电解饱和食盐水

电解饱和食盐水
⒈电解饱和食盐水的实验“奇观”
以铁钉作阴极、石墨棒为阳极,在U 型管中做电解饱和食盐水演示实验。

观察两极产生气泡,并用酚酞试液滴入阴极区变红,用湿润的KI —淀粉试纸放在阳极管口变蓝，实验结束后,将直流电源反接(在U 型管中插入的两极保持不变)于是出现以下四道奇观：
第一道奇观:铁钉变成了点“雪”魔棒。

阳极铁钉身上包满白
色絮状物,铁钉下端产生白色絮状沉淀缓缓下落,犹如下起鹅毛般大雪。

第二道奇观:当白色絮状物沉到管底部时,便形成翠绿色环状物,随着时间的推移,阳极区形成上端呈白色絮状,中部为白色和翠绿色交融状,底部呈翠绿色,犹如翡翠玉镯,令大自然羞涩。

第三道奇观:关闭电源后,阳极区沉淀继续下移,最终在U型管底部形成3～5 厘米长的翠绿色环状物。

(以上全过程约需20 分钟) 第四道奇观:将上述翠绿色环状物放置于安全处,第二天观
看,呈灰绿和翠绿相伴状。

原理分析:在原电解池中,铁钉作阴极,该区产生H2 和NaOH,使该区呈现碱性和还原性。

反接电源后,铁钉作阳极
电极反应:Fe - 2e - = Fe2 +
亚铁离子与原来产生的NaOH结合生成白色絮状的Fe (OH)2 ,由于该区上中部呈还原环境,Fe (OH) 2 絮状物可保持较长时间不变色。

而该区下半部食盐水中,仍含有极少量O2 ,Fe (OH)2和O2 反应、生
成翠绿色物质,经过一夜,由于空气中O2的溶解,使翠绿色的外表呈灰绿色。

⒉用铜作电极电解饱和食盐水
如图，试管里盛有约1P2 体积的饱和食盐水,剥开电话用的导线两端,露出一红一蓝塑料包裹的铜丝。

导线的一端伸入饱和食盐水中,另一端跟2 个1 号(或5 号) 干电池的两极相连接,电解饱和食盐水立即开始,可观察到的趣味现象如下:
(1) 液面下跟电池负极相连的铜丝(阴极) 变黑,同时伴有大量气泡(H2 ) 产生;跟电池正极相连的铜丝(阳极) 的色光泽(紫红色) 不变,只是铜丝由粗变细。

(2) 溶液导电开始的30 秒内,略显白色浑浊,然后开始呈现橙黄色浑浊,进而生成较多的橙黄色沉淀。

由于有大量的气泡外逸,不溶性的橙黄色沉淀实际是聚集在液面上。

(3) 当黄色沉淀聚集较多时,把沉淀物分在3 个小试管里分别做以下实验:
①滴入稀硫酸或稀盐酸,沉淀溶解成为蓝色溶液(Cu2 + ) 。

②滴入氨水,沉淀溶解成为近乎无色的溶液,过一会儿,溶液在空气中氧化成为蓝色、深蓝色、绛蓝色。

③加入浓氨氯化铵溶液,跟滴入氨水所产生的现象相似。

以上实验表明,用石墨作电极电解饱和食盐水跟用铜作电极电解饱和食盐水有着本质的不同。

用石墨做电极的电解反应可以用下列反应式表示:
用铜丝做电极电解的反应为:跟电池正极相连接的阳极(Cu) 要“溶解”,跟电池负极相连接的阴极(Cu)附近有大量橙红色CuOH、Cu2O 沉淀生成。

电极反应表示如下:
Cu2O 经H2 SO4 酸化发生歧化反应,生成Cu2+ 和Cu
Cu2O、CuOH 溶于氨水,形成稳定的无色络合物[Cu(NH3 ) 2 ] + , [Cu (NH3 ) 2 ] + 在空气中很快被氧化成深蓝色(绛蓝色) 的[Cu(NH3 ) 4 ]2 + :
Cu2O + 4NH3 ·H2O =2[Cu(NH3 ) 2 ] + (无色) + 2OH- + 3H2O
4[Cu(NH3 ) 2 ] + + 8NH3 ·H2O + O2 =4[Cu(NH3 ) 4 ]2+ (绛蓝色) +
4OH- + 6H2O
⒊自制简易饱和食盐水电解装置
⑴装置介绍
①取一芬达汽水瓶,根据注射器针筒的高度截去瓶口部分。

②在瓶底用铁钉烫两个小孔,以刚好插入铅笔芯和铁钉为宜,并用石蜡封住。

③取一硬纸板,并在上面钻两个孔,孔大小以固定注射器为宜,且与电极在同一垂线上。

④向汽水瓶中倒入饱和食盐水。

用一注射器吸取少量无色酚酞和一定量饱和食盐水,插入铁电极;另一注射器直接吸取等量溶液,插入石墨电极。

按图所示固定好。

⑤接上电源,观察现象。

⑥取出注射器,将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近装有黄绿色气体的注射器,观察现象;将另一支注射器中的气体推入洗涤剂中吹氢气泡。

⑵装置的优点
①现象明显,实验产物易于检验。

②材料易得,学生可亲自制作,亲身体验。

③装置耐用,无需尾气吸收装置,不腐蚀橡皮管。

⑶使用注意事项
①两电极应适当靠近,且保持两电极不松动,防止漏水。

②两电极以细长为好,以防止生成的气体堵塞注射器口部。

参考文献：
[1] 陈德善.“电解饱和食盐水演示实验”奇观[J]实验与创新思维,2004,(03) .
[2] 刘怀乐.蒯世定.电解饱和食盐水的趣味实验[J]教学仪器与实验,2002,(03) .
[3] 陆余平.自制简易饱和食盐水电解装置[J]教学仪器与实验,2007,(02) .。