水饱和食盐水的电解.docxVIP

水、饱和氯化钠溶液的电解杨** 41207***2012级化学12**班周二晚实验小组 邮箱:10********@一、实验原理1.水的电解：阴极：4H++4e-→2H2↑ 阳极反应：4HO--4e-→2H2O+O2总反应：2H20=2H2↑+O2↑2.饱和氯化钠溶液的电解：阴极反应：2H++2e-→H2↑ 阳极反应：2Cl--2e-→Cl2↑总反应：2NaCl+2H2O=2Cl2↑+2H2↑+2NaOH3.电解饱和氯化钠溶液后电极反接进行电解：阴极反应：2H2O+2e-→2OH-+2H2↑阳极反应：Fe-2e-→Fe2+总反应：Fe+2H2O=H2↑+Fe(OH)24.直接电极反接电解饱和氯化钠溶液阴极反应：2H2O+2e-→2OH-+2H2↑阳极反应：Fe-2e-→Fe2+总反应：Fe+2H2O=H2↑+Fe(OH)2二、实验操作过程与现象（一）水的电解用霍夫曼电解水器电解打开霍夫曼电解水器（如图1.）上部的两个旋钮，由储液器加0.1Mol/L的NaOH溶液到最高刻度处，赶尽起泡后关闭旋钮，连接导线与直流低压电源。接通电源，调节电压为20V时，可看到刻度管内有大量气泡，约10min，可看的阴极产生的气体体积为阳极的2倍[1]。打开阴极旋钮，用溶液把气体压进小试管，点燃，发生爆鸣，证明是H2。再打开阳极旋钮，用同法收集气体，余烬试之，复燃，说明是O2。图1.霍夫曼电解水器（二）饱和NaCl溶液的电解1.如图2.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，在阳极区上方，用润湿的KI淀粉试纸试之，变蓝。图2.电解NaCl水溶液的装置(三)电解饱和氯化钠溶液后电极反接进行电解如图3.按（二）中操作反应结束后，直接将其电极反接进行电解，即碳棒接阴极，铁棒接阳极。石墨阴极区酚酞变红，有大量气泡，接导管吹出肥皂泡，点燃，有爆鸣声，说明有H2生成。铁阳极表面有白色絮状沉出现，振摇后白色沉淀变成灰绿色，长时间放置最终变为砖红色。NaOH溶液图3.电解NaCl水溶液后电极反接进行电解的装置（四）直接电极反接电解饱和氯化钠溶液如图4.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，装上铁阳极和石墨阴极。接通低压直流电源(6-12V)。石墨阴极区酚酞变红，有大量气泡，接导管吹出肥皂泡，点燃，有爆鸣声，说明有H2生成。铁阳极区溶液变成浅绿色，一段时间后阳极表面有白色絮状沉出现，振摇后白色沉淀变成灰绿色，长时间放置最终变为砖红色。图4.电极反接电解NaCl水溶液的装置表1.实验现象实验名称方程式实验现象1.水的电解阴极：4H++4e-→2H2↑阳极反应：4HO--4e-→2H2O+O2总反应：2H20=2H2↑+O2↑打开阴极旋钮，用溶液把气体压进小试管，点燃，发生爆鸣，证明是H2。再打开阳极旋钮，用同法收集气体，余烬试之，复燃，说明是O2。2.饱和氯化钠溶液的电解阴极反应：2H++2e-→H2↑阳极反应：2Cl--2e-→Cl2↑总反应：2NaCl+2H2O=2Cl2↑+2H2↑+2NaOH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KI淀粉试纸试之，变蓝。3.电解饱和氯化钠溶液后电极反接进行电解阴极反应：2H2O+2e-→2OH-+2H2↑阳极反应：Fe-2e-→Fe2+总反应：Fe+2H2O=H2↑+Fe(OH)2石墨阴极区酚酞变红，有大量气泡，接导管吹出肥皂泡，点燃，有爆鸣声，说明有H2生成。铁阳极表面有白色絮状沉出现，振摇后白色沉淀变成灰绿色，长时间放置最终变为砖红色，阳极区红色变浅。4.直接电极反接电解饱和氯化钠溶液阴极反应：2H2O+2e-→2OH-+2H2↑阳极反应：Fe-2e-→Fe2+总反应：Fe+2H2O=H2↑+Fe(OH)2石墨阴极区酚酞变红，有大量气泡，接导管吹出肥皂泡，点燃，有爆鸣声，说明有H2生成。铁阳极区附近溶液变成浅绿色，一段时间后铁阳极表面有白色絮状沉出现，振摇后白色沉淀变成灰绿色，长时间放置最终变为砖红色。三、实验应注意事项1、实验完毕，一定要用水冲洗净霍夫曼电解水器中残留的酸碱液，以免旋钮被“卡住”。3、电解H2O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10%以上为宜。若有低压直流电源，调高电压，可缩短演示时间，通常调在12～24V之间。若用干电池，可4节串联为6V使用。4、电解用饱和NaCl溶液在使用前一定要精制，这样可除去其中的Ca2+、Mg2+，以避免在阴极附近出现白色混浊现象。方法是：给盛有36g NaCl的烧杯中加入蒸馏水，边加热边搅拌，制成饱和溶液。待