电解质溶液预习报告

化学教学论实验
——电解质溶液预习报告
学院：化学化工学院
班级：10级化教班
组：第八组
组员：王红梅（12010240089）
汪婷（12010240059）
魏琼（12010240076）
单晓燕（12010240088）
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Cu 2+ ，MnO 4-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==Cl 2↑(氧化反应) 阴极反应：2H + + 2e==H 2↑(还原反应)
总化学反应式：2NaCl+2H 2O==2NaOH+H 2↑+Cl 2↑
电解水的原理： 阴极：4H ﹢
+4e ﹣=2H 2↑ 阳极：4OH ﹣-4e ﹣=O 2↑+2H 2O 电解氯化铜溶液就是电解氯化铜本身:
阳极：2Cl --2e -==Cl 2↑ 阴极：Cu 2++2e -==Cu
总反应方程式为：CuCl 2 =Cu + Cl 2 ↑ 三、 实验准备
仪器和材料：自制H 形管（具支的滴定管）、小烧杯、U 形管、漏斗、量筒、尖嘴玻璃管、滴定管、直流稳压电源、铁架台及附件、铁钉电极、回形针电极、保险丝电极 弹簧夹、导线、碳棒电极、橡皮塞、橡皮管、托盘天平 小试管 玻璃棒 火柴 酒精灯
药品：稀盐酸、1:7的硫酸、1;10的硫酸、饱和硫酸铜溶液、饱和食盐水溶液、0.3%的高锰酸钾溶液、0.1%稀硫酸酸化的硝酸钾溶液、1mol/L 氯化铜溶液、酚酞试剂、淀粉碘化钾试纸、尿素。

电极制作：
将带孔针头穿过橡皮塞，把导线穿过针头后将针头抽出橡胶塞。

将导线与电极材料连接，电极与导线接头要用黑胶布裹严，否则会漏液，实验失败。

溶液配制：
1) 饱和CuSO 4溶液：查取所在温度下的溶解度，根据配制溶液体积计算出所需固体CuSO 4晶体质量（具体操作：量取一定量的蒸馏水于烧杯中，加入几滴稀硫酸酸化，向其中缓慢加入硫酸铜固体（含结晶水），边加边搅拌，直到不再溶解为止，即烧杯底部有少量晶体，一段时间段内晶体不再溶解，这时停止搅拌，静置，取其上清液）。

2) 饱和NaCl 溶液：方法同上。

3)0.3%KMnO 4溶液：具体操作：称取0.3 克的高锰酸钾 固体于一烧杯中，溶解，转移到100ml 中定容，摇匀即可。

4)0.1%KNO 3溶液：同0.3%KMnO 4
（5)1mol/L 氯化铜溶液：称取13.5克的氯化铜固体于烧杯中，加入滴有稀
3g KMnO4固体 x g KMnO4固 ------------- == --------------------- 100mL 溶液 所需溶液体积
盐酸的蒸馏水20ml，搅拌直到完全溶解，再转移到100ml容量瓶中，定容，摇匀即可。

6) 1%NaOH溶液:同上
7) 1：7 H2SO4溶液: V H2SO4：V H20 = 1:7（取7体积的蒸馏水于烧杯中，1体积的浓硫酸，将硫酸沿烧杯壁缓慢的加入到蒸馏水中，边加边搅拌，最后冷却到室温。

）
8)1：10H2S O4溶液:V H2S O4：V H20=1:10
9）淀粉碘化钾试纸制备：
称取3g可溶性淀粉+25ml水，搅匀至糊状，倾入225ml沸水，随时搅拌。

再加1gKI和Na2CO3·10H2O,搅拌至完全溶解，加水至500ml，冷却至室温。

将滤纸侵入溶液中，取出晾干。

（淀粉碘化钾试纸制备过程中应选择无其它气体污染的实验室中进行）
10）酚酞试液：准确称取0.0500克的固体酚酞于烧杯中，加入50ml95%乙醇溶解，再加入50ml蒸馏水混匀即可。

三、实验内容
实验名
称实验操作与步骤实验现象实验装置
图
注意事项
离子的移动1、取一只洁净的U形管，
向其中倒入含尿素的硫酸铜
溶液和高锰酸钾溶液。

该混合
液的配制方法是：在8mL饱
和硫酸铜溶液中，加入
3mL0.3%的高锰酸钾溶液，加
入2g尿素，后用滴管细心而
缓慢地向U形管的左右管中
轮流交替的加入用稀硫酸酸
化的0.1%的硝酸钾溶液，使
其高度各约为4cm左右。

2、在距离分界面1cm处插
入碳棒电极，接通电源，电压
调至25V, 10min后,观察U形
管中的现象。

阳极区有一层
紫红色溶液；而
阴极区有一层
淡淡的蓝色溶
液，碳棒上附有
一层少量红色
物质，而且碳棒
上有小气泡出
现。

1、要待尿素完全溶解之后再加入
到U形管中；
2、加入硝酸钾溶液要左右轮流交
替的加入保证两侧液面近乎一
致，
3、刚开始加入时要使硝酸钾沿U
形管壁缓慢流下，这样可以保证
液面清晰；
4、电极要能触及到电解质溶液，
电压为25V；
5、所用硝酸钾溶液浓度要小；
6、硫酸铜溶液易水解，配制硫酸
铜溶液时要酸化。

电解饱和食盐水1、在U形管中注入饱和食盐
水约50ml，分别插入铁钉，
碳棒做电极，铁钉与电源负极
相连，碳棒与电源正极相连，
电解前在阴极区滴入两滴酚
酞溶液，用于检验阴极区的产
物。

2、接通低压直流电源
20V，几分钟后，观察到阴极
区的溶液变为红色，用湿润的
淀粉碘化钾试纸检验阳极区
阴极区溶液立
刻变成粉红色，
阳极区支管口
放出的气体可
使湿润的淀粉
碘化钾试纸变
蓝。

注意不能将阴极和阳极的电极接
反了。

的气体，观察现象。

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。

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。

电解水电极（1）打开活塞和止水夹，从
漏斗注入1%氢氧化钠溶液于
H形管中，调节液面高度至
零刻度处，接通直流电源，调
节电压至12V并观察电解速
率。

通电约2—3分钟后，关
闭电源。

打开两管活塞，放出
产生的气体再调节液面高度
至零刻度处。

（2）重新开启电源调，进行
电解，并开始计时，10分钟
后关闭电源。

仔细观察阴阳两
极产生气体的情况。

记录两极
气体的体积，关闭止水夹，打
开活塞，用小试管收集阴极区
产生的气体，在酒精灯上点
燃，做爆鸣实验。

然后将带火
星的木条置于阳极尖嘴口处，
观察现象。

再在24V电压下
进行电解，操作步骤同上。

（3）换回形针做电极，分别
在12V与24V的电压下做对
比实验，步骤同上。

比较铁钉
与回形针作电极时电解速率
的快慢。

（4）分别用（1：10）与（1：
7）的硫酸作电解质溶液，保
险丝做电极，重复进行实验。

将实验结果记录于下表。

1.通入电压后，
电解反应现象
明显，电极表面
有大量气泡产
生，且电压为
24V时比电压为
12V时反应更为
剧烈。

2.用带火星的
木条检验阳极
区气体时，木条
复燃，说明阳极
区产生了氧气；
用小试管收集
阴极区产生的
气体，做爆鸣实
验，发出爆鸣
声，说明产生了
氢气。

1、装置时，注意将管壁有刻度
的一侧面向自己，这样便于读取
数据。

实验前，要在活塞处涂上
凡士林，切记在孔的两侧涂少许
就足够了，以免将孔堵塞而影响
实验的正常进行。

2、装好后，打
开水电解器两侧活塞，使其与大
气相通。

从漏斗处倒入溶液，尽
量使倒入的两溶液液面相平并且
在零刻度处。

3、塞好活塞后再通
电压。

4、产生的H2与O2在水中
有一定的溶解度，会影响实验结
果。

所以，记时前先接通电压电
解几分钟使产生的H2与O2在溶液
中达到饱和后，关闭电源，放出
气体再重新开启电压进行电解，
同时记下电解时间。

5、每次电解
前要将电极打磨6、切记阴、阳
两极不能互换。

电解材料电解质浓度电压
V 电解时间
min
V
H2
V
O2
V
H2/ O2
铁片NaOH 1% 12V 10 2.9 1.4 2.07
24V 6.8 3.3 2.06 回形针NaOH 1% 12V 10 2.6 1.2 2.17
24V 5.3 2.6 2.04
保险丝H
2SO
4
1:7
12V
10
6.2 2.7 2.3
24V 16.3 8.0 2.1
保险丝H
2SO
4
1:10
12V
10
5.2 2.4 2.2
24V 13.3 6.5 2.0。