實驗6 水飽和氯化鈉溶液的電解

1、水、飽和氯化鈉溶液的電解一、目的與要求1、掌握演示電解水和電解飽和食鹽水實驗操作技能；2、初步掌握這兩個實驗的講解方法；3、探索、設(shè)計電解水器的代用裝置。二、實驗原理水的電解：陰極反應(yīng)：2H-+9a-H2 t 陽極反應(yīng)：40H=4e J2H：0+0： f 通電總反應(yīng):2H2O = 2H： t +O21飽和NaCl溶液的電解陰極反應(yīng)：2H+2e-H? t陽極反應(yīng)：2C-2e JC1.2 t通電總反應(yīng)：2NaCl+2H:0 = H2 t +C12 t +2NaOH三、主要儀器、材料與藥品霍夫曼電解水器、直流低壓電源、具支U形管、帶刻度試管、石墨電極、鐵電極、導(dǎo)線、燒杯、玻璃棒；固體NaOH酚St試

2、液、淀粉KI試紙、C1飽和溶液。四、實驗內(nèi)容1. 水的電解用霍夫曼電解水器電解水1、檢查氣密性 關(guān)閉霍夫曼電解水器（圖6-8）上部的兩個旋鈕，然后向貯液器中加入水，觀察貯液器中水面的變化，若無變化，證明氣密性良好，若下降了，則應(yīng)在活塞處涂抹凡士林或?qū)⑾虏侩姌O處的塞子塞緊（本實驗 中的現(xiàn)象：貯液器中水的頁面并沒有下降，證明氣密性良好）；2、打開霍夫曼電解水器上部兩個旋鈕，山貯液器加5%的N&OH溶液至IJ 刻度中最高刻度處，趕盡氣泡后關(guān)閉旋鈕，連接導(dǎo)線與直流低壓電源；3、接通電源，調(diào)節(jié)電壓為20V時,可看到刻度管內(nèi)有大量氣泡，約lOmin, 可看到陰極產(chǎn)生的氣體的體積為陽極的2倍（本實驗現(xiàn)象：陰

3、極產(chǎn)生的氣體約 為陽極的2倍）；4、打開陰極旋鈕，用溶液把氣體壓進(jìn)小試管，點燃，發(fā)生爆鳴，證明 是比。再打開陽極旋鈕，用同法收集氣體，余燼試之，復(fù)燃，說明是Q。（本 實驗中的現(xiàn)象：收集陰極產(chǎn)生的氣體，點燃后發(fā)生爆鳴，將帶火星的火柴梗移 至陽極管口，帶火星的火柴梗復(fù)燃）。圖6-8霍夫曼電解水器2.飽和XaCl溶液的電解如圖6-10,向具支U形管中滴加飽和NaCl溶液至支管以下約2cm處， 并從兩管口各滴加2滴酚駄試液，裝上鐵陰極和石墨陽極，接通低壓直流電源 （6-12V）?？煽吹诫姌O附近有大量氣泡。在陰極區(qū)，溶液變紅，在陽極區(qū)上方, 用潤濕的KI淀粉試紙試之，變藍(lán)。（本實驗現(xiàn)象：陰極區(qū)，溶液變紅

4、，將濕 潤的淀粉KI試紙移至陽極區(qū)支管口，其變藍(lán)）。圖6-10電解aCl水溶液裝置五、注意事項1.用霍夫曼電解水器時，電解液為5%的H：S0i或5%的XaOH溶 液。2. 實驗完畢，一定要用水沖洗凈霍夫曼電解水器中殘留的酸 堿液，以免旋鈕被“卡住”。3. 電解水時，加入的電解質(zhì)并不參與電極反應(yīng)，主要是為了 增加導(dǎo)電性。濃度過低，達(dá)不到效果，以10%以上為宜。若有低壓 直流電源，調(diào)高電壓，可縮短演示時間，通常調(diào)在1224V之間。 若用干電池，可4節(jié)串聯(lián)為6V使用。4. 電解用飽和NaCl溶液在使用前一定要精制，這樣可除去 其中的Ca2 Mg2+,以避免在陰極附近出現(xiàn)白色混濁現(xiàn)象。方法是： 給盛有

5、36g NaCl的燒杯中加入蒸憎水，邊加熱邊攪拌，制成飽和溶 液。待稍冷卻，滴入2滴酚肽試液，再注入含有NaOH和Na：C03各 2g的混合溶液至堿性。靜置數(shù)小時，待沉淀形成后過濾，將濾液加 熱至沸騰，稍冷后滴加鹽酸至酚釀剛好變?yōu)闊o色為止。5. 電解飽和WC1過程中，在滴入酚肽的溶液表而有時會出現(xiàn)一層口色膠體，這是由于酚駄在飽和溶液中溶解度變小之故。6、電解飽和NaCl時，一定注意將鐵電極連在電源的負(fù)極。7、電解飽和NaCl的過程中，陰極是鐵而不是惰性電極的 原因，是為了突出金屬不能做陽極。六、思考與討論1. 電解水時，產(chǎn)生氣體體積比和理論上的2 : 1不一致，主要 由于以下幾個方面的原因：氣

6、體溶解度不同。20C、lkPa時，02 為31mL.L_1, H：為18. 2 mL. L-1；電極材料與0?發(fā)生了反應(yīng)。如NaOH 中含有的少量NaCl,陽極放出的氧原子與C生成C10-；電極上 的其他副反應(yīng)。2. 電解水時對電極材料的選擇是：酸性溶液用釦、鉛或電工 用保險絲；堿性溶液用鉗、傑或不銹鋼絲。無論酸性或堿性溶液， 都不宜用銅或石墨作電極。前者在電解時其陽極不斷被溶解，減少 0：的生成量；后者的超電壓高，且對氣體有吸附作用，產(chǎn)生氣體速 率慢。3. 檢驗離子定向移動的裝置：將長約5cm、寬約3cm的濾紙 預(yù)先用1 mol. L1 NazSO.,溶液浸泡，平鋪在玻璃片上。向濾紙中央放 置幾粒KMnOi晶體，在對稱于晶體約2cm處各放置一石墨電極，用 鱷魚夾將石墨、濾紙、玻璃片夾在一起，調(diào)節(jié)直流電壓至12V后接 通電源，即可看到紫紅色斑點向正極移動。七、實驗反思1、講解實驗時，注意不能過于密集的提出問題；2、作為一名教師，在給同學(xué)講解實驗原理時，一定要講的清楚 明了；