電解硫酸銅溶液

1、作者：新余四中劉趁楨弓丨言：同學們總是在為課本上的實驗興嘆的同時，也想自己嘗試，但當發(fā)現(xiàn)手頭上的材料不 夠時，總想著去買，其實不用大功率的直流電源了， 你只需要三節(jié)電池和下述相關材料就可以了。當然，收獲知識才是最重要的。自己動手實驗對初 三升入高中的同學進一步學習電化學是有幫助的 下面我從實驗開始介紹，再提供例題供學電化學的 同學參考實驗目的 :明確電解池中使用惰性電極 c電解硫酸 銅溶液制硫酸的實質。實驗器材：電源，直流電），電流表（03A）CuSO4? 5H2O晶體，200ML蒸餾水，碳（石墨）棒（市場上的圓規(guī)鉛筆芯 2b可替代），PH試紙 廣泛114，導線若干（帶鱷魚夾）。開關。托盤天平

2、。（100g最大 稱量MAX，量筒100ML.CuSO4溶液通電一.實驗原理：1.總反應 CuSO4+2H2O =?2 Cu（陰極）+2H2SO4+OB2.電解池（燒杯）中的反應分析離子方程式：碳棒屬于溶液中的cu2+ 與？0H分別得失電子，由于（放電能力）cu2+H+, 0H-SO42-，因 此陰極上的Cu2+放電生成Cu,陽極上的OH放電生成O2電極反應 如下：？陰極（與電源負極相連）2Cu2+?+4e - = 2Cu陽極：？（與電源正極相連）4OH?- ?4 e -=O2 f +2H2O實驗步驟。根據(jù)硫酸銅（五水合晶體）在三十攝氏度的溶解度為 ? 使用托盤天平（lOOgMAX稱量五水合硫

3、酸銅晶體用紙倒入燒杯中， 并 用玻璃棒轉移晶體，量桶分兩次量取 1OOML蒸餾水，倒入燒杯中（BOMEX,250ML用玻璃棒攪拌充分溶解，制得其濃溶液。將兩根石墨電極棒分別用鱷魚夾夾住位于燒杯的兩側如圖，后閉合開關，檢查電流表視數(shù)是否過大或過小， 過大則說明短路，過小則可能是接觸不 良或電池電壓過小，建議在電源兩端并聯(lián)一個（015v）的電壓表（用 來檢測路端電壓）。檢杳完畢后即可開始電解工作。如圖所示。實驗現(xiàn)象：開始電解15min后，陽極有少量氣泡出現(xiàn)，陰極有少 量紅色物質生成。具體如下。驗象進行日期實P現(xiàn)H值陰極陽 極45出現(xiàn)極少量紅色物質附著有極少量的氣泡產(chǎn)生無明顯現(xiàn)象43出現(xiàn)較少紅色物質

4、碳棒斷裂，原陽極位置液面液面有 所下降， 下降了約 15ML上漂浮著少量氣泡更換新碳棒32碳棒表面附著層紅色物質，易 剝落（疑似有氫 氣產(chǎn)生）碳棒斷裂，更 新碳棒，有較 多氣泡勻速從 極上浮液面下降至160ML1碳棒上有較多紅碳棒斷裂，更液面降色物質，取出后新碳棒，更新至 140ML5h暴露在富含電池后，電流酸性較co2的濕潤環(huán)境下，表面附著層翠綠色的物質Ci2（ OH 2C0；堿式碳酸銅表示數(shù)增大，單位時間氣泡數(shù)增多強反應后反思：1為什么陽極碳棒易斷裂：由于陽極生成的氣體以小 氣泡的形式溢出，易使石墨沿片層之間斷裂（石墨片層間主要是以分子間作 用力維系）2.為什么會有藍綠色物質生成：由于房間

5、濕氣重， C02濃度高，易 生成銅銹（堿式碳酸銅）Cu2（OH）2CO眼鏡框上鼻托上的綠點就是它在作怪.拓展：1 .若想使電解質恢復原狀態(tài)，遵循“缺什么補什么”的原則，一般加入陰極產(chǎn)物（Cu）與陽極產(chǎn)物（02）兩物質 中元素組成的化合物，可加入CuO CuC03, 但不可力口 Cu（OHp Cuz（0H）2C0,這些物質會使溶液中的水增多，到溶質質量分數(shù)偏小。 2.當硫酸銅中 的銅離子全部放電析出時時，要考慮恢復原狀態(tài)時，可用Cu（OH）,因 為接下來是電解硫酸溶液，將會有 水消耗，要保持【Cu2+】（濃度?） 不變，可考慮用此，或加了 CuO 后加一定量的水，亦或是加堿式碳 酸銅。3.電解順

6、序是先電解硫酸銅，再電 解硫酸.舉個例子：如圖電解一定量的硫酸 銅溶液的實驗裝置如圖，電解的 實驗數(shù)據(jù)如圖，橫坐標表示電解 過程中轉移電子的物質的量，縱坐 標表示電解過程中產(chǎn)生氣體的總體 積（標準狀況）.則下列說法正確 的是：A.開始時b電極有紅色物質 析出，而后有氣泡產(chǎn)生 a電極上的電子經(jīng)溶液流向b極 再流入直流電源 曲線PQ段表示產(chǎn)生H2和02 的體積比為1: 2從開始到Q點收集到的混合氣體中有氧氣根據(jù)電子流向知，a為陰極、b為陽極，開始時，陰極上銅離子放電、陽極上氫氧根離子放電，所以電池反應式為 2CU2+2H2O電解Cu+02? +4H+,當銅離子完全放電后，再繼續(xù)電解相當于電解水，電池反應式為2H2O電解2H2 f +02f,所以從0到P點，生成的氣體為氧氣，從P到Q點生成的氣體是氧氣和氫氣，P點收集到n （02 =，從P到Q收集到氣體體積=,其物質的量=，根據(jù)2H20電解=2H2f +02f，從P到Q收集的氫氣和氧氣物質的量之比為 2:1,則從P到Q點收集到的氫氣物質的量是、氧氣的物質的量是，.A. b為陽極，陽極上電極反應式為 2H20-4e-=4H+02f,所以b電極上只有無色氣泡生成，故A錯誤； 電子不進