饱和食盐水的电解

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1、水、饱和氯化钠溶液的电解一、实验目的掌握电解饱和食盐水实验操作技能；初步掌握实验的讲解方法；探索、设计电解水器的代用装置。 二、课程标准要求 选修模块 化学反应原理内容标准活动与探究建议4. 体验化学能与电能相互转化的探究过程, 了解原电池和电解池的工作原理，能写出电 极反应和电池反应方程式。5. 通过查阅资料了解常见化学电源的种类 及其工作原理，认识化学能与电能相互转化 的实际意义及其重要应用。 实验探究：电能与化学能的相互 转化。 调查市场常见化学电池的种类， 讨论它们的工作原理、生产工艺和 回收价值。三、实验原理饱和 NaCl 溶液的电解阴极反应：2H+2e- -H2 t阳极反应：2Cl

2、-2e- -Cl2 t总反应：2NaCl+2H2O 通电 H2 t +Cl2 t +2NaOH四、主要仪器、材料与药品直流低压电源、具支U形管、带刻度试管、石墨电极、铁电极、导线、酚酞 试液、淀粉KI试纸、饱和NaCl溶液。五、实验内容1. 如图一所示，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）2. 接通低压直流电源（612V）。可以看到电极附近有大量气泡产生。 实验现象：在阴极区，溶液变红，说明阴极区溶液呈碱性；产

3、生了一种可以燃烧的气体。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。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，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，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。(2)直接反接(铁电极做阳极，石墨电极做阴极)，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。该过程为：电解产生的Fe2+被向阴极移动与向 阳极移动的OH-

4、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。五、注意事项1. 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。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，滴加 2 滴酚酞试液， 再注入含有 NaOH 和 Na2CO3 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却后加盐酸至酚酞刚好变为无色为止。2. 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

5、饱和溶液中溶解度变小。六、相关文献与重点文献综述 学生做全日制普通高级中学教科书( 必修加选修) 化学第三册电解饱和 食盐水分组实验的过程中发现一个有趣的意外现象 : 有一实验小组连在电源负 极导线上的铁钉脱落掉在 U 形管底, 当时未取出铁钉而在导线上重新连接了一 个铁钉, 通电时 U 形管底部铁钉的一端有气泡生成。通过一系列的探究实验，得出发生这种现象的原因：在电解池的电解质溶液 中放入一根金属棒, 金属棒的两端就存在电势差, 因此就有电流通过。电子由电 势低的一端( 靠近电解池阴极的一端) 流向电势高的一端( 靠近电解池阳极的一 端) 。在电解池的电解质溶液中放入一根铁钉时：电势高的一端(阴极)：2H+ + 2e- = H2 t 电势低的一端( 阳极) : Fe- 2e- = Fe2+ 在电解质溶液中发生的反应有：Fe2+ + 2OH- = Fe ( OH) 2 JFe(OH) 2 容易被溶解在溶液中的氧气氧化,由白色变为灰绿色, 最终生成红褐色Fe(OH) 3 沉淀。如果用小烧杯作电解池, 则阳极生成的 Cl2 容易和 Fe(OH) 2 发生 反应：6Fe(OH) 2+ 3Cl2 = 4Fe(OH) 3+ 2Fe3+ + 6Cl-导致电解质溶液变黄且有红褐色沉淀生成1。