电解饱和时食盐水探究 课件

电解饱和食盐水实验探究教师：六安一中

朱贞贞时间：2022年12月CONTENTS目录问题的提出1已有研究综述2实验探究与创新3实验的意义4参考文献5迁移放电的电解分析模型，对离子的放电顺序存在机械记忆和绝对化的认知。理解和掌握电解反应原理的重要案例素材，学习和认识氯碱工业的基础实验。实验中阴极酚酞褪色、阳极气体较少；氯碱工业中阳极O2的析出不可忽略。设置实验及探究活动，帮助学生建立系统分析思路、提高学生对电化学的本质认识。学生学情教学内容实验与生产课程标准一、问题的提出优化电解装置研究电解异常现象与本质教学改进ⅠⅡⅢ二、已有研究综述二、已有研究综述Ⅰ、优化电解装置01优化实验效果现象明显易观察02优化产物检验方法力求操作简便03优化尾气处理方法减少氯气污染04实验装置微型化节约原料减少污染05联系生产，制成隔膜式电解槽与工业接轨

二、已有研究综述Ⅰ、优化电解装置01优化实验效果现象明显易观察02优化产物检验方法力求操作简便03优化尾气处理方法减少氯气污染04实验装置微型化节约原料减少污染05联系生产，制成隔膜式电解槽与工业接轨二、已有研究综述Ⅰ、优化电解装置01优化实验效果现象明显易观察02优化产物检验方法力求操作简便03优化尾气处理方法减少氯气污染04实验装置微型化节约原料减少污染05联系生产，制成隔膜式电解槽与工业接轨二、已有研究综述Ⅰ、优化电解装置01优化实验效果现象明显易观察02优化产物检验方法力求操作简便03优化尾气处理方法减少氯气污染04实验装置微型化节约原料减少污染05联系生产，制成隔膜式电解槽与工业接轨二、已有研究综述Ⅰ、优化电解装置01优化实验效果现象明显易观察02优化产物检验方法力求操作简便03优化尾气处理方法减少氯气污染04实验装置微型化节约原料减少污染05联系生产，制成隔膜式电解槽与工业接轨Ⅱ、研究电解异常现象与本质二、已有研究综述01李胜荣等发现以铜做阳极电解饱和食盐水时，阳极铜放电Cu—CuCl2-/CuCl(白)—CuOH(黄)—Cu2O(红)罗畅等发现掉落的铁钉电极不取出会构成两个串联的电解池。02朱泽琛对酚酞红色褪去进行了理论阐述，唐劲军等通过实验进行了验证，但未考虑电解阴极碱性的实际变化范围。03一些学者还观察到阳极附近已变蓝的湿润淀粉碘化钾试纸从复原，普遍采纳的观点是Cl2进一步将I2氧化成了HIO3。04李全熙等氯碱工业的研究者指出OH-在阳极放电，O2析出不可忽略。但在教育教学领域，对此提及较少，且多为理论讨论，缺乏相关的实验研究。Ⅲ、教学改进二、已有研究综述0102做案例素材，巩固电解原理，认识其应用结合氯碱工业，创设真实的教学情境

03探究实验产物或从尾气处理、漂白液的制备角度改进实验04对离子放电顺序的影响因素未进行深入分析，未构建完善的基于氧化还原电化学放电模型1、再探电解饱和食盐水的异常现象2、探究溶液碱性对酚酞变色的影响3.借助氧气传感器确定阳极气体成分4.使用常规化装置定量探究Cl-与OH-相对浓度不同时阳极的放电情况内容三、实验探究与创新目的利用改进装置进行实验，再次确定问题并获取数据。探究异常现象的成因揭示离子浓度对放电顺序的影响，为教师教学提供实验参考素材1、再探电解饱和食盐水的异常现象三、实验探究与创新改进装置的优点：（1）操作方便实验过程中，用注射剂收集氢气，结束后可直接取下进行检验氢气检验后再次按图示连接，拉动注射剂，少量阴极区液体，用pH试纸检验碱性强度（2）除氯气并制备次氯酸钠实验结束后，缓慢推动注射器，利用阴极产生的NaOH除去残留的Cl2尾气处理，将氯气转化为次氯酸钠一段时间后1、再探电解饱和食盐水的异常现象三、实验探究与创新电压：16V通电时长：约5min10X倍速1、再探电解饱和食盐水的异常现象三、实验探究与创新结束后，测定阴极区溶液pH约为14，则c(NaOH)约为1mol/L阴极区最终褪为无色，再次滴加两滴酚酞，溶液变红围绕c(NaOH)为1mol/L设置浓度梯度褪色的原因为酚酞变质电解过程中电解完成时氢气检验后2、探究溶液碱性对酚酞变色的影响三、实验探究与创新V(NaOH)为3mL各滴加2滴酚酞10X倍速2、探究溶液碱性对酚酞变色的影响三、实验探究与创新c(NaOH)/(mol/L)饱和NaCl0.10.51.02.0V(NaOH)/mL3.0酚酞各滴加两滴滴加酚酞瞬间无色紫红紫红紫红较浅的紫红褪为无色所用的时间无变化1h后稍有变浅15min3min50s高浓度氢氧化钠会使酚酞褪色，且浓度、温度越高褪色越快0.5mol/LNaOH溶液2、探究溶液碱性对酚酞变色的影响三、实验探究与创新原理分析强酸环境下为橙红色弱酸或中性环境下为无色碱性环境下为红色强碱环境下为无色生色基（三个苯环）共轭的结构，才表现为红色3、借助氧气传感器确定阳极气体成分三、实验探究与创新电解（电压16V、通电约5min）抽气操作：将气体注入干瘪的气球连接数字传感器阳极阴极现象：阳极产生了O2，同时存在OH-、Cl-放电连接前连接后3、借助氧气传感器确定阳极气体成分三、实验探究与创新原理分析EΘ（O2/OH-）=0.40V、EΘ（Cl2/Cl-）=1.36V但在饱和食盐水中，c(OH-)≈10-7mol/L、c(Cl-)≈5mol/L带入能斯特方程，E（O2/OH-）=1.228V<

E（Cl2/Cl-）=1.318V实验条件下电流密度较小，Cl2的超电势可忽略、O2的超电势约为0.53V电解开始时：E（Cl2、析出）≈1.318V<（EO2、析出)≈1.335V

Cl-

优先放电。一段时间后：随着Cl-浓度下降，E（Cl2/Cl-）增大，放电能力减弱，

OH-开始放电。电解过程中离子放电顺序并不是一成不变的，受到离子浓度、电流密度、电极材料、电解质环境等多因素的影响。4.使用常规化装置定量探究Cl-与OH-相对浓度不同时阳极的放电情况三、实验探究与创新电压16V，通电5min阳极气体5mL2mol/LNaOH10X倍速C(NaOH):C(NaCl)/(mol/L)0.1:1.0通电延长至阳极有明显的气体1.0:1.01.0

：0.1V(H2)/mL22.014.511.5V(阳极)/mL1.06.05.00V(O2)/mL0.95.44.8V(Cl2)/mL20.23.71.9V(O2)：V(Cl2)0.0351.462.534.使用常规化装置定量探究Cl-与OH-相对浓度不同时阳极的放电情况三、实验探究与创新其他条件不变时，一定范围内受到离子浓度越高越易放电提供可行的实验创新方案及改进装置提供了教学素材丰富了教学内容揭示了电解池中浓度对离子放电顺序的影响，帮助形成动态认识视角帮助学生修正和重构电解模型，提升学科核心素养四、实验的意义5、引用资料[1]中华人民共和国教育部．普通高中化学课程标准（2017年版）．北京：人民教育出版社，2018[2]朱泽琛.酚酞的颜色和结构[J].化学工程与装备,2010(12):5-6.[3]唐劲军,郑景娟.酚酞遇碱变红后褪色的教学问题研究[J].实验教学与仪器,2014,31(02):35-36.[4]钟辉生,姜建文,万辉霞.Cl-先于OH--放电顺序的证实与证伪[J].中学化学教学参考,2017(07):43-45.[5]宋晓锋.电解饱和食盐水实验的“可视化”改进[J].实验教学与仪器,2022,39(01):33-34.[6]张维曼,陈迪妹,何娜,章佳佳.电解饱和食盐水实验中检验氯气生成的新方法[J].中学化学教学参考,2015(02):59.[7]李全熙.氯碱工业.中国工业出版社,1965.Print.[8]胡小华.氯碱工业析氯阳极研究[D].重庆大学,2016.[1]胡小华.氯碱工业析氯阳极研究[D].重庆大学,2016.[9]金永范.《电解饱和食盐水》演示实验的改进[J].化学教学,1992(01):22.[10]柏书梅.电解食盐水实验的创新设计[J].化学教与学,2011(10):86+53.[11]汪习雄.“新老搭配”是改进化学实验的新思路——对改进电解饱和食盐水实验教学的一些思考[J].中学化学,2015(04):31.[12]王良民.电解饱和食盐水的实验改进[J].实验教学与仪器,2007(11):23.[13]陈柏羽,谭文生.电解饱和食盐水实验的改进[J].教学仪器与实验,2015,31(07):39-40.5、引用资料[14]申勇,高洁.电解饱和食盐水实验装置的绿色化设计[J].实验教学与仪器,2022,39(03):53-54.[15]崔顺女,徐凯祥.电解水实验装置改进的一点思考[J].延边教育学院学报,2010,24(02):32-33.[16]沈小斌.对电解饱和食盐水改进装置的再思考[J].实验教学与仪器,2013,30(01):37-38.[17]窦卓.电解饱和食盐水的创新装置[J].化学教学,2016(07):50-53.[18]宋晓锋.电解饱和食盐水实验的“可视化”改进[J].实验教学与仪器,2022,39(01):33-34.[19]郭志弦.电解饱和食盐水实验的改进[J].教学仪器与实验,1997(05):35.[20]屈春芸.电解饱和食盐水微型创新实验在教学中的应用[J].数理化解题研究,2016(24):94.[21]黄炫晟.电解饱和食盐水实验的改进[J].实验教学与仪器,2018,35(02):68-69.[22]王后斌,邵志新.电解饱和食盐水实验的综合改进及拓展应用[J].学园,2013(25):130-131.[23]李秦燕.电解饱和食盐水的实验研究[J].中学化学教学参考,2012(09):36-37.[24]张亚文