利用微型实验仪器电解水实验报告.doc

华南师范大学实验报告学生姓名：郭婧远 学号：20082401239 专业：化学 班级：08化三 科目名称：中学实验教学 实验项目：6、1利用微型技术电解水的实验探究 实验性质：探究性 实验时间: 2011512 【实验目的】 理解在不同电解质溶液环境中电解水的原理规律；探究微型实验仪器电解水过程中电极变化原因。【实验设计】（1）实验原理2H2O2H2O2 （2）实验用品 多用滴管、井穴板、低压电源（920V）、大头针、酒精灯、肥皂水、水、Na2SO4溶液、NaOH溶液、KNO3溶液等强酸强碱盐溶液或强碱溶液。（3）实验步骤在多用滴管中吸取纯水，插入两根大头针作为电极，连接低压电源，观察现象；在多用滴管中换取Na2SO4溶液、NaOH溶液或其它强酸强碱盐溶液或强碱溶液，接通电源，观察现象；当多用滴管中产生较多气泡时，将滴管尖嘴插入井穴板中盛放的肥皂水中，用火柴点燃吹起的肥皂泡，观察实验现象；实验一段时间后，观察电极（大头针）的变化，解释其变化原因，说明该如何解决问题。【实验记录】A、 自来水：阴极产生气泡，阳极产生绿色絮状沉淀，溶液逐渐变黄。产生小且少的一些气泡，无法点燃。久置后灰绿色沉淀变黑，溶液变清澈。B、 氢氧化钠溶液：有电流产生（15V，0.35A）两电极产生气泡，溶液温度升高，点燃肥皂泡有明显的爆鸣声。C、 稀盐酸溶液：只有负极产生气泡，温度升高，有电流（0.25A，15V）点燃气泡有噗的声音。产生黑色沉淀。D、 氯化钠溶液：只有负极产生气泡，有电流（0.15A，15V）点燃气泡有噗的声音，溶液温度升高。E、 去离子水：因为纯净，在几分钟内几乎无现象，无电流也无明显气泡【实验分析】 由于纯水中可自由移动的离子数量少，因此电解纯水的速率很慢。 加入稀硫酸，硫酸强碱盐，氢氧化钠等强碱溶液，溶液中放电的离子仍是H+,OH-，因此电解的物质仍然是水 由于大头针是铁质的，在电解水过程中容易被氧化而生锈。6、2手持技术试验6、2、1手持技术应用于研究温室效应。【实验原理】由于大气是由氮气、氧气和二氧化碳等成分组成的混合物，大气升温的原因是各成分吸收了热量。假如各种成分吸收热量的能力不同，大气的温室效应强度就与大气的组成和各成分的含量有关。大气的气温将随各成分含量的变化而产生相应的变化。利用较先进的手持仪器（包括数据采集器与温度传感器等），研究空气和二氧化碳在接受相同的灯光照射两种情况下的温度变化趋势，比较出它们的温室效应强度，并研究了大气中的温室气体二氧化碳对气温变化的影响。【仪器和药品】 仪器数据采集器 1个 温度传感器TT051 2根带胶塞的导管 2根 大试管 2支红外灯 1盏药品盐酸 碳酸氢钠【实验过程】在相同的红外灯条件下比较二氧化碳及空气的温度效应强度，验证二氧化碳是否对红外长波辐射有强烈吸收。二氧化碳及空气制备用盐酸和碳酸氢钠反应，并用大试管收集二氧化碳，用点燃的火柴伸到试管口，若熄灭，说明已收集满。收满后塞上胶塞。用另外一个等体积的大试管收集空气做对比实验；数据采集器的设置与数据的采集为了研究在红外光下二氧化碳与空气的温室效应强度差异，我们将收集好的二氧化碳和空气的大试管放在实验室的红外灯下实验。实验中要注意保证两个试管的位置光照强度是相同的，使两个大试管接受相同的热量辐射。分别将两根温度传感器穿过塞子中间的小孔插入大试管中；打开数据采集器，将两根温度传感器连接到数据采集器的端口，设置数据采集模式为每一秒采集十个数据，停止时间设为手动停止。传输到电脑上并根据两种气体的温度高低来分析实验结果和它们的变化规律。图一：空气和二氧化碳的温室效应【实验结论】装有二氧化碳的大试管比装有空气的大试管升温速度快，说明二氧化碳气体对红外长波辐射有强烈吸收。可知大气的温室效应强度与大气的组成和各成分的含量有关。若大气中二氧化碳含量过高，会导致温室效应加重，厄尔尼诺现象，两极冰盖融化等严重生态破坏。所以，要提倡低碳环保生活。6、2、2手持技术应用于酸碱滴定实验【实验原理】由于酸碱中和滴定的全过程均是在溶液中进行的，溶液中pH 的变化随着滴定过程的进行而发生变化，因此，溶液的pH 可以表征溶液中离子( 如H + ) 的浓度。在滴定过程中，滴定剂与溶液中的被测离子反应生成水使溶液的pH 发生变化。因此，可通过滴定曲线上的突跃点来确定滴定终点。本次实验主要采用手持技术仪器( 主要包括数据采集器与pH 传感器) ，通过计算机处理数据，为学生深刻理解中和滴定提供了技术条件。【实验仪器及药品】仪器: 计算机; 数据采集器; pH 传感器;电导率传感器； 酸、碱式滴定管( 25ml) ; 磁力搅拌器; 烧杯( 50ml)药品: NaOH溶液(约0 1mol /L);盐酸(约0 1mol /L) ;氨水【实验内容】实验仪器简图如上图装好仪器1） 测pH设置数据采集器: 采样速率为10m/s ; 采样样本总数为持续量取碱溶液于50ml 烧杯中。开启磁力搅拌器，调节适当的搅拌速度。开始采集数据，进行滴定操作实验操作完毕，读取所消耗的盐酸体积。观察软件中的图像，并分析图像拐点。 2） 测电导率将传感器换为电导率传感器；设置数据采集器: 采样速率为10m/s ; 采样样本总数为持续量取NaOH溶液于50ml 烧杯中。开启磁力搅拌器，调节适当的搅拌速度。开始采集数据，进行滴定操作实验操作完毕，读取所消耗的盐酸体积。观察软件中的图像，并分析图像拐点。 将NaOH溶液换成NaOH与氨水一比一混合溶液，重复上述操作。图二、盐酸滴定氨水过程pH变化图三、盐酸滴定混合碱（氢氧化钠与氨水）过程电导率变化。图四、盐酸滴定NaOH过程电导率变化【实验分析】 分析图二， 盐酸滴定氨水时，溶液发生了由碱性中性酸性的变化，当滴定到达终点时，H+浓度发生数量级上的突变。产生图像中的突降坡度。 分析图三，溶液中有盐酸、氢氧化钠、氨水，以及滴定产物水，氯化钠，氯化铵。其中氨水和水是弱电解质，其余均为强电解质。故当溶液电导率最小时，必然是水和氨水同时存在并浓度最大的时刻。可知当氢氧化钠与盐酸完全反应后，此时电导率最低，到达第一个拐点，氨水与盐酸尚未发生反应。第二个拐点处，是氢氧化钠和氨水均已反应完全的时刻。然后盐酸过量，电导率再次上升。 分析图四，可知盐酸滴定氢氧化钠时，由于盐酸