電解飽和食鹽水

1、電解飽和食鹽水1 .電解飽和食鹽水的實驗“奇觀”以鐵釘作陰極、石墨棒為陽極,在 U 型管中做電解飽和食鹽水演示實驗。觀察兩極產(chǎn)生氣泡,并用酚酞試液滴入陰極區(qū)變紅,用濕潤的KI 淀粉試紙放在陽極管口變藍，實驗結(jié)束后,將直流電源反接(在 U型管中插入的兩極保持不變)于是出現(xiàn)以下四道奇觀：第一道奇觀:鐵釘變成了點“雪”魔棒。陽極鐵釘身上包滿白色絮狀物,鐵釘下端產(chǎn)生白色絮狀沉淀緩緩下落,猶如下起鵝毛般大雪。第二道奇觀:當白色絮狀物沉到管底部時,便形成翠綠色環(huán)狀物,隨著時間的推移,陽極區(qū)形成上端呈白色絮狀,中部為白色和翠綠色交融狀,底部呈翠綠色,猶如翡翠玉鐲,令大自然羞澀。第三道奇觀:關(guān)閉電源后,陽極區(qū)

2、沉淀繼續(xù)下移,最終在U 型管底部形成35厘米長的翠綠色環(huán)狀物。(以上全過程約需20分鐘)第四道奇觀:將上述翠綠色環(huán)狀物放置于安全處,第二天觀看 ,呈灰綠和翠綠相伴狀。原理分析:在原電解池中，鐵釘作陰極 該區(qū)產(chǎn)生H2和NaOH,使該區(qū)呈現(xiàn)堿性和還原性。反接電源后,鐵釘作陽極電極反應:Fe - 2e - = Fe2 +亞鐵離子與原來產(chǎn)生的NaOH 結(jié)合生成白色絮狀的Fe (OH)2 ,由于該區(qū)上中部呈還原環(huán)境,Fe (OH) 2 絮狀物可保持較長時間不變色。而該區(qū)下半部食鹽水中,仍含有極少量O2 ,Fe (OH)2 和 O2 反應、生成翠綠色物質(zhì)，經(jīng)過一夜，由于空氣中O2的溶解，使翠綠色的外表呈灰

3、 綠色。2 .用銅作電極電解飽和食鹽水飽和 食鹽水如圖，試管里盛有約1P2體積的飽和食鹽水，剝開電話用的導線兩端，露出一紅一藍塑料包裹的銅絲。導線的一端伸入飽和食鹽水 中，另一端跟2個1號（或5號）干電池的兩極相連接，電解飽和食鹽 水立即開始，可觀察到的趣味現(xiàn)象如下：（1）液面下跟電池負極相連的銅絲（陰極）變黑，同時伴有大量氣泡（H2 ）產(chǎn)生;跟電池正極相連的銅絲（陽極）的色光澤（紫紅色）不變，只是銅絲由粗變細。（2）溶液導電開始的30秒內(nèi),略顯白色渾濁，然后開始呈現(xiàn)橙黃色渾濁,進而生成較多的橙黃色沉淀。由于有大量的氣泡外逸，不溶性的橙 黃色沉淀實際是聚集在液面上。（3）當黃色沉淀聚集較多時，

4、把沉淀物分在3個小試管里分別做以下實驗: 滴入稀硫酸或稀鹽酸，沉淀溶解成為藍色溶液（Cu2 + ）。滴入氨水，沉淀溶解成為近乎無色的溶液，過一會兒，溶液在空氣中 氧化成為藍色、深藍色、絳藍色。加入濃氨氯化鏤溶液，跟滴入氨水所產(chǎn)生的現(xiàn)象相似。以上實驗表明，用石墨作電極電解飽和食鹽水跟用銅作電極電解 飽和食鹽水有著本質(zhì)的不同。用石墨做電極的電解反應可以用下列反 應式表示:電解陰 極 陽極2NaCl + 2H 2NaOH + H） + Cb用銅絲做電極電解的反應為：跟電池正極相連接的陽極（Cu）要 “溶解”，跟電池負極相連接的陰極（Cu）附近有大量橙紅色 CuOH、Cu2O沉淀生成。電極反應表示如下

5、：在陽極2Cu-2r=2CiT （氧化反應）生陰極2氐O + 2e=2OH- - H2 t （還原反應）2CV + 20H- 2CiiOH（橙黃）2CuOH（橙黃）=Cu2（橙黃）+ H9Cu2O經(jīng)H2 SO4酸化發(fā)生歧化反應，生成Cu2+和CuCwO + H2SO4 C11SO4 - HO + CuCu2O、CuOH溶于氨水，形成穩(wěn)定的無色絡(luò)合物Cu（NH3 ） 2 + , Cu （NH3 ） 2 +在空氣中很快被氧化成深藍色（絳藍色）的Cu（NH3 ） 4 2 + :Cu2O + 4NH3 H2O =2Cu（NH3 ） 2 + （無色）+ 2OH- + 3H2O 4Cu（NH3 ） 2 +

6、 + 8NH3 . H2O + O2 =4Cu（NH3 ） 4 2+ （絳藍色）+4OH- + 6H2O3 .自制簡易飽和食鹽水電解裝置裝置介紹取一芬達汽水瓶 根據(jù)注射器針筒的高度截去瓶口部分。在瓶底用鐵釘燙兩個小孔，以剛好插入鉛筆芯和鐵釘為宜，并用石蠟 封住。取一硬紙板，并在上面鉆兩個孔，孔大小以固定注射器為宜，且與電 極在同一垂線上。向汽水瓶中倒入飽和食鹽水。用一注射器吸取少量無色酚醐和一定 量飽和食鹽水，插入鐵電極；另一注射器直接吸取等量溶液，插入石墨 電極。按圖所示固定好。接上電源，觀察現(xiàn)象。取出注射器，將濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近裝有黃綠色氣體的注射 器，觀察現(xiàn)象；將另一支注射器中的氣體推入洗滌劑中吹氫氣泡。裝置的優(yōu)點現(xiàn)象明顯，實驗產(chǎn)物易于檢驗。材料易得，學生可親自制作，親身體驗。裝置耐用,無需尾氣吸收裝置,不腐蝕橡皮管。使用注意事項兩電極應適當靠近,且保持兩電極不松動,防止漏水。兩電極以細長為好,以防止生成的氣體堵塞注射器口部。參考文獻：1 陳德善 . “電解飽和食鹽水演示實驗”奇觀 J 實驗與創(chuàng)新思維 ,2004,(03) .2 劉懷樂 .