2019高二化学实验5电解饱和食盐水学案
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实验三电解饱和食盐水●实验目的1.巩固、加深对电解原理的理解。
2.练习电解操作。
3.培养学生的分析、推理能力和实验能力。
4.培养学生严谨求实的科学品质。
5.培养学生综合运用所学知识的能力。
●教学重点1.用实验巩固有关电解原理的知识。
2.培养学生的分析、逻辑推理能力和学生思维的灵活性。
●教学方法实验、启发、讨论、探究、对比、实践等。
●教学用具投影仪实验用品小烧杯(或U型管)两个、玻璃棒、铁架台、碳棒、粗铁钉、导线、电流表、直流电源。
饱和食盐水、淀粉碘化钾试纸、酚酞试液、蒸馏水。
●教学过程[导入]上节课,我们重点学习了电解饱和食盐水的原理。
但“纸上得来终觉浅,绝知此事须躬行”。
本节课,我们就来亲自做一下电解饱和食盐水的实验。
[板书]实验三电解饱和食盐水。
[师]请大家按以下步骤进行操作,并注意观察实验现象。
[投影展示实验步骤]在小烧杯(或U型管)里装入饱和食盐水,滴入几滴酚酞试液。
用导线把碳棒、电池、电流表和铁钉相连(如右图)。
接通直流电源后,注意观察电流表的指针是否偏转,以及小烧杯内发生的现象,并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。
电解饱和食盐水注:粗铁钉要与直流电源的阴极相连,碳棒与阳极相连。
用玻璃棒沾湿润的KI淀粉试纸检验阳极气体。
[学生操作,教师巡视指导][学生实验完毕][请一位同学回答实验现象][生]饱和食盐水电解时,电流表指针发生偏转,阴、阳极均有气体放出,阳极气体有刺激性气味,并能使湿润的KI淀粉试纸变蓝,且阴极区溶液变红。
[师]很好!请大家写出两根电极上所发生的电极反应式和电解饱和食盐水的总反应式。
[学生书写,请一位同学上黑板写出][学生板书]阳极:2Cl--2e-===Cl2↑阴极:2H++2e-===H2↑(或2H2O+2e-===2OH-+H2↑)总反应式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑[设问]阴极区溶液变红的原因是什么?[生]这是由于饱和食盐水中,水所电离出的H+在阴极放电,破坏了水的电离平衡(H2OH++OH-)致使阴极区附近溶液中的OH-相对较多,溶液呈碱性,故酚酞变红。
电解饱和食盐水1. 简介电解是通过外加电流使电解质溶液中的阳离子和阴离子发生氧化还原反应的过程。
电解饱和食盐水是一种在饱和食盐水溶液中进行电解的实验。
本文将介绍电解饱和食盐水的原理、实验装置和实验步骤,并讨论电解饱和食盐水实验的应用和意义。
2. 原理电解饱和食盐水的原理基于电解的基本原理。
当在饱和食盐水溶液中施加外加电源时,正极将接收电子,而负极将释放电子。
这导致溶液中的阳离子(如钠离子Na⁺)向负极移动,阴离子(如氯离子Cl⁻)向正极移动。
在负极处,水分子被还原成氢气(H₂),而在正极处,水分子被氧化形成氧气(O₂)。
3. 实验装置为了进行电解饱和食盐水实验,我们需要以下实验装置:•电源:用于提供电流。
•电解槽:用于容纳饱和食盐水溶液和电极。
•电极:通常使用铂金电极作为正极,而使用铁或铜电极作为负极。
•电线:用于连接电源和电极。
•电流计:用于测量通过电解槽的电流。
•水平器:用于确保电解槽水平。
4. 实验步骤以下是进行电解饱和食盐水实验的基本步骤:1.准备实验装置:将电解槽放在水平面上,并在其中加入足够的饱和食盐水溶液。
2.将电极插入电解槽:将正极(铂金电极)插入溶液中的一侧,将负极(铁或铜电极)插入溶液中的另一侧。
3.连接电线和电流计:将电源的正极与正极电极连接,将电源的负极与负极电极连接。
然后将电流计连接到电路中以测量电流。
4.打开电源:打开电源并将电流设置为所需的值。
开始进行电解饱和食盐水实验。
5.观察实验过程:观察电解过程中的化学反应和电流的变化。
留意电解槽中气体的产生和溶液中的颜色变化等现象。
6.记录实验结果:记录实验过程中的观察结果,并测量和记录通过电解槽的电流值。
7.关闭电源:实验完成后,关闭电源并断开电线连接。
8.清洗实验装置:将电解槽中的溶液倒掉,清洗电解槽和电极以备下次实验使用。
5. 应用和意义电解饱和食盐水实验在学术和工业上有着广泛的应用和意义。
下面是一些常见的应用和意义:•学术研究:电解饱和食盐水实验可用于研究电解过程和电解质溶液中的化学反应。
电解饱和食盐水的实验报告一、实验目的通过实验掌握电解饱和食盐水的原理和操作方法,观察实验现象,了解电解过程中产物的生成和性质。
二、实验原理电解饱和食盐水是一个电解池反应。
在直流电源的作用下,溶液中的离子会发生定向移动,在电极上发生氧化还原反应。
饱和食盐水中存在钠离子(Na⁺)、氯离子(Cl⁻)、氢离子(H⁺)和氢氧根离子(OH⁻)。
在阴极,氢离子得到电子被还原为氢气(H₂),同时溶液中的氢氧根离子浓度增大,使阴极附近溶液显碱性。
在阳极,氯离子失去电子被氧化为氯气(Cl₂)。
总的化学反应方程式为:2NaCl + 2H₂O 通电 2NaOH + H₂↑ +Cl₂↑三、实验用品1、仪器:直流电源、U 形管、石墨电极(阳极和阴极)、导线、铁架台、小试管、尖嘴导管、火柴、淀粉碘化钾试纸。
2、药品:饱和食盐水。
四、实验步骤1、按照实验装置图连接好仪器,检查装置的气密性。
2、在 U 形管中注入饱和食盐水,使液面高度约为 U 形管的三分之二。
3、将两根石墨电极分别插入 U 形管的两端,连接直流电源。
注意阳极连接电源的正极,阴极连接电源的负极。
4、接通电源,调节电流强度,观察实验现象。
(1)在阴极,溶液中产生气泡,用小试管收集气体,点燃后听到“噗”的声音,证明产生的气体是氢气。
(2)在阳极,溶液表面有黄绿色气体产生,用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近阳极导管口,试纸变蓝,证明产生的气体是氯气。
5、电解一段时间后,关闭电源,分别检验阴极区和阳极区溶液的性质。
(1)用酚酞试液检验阴极区溶液,溶液变红,说明阴极区溶液呈碱性。
(2)用硝酸酸化的硝酸银溶液检验阳极区溶液,产生白色沉淀,证明有氯离子存在。
五、实验现象及分析1、阴极产生氢气,溶液显碱性在阴极,氢离子得到电子发生还原反应:2H⁺+ 2e⁻= H₂↑。
随着氢离子的不断消耗,水的电离平衡向右移动,氢氧根离子浓度增大,使溶液显碱性。
2、阳极产生氯气在阳极,氯离子失去电子发生氧化反应:2Cl⁻ 2e⁻= Cl₂↑,产生黄绿色的氯气。
教案课程:化学选修4第四章电化学基础第三节电解池二.电解原理的应用(1)电解饱和食盐水●教学目标1.使学生了解氯碱工业反应原理。
2.使学生进一步认识电解槽。
4.常识性介绍以氯碱工业为基础的化工生产。
5.培养学生的分析、推理能力。
6.培养学生理论联系实际的能力及灵活运用所学知识的能力。
●教学重点1. 电解饱和食盐水的原理。
●教学难点1. 电解饱和食盐水的原理;2. 电解知识的灵活运用;3.电解饱和食盐水发生现象的分析,解释。
●教学方法回顾上次课电解的概念及关键知识点,实验探究、分析归纳、认识电解饱和食盐水的原理,了解氯碱工业。
●教学定位本次课旨在让学生理解电解饱和食盐水的具体过程,为下次课实验操作做准备。
●教学用具黑板,电脑、投影仪●课时安排十分钟第一条线:电解饱和食盐水的反应原理。
第二条线:氯碱工业化工产品。
●教学过程●板书设计电解饱和食盐水一.电解(回顾)1.概念2.电解槽3.发生电解的条件二.电解饱和食盐水电解饱和食盐水实验装置●教学反思关于电解这一部分知识点,对于高中化学课程来说,是重难点知识之一。
学生对电解饱和食盐水的装置(无论是U型管模型还是电解槽模型),在刚开始学习时很可能在难理解的时候便死记硬背,所以教师在讲解这个知识点过程,关键要注重让学生构建电解槽的模型,再进一步去理解电解槽的原理及作用意义,最后达到模型及原理,应用三位一体的认识目标。
本实验实际上通常是演示实验,但为了让学生突破这个难点知识,所以设置学生实验。
由于该实验对于高中生来说比较生疏,所以实验前,教师必须将实验的过程及相关检验现象讲解细致,清楚。
另外,作为一个探究实验,学生实验前根据自己提出的问题以及教师提出的问题,学生预先查资料,对该实验有较为透彻的理解。
在下次课的实验过程才能达到好的效果。
实验前对实验原理的讲解及实验过程的设计,一方面有利于促进学生积极思考。
另一方面,在情感价值观上,让学生知道化学实验前,做好充足的实验准备是非常必要的,只有做好了知识性的储备,在实验过程出现的现象,问题才能充分的理解。
实验6 饱和氯化钠溶液的电解一、目的与要求掌握演示电解饱和食盐水实验操作技能;初步掌握电解饱和食盐水实验的讲解方法。
二、实验原理饱和NaCl 溶液的电解:阴极反应: ↑→++2H 2e H 2 阳极反应:↑→2-Cl 2e - 2Cl 总反应:2NaOH Cl HO 2H 2NaCl 222+↑+↑+通电 三、实验装置电解饱和氯化钠及产物检验装置四、主要仪器、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、浓42SO H 、固体NaOH 、酚酞试剂、淀粉KI 试纸、橡胶管、玻璃管、饱和NaCl 溶液、KSCN 试剂、稀42SO H 、镊子。
五、实验内容1.饱和NaCl 溶液的电解向具支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(24V),观察实验现象。
实验现象:可看到两个电极附近都有大量气泡。
在阴极区,溶液变红,在阳极区具支U 形管口用润湿的淀粉KI 试纸试之,变蓝。
阴极区的气体点燃有黄色火焰并伴有微弱爆鸣声。
反应本质:2NaOH Cl HO 2H 2NaCl 222+↑+↑+通电 -22-Cl 2I Cl 2I +=+O 2H O 2H 222点燃+2.不换溶液在上述实验基础上反接阴极和阳极。
接通电源,观察实验现象,并检验反应产物。
关闭电源,将具支管内的灰绿色沉淀倒入试管,加入几滴稀42SO H ,震荡至沉淀溶解,滴加KSCN 试剂,振荡,观察溶液颜色变化。
实验现象: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,将具支管内的灰绿色沉淀倒入试管,加入几滴稀42SO H ,震荡至沉淀溶解,此时溶液为黄色,滴加KSCN 试剂,振荡,溶液由黄色变为血红色。
阴极产生气泡,点燃火焰为黄色并伴有微弱的爆鸣声。
反应本质:+→2Fe 2e - Fe↓=++ Fe(OH)OH 2 Fe 2-232Fe(OH) Fe(OH)−−−−→−氧化性物质O H 3 Fe H 3 Fe(OH)233+=+++3-3SCN Fe SCN Fe )(=++ ↑→++2H 2e H 2O 2H O 2H 222点燃+3.更换新的饱和NaCl 溶液,并从两管口各滴加2滴酚酞试液,反接(铁电极做阳极,石墨电极做阴极)。
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。
电解饱和食盐水氯碱工业1、电解饱和食盐水制烧碱、氯气、氢气2、学会离子交换膜法制烧碱工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。
2NaCl+2H2O===H2↑+Cl2↑+2NaOH阴极:2H+ +2e−===H2↑ 阳极:2Cl−-2e−===Cl2↑U形管、电流表、碳棒、铁棒、离子交换膜电解槽、饱和食盐水、酚酞溶液一般在惰性电极时,阴、阳离子的放电顺序如下:阴离子放电顺序:S2−>I−>Br−>Cl−>OH−>含氧酸根>F−阳离子放电顺序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+实验操作实验现象及解释按右图所示的装置,在U 形管里倒入饱和食盐水,插入一根石墨棒做阳极,一根铁棒做阴极。
同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液,并用湿润的碘化钾试纸检验放出的气体。
接通直流电源后,注意管阳极碳棒上产生的有刺激性气味的气体(Cl2)能使湿润的碘化钾试纸变蓝;阴极铁棒上产生无色无味的气体(H2);阴极区溶液变红。
在食盐水中,存在着Na+、H+、Cl−、OH−四种离子,通电时,Na+、H+向阴极移动,Cl−、OH−向阳极移动,由于放电能力H+>Na+,Cl−>OH−,因此在两极上分别发阳极材料:金属钛网(涂钛钌氧化物)阴极材料:碳钢网(有镍涂层)阳离子交换膜:只允许阳离子通过1.氯碱工业的基本原理就是电解饱和食盐水。
下列关于实验室电解饱和食盐水的说法中正确的说法是()A .可以选用炭棒作为阴、阳极材料,但阳极材料也可以用铁棒B .用湿润的淀粉KI 试纸靠近阴极区域,试纸变蓝C .电解过程中,在阴极区域溶液中滴加酚酞,溶液变红色D .实验结束后将溶液搅拌,然后用pH 试纸检验,溶液呈中性【答案】C【解析】A .金属做阳极,阳极是活泼金属铁本身放电,电极反应方程式为:Fe-2e −===Fe 2+,故A 错误;B .选用碳棒作为阴、阳极材料,电解饱和食盐水时,阴极反应式为:2H 2O-2e −===2OH −+H 2↑,阳极反应式为:2Cl −-2e −===Cl 2↑,阴极产物为NaOH 和氢气,无氯气,试纸不会变蓝,故B 错误;C .用惰性材料作阴极,电解饱和食盐水阴极上氢离子放电,同时得到氢氧根离子,在阴极区域溶液中滴加酚酞,溶液变红色,故C 正确;D .电解一段时间后,所得的电解质溶液是氢氧化钠溶液,将电解液全部转移到烧杯中,会显示碱性;故D 错误;故答案为C 。
电解饱和食盐水教学设计电解饱和食盐水教学设计(一)嘿,亲爱的小伙伴们!今天咱们要来一起探索一个超级有趣的化学实验——电解饱和食盐水。
咱们先准备好实验要用的东西哈,像电源、导线、石墨电极、U 型管,还有那饱和食盐水,一个都不能少哟!把这些家伙事儿都组装好,接通电源,哇塞,奇迹就要发生啦!你们看,在阴极这边呀,产生好多好多的小气泡,这可都是氢气宝宝在往外冒呢!阳极那边呢,也有气泡,不过那是氯气哟。
这时候,咱们可以用个小木条放在阴极产生的气泡那里,“噗”的一下,木条就燃烧得更旺啦,这就说明是氢气没错啦!再把湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极产生的气体那里,试纸变蓝啦,哈哈,这就是氯气在搞怪呢!整个过程中,咱们还能看到溶液里有氢氧化钠哟。
怎么样,是不是超级神奇?通过这个实验,咱们不仅能看到好玩的现象,还能学到好多化学知识呢!小伙伴们,以后遇到类似的问题,可就难不倒咱们啦!电解饱和食盐水教学设计(二)哈喽呀,同学们!今天咱们要走进电解饱和食盐水的奇妙世界啦!咱们先来讲讲为啥要做这个实验哈。
其实呀,就是为了搞清楚这饱和食盐水在通电的情况下会有啥变化。
来,咱们动手操作操作。
把那些实验器材都摆弄好,电源接上,导线连好,电极放进 U 型管里,倒上饱和食盐水,好戏开场咯!瞧着没,这阴极呼呼地冒气泡,阳极也不甘示弱。
这阴极出来的是氢气,阳极出来的是氯气,可别弄混了哟。
咱们来检验检验,拿个点燃的木条靠近阴极的气泡,“轰”,木条燃烧更欢了,这氢气够活泼吧!再用那湿润的淀粉碘化钾试纸靠近阳极的气泡,唰,试纸变蓝,氯气这家伙现身啦!这过程中呀,溶液也在悄悄变化,了氢氧化钠呢。
同学们,这个实验是不是特别有意思?以后咱们再遇到类似的,就能轻松应对啦!。