化教实验报告 (6).doc

电化学实验研究电离、电解【实验目的】1.了解电离和电解的概念以及它们的联系和区别。2.掌握离子的迁移、电解水实验的操作技能和成败关键。3.了解霍夫曼电解器的构造与原理。4.培养观察、分析、归纳、推理能力。5.掌握电解水实验及确定水的组成的教学方法。【实验原理】离子在外电场的作用下发生定向运动称为离子迁移。 通电2H2O = 2H2+O2理论上电解水时产生的H2和O2的体积比应该是2:1，但由于实验条件等原因会有一定的误差。为增强水的导电性，可在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液。【思考与讨论】1.什么叫离子迁移？根据什么原理设计离子迁移实验？答：（1）离子在外电场的作用下发生定向运动称为离子迁移；（2）设计离子迁移实验的原理：在直流电的作用下，阳离子向阴极方向移动，而阴离子向阳极方向移动。2.离子迁移实验具有怎样的教学功能？答：离子迁移实验具有的教学功能是以观察有特定颜色的离子在电场作用下的移动方向，让学生清楚直观地知道阳离子向阴极方向移动，而阴离子向阳极方向移动。3.电解水的实验原理是什么？这个实验从能量的转化上说明了什么问题？答：（1）电解水的实验原理是：总反应：2H2O=2H2+O2(电解)；（2）这个实验从能量的转换上说明了电解池是将电能转换成化学能的一种装置。4.根据电解水的实验原理，所设计的实验装置应具有哪些功能？答：所设计的实验装置应具有的功能：a、电极材料价廉易得，b、装置简单，操作方便，c、整个电解的时间不宜过长，d、产生氢气和氧气的体积比是2:1。5.本实验所用的水有何特别要求？如何在电解前进行预处理？答：（1）本实验所用的水应该是蒸馏水；（2）先电解一段时间后在开始收集气体。6.怎样才能清楚地观察到电极反应？如何收集和检验阴、阳极产生的气体？答：（1）为了能清楚地观察到电极反应，应该选择内阻较小的电源，电压应选择在612V，电极要与电解质溶液配对使用（以氢氧化钠为电解液时，有铂、镍、铅作为电极材料均能满足要求，以硫酸作电解液时，有铂、保险丝等作为电极材料），电解质溶液的浓度也要适当（氢氧化钠5%-10%，硫酸20%），尽可能使用氢氧化钠作电解液，在收集气体之前要先进行预电解；（2）检验阴、阳极产生的气体的方法：取出气体体积小的那只试管，用带火星的木条伸入试管口，发现木条复燃，可知此气体是氧气；取出气体体积大的那只试管，移至酒精灯处，放开堵在试管口的大拇指，听到发出轻微的“噗”的一声，则可知此气体为氢气。7.影响电解实验效果的因数主要有哪些？电压、电极材料、电极间距离、电解质等因素对电解实验效果各有何影响？答：（1）影响电解实验效果的因素主要有电压、电极材料、电极间的距离、电解质；（2）A、电压越高，电解速率就越快，产生的气体气泡越小，不易观察实验中气体的体积比；B、电解质可以增强导电性，电解质溶液的酸度会影响气体在水中的溶解度，而且氧气的氧化能力随着酸性的增强而增强，会使氧气的消耗增加，使氢气和氧气的体积比大于2:1；C、电极间的距离与电解速率成反比，距离越小电解的速率越快，产生的气体气泡越小，不易观察实验中气体的体积比。8.是否用任何材料作电极、配以任何溶液作电解液，都适用于证明水的组成？答：不是，无论选用什么导体做电极，主要是考虑它和电解液及电解出来的气体的作用，如果与电解液和电解出的气体都不反应，就是理想的电极。否则，就会产生较大的偏差。9.通过电解水的实验教学，应使中学生在知识、能力、方法、态度等方面有何发展？答：知识上：知道电解水能产生氢气和氧气，并且它们的体积比是2:1；能力上：培养观察、分析、归纳、推理的能力；方法上：了解确定物质组成的方法之一电解；态度上：激发学生的学习化学的兴趣，让他们懂得珍惜水的重要性。10.电解水实验教学的成功应表现在哪些方面？答：电解水实验教学的成功应表现在：A、演示实验产生的氢气和氧气的体积比是2:1；B、检验气体产物时能引导学生得出气体产物为氧气和氢气，得出水的组成；C、培养学生观察、分析、归纳、推理的能力。【装置图】【仪器和药品】6V ，12V，18 V的直流学生电源水槽 试管 直流电 石墨电极 铜片电极；蒸馏水，1：10的H2SO4溶液，10的NaOH溶液【实验步骤】将烧杯中倒满电解液，连接电极，装置如图，试管装满水，通电一段时间后。记录氢气、氧气的体积。然后改变电压 电极材料、电解液浓度、电极距离，分别进行实验，然后再记录氢、氧气体的体积。1 电压对电解水的影响 以氢氧化钠为电解液，设置不同的电压，通电3分钟，记录氢气和氧气的体积电压H2的体积（ml）O2的体积（ml）2 电解质对电解水的影响（1） 用氢氧化钠(.NaOH=O2mol/L)作电解液，电压为1O V不变时，电解3分钟，记录氢气和氧气的体积 。用硫酸（0.2mol/L）作电解质，电压为10V，通电时间与电解氢氧化钠的时间相同，记录氢气和氧气的体积。电解质.NaOHH2SO4H2的体积（ml）O2的体积（ml）（2）电解液浓度对电解水的影响电解质相同，电解液浓度不同，电压相同(1O V)时，通电3分钟，记录氢气和氧气的体积A 不同浓度的NaOH对电解水的影响NaOH的浓度（mol/L）H2的体积（mlO2的体积（ml）B 不同浓度的H2SO4对电解水的影响H2SO4的浓度（mol/L）H2的体积（mlO2的体积（ml）3电极距离对电解水的影响稀硫酸作电解液，设置不同的电极距离，电压为1O V，通电3分钟，记录氢气和氧气的体积。电极距离H2的体积（ml）O2的体积（ml）【注意事项】（1）该实验中所用电源为直流