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電解水實驗條件探索與裝置改進

發布時間:2023-05-28 13:50:03

㈠ 圖甲是改進的電解水的實驗裝置的示意圖,圖乙是課本中電解水的實驗裝置示意圖.(1)寫出電解水的化學方

(1)水在通電來條件下,分解生成氫氣源和氧氣,化學方程式:2H2O

通電
.

㈡ 電解水裝置怎麼做

1、製作電解液

在器皿中加入水和適當的氫氧化鈉或者稀硫酸,提高電解速率,一般濃度氫氧化鈉在6-15%之間,稀硫酸在10-20%之間,演示效果較佳。

5、試管內有氣泡,與電源正極(氧氣),負極(氫氣)相連的試管產生的氣體比值:1:2(熟記口訣:氫二氧一,陽氧陰氫),以上就是電解水裝置的製作方法。

㈢ 實驗六水.飽和食鹽水的電解|食鹽電解

班級:化學二班學號:41107074 姓名:曹文婧

實驗六水、飽和氯化鈉水溶液的電解

一、 目的和要求

1、 掌握演示電解水和電解飽和食鹽水實驗操作技能;

2、 初步掌握這個兩個實驗的講解方法;

3、 探索、設計電解水器的待用裝置;

二、 實驗原理

水的電解:

陽極反應:2H+ + 2e-→ H2↑

陰極反應:4OH- - 4e-→ 2H2O + O2↑

總反應: 2H2O === H2↑ + O2↑

飽和氯化鈉溶液的電解:

(1) 正接:

陰極(Fe):2H+ + 2e-→ H2↑

陽極(C):2Cl- - 2e-→ Cl2↑

總反應:2NaCl + 2H2O === 2NaOH + H2↑ + Cl2↑

(2) 反接棚衡(不換液)

陰極(C):2H+ + 2e-→ H2↑

陽極(Fe):Fe - 2e-→ Fe2+→ Fe(OH)2→Fe(OH)3

總反應:Fe + 2H2O === H2 ↑+ Fe(OH)2↓

(3) 直接反接(更換NaCl溶液)

陰極(C):2H+ + 2e-→ H2↑

陽極(Fe):Fe - 2e-→ Fe2+

總反應:Fe + 2H+ === H2 + Fe2+

三、 主要儀器、材料和葯品

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、導線、石蠟、線香

固體NaOH、酚酞試劑、澱粉KI試紙、氯化鈉溶液

四、 實驗內容

1、 用霍夫曼電解水器電解水

打開霍夫曼電解水器(如下圖)上部兩個旋鈕,由貯液器加5%的NaOH溶液到刻度中最高刻度處,趕盡氣泡後關閉旋鈕,連接導線與直流低壓電源。

接通電源,調節電壓為最大時,可看到刻度管內有大量氣泡,約10min,可看到陰極產生的氣體的體積為陽極的2倍。

打開陰極旋鈕,直接在尖嘴處點燃,燃燒產生淡藍色火焰,證鏈弊做明是H2。再打開陽極旋鈕,在尖嘴處用帶火星的線香,線香復燃,說明是O2。

氫氣燃燒:

氧氣使帶火星的線香復燃:

2、 飽和NaCl溶液的電解

如下圖,向具支U形管中滴加飽和NaCl溶液至支管以下約2cm處,並從兩管口各滴加2滴酚酞試液,裝上鐵陰極和石墨陽極。接通低壓直流電源(10V左右)。可看到電極附近有大量氣泡。在陰極區,溶液變紅,在陽極區上方,用潤濕的KI澱粉試紙試之,變藍。

電解NaCl水溶液裝置

在陰極處產生氣泡,溶液變紅:

用潤濕的KI澱粉試紙:

五、 注意事項

1、 用霍夫曼電解水器時,電解液為5%的H2SO4或5%的

NaOH溶液。

2、 實驗卜簡完畢,一定要用水沖洗凈霍夫曼電解水器中殘留的

酸鹼液,以免旋鈕被「卡住」。

3、 電解水時,加入的電解質並不參與電極反應,主要是為

了增加導電性。濃度過低,達不到效果,以10%以上為宜。若有低壓直流電源,調高電壓,可縮短演示時間,通常調在12~24V之間。若用干電池,可4節串聯為6V使用。

4、 電解用飽和NaCl

溶液在使用前一定要精製,這樣可除

去其中的Ca2+、Mg2+,以避免在陰極附近出現白色混濁現象。方法是:給盛有36g NaCl的燒杯中加入蒸餾水,邊加熱邊攪拌,製成飽和溶液。待稍冷卻,滴入2滴酚酞試液,再注入含有NaOH和Na2CO3各2g的混合溶液至鹼性。靜置數小時,待沉澱形成後過濾,將濾液加熱至沸騰,稍冷後滴加鹽酸至酚酞剛好變為無色為止。

5、 電解NaCl過程中,在滴入酚酞的溶液表面有時會出現

一層白色膠體,這是由於酚酞在飽和溶液中溶解度變小之故。

㈣ 電解水實驗現象

根據電解時生成物的情況,電解可分以下幾種類型:
1.電解水型:含氧酸、強鹼、活潑金屬的含氧酸鹽溶液的電解;
2.分解電解質型:無氧酸(如HC1)、不活潑金屬的無氧酸鹽(如CuCl2)溶液的電解;
3.放氫生鹼型:活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl、MgBr2等)溶液的電解;
4.放氧生酸型:不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4、AgNO3等)溶液的電解.電解過程中的能量轉化(裝置特點)
陰極:一定不參與反應 不一定惰性電極 陽極:不一定參與反應 也不一定是惰性電極
發生電解反應的條件
①連接直流電源 ②陰陽電極 陰極:與電源負極相連為陰極 陽極:與電源正極相連為陽極 ③兩極處於電解質溶液或熔融電解質中 ④兩電極形成閉合迴路
電極反應
電極反應 與電源的正極相連的電極稱為陽極.物質在陽極上失去電子,發生氧化反應.如上圖裝置中,Cl-在陽極上失去電子轉化為Cl2,陽極反應式:2Cl--2e=Cl2↑ 與電源的負極相連的電極成為陰極.物質在陰極上得到電子,發生還原反應.如上圖裝置中,Cu2+在陰極是得到電子轉化為Cu,陰極反應式:Cu2++2e=Cu
電解結果
在兩極上有新物質生成
電解池電極反應方程式的書寫
陽極:活潑金屬—電極極失電子(Au,Pt 除外);惰性電極—溶液中陰離子失電子 失電子能力:活潑金屬(Mg~Ag)>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根(NO3 ->SO4 2-)>F- 陰極:溶液中陽離子得電子 得電子能力:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+(即活潑型金屬順序表的逆向) 規律:鋁前(含鋁)離子不放電,氫(酸)後離子先放電,氫(酸)前鋁後的離子看條件
四類電解型的電解規律
①電解水型(強鹼,含氧酸,活潑金屬的含氧酸鹽),pH由溶液的酸鹼性決定,溶液呈鹼性則pH增大,溶液呈酸性則pH減小,溶液呈中性則pH不變.電解質溶液復原—加適量水 ②電解電解質型(無氧酸,不活潑金屬的無氧酸鹽,),無氧酸pH變大,不活潑金屬的無氧酸鹽PH不變.電解質溶液復原—加適量電解質. ③放氫生鹼型(活潑金屬的無氧酸鹽),pH變大.電解質溶液復原—加陰離子相同的酸 ④放氧生酸型(不活潑金屬的含氧酸鹽),pH變小.電解質 溶液復原—加陽離子相同的鹼或氧化物
意義
使在通常情況下不發生變化的物質發生氧化還原反應,得到所需的化工產品、進行電鍍以及冶煉活潑的金屬.在金屬的保護方面也有一定的用處.
編輯本段電解原理的應用
氯鹼工業(電解飽和食鹽水)
製取氯氣、氫氣、燒鹼. 飽和食鹽水溶液中存在Na+和Cl-以及水電離產生的H+和OH-.其中氧化性H+>Na+,還原性Cl->OH-.所以H+和Cl-先放電(即發生還原或氧化反應). 陰極:2H+2e—=H2↑ (還原反應) 陽極:2Cl-2e-=Cl2↑ (氧化反應) 總反應的化學方程式:2NaCl+2H2O=(等號上為通電)2NaOH+H2↑+Cl2↑ 用離子方程式表示:2Cl-+2H2O=(等號上為通電)2OH-+H2↑+Cl2↑.
電鍍和電解精煉銅
電鍍:應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或者合金的過程 條件:①鍍件做陰極②鍍層金屬做陽極③電鍍液中含鍍層金屬離子 電鍍時,把待鍍的金屬製品(即鍍件)作陰極,鍍層金屬作陽極,用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液. 陽極:Mn-e-=Mn+ 陰極:Mn++e-=Mn 這樣,在直流電的作用下,鍍層金屬就均勻地覆蓋到鍍件的表面. 同樣的道理,用純銅作陰極,用粗銅作陽極,用CuSO4溶液作電解液.通入直流電,作為陽極的粗銅逐漸溶解,在陰極上析出純銅,從而達到提純銅的目的.
電解法冶煉金屬
鈉、鈣、鎂、鋁等活潑金屬,很難用還原劑從它們的化合物中還原得到單質,因此必須通過電解熔融的化合物的方法得到.如電解熔融的氯化鈉可以得到金屬鈉: 陰極:2Na++2e-=2Na 陽極:2Cl――2e-=Cl2↑
編輯本段電解時,物質在電極上的放電順序
(1)陽極:與電源的正極相連. 當陽極的電極材料為金屬(Pt或Au除外)時,通電後作電極的金屬失去電子變成金屬離子,溶解到電解質溶液中. 當陽極的電極材料是惰性物質(如Au、Pt或石墨)時,通電後溶液中的陰離子在陽極上失去電子,當溶液中同時存在多種陰離子時,還原性強的離子先失去電子發生氧化反應.常見陰離子的還原性由強到弱的順序是:活性電極〉S2-> I- > Br-> Cl->OH->含氧酸根離子(如SO4 2-、NO3-等)>F-.Cl-和OH-在電解時的電極反應式分別是: 2Cl- ―2e-=Cl2↑ 4OH- ―4e-=2H2O+O2↑ 因為水電離能夠產生OH-,所以電解含氧酸鹽溶液時,在陽極上是OH-放電生成氧氣,而含氧酸根離子不發生變化.(當陽極為惰性金屬常用的為C 鉑 金 時 自身放電) (2)陰極:與電源的負極相連. 在陰極上發生還原反應的是溶液中的陽離子.當溶液中存在多種陽離子時,按金屬活動性順序,越不活潑的金屬,其陽離子的氧化性越強,越容易被還原.在水溶液中,鋁之前的金屬的陽離子不可能被還原.
編輯本段酸、鹼、鹽溶液電解規律
(1)無氧酸是其本身的電解 (2)含氧酸是水的電解 (3)可溶性鹼是水的電解 (4)活潑性金屬的含氧酸鹽也是水的電解 (5)活潑金屬的無氧鹽陰極析出氫氣並伴隨溶液顯鹼性,陽極析出非金屬單質 (6)不活潑金屬的無氧鹽是該鹽的電解 (7)中等活動性金屬的含氧酸鹽陰極析出金屬,陽極得到氧氣同時酸性提高

㈤ 請問什麼是電解水求其製作方法!

實驗名稱:電解水

實驗類別:演示或學生實驗

改進目的:通直流電分角水的實驗對研究水的組成至關重要。九年義務教育三年制初中教科書化學48頁所示簡易裝置水槽中需電解液量大,同時收集氣體的試管放入或取出電解液時手被溶液沾污而受腐蝕,為克服上述不足之處,特自製電解水實驗器。

製作電解水實雀含驗器所需原材料:見附頁圖中所示。

電解水實驗器的製作過程:

1.將上底半徑為6厘米的圓台形的橡膠塞打上與注射器管和長頸漏斗管相匹配的三個孔。

2.將兩只相同的注射器管和一個長頸漏斗管旋轉插進橡膠塞的孔內,管的下沿不要超過塞子的下底面,以免裝電解液時杯內留下氣泡。

3.截取一小段帶孔的傘骨子(鍍鉻不銹鋼)將外附橡膠的細鋼絲一端裸露部分穿入傘骨於孔內並夾緊,再將傘骨手插入已用過的一次性注射器管內的膠塞中心(此塞剪有幾個孔),最後將制好的電極插入注射器管內,導線的另一端從漏斗管內穿出來,在導線上作好正負極的記號,與注射器管記號一一對應。

此步須注意以下兩點:

①電極既不能露出管底,又不能插入管內太深。電極露出管底則產生的氫氣和氧氣混合;插入管內太深則產生氣體的速度慢。

②電解器內部的細鋼絲除與電極接觸部分能裸露外,其餘部分不能裸露。

4.將與注射器管相匹配的注射針尖截斷且夾扁密封,留下針帽。

5.將制好的塞子塞到與之匹配的茶杯口內,把針帽扭到注射器管的上端。

操作步驟及現象:

1.扭下針帽,檢查裝置的氣密性。

2.向漏斗內倒入5%至10%純凈的氫氧化鈉水溶液,當電解液升到注射器管內後,加液體的速度放慢,待三個管的注段達到頂點不再改變時,將針帽扭上(不要扭得太緊)。

3,通直流電源12伏至6伏,電解液濃度小則電壓調大,電解液濃度大則電壓調小。不到半分鍾,負極(陰極)產生5毫升氣體,正極(陽極)產生約2.5毫升氣體。

4.切斷電源,點燃木條,扭下與負極相連的針帽,迅速在管尖處點火運歲或,氣體燃燒,呈淡藍色火焰——氫氣。

5.為使實驗現象明顯,再通電源,扭下與正極相邊的針帽,迅速把帶火星的木條放到管尖處,木條復燃——氧氣。

改進後的效果:

自製電解水實驗器所需的原材料易得,製作不難。實驗操作安全方便,便於觀察。電解的速度快,所得氫氣和氧氣體積很接近2∶1;檢驗生成氣體的現象十分明顯。實驗所需電解液的量不多,同時可避免手被溶液沾污而受腐蝕旁伍。實驗器可長久使用,必須時更換電極也十分方便。演示實驗可改為學生實驗。

附:自製電解水實驗器平面圖。

如圖所示:

1.直徑為6厘米圓台形橡膠塞。

2.口徑為6厘米的透明玻璃杯。

3.5毫升或10毫升注射器玻璃管。

4.長頸漏斗。

5.電極(鍍鉻不銹鋼——帶孔一小節傘骨子)。

6.外絕級導電線(細鋼絲)。

7.與注射器管相配套的針帽(針尖切斷且夾扁密封)。

8.帶孔小膠塞。

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