電化學小實驗裝置

5. 鉛鋅礦的電化學溶解及提取模擬實驗研究

(1)實驗裝置

1)在室內設置一長2m，寬1.5m，高1m的水泥槽，槽內放置一長40cm，直徑20cm的人造柱狀模擬礦體(主要是破碎成小塊的閃鋅礦和方鉛礦)，在模擬礦體兩端加一電壓為50V，電流200mA的激發電源，以自來水為電解液放入水泥槽中，通電使礦體產生電化學溶解。

2)在水泥槽內布置電提取裝置，即在槽內左側放置光譜純石墨電極做正極，右側放置元素接收器為負極，兩極間施加電壓220V，電流300mA。實驗總體設計見圖4-19a，元素接收器的組成見圖4-19b。

(2)實驗結果

上述裝置安裝好後開始通電，每隔一小時從元素接收器中取樣分析Zn²⁺含量。據測量數據繪制時量曲線，見圖4-20。

從圖4-20可以看出，在4h之前進入提取器中的Zn²⁺量較低，在實驗進行至4h提取器中Zn²⁺的含量突增至3.8×10^-6，說明在4h以前進入接收器中的Zn²⁺可能來自水的本底含量，或開始放入水時被模擬礦體污染的少量Zn²⁺，而通電到4h接收器中的Zn²⁺突然增加，是由模擬礦體發生電化學溶解所產生的大量Zn²⁺入到元素接收器中所致，通電4h以後接收器中的Zn²⁺含量基本保持穩定，即逐步達到動態平衡。

實驗中還可以觀測到礦體電化學溶解的宏觀現象。在模擬礦體向陽極一側的槽底有呈舌狀的黃色物質出現，具顏色由深變淺的分帶現象。表明模擬礦體產生電化學溶解後，金屬陽離子被提取到元素接收器，陰離子S^2-向陽極移動，並被氧化，其電離式為：

ZnS→Zn²⁺+S⁰+Ze

圖4-19 模擬實驗裝置（a）和元素接收器（b）示意圖

在電場作用下，S^2-向陽極移動，使電離平衡被破壞，導致反應向正方向進行，產生大量的 S^2-，其在遷移過程中被氧化成單質硫，所以在模擬礦體向陽極一側的槽底可見到黃色物質的分帶現象。

圖4-20 模擬實驗Zn²⁺提取時量曲線

實驗室所做礦物的電化學溶解試驗及水槽中的模擬實驗結果，進一步證明在自然電場或人工電場的作用下，能使礦體產生電化學溶解，所電離出的金屬離子在外電場作用下可源源不斷進入到所設置的元素接收器中積累起來，通過測元素接收器中的積累量，便可達到尋找深部隱伏礦的目的。

6. 某實驗小組用以下幾個實驗裝置探究電化學過程對金屬與稀硫酸反應速率的影響，燒杯中都盛有稀H2SO4．試回

（1）B裝置是原電池，銅作正極，正極上氫離子得電子發生還原反應，電極反應式為：2H⁺+2e^-=H₂↑；D裝置是電解池，陽極上鐵失電子發生氧化反應，電極反應式為：Fe-2e^-=Fe²⁺；
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑，Fe-2e^-=Fe²⁺；
（2）D裝置是電解池，鐵是活潑電極，電解池工作時，陽極上鐵失電子發生氧化反應，陰極上氫離子得電子發生還原反應，所以看到的現象是：Fe電極不斷溶解，Cu電極上有氣體放出；當通過導線的電子流量為0.2mol，則Fe電極變化的質量=

7. 電化學儀器有哪些

全國各研究生單位不一樣，根據學校具體方向不同可能有差異，大體上有：
基礎課程：電化學導論、電化學熱力學、電極過程動力學、電化學材料導論電化學分析、電化學專題（講座性質）。
選修：光電化學 、生物電化學 、界面電化學 、環境電化學 、納米電化學 電合成 、化學感測器、 化學電源 、腐蝕電化學 、光譜電化學 、電化學催化、電化學儀器。

8. 某同學製作了如圖所示的簡易電解水裝置，進行家庭小實驗（註：該裝置氣密性良好，且反應一段時間後

某同學製作了如圖所示的簡易電解水裝置，進行家庭小實驗（註：該裝置專氣密性良好，且反應一段時間屬後停止通電，A、B管內液面均高於圖中D線）．
請根據要求回答問題：
（1）閉合開關後觀察到①A、B管內的現象是電極上出現氣泡，一段時間後，管A和管B中所收集的氣體體積比約為1：2
②C管中的現象是液面上升
產生此現象的原因是水通電分解生成的氫氣和氧氣，使AB管內壓強增大，把水壓入C管中
（2）A、B管內生成的氣體聚集在上部的原因是氫氣和氧氣的密度比水小，且或氫氣和氧氣難溶於水
（3）若檢驗A管內生成的氣體應該用帶火星的木條

9. 初中化學電解水制氫裝置

初中化學用到的電解水的裝置是水電解器。水在直流電的作用下，能分解成氫氣和氧氣。

10. 某同學製作了如圖所示的簡易電解水裝置，進行家庭小實驗

1、增強水的導電性，A是陽極，加硫酸能起引子的作用，加快反應的進行，氫氧化鈉的作用類似。

2、陽極失電子，生成氧氣。檢驗一般是可以使帶火星的火柴復燃