《2014电解饱和食盐水的装置.docVIP

参考资料]电解水与电解饱和食盐水装置的制作 我们制作一套装置即可电解水又可电解饱和食盐水，用于演示实验很方便。具体的制作方法及操作步骤如下： 一、制作材料 18号大橡皮塞一只，能与橡皮塞配套的塑料瓶（盛放氧化钙试剂的）一只，15×120mm玻璃管两根，能与玻璃管配套的1号橡皮塞两只：医用注射针头两支，1号干电池中的碳棒（8×58mm）两根，回形针两个，直径为0.5～1.0mm铜导线若干厘米，玻璃导管一根，铝箔纸团（香烟盒上的铝箔纸）两个。 二、制作方法 1．大橡皮塞的孔 在塞大端打两个直径略小于玻璃管外径的大孔和两个直径为8mm的小孔，其深度均为塞的高度2/3，拔去皮芯，并在两大孔下各打通一个直径略小于碳棒直径的小孔。在塞小端中央央打一小孔，直通两大孔止，拔去皮芯。见图1。 2．电极的制作 将两根碳棒的一端都稍稍磨尖，即为一对电解饱和食盐水的石墨电极。将两个回形针弄直，一端绕成螺旋状，另一端（直端）穿过一个直径略大于碳棒直径的小橡皮塞（自制）上，即为一对电解水的铁丝电极。演示时，可根据实验内容和一对电极，并将此对电极分别插入两电极插孔内。 3．排气孔的制作 在两只1号橡皮塞小端各打一深度为塞高度4/5的小孔，拔去皮芯，用缝纫针刺穿，再将注射针头穿过塞子（注意：不能堵塞针孔），针头大端嵌进小孔里，并塞紧在玻璃管一端上，即为两排气孔。 4．演示装置 将铜导线穿过大橡皮塞大端两个未通的小孔，并分别与两电极连接。在塑料瓶身中部打一小孔，作为进出气的通路。按图2装配。当每个电极插孔插入螺旋状铁丝电极，电解液为5%~10%的氢氧化钠溶液时，此装置为电解水装置。当每个电极插孔插入石墨电极，电解液为饱和食盐水时，此装置为电解饱和食盐水的装置。 三、操作步骤 取下大橡皮塞，往瓶内注入80~100mL电解液，盖紧橡皮塞。用手抓住塑料瓶身，拇指按住瓶身上的小孔，用力挤压瓶身，电解液便通过导管进入玻璃管中，当电解液从两针孔逸出时，停止挤压，用铝箔纸团堵住两针孔（针尖扎入纸团内），松开手，空气从瓶身的小孔进入，瓶子恢复原状，玻璃管中的电解液也不会流下来。接通6~9V直流电，电解3—4min后；若电解液为5%~10%的氢氧化钠溶液时，氢气可弃满玻璃管，氧气可弃满约1/2玻璃管；若电解液为饱和食盐水时，氢气可充满玻璃管，氯气约一玻璃管。 检验气体时，同样用拇指按住瓶身上的小孔，将一针头上的纸团去掉，用燃着的火柴梗接近针孔，同时挤压瓶身，针孔上并有安静燃烧着的淡蓝色火焰，时间持续4~5S，可检出是氢气。当氢气烧尽后，用纸团再次堵住针孔，松开手，瓶子又恢复原状，便检验另一玻璃管中的气体，检验步骤同上。当玻璃管中的气体用尽后，用纸团堵住针孔，松开手，可再次通电作重复演示实验。 四、几点说明 1．该装置的材料易得，成本低廉。该装置容易控制，操作简便，药品用量较少，实验现象明显，需时较短，可重复演示。 2．制作时，注意各相连处要紧密，保证不漏气，否则，电解液不能进入玻璃管中。塞下的导管要尽量接近瓶底，以减少电解液的用量。 3．做电解水实验时，为保证生成的氢气与氧气体积比为2：1，可预先电解几次。因为，在相同温度下，氧气的溶解度比氢气大；又因 的生成；加之阳极氧化也要消耗一部分氧气，因此，电解水时要作预电解，否则，得不到氢气与氧气的体积比是2：1的良好效果。 4．做电解饱和食盐水实验时，向电解液中滴加3~5滴酚酞试液，通电后不久，可见阴极处的溶液变红，现象明显，说明有氢氧化钠生成。碳棒一端磨尖，目的是使产生的气体容易逸出，也便于观察。更换电极（拔出铁丝电极，插入石墨电极，或反之）和电解液之前，应将该装置洗净，以免电解液污染，影响电解效果。 二、电解食盐水 电解食盐水之一 [原理] 氯化钠水溶液的离子种类有：Na+、Cl-、H+、OH-，电极反应为： 阳极反应：2Cl--2e=Cl2↑ 阴极反应：2H2O+2e=H2↑+2OH- 总反应：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 实际上，饱和食盐水中[Cl-]=5.30mol·L-1，阳极附近pH=4，由奈斯特方程而知： 在阳极应析出氧气而不是氯气，但因氧气过电位大，反而是氯离子比水易被氧化。氯气在石墨电极的过电位为0.251V，氧气为1.09V。 离子在电极上放电时过电位的大小与电极的材料、电流密度和温度有关。 [用品]1．仪器 支管U形管、软木塞、导线、低压直流电源、250mL烧杯、250mL量筒、石墨电极、铁架台、玻璃管、自制电解食盐水器。 2．试剂 2mol·L-1CaCl溶液、1mol·L-1NaCl的溶液、酚酞指示剂、1mol·L-1KI溶液、淀粉溶液 [操作] 1．自制食盐水电解器。 用250mL烧杯，中间放入两个平行的玻璃管，用管顶软木塞串连细玻璃导管后，再用乳胶管(