利用微型实验仪器电解水实验报告

实验六微型技术电解水的实验探究

【实验目的】

（1）理解在不同电解质溶液环境中电解水的原理规律。

（2）探究微型实验仪器电解水过程中电极变化原因。

【实验设计】

（1）实验原理

水是由氢离子和氢氧根离子结合组成的，氢离子带正电，电解时向负极移动，在负极得电子形成氢气；氢氧根离子带负电向正极移动在正极失电子形成氧气和水。总的电极反应方程式如下：

2H

2

O电解

2H

2

↑＋O

2

↑

为了增加水的导电性，一般可以在电导水中加入氢氧化钠、硫酸钠溶液等强酸强碱盐溶液或者是强碱溶液。

（2）实验仪器与药品

多用滴管、井穴板、低压电源（9~20V）、大头针、酒精灯、烧杯、滴管架、肥皂水、去离子水、自来水、KNO3溶液、NaOH溶液

（3）实验装置图

（4）实验步骤

①配置溶液：

NaOH溶液：用钥匙取适量的NaOH于烧杯，加入适量的水，用玻璃棒搅拌日期 2013 年 5 月 22 日双周周三，下午成绩

使其溶解，备用；

KNO3溶液：用钥匙取适量的NaOH于烧杯，加入适量的水，用玻璃棒搅拌使其溶解，备用。

②在多用滴管中吸取自来水，插入两根大头针作为电极，连接低压电源，观察

现象；

③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放的肥皂水中，用火柴点燃吹起的肥皂泡，观察实验现象；

④实验一段时间后，观察电极（大头针）的变化，解释其变化原因，说明该如何解决问题。

⑤在多用滴管中换取去离子水、KNO3溶液和NaOH溶液，按照步骤②③④再进行实验，仔细观察实验现象并记录。

【实验记录】

（1）去离子水：观察到大头针上附着有少量气泡，其他无任何明显现象。

（2）自来水：滴瓶中有气泡生成，但无肥皂泡生成，滴瓶中溶液呈黄色，并出现红棕色悬浮物，大头针上附有红棕色物质。

（3）KNO3 ：滴瓶中有大量气泡生成，并迅速形成肥皂泡，用火柴点燃肥皂泡，听到响亮的爆鸣声。

（4）NaOH：滴瓶中迅速

产生大量气泡，并迅速形

成肥皂泡，用火柴点燃肥

皂泡，听到响亮的爆鸣声；

溶液发烫；大头针无变化。

【实验分析与讨论】

（1）去离子水

由于去离子水电解度小，水中可自由移动的离子数目非常少，因此电解速度很慢。所以在实验中只能看到少量的气体在两极生成。

（2）自来水

自来水由于含有一定量的杂质，所以与去离子水相比，自来水中可自由移动的离子数目相对较多，因此电解速度较快。所以在实验中能观察到有气体生成，但由于量较少，所以无法形成肥皂泡。溶液呈黄色原因是阳极发生反应：Fe – 2e- =Fe2+，亚铁离子不稳定，过一会被空气中的氧气氧化成铁离子，使得溶液呈黄色。阴极发生反应：2H+ + 2e- = H2，所以溶液中含有OH-，OH-与Fe3+反应生成红棕色的Fe(OH)3沉淀，所以溶液中出现红棕色物质。

（3）硝酸钾溶液

硝酸钾是强电解质，根据盐效应，增强了水的导电性，利于水的电解。所以在实验中可看到有大量的气泡产生，即生成了大量的氢气和氧气，由于两种气体混合，使得氢气不纯，所以点燃肥皂泡时，能听到响亮的爆鸣声。

（4）氢氧化钠溶液

氢氧化钠是强电解质，电离出大量的氢氧根离子，增大离子的迁移速率，所以迅速产生大量的气泡，由于反应迅速、激烈，所以能明显感受到溶液发烫。实验中生成了大量的氢气和氧气，由于两种气体混合，使得氢气不纯，所以点燃肥皂泡时，能听到响亮的爆鸣声。氢氧根浓度较高，所以优先于大头针（铁质）被氧化，所以溶液不会生成沉淀。