新型实验技术的应用.doc

实验六新型实验技术
实验6-1 微型实验技术的应用
【实验目的】
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【实验原理】
用大头针(镀镍)作电极电解水,氢氧化钠,硫酸钠的原理实际上是电解水的原理。电极不参与反应时电解水的电极反应方程式如下:
酸性碱性
阴极: 2H++2e-→H2↑ 2H2O+2e-→2OH-+H2↑
阳极: 2H2O→O2↑+4H++4e- 4OH-→2H2O+O2↑+4e-
若大头针外部的镀层破损,电极变成铁电极,则阳极反应变为:
Fe→Fe2++2e-
在碱性或者中性条件下,亚铁离子不稳定,于是发生:
Fe2++2OH-→FeOH2
4FeOH2+O2+2H2O→4FeOH3↓
【实验过程】
1、实验仪器
仪器:多用滴管、井穴板、低压电源、大头针(表面镀镍)、肥皂水、火柴、
试剂:去离子水、Na2SO3溶液(2mol/L)、NaOH溶液(2mol/L)
2、实验步骤
用多用滴管中分别吸取去离子水,Na2SO3溶液(2mol/L)、NaOH溶液(2mol/L),插入两根大头针作为电极、连接低压电源,观察现象;当多用滴管中产生较多气泡时,将滴管尖嘴插入井穴板中盛有的肥皂水中,用火柴点燃吹起的肥皂泡;实验一段时间后,观察电极(大头针)的变化。
3、实验装置图

4、实验记录
所用溶液
实验现象
实验解释
电极
溶液
肥皂泡
水
两极都有气泡产生且阴极产生少量气泡,阳极产生极少量气泡。阳极大头针部分变黑。
溶液呈很浅的黄色
有肥皂泡产生,但点燃没有明显的爆鸣声。
阴极的反应:
2H++2e-→H2↑
阳极的反应:
Fe-2e-=Fe2+
2H2O→O2↑+4H++4e-
由于纯水中可自由移动的离子数量非常少,因此电解纯水的速率很慢。故在微型实验电解水中,我们只能看到少量的气体在阴极生成,而阴极的气泡极少,几乎没有。由于产生的气泡很少,所以点燃没有明显的爆鸣声
。而由于溶液呈浅黄色,我们初步猜测是由于大头针外部的镀层破损,电极变成铁电极,生成亚铁离子后被氧化为铁离子所导致的。
氢氧化钠
两极都有气泡产生,阳极大头针处有红褐色沉淀产生。
溶液没有明显变化
有肥皂泡产生,点燃有尖锐的爆鸣声。
阴极的反应:
2H2O+2e-→2OH-+H2↑
阳极的反应:
4OH-→2H2O+O2↑+4e-
Fe2++2OH-→FeOH2
4FeOH2+O2+2H2O→4FeOH3↓
NaOH是强电解质,电离出大量的OH- 离子,增大离子迁移速率,产生更多气泡,使肥皂泡里混合更多的氧气,氢气不纯,点燃肥皂泡产生较大的爆鸣声:
OH-浓度较高,大头针不仅作为电极而且参与了电解反应,生成的Fe(OH)2 易被空气氧化,生成红褐色沉淀。
亚硫酸钠
两极都有气泡产生,阳极大头针处有黑色沉淀产生
无色溶液变为黄色
有肥皂泡产生,点燃有尖锐的爆鸣声。
1、Na2SO3是电解质,根据盐效应,增强了水的导电性,利于水的电解,所以我们在实验中可以观察到阳极阴极都有气体生成,而且阴极气体比阳极的多。由于即生成了氢气又生成了氧气,故点燃肥皂泡时候,会发生爆鸣现象:
阴极:2H2O+2e-=2OH-+H2