电解质溶液实验报告

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化学教学论实验——电解质溶液实验报告

学院：化学化工学院

班级：10级化教班

组：第八组

组员：王红梅（）

汪婷（）

魏琼（）

单晓燕（）

电解质溶液

一、实验目的

1、了解电解质溶液的化学原理，电极发生的氧化还原反应及其产物；

2、掌握离子迁移、电解水、电解饱和食盐水与电解氯化铜的实验演示技

能；

3、以及探究浓度、电压、电极对电解质溶液电解速率的影响。

二、实验原理

电解质溶液在直流电场的作用下，溶液中的离子发生定向移动，即阴离子向阳极方向移动，阳离子向阴极方向移动。可以利用某些有色离子（如Cu2+ ，MnO4-等）的迁移来演示说明溶液中离子的迁移。

氯化钠溶液在直流电场作用下，阳离子(即Na+和H+)移向阴极，阴离子（即Cl-和OH-）移向阳极。

阳极反应：2Cl- - 2e==Cl2↑(氧化反应)

阴极反应：2H+ + 2e==H2↑(还原反应)

总化学反应式：2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑

电解水的原理：阴极：4H﹢+4e﹣=2H2↑

阳极：4OH﹣-4e﹣=O

2↑+2H

2

O

电解氯化铜溶液就是电解氯化铜本身: 阳极：2Cl--2e-==Cl2↑

阴极：Cu2++2e-==Cu

总反应方程式为：CuCl

2 =Cu + Cl

2

↑

三、实验用品

仪器和材料：自制H形管（具支的滴定管）、小烧杯、U形管、漏斗、量

电

解

氯

化

铜

溶

液

1、在U形管中注入用稀

盐酸酸化的1mol/L的

CuCl2溶液约3/4管，插

入碳棒做电极，接通直

流电源，阳极既有气体

产生，用湿润的淀粉碘

化钾试纸放在管口处检

验阳极产生的气体。2、

电解2-3min，停止实

验，取出阴极的碳棒，

观察电极已镀上一层红

色的铜。

阳极产生

的气体可

使淀粉碘

化钾试纸

变蓝；阴

极碳棒上

有红色的

铜。

阳极2Cl--2e-

==Cl2↑

阴极Cu2++2e-

==Cu

阳极产生Cl2与

KI充分反应使

其变蓝；阴极

碳棒上析出

铜。

1、配制CuCl2溶液时

需先加入几滴稀

HCl，这样可以防止

CuCl2水解。

2、用一个烧杯固定U

形管。

五、思考题

1. 向溶液中加入尿素的作用是否可用其他物质代替

答：1、加入尿素的作用是增加溶液的比重，使混合液和硝酸钾界面更加清

晰；2、可以用其他物质代替，需满足的条件是：a.非电解质；b.与KMnO

4

和

CuSO

4

均不反应；c.溶于水；d.无色物质，如蔗糖可以作为代替物。

2.在做电解饱和食盐水是为什么要向溶液中加入用稀硫酸酸化过的%的硝酸

钾溶液，而且要左右轮流交替的加入？

答：第一，选择1%的硝酸钾溶液的原因有三点：①硝酸钾溶液没有颜色，便于观察有色离子的移动；②硝酸钾溶液不参与电解;③1%的硝酸钾溶液密度比较小，可以使界面保持清晰。

第二，由于电解作用，会使得铜离子移动到1%的硝酸钾溶液中，铜离子易水解形成氢氧化铜絮状沉淀，为此需要进行酸化抑制其水解。而用稀硫酸是因为硫酸根离子不参与电解。

第三，轮流交替在U型管中加入1%的硝酸钾溶液的目的是为了让两边液面一样高，便于观察离子移动。

3.电解饱和食盐水时，为什么在阴极区滴加酚酞试液后溶液会变为红色？

答：阴极区因H+发生电解反应而被消耗，故OH-浓度增大，滴入酚酞后溶液变红。

4．电解饱和食盐水时为何碳棒作阳极，铁片作阴极？

答：因为在酸性条件下：Fe2++2e-=Fe， = ，在碱性条件下Fe(OH)

2

+2e-

=Fe+2OH-，=,在阳极区：4OH-= O

2+ H

2

O+ 4e- ,=+,Cl+2e=2Cl；=+。

若用铁作阳极，无论在酸性还是碱性条件下，都是电极本身放电，即电极本身参与了反应而被消耗，因此，电解时往往用惰性导电材料作为阳极。

5.分析电解水，所得H2和O2比例偏离2:1的因素？

答：电解水，所得氢气和氧气体积比值偏离2：1主要是由于氧气体积偏低，造成氧气体积偏低的主要原因是由于副反应所造成的：

阴极：2H

2SO

4

==2H+ + 2HSO

4

―

阳极：2H+ +2e―＝H

2

H 2S

2

O

8

+ H

2

0＝H

2

SO

4

+ H

2

SO

5

H 2SO

5

+ H

2

0＝H

2

SO

4

+ H

2

O

2

阳极处所生成的过氧化氢在酸性溶液里比较稳定，不易分解出氧，所以氧气的体积就偏低了。第二个原因就是氢气与氧气在水溶液中有一定的溶解度。1体积水可溶解体积的氢气，体积的氧气，氧气比氢气在水中的溶解度大。

6.电解水时采取什么措施，使得体积比接近2:1？

答：○1由于H2和O2在都有一定的溶解度，所以记时前应该先接通电源电

解几分钟左右，使H

2和O

2

在溶液中达到饱和，打开活塞，放出所产生的气体，

然后再进行后续电解；○2每次电解时都必须将电极打磨；○3读数时一定要准确，视线与液体凹液面平行。

7.探索电解水时电解质溶液浓度和电压的最佳条件？

答：根据记录的数据，比较几种不同材料作电极，不同溶液作电解质溶液的电解水产生气体的体积，可以清楚的看出，当电解质溶液浓度相同时（即都

是1%的NaOH(

aq )）,电压为24V，产生的H

2

和O

2

的体积比更接近理论值。

当电极相同时，电解质溶液浓度不同，电压相同时，浓度小的实验结果更接近理论值，适宜浓度为：1:10的HSO

4

;

当电极相同，电解质溶液浓度相同，而电压不同时，电压大的实验结果更接近理论值，适宜电压：24V.

实验反思

在这次实验准备过程中，由于四个电解实验，每个实验都只做了一遍，导致在给学生讲解实验时，以及解决一些实验过程中的突发事件时，并没有及时，正确，妥善地处理好。

由于一些粗心，在做电解饱和氯化铜的试验时，电极的正负装反了，导致实验过程中没有出现现象。

在探索的过程中，我们小组发现问题，提出问题，齐心协力，合作交流解决问题，将团队精神发挥得很好，我们互相学习，在本次试验过程中受益很大。

电解质溶液实验总结:

（一）、作过程中出现的问题:

1、在做离子迁移的实验时，我们强调在滴加KNO3溶液时要轮流交替的沿U 型管壁滴加但有的同学还是悬空滴加，甚至有个别同学边加边振荡。

2、在做电解水的实验时，有个别小组把装置还没有装好就加电解质溶液，导致溶液洒在实验桌上。

3、在检验阴、阳极产物时，把产物弄混，检验不出现象。

（二）、预习报告中出现的问题：

1、预习报告中有些同学还在写实验准备，实验准备只需实验准备小组同学写，其他人不需要写。

2、做完实验后个别同学没有完善预习报告中的实验现象。

（三）、实验报告中出现的问题：

1、实验时所用KMnO4溶液是%的，但大多数同学写的是%。

2、很多同学没有把电解水的实验步骤写完，只写了电解NaOH溶液，没有写换电极、换电解质溶液的过程。

3、有个别同学在实验现象与现象解释后写的是同上。

4、实验装置图只画一个，其他的不画，写的是同上。

5、离子方程式书写不正确。

7、有些同学没有写实验总结和实验反思。

总的来说大家的实验报告完成的不错，在实验操作过程中也没有出现大的问题。在大家的积极配合下我们小组的实验也比较成功的完成。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/g4jq.html