实验6 水饱和氯化钠溶液的电解

1、水、饱和氯化钠溶液的电解一、目的与要求1、掌握演示电解水和电解饱和食盐水实验操作技能；2、初步掌握这两个实验的讲解方法；3、探索、设计电解水器的代用装置。二、实验原理水的电解：阴极反应：2H-+9a-H2 t 阳极反应：40H=4e J2H：0+0： f 通电总反应:2H2O = 2H： t +O21饱和NaCl溶液的电解阴极反应：2H+2e-H? t阳极反应：2C-2e JC1.2 t通电总反应：2NaCl+2H:0 = H2 t +C12 t +2NaOH三、主要仪器、材料与药品霍夫曼电解水器、直流低压电源、具支U形管、带刻度试管、石墨电极、铁电极、导线、烧杯、玻璃棒；固体NaOH酚St试

2、液、淀粉KI试纸、C1饱和溶液。四、实验内容1. 水的电解用霍夫曼电解水器电解水1、检查气密性 关闭霍夫曼电解水器（图6-8）上部的两个旋钮，然后向贮液器中加入水，观察贮液器中水面的变化，若无变化，证明气密性良好，若下降了，则应在活塞处涂抹凡士林或将下部电极处的塞子塞紧（本实验 中的现象：贮液器中水的页面并没有下降，证明气密性良好）；2、打开霍夫曼电解水器上部两个旋钮，山贮液器加5%的N&OH溶液至IJ 刻度中最高刻度处，赶尽气泡后关闭旋钮，连接导线与直流低压电源；3、接通电源，调节电压为20V时,可看到刻度管内有大量气泡，约lOmin, 可看到阴极产生的气体的体积为阳极的2倍（本实验现象：阴

3、极产生的气体约 为阳极的2倍）；4、打开阴极旋钮，用溶液把气体压进小试管，点燃，发生爆鸣，证明 是比。再打开阳极旋钮，用同法收集气体，余烬试之，复燃，说明是Q。（本 实验中的现象：收集阴极产生的气体，点燃后发生爆鸣，将带火星的火柴梗移 至阳极管口，带火星的火柴梗复燃）。图6-8霍夫曼电解水器2.饱和XaCl溶液的电解如图6-10,向具支U形管中滴加饱和NaCl溶液至支管以下约2cm处， 并从两管口各滴加2滴酚駄试液，装上铁阴极和石墨阳极，接通低压直流电源 （6-12V）。可看到电极附近有大量气泡。在阴极区，溶液变红，在阳极区上方, 用润湿的KI淀粉试纸试之，变蓝。（本实验现象：阴极区，溶液变红

4、，将湿 润的淀粉KI试纸移至阳极区支管口，其变蓝）。图6-10电解aCl水溶液装置五、注意事项1.用霍夫曼电解水器时，电解液为5%的H：S0i或5%的XaOH溶 液。2. 实验完毕，一定要用水冲洗净霍夫曼电解水器中残留的酸 碱液，以免旋钮被“卡住”。3. 电解水时，加入的电解质并不参与电极反应，主要是为了 增加导电性。浓度过低，达不到效果，以10%以上为宜。若有低压 直流电源，调高电压，可缩短演示时间，通常调在1224V之间。 若用干电池，可4节串联为6V使用。4. 电解用饱和NaCl溶液在使用前一定要精制，这样可除去 其中的Ca2 Mg2+,以避免在阴极附近出现白色混浊现象。方法是： 给盛有

5、36g NaCl的烧杯中加入蒸憎水，边加热边搅拌，制成饱和溶 液。待稍冷却，滴入2滴酚肽试液，再注入含有NaOH和Na：C03各 2g的混合溶液至碱性。静置数小时，待沉淀形成后过滤，将滤液加 热至沸腾，稍冷后滴加盐酸至酚酿刚好变为无色为止。5. 电解饱和WC1过程中，在滴入酚肽的溶液表而有时会出现一层口色胶体，这是由于酚駄在饱和溶液中溶解度变小之故。6、电解饱和NaCl时，一定注意将铁电极连在电源的负极。7、电解饱和NaCl的过程中，阴极是铁而不是惰性电极的 原因，是为了突出金属不能做阳极。六、思考与讨论1. 电解水时，产生气体体积比和理论上的2 : 1不一致，主要 由于以下几个方面的原因：气

6、体溶解度不同。20C、lkPa时，02 为31mL.L_1, H：为18. 2 mL. L-1；电极材料与0?发生了反应。如NaOH 中含有的少量NaCl,阳极放出的氧原子与C生成C10-；电极上 的其他副反应。2. 电解水时对电极材料的选择是：酸性溶液用釦、铅或电工 用保险丝；碱性溶液用钳、傑或不锈钢丝。无论酸性或碱性溶液， 都不宜用铜或石墨作电极。前者在电解时其阳极不断被溶解，减少 0：的生成量；后者的超电压高，且对气体有吸附作用，产生气体速 率慢。3. 检验离子定向移动的装置：将长约5cm、宽约3cm的滤纸 预先用1 mol. L1 NazSO.,溶液浸泡，平铺在玻璃片上。向滤纸中央放 置几粒KMnOi晶体，在对称于晶体约2cm处各放置一石墨电极，用 鳄鱼夹将石墨、滤纸、玻璃片夹在一起，调节直流电压至12V后接 通电源，即可看到紫红色斑点向正极移动。七、实验反思1、讲解实验时，注意不能过于密集的提出问题；2、作为一名教师，在给同学讲解实验原理时，一定要讲的清楚 明了；