电化学小实验装置

5. 铅锌矿的电化学溶解及提取模拟实验研究

(1)实验装置

1)在室内设置一长2m，宽1.5m，高1m的水泥槽，槽内放置一长40cm，直径20cm的人造柱状模拟矿体(主要是破碎成小块的闪锌矿和方铅矿)，在模拟矿体两端加一电压为50V，电流200mA的激发电源，以自来水为电解液放入水泥槽中，通电使矿体产生电化学溶解。

2)在水泥槽内布置电提取装置，即在槽内左侧放置光谱纯石墨电极做正极，右侧放置元素接收器为负极，两极间施加电压220V，电流300mA。实验总体设计见图4-19a，元素接收器的组成见图4-19b。

(2)实验结果

上述装置安装好后开始通电，每隔一小时从元素接收器中取样分析Zn²⁺含量。据测量数据绘制时量曲线，见图4-20。

从图4-20可以看出，在4h之前进入提取器中的Zn²⁺量较低，在实验进行至4h提取器中Zn²⁺的含量突增至3.8×10^-6，说明在4h以前进入接收器中的Zn²⁺可能来自水的本底含量，或开始放入水时被模拟矿体污染的少量Zn²⁺，而通电到4h接收器中的Zn²⁺突然增加，是由模拟矿体发生电化学溶解所产生的大量Zn²⁺入到元素接收器中所致，通电4h以后接收器中的Zn²⁺含量基本保持稳定，即逐步达到动态平衡。

实验中还可以观测到矿体电化学溶解的宏观现象。在模拟矿体向阳极一侧的槽底有呈舌状的黄色物质出现，具颜色由深变浅的分带现象。表明模拟矿体产生电化学溶解后，金属阳离子被提取到元素接收器，阴离子S^2-向阳极移动，并被氧化，其电离式为：

ZnS→Zn²⁺+S⁰+Ze

图4-19 模拟实验装置（a）和元素接收器（b）示意图

在电场作用下，S^2-向阳极移动，使电离平衡被破坏，导致反应向正方向进行，产生大量的 S^2-，其在迁移过程中被氧化成单质硫，所以在模拟矿体向阳极一侧的槽底可见到黄色物质的分带现象。

图4-20 模拟实验Zn²⁺提取时量曲线

实验室所做矿物的电化学溶解试验及水槽中的模拟实验结果，进一步证明在自然电场或人工电场的作用下，能使矿体产生电化学溶解，所电离出的金属离子在外电场作用下可源源不断进入到所设置的元素接收器中积累起来，通过测元素接收器中的积累量，便可达到寻找深部隐伏矿的目的。

6. 某实验小组用以下几个实验装置探究电化学过程对金属与稀硫酸反应速率的影响，烧杯中都盛有稀H2SO4．试回

（1）B装置是原电池，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑；D装置是电解池，阳极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e^-=Fe²⁺；
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑，Fe-2e^-=Fe²⁺；
（2）D装置是电解池，铁是活泼电极，电解池工作时，阳极上铁失电子发生氧化反应，阴极上氢离子得电子发生还原反应，所以看到的现象是：Fe电极不断溶解，Cu电极上有气体放出；当通过导线的电子流量为0.2mol，则Fe电极变化的质量=

7. 电化学仪器有哪些

全国各研究生单位不一样，根据学校具体方向不同可能有差异，大体上有：
基础课程：电化学导论、电化学热力学、电极过程动力学、电化学材料导论电化学分析、电化学专题（讲座性质）。
选修：光电化学 、生物电化学 、界面电化学 、环境电化学 、纳米电化学 电合成 、化学传感器、 化学电源 、腐蚀电化学 、光谱电化学 、电化学催化、电化学仪器。

8. 某同学制作了如图所示的简易电解水装置，进行家庭小实验（注：该装置气密性良好，且反应一段时间后

某同学制作了如图所示的简易电解水装置，进行家庭小实验（注：该装置专气密性良好，且反应一段时间属后停止通电，A、B管内液面均高于图中D线）．
请根据要求回答问题：
（1）闭合开关后观察到①A、B管内的现象是电极上出现气泡，一段时间后，管A和管B中所收集的气体体积比约为1：2
②C管中的现象是液面上升
产生此现象的原因是水通电分解生成的氢气和氧气，使AB管内压强增大，把水压入C管中
（2）A、B管内生成的气体聚集在上部的原因是氢气和氧气的密度比水小，且或氢气和氧气难溶于水
（3）若检验A管内生成的气体应该用带火星的木条

9. 初中化学电解水制氢装置

初中化学用到的电解水的装置是水电解器。水在直流电的作用下，能分解成氢气和氧气。

10. 某同学制作了如图所示的简易电解水装置，进行家庭小实验

1、增强水的导电性，A是阳极，加硫酸能起引子的作用，加快反应的进行，氢氧化钠的作用类似。

2、阳极失电子，生成氧气。检验一般是可以使带火星的火柴复燃