1、水、飽和氯化鈉溶液的電解一、 實驗?zāi)康?、 掌握演示電解水和電解飽和食鹽水實驗操作技能；2、 初步掌握這兩個實驗的講解方法；探索、設(shè)計電解水器的代用裝置。二、 實驗原理1、 水的電解：陰極反應(yīng)：4H+4e- 2H2 陽極反應(yīng)：4OH-4e- 2H2OO2總反應(yīng)：2H2O 通電 2H2O2電解水時，加入的電解質(zhì)并不參與電極反應(yīng)，主要是為了增加導(dǎo)電性。濃度過低，達(dá)不到效果，以5%以上為宜。2、 飽和NaCl溶液的電解：i 正接：陰極：Fe；陽極：碳棒。 陰極反應(yīng)：2H+2e- H2 陽極反應(yīng)：2Cl-2e- Cl2總反應(yīng)：2NaCl+2H2O 通電 H2+Cl2+2NaOHii 反接：陰極：碳棒；

2、陽極：Fe。陰極反應(yīng)：2H+2e- H2 陽極反應(yīng)：Fe2e- Fe(OH)2總反應(yīng)： 2H2O Fe 通電 Fe(OH)2+H2iii 直接反接：陰極：碳棒；陽極：Fe。陰極反應(yīng)：2H+2e- H2陽極反應(yīng)：Fe2e- Fe2+總反應(yīng)：2H2O Fe 通電 Fe(OH)2+H2三、 主要儀器、材料與藥品霍夫曼電解水器、直流低壓電源、具支U形管、燒杯石墨電極、鐵電極、導(dǎo)線。固體NaOH、酚酞試液、淀粉KI試紙、飽和NaCl溶液。四、 實驗內(nèi)容1、 水的電解i 使用霍夫曼電解水器電解水使用前，先用水檢驗霍夫曼電解水器（圖一）的氣密性。方法是將上部的兩個旋鈕關(guān)閉，塞緊下面的塞子，從貯液器加入水，到

3、一定高度時，在貯液器液面處做一標(biāo)記，數(shù)分鐘后看液面是否下降，若不下降則說明氣密性良好，否則需要給旋鈕涂抹凡士林，并檢查塞子是否塞好。打開霍夫曼電解水器上部的兩個旋鈕，加水加到最高刻度處，量取加入水的體積，這就是需要加入的5%的NaOH溶液的體積。配制5%的NaOH溶液，冷卻至室溫后，由貯液器加入5%的NaOH溶液到刻度管的最高刻度處，趕盡氣泡后關(guān)閉旋鈕，連接導(dǎo)線與低壓直流電源。接通電源，調(diào)解電壓為20V（電壓范圍為1424V，但是20V時，現(xiàn)象最為明顯）時，可看到刻度管內(nèi)有大量的氣泡放出，電解大約有1-2cm氣柱時停止電解，靜置一會使管內(nèi)的氣泡全部上升后，將氣體放出。圖1.1霍夫曼電解水器再次

4、接通電源開始電解，約10min，可以看到陰極產(chǎn)生的氣體的體積為陽極的2倍ii 檢驗電解出來的氣體打開陰極旋鈕，調(diào)節(jié)速度使液面緩慢上升（先徘一會，將導(dǎo)氣管內(nèi)的空氣排出，防止氫氣中混有空氣，發(fā)生爆炸），在陰極的尖嘴處點燃(若尖嘴口太大，可用比尖嘴稍細(xì)一點的木棍塞上使氣體能夠出來，而空氣不能夠進(jìn)去)，用干燥的小燒杯罩住火焰，看到燒杯壁上有水霧生成，說明陰極生成的是H2。打開陽極旋鈕，調(diào)節(jié)速度使液面緩慢上升，將帶火星的木條放在陽極的小型漏斗內(nèi)，發(fā)現(xiàn)木條復(fù)燃，說明陽極生成的是O2。 圖1.2氣體體積比2:1 圖1.3陰極氣體燃燒 圖1.4陽極氣體助燃2、 飽和NaCl溶液的電解如圖二所示，向具支U形管中

5、滴加飽和NaCl溶液至支管以下約2cm處，并從兩管口各滴加2滴酚酞試液，裝上鐵陰極和石墨陽極（鐵電極和石墨電極使用時，要想進(jìn)行預(yù)處理，用砂紙打磨鐵電極，除去鐵銹，用水清洗石墨電極），接通低壓直流電源（612V）?？梢钥吹诫姌O附近有大量氣泡產(chǎn)生。在陰極區(qū)，溶液變紅，說明陰極區(qū)溶液呈堿性；在陽極區(qū)上方，用潤濕的KI淀粉試紙試之，變藍(lán)，說明在陽極區(qū)有Cl2生成。 圖2.1 電解NaCl水溶液裝置 圖2.2電解NaCl水溶液現(xiàn)象3、 探究實驗i 不換溶液在上述實驗的基礎(chǔ)上反接陰極和陽極，發(fā)現(xiàn)在鐵電極的一側(cè)出現(xiàn)白色絮狀沉淀，并且沉淀向下移動，在具支U型管底部慢慢變?yōu)榛揖G色，這是因為Fe(OH)2在向Fe

6、(OH)3轉(zhuǎn)變。溶液中的氧化性物質(zhì)漸漸將Fe(OH)2氧化為Fe(OH)3。 圖3.1(反接)電解NaCl水溶液現(xiàn)象ii 直接反接（鐵電極做陽極，石墨電極做陰極），電解時發(fā)現(xiàn)電極附近沒有Fe(OH)2絮狀沉淀生成，看見鐵電極附近溶液變黃，且黃色漸漸向下移動，在具支U形管底部生成灰綠色沉淀。該過程為：電解產(chǎn)生的Fe2+被向陰極移動與向陽極移動的OH-反應(yīng)，生成Fe(OH)2，溶液中的氧化性物質(zhì)會將Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3，所以底部有灰綠色沉淀生成。圖3.2(直接反接)電解NaCl水溶液現(xiàn)象五、 注意事項1、 實驗完畢，一定要用水沖洗干凈霍夫曼電解水器中殘留的酸堿液，以免旋鈕被“卡住”。2、 電解水時，若有低壓直流電源，調(diào)