H++2e=H2↑(还原反应)
实验现象
接通电源后连接电源正极的电极(阳极)表面有气泡冒出,该黄绿色气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝;连接电源负极的电极(阴极)表面有气泡冒出,收集该无色气体点燃,可听到轻微爆鸣声,在阴极区滴加酚酞试液,酚酞变红。
电解饱和食盐水一、实验原理在食盐水里氯化钠完全电离,水分子是微弱电离的,因而存在着na+、h+、cl-、oh-四种离子。
当接通直流电原后,带负电的oh-和cl-移向阳极,带正电的na+和h+移向阴极,在这样的电解条件下阳极(c):2cl--2e-===cl2↑阴极(fe):2h++2e-===h2↑由于h+在阴极上不断得到电子而生成氢气放出,破坏了附近的水的电离平衡,水分子继续电离成h+和oh-,h+又不断得到电子,结果溶液里oh-的数目相对地增多了。
因而阴极附近形成了氢氧化钠的溶液。
电解总反应式:2nacl+2h2o2naoh+h2↑+cl由原理可知,本次实验中用到的仪器和试剂有:具支u型管、玻璃棒、铁架台(带铁圈)、碳棒、粗铁钉、导线、直流电源(含电流表)饱和食盐水、淀粉碘化钾试纸、酚酞试液、蒸馏水。
二、实验操作过程与实验现象电解nacl水溶液装置(1)向具支u形管中碱液饱和状态nacl溶液至支管以下约2cm处为。
(2)从两管口各滴加2滴酚酞试液。
(3)装上铁阴极和石墨阳极,拨打扰动直流电源(6-12v)。
(1)电极附近有大量气泡。
(2)在阴极区,溶液变白,在阳极区上方,用润湿的ki淀粉试纸先行之,试纸变蓝。
三、实验应注意的事项1、电解用饱和状态nacl溶液在采用前一定必须精制,这样可以除去其中的ca2+、mg2+,以防止在阴极附近发生白色浑浊现象。
方法就是:给盛有36gnacl的烧杯中重新加入蒸馏水,边冷却边烘烤,做成饱和溶液。
等待稍加热,倒入2几滴酚酞试液,再转化成所含naoh和na2co3各2g的混合溶液至碱性。
静置数小时,等待结晶构成后过滤器,将滤液冷却至融化,稍热后碱液盐酸至酚酞刚好变成无色年才。
2、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。
3、电源电压为12v,例如短路,按一下登位键即可。
4、具支u型管用铁架台固定。
5、具支u型管挑食盐水不要太多,没有过电极即可。
氯化钠溶液的电解一、实验原理饱和NaCl溶液的电解阴极反应2H++2e H2阳极反应2Cl—2e Cl2总反应2NaCl+2H2O H2 +Cl2 +2NaOH二、主要仪器及试剂具支U形管石墨电极铁电极导线直流低压电源酚酞试液淀粉KI试纸饱和食盐水三、实验步骤如图所示为实验装置向具支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,在阳极区支管口,用润湿的KI淀粉试纸试之,变蓝。
若阳极区产生气体充足,变为蓝色的试纸会再变为无色,是由于I2被Cl2氧化为HIO3.X为铁电极Y为石墨电极a为饱和食盐水四、注意事项1.实验前应将U形管清洗干净,防止上回做的实验残留物质影响本次实验结果;2.电极正负极应接正确,否则就看不到预期现象;3.调节电压为6~12V,此为实验进行适宜电压范围;4电解时,在滴入酚酞的溶液表面出现一层白色胶体,这是由于酚酞在饱和溶液中溶解度变小的原因。
五、相关文献及重点综述1.电解食盐水生产烧碱装置中盐水预热器的防腐[1]盐水预热器多为列管式换热器,设备在盐水侧腐蚀相当严重,本文献讲解某公司通过对腐蚀原因及现场实测情况的分析,在以往采取措施减少杂散电流的基础上,采用阴极保护和局部涂料联合保护的方法,较好地解决了盐水预热器的腐蚀问题。
2.电解食盐水实验的创新设计[2]针对高中课本中该实验存在的问题,本文献提出改进方法3.电解食盐水中异常实验现象的研究[3]从一次电解食盐水的异常实验现象入手,让学生体会发现问题,提出假设,进行探究并得出结论的研究过程。
4.电解食盐水在磁场中旋转的演示实验[4]在磁场中旋转的情况下做该实验,观察实验现象并得出结论第 1 页,共1页。
饱和氯化钠溶液的电解409070522009级化学一班第四实验小组电话一、实验原理饱和NaCl溶液的电解阴极反应:2H++2e-→H2↑ 阳极反应:2Cl--2e-→Cl2↑总反应:2NaCl+2H2O 通电H2↑+Cl2↑+2NaOH二、实验操作过程与实验现象1.饱和氯化钠溶液的电解:如图所示,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(铁电极和石墨电极使用时,要想进行预处理,用砂纸打磨铁电极,除去铁锈,用硫酸浸泡铁电极和石墨电极),接通低压直流电源(12~24V)。
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。
电解氯化钠溶液的装置2.探究实验:(1)不换溶液在上述实验的基础上反接阴极和阳极,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。
取少量灰绿色的沉淀于试管中,加少量稀硫酸酸化,加硫氰化钾溶液,可观察到试管中的溶液变为血红色。
可知灰绿色的沉淀是Fe(OH)2被氧化生成的F e(O H)3。
(2)换新的饱和氯化钠溶液,直接反接(铁电极做阳极,石墨电极做阴极),电解时发现阴极变为红色,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。
同样取少量灰绿色沉淀于试管中,加少量稀硫酸酸化,加硫氰化钾溶液,可观察到溶液变为血红色。
该过程为:电解产生的Fe2+被向阴极移动与向阳极移动的OH-反应,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。
(3)换新的饱和氯化钠溶液,正接电极(石墨电极做阳极,铁电极做阴极),但将连接石墨的铁丝也浸没在氯化钠溶液中。
接通电源可观察到,两个电极上均有气泡产生,阳极产生的气体能使湿润的碘化钾试纸变蓝,阴极变红,产生能燃烧的氢气。
电解H 2O 、电解饱和NaCl 溶液一、实验教学目标1.掌握演示电解H 2O 、电解饱和NaCl 溶液实验操作技能。
2.初步掌握这两个实验的演示教学方法。
3.探索、设计电解水器的代用装置。
二、实验原理在水溶液中,电解质通电前发生电离。
通电后,离子发生定向移动,并在电极发生氧化还原反应。
1.H 2O 的电解通电前,H 2O 发生部分电离:H 2O ⇌ H + + OH -通电后,自由移动的离子发生定向移动,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,发生氧化还原反应。
阴极反应:4H ++4e - →2H 2↑阳极反应:4OH --4e - →2H 2O +O 2↑总反应: 2H 22↑+O 2↑电解水时,加入的电解质并不参与电极反应,主要是为了增加导电性。
浓度过低,达不到效果,以5%以上为宜。
1.饱和NaCl 溶液的电解:通电前,H 2O 发生部分电离:H 2O ⇌ H + + OH -NaCl 全部发生电离:NaCl =Na ++ Cl -⑴正接:阴极:Fe ;阳极:碳棒。
阴极反应:2H ++2e - →H 2↑阳极反应:2Cl --2e - →Cl 2↑总反应:2NaCl+2H 22↑+2NaOH⑵ 反接:阴极:碳棒;阳极:Fe 。
阴极反应:2H ++2e - →H 2阳极反应:Fe -2e - + 2OH -→Fe(OH)2↓总反应:2H 2O +2↓+H 2↑⑶直接反接:阴极:碳棒;阳极:Fe 。
阴极反应:2H ++2e - →H 2↑阳极反应:Fe -2e - →Fe 2+总反应:2H 2O +2↓+H 2↑三、仪器、材料与药品仪器: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。
试剂:固体NaOH 、酚酞试液、淀粉KI 试纸、饱和NaCl 溶液。
四、实验内容1.H 2O 的电解⑴使用霍夫曼电解水器电解H 2O使用前,先用水检验霍夫曼电解水器(图1)的气密性。
方法是将上部的两个旋钮关闭,塞紧下面的塞子,从贮液器加入水,到一定高度时,在贮液器液面处做一标记,数分钟后看液面是否下降,若不下降则说明气密性良好,否则需要给旋钮涂抹凡士林,并检查塞子是否塞好。
2H + 2e H2H + 2e H2NaCl + 2H 2OH通电2H 2O2H通电水、饱和氯化钠溶液的电解一、实验原理 1.水的电解阴极反应: 阳极反应: 总反应: 2.饱和NaCl 水溶液电解阴极反应: 阳极反应: 总反应: 3.反接电极后NaCl 水溶液的电解见表3.实验现象推测。
二、实验操作过程与实验现象图1.霍夫曼电解水器 图2.电解饱和NaCl 水溶液装置4OH 4e2H 2O + O 2Cl 2eCl三、实验应注意的事项1.用霍夫曼电解水器电解水时,电解液为5%的NaOH溶液。
2.加入电解液后应该检查并赶走走测气管的橡皮管处的空气泡。
3.无论用酸用碱,霍夫曼电解水器下面两只胶塞必须塞牢,千万不能半途滑脱。
4.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”。
5.电解用饱和NaCl溶液在使用前一定要精制,这样可以除去其中的Ca2+、Mg2+,以避免在阴极附近出现白色浑浊现象。
OH OH 6.电解NaCl 过程中,在滴加酚酞的溶液表面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。
四、相关文献与重点文献综述1.钱胜在《“水的电解实验”中几个值得探究的问题》中提到(1)氢氧化钠的浓度在很大的区间范围内对生成氢气的速率没有太大的影响,电解液配制时只需在十几毫升水中加入1g 左右的氢氧化钠固体。
(2)电极材料可选择廉价且相较石墨性能更优的保险丝(由50%铋、25%铅、12.5%锡和12.5%镉制成)或回形针(表面镀铬,基本材料是铁)等廉价易得的金属。
(3)在教学演示之前持续电解2~3分钟,让氧气和氢气在电解液中达到饱和状态,再记录气体体积,确保氢气和氧气体积比为2:1[1]。
2.赛勤万在《水的电解实验分析与改进》中指出氢气和氧气体积比大于2:1主要是由于氧气少于理论值。
作者列出了以下几种原因:(1)水中杂有氯离子,生活用水,其中氯离子较多,而且生成的氯气,又易溶于水。
氯化钠溶液的电解一、实验原理水的电解阴极反应:2H++2e→H2↑阳极反应:4OH - 4e→2H2O +O2↑总反应:2H2O = 2H2↑+O2↑饱和 NaC l 溶液的电解阴极反应:2H++2e→H2↑阳极反应:2Cl - 2e→Cl2↑总反应:2NaCl + 2H2O = H2↑+Cl2↑+2NaOH二、仪器、材料与药品直流低压电源、具支U形管、石墨电极、铁电极、导线、烧杯、玻璃棒;酚酞试液、淀粉KI试纸、NaCl饱和溶液。
三、实验操作过程与实验现象如图,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。
2NaCl + 2H2O = H2↑+Cl2↑+2NaOH实验现象: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。
(本实验现象:阴极区,溶液变红,将湿润的淀粉KI试纸移至阳极区支管口,其变蓝)。
四、实验注意事项1、电解用饱和氯化钠溶液在使用之前一定要精制,这样可除去其中的Ca2+、Mg2+,以避免在阴极附近出现白色浑浊现象。
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。
2、电解NaCl时,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的缘故。
五、相关文献与重点文献综述实验装置的改进Cl2的检验与处理将饱和食盐水倒入到装置3的U形管中,在阳极支口1处轻轻塞入一张湿润的KI淀粉试纸,再接一尖嘴玻璃管通入2mol.L-1氢氧化钠溶液的烧杯中。
接通电源进行电解,1分钟左右湿润的KI淀粉试纸开始有少量蓝色出现,并逐渐变深,但2分钟之后颜色不在变深,再继续电解,试纸颜色反而变浅,5分钟后蓝色完全褪去。
电解出0、电解饱和NaCI溶液
一、实验教学目标
1. 掌握演示电解H2O、电解饱和NaCI溶液实验操作技能。
2. 初步掌握这两个实验的演示教学方法。
3. 探索、设计电解水器的代用装置。
二、实验原理
在水溶液中,电解质通电前发生电离。
通电后,离子发生定向移动,并在电极发生氧化还原反应。
1.H 2O的电解
通电前,H2O发生部分电离:
H2O ? H+ + OH -
通电后,自由移动的离子发生定向移动,阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,发生氧化还原反应。
阴极反应:
4H ++ 4e-—2 H2T
阳极反应:
4OH -—4e-—2H2O + O21
总反应:
通电
2H2O = 2H2 T+ O21
电解水时,加入的电解质并不参与电极反应,主要是为了增加导电性。
浓度过低,达不到效果,以5%以上为宜。
1.饱和NaCI溶液的电解:
通电前,H2O发生部分电离:
H2O ? H + + OH -
NaCI全部发生电离:
NaCI = Na++ Cl-
⑴正接:阴极:Fe;阳极:碳棒。
阴极反应:
2H ++ 2e-—H 2 T
阳极反应:
2CI-—2e-—CI2 T
总反应:
通电
2NaCI+2H 2O = H2 T +CI2 T +2NaOH
(2)反接:阴极:碳棒;阳极:Fe。
阴极反应:
2H ++ 2e-f 2
阳极反应:
Fe —2e- + 20H -f Fe(OH) 2 J
总反应:
通电「人
2H2O + Fe= Fe(OH) 2 J +H2 T
⑶直接反接:阴极:碳棒;阳极:Fe。
阴极反应:
2H ++ 2e-fH 2 T
阳极反应:
Fe —2e-f Fe2+
总反应:
通电, 人
2H2O + Fe= Fe(OH) 2 J +H2 T
三、仪器、材料与药品
仪器: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。
试剂:固体NaOH、酚酞试液、淀粉KI试纸、饱和NaCI溶液。
四、实验容
1.H 2O的电解
⑴使用霍夫曼电解水器电解H 2 O
使用前,先用水检验霍夫曼电解水器(图 1 )的气密性。
方法是将上部的两
个旋钮关闭,塞紧下面的塞子,从贮液器加入水,到一定高度时,在贮液器液面处做一标记,数分钟后看液面是否下降,若不下降则说明气密性良好,否则需要给旋钮涂抹凡士林,并检查塞子是否塞好。
配制15%的NaOH溶液,冷却至室温后,由贮液器加入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20 V (电压围为14~24 V ,但是20 V时,现象最为明显)。
图1霍夫曼电解水器
现象:可看到刻度管有大量的气泡放出,一段时间后,阴极产生的气体的体积大约为阳极的2倍;打开阴极旋钮,调节速度使液面缓慢上升用向下排空气法收集气体,点燃,发生爆鸣;打开阳极旋钮,调节速度使液面缓慢上升,将带火星的木条放在阳极的尖口处,发现木条复燃。
结论:使用霍夫曼电解水器电解H2O,在阴极产生H2,在阳极产生02。
反
应方程式为:
通电人人
2H2O = 2H2 T+ O2T
2.饱和NaCI溶液的电解
如图2所示,向具支U形管中滴加饱和NaCI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(石墨电极)相连,负极和阴极相连,仔细查对,勿要接反。
图2电解饱和食盐水装置
注意事项:铁电极和石墨电极使用时,要想进行预处理,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。
现象:可以看到电极附近有大量气泡产生。
在阴极区,溶液变红,收集气体, 点燃,发生爆鸣;在阳极区上方,用润湿的KI淀粉试纸检验气体,试纸变蓝结论:阴极区溶液呈碱性,且产生的气体为H2,在阳极区有Cl 2生成。
反应方程
式为:
通电人人
2NaCI+2H 2O = H2 T +CI2 T +2NaOH
3、探究实验
(1)不换溶液在上述实验的基础上反接阴极和阳极。
现象: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。
解释: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
Fe(OH) 2氧化为Fe(OH) 3。
反应方程式为:
通电
2H2O + Fe= Fe(OH)2 J + H2T
(2 )直接反接(铁电极做阳极,石墨电极做阴极)
现象: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。
解释:该过程为:电解产生的Fe2+被向阴极移动与向阳极移动的OH-反应, 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。
反应方程式为:
通电
2H2O + Fe= Fe(OH) 2 J +H2 T
五、相关文献与重点文献综述
[1 ]德善•“电解饱和食盐水演示实验”奇观[J].化学教学,2004,03:15.
评价:作者在原实验结束后,将电极反接,让学生观察到四道“奇观”,既防止学生产生误解,又引导学生看个够,实现了非常规思维能力的培养。
[2] 峰.电解饱和食盐水演示实验的改进[J].中学化学教学参考,2002,03:24.
评价:作者利用生物学上的培养皿和玻璃片巧妙设计实验装置,将阳极区和阴极区分开
更有利于说明两个电极分别所发生的反应,并与工业生产上的立式隔膜电解槽有机地联系
起来,使学生掌握工业上利用电解饱和食盐水制取烧碱和氯气的原理。
[3] 静娴,迪妹,元立亭.电解饱和食盐水实验的优化设计[J].化学教学,2012,01:45-46.
评价:作者认为课本中的实验操作存在收集一试管的氢气需要较长一段时间和检验氯气的过程不够简便也不环保两个不足,因此采用J 型管对电解饱和食盐水实验进行了优化设计。
新设计具有实验现象明显、绿色、操作简单且安全、时间短、可反复操作等优点。
[4] 达,庄华清.电解饱和食盐水实验的新改进[J]. 化学教学,2012,11:49-50.
评价:该作者和文献[3] 的作者都看到了课本中实验装置存在的两个不足之处,他将试验改进了两个地方:①阴极和阳极尽可能靠近,以缩短离子迁移的距离,提高电解的速率;②将电解产生的氯气和氢气封闭在电解器中,便于收集、教学和减少污染。
[5] 吴辉芳.电解饱和食盐水实验的创意设计[J]. 中学化学教学参考,2015,22:62.
评价:作者指出教材上的实验具有产出气体速率慢且氯气容易污染氢气的缺点,改进了实验装置,使用了指形试管,可以用来收集气体。
而且装置微型化,价格便宜,便于学生操作。
[6] 永虹.电解饱和食盐水及其应用[J]. 化学教学,2007,01:37-38.
评价:这是一篇关于电解饱和食盐水及其应用的教学设计,从生活中的氯化钠引进本节课的氯化钠的化工应用,从初三的电解水引进现在的电解饱和食盐水,并引导学生改进实验装置通过电解食盐水得到的Cl2 和NaOH 制得次氯酸钠,让学生学以致用,尝试自己设计简易的家用消毒剂制造装置。
[7] 何性刚,蔡发泉.电解饱和氯化钠溶液的一个微型实验设计[J]. 中小学实验与装
备,2009,06:36
评价:作者设计了一个微型实验,通过电压表示数来反映实验现象,所需仪器较少,操作更简单,现象明显。
生成的氯气是微量的,对空气的污染很小,符合绿色化学理念,将该微型实验作为演示实验能使学生更清楚的观察到实验过程及现象,会给学生留下深刻的印象,收到很
好的教学效果。
[8] 罗畅,杜元珍,段昌平•电解饱和食盐水的意外现象及其探究[J].化学教育,2010,06:69+73.
评价:作者由在实验时发生的意外现象引导学生利用所学化学、物理知识对实验现象进行分析,得出结论。
在此过程中,极发挥了学生学习的主观能动性,通过实验探究使学生体验到了科学探究的过程。
最后得出结论是由于电势差的存在而引发相应的化学反应。