电解饱和食盐水的趣味实验

电解饱和食盐水的趣味实验

刘怀

乐蒯世定

(重庆市巴蜀中学 400013) (合肥市教委教研

室 230001)

教学仪器与实验 2002－3-41

按教材所述的方法一石墨电极电解饱和食盐水，学生已经没有多大的新新感了，如果用下述的方法---用铜作电极电解饱和食盐水．学生可以观察到许多有趣味现象。

如图，试管里盛有约1／2体积的饱和食盐水，剥开电话用的导线两端，露出—红一蓝塑料包裹的铜丝。导线的—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）液面下根电池负极相连的铜丝（阴极）变黑，同时伴有大量气泡（氢气）产生；跟电池正极相连的铜丝（阳极）的光泽（紫红色）不变，只是铜丝由粗变细。

（2）溶液导电开始的30 s 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。由于有大量的气体外逸，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：

2NaCl + 2H

2O =电解== 2NaOH（阴极区） + H

2

↑（阴极）+ Cl

2

↑（阳极）

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)附近有大量的橙红色CuOH、Cu

2

0沉淀生成。电极反应

表示如下：

在阳极： 2Cu – 2e- == 2Cu+ (氧化反应)

在阴极 2H

2O + 2e- == 2OH- + H

2

↑ (还原反应)

2Cu+ + 20H- === 2CuOH (橙黄)

2CuOH（橙黄) == Cu

2O(红色) + H

2

O

Cu

2O经H

2

S0

4

酸化发生歧化反应，生成 Cu2+和Cu。

Cu

2O + H

2

SO

4

=== CuSO

4

+ H

2

0 + Cu

Cu

2O、CuOH溶于氨水，形成稳定的无色络合物 [Cu(NH

3

)

2

]+，[Cu(NH

3

)

2

]+

在空气中很快被氧化成深蓝色（绛蓝色)的[Cu(NH

3)

4

]2+。

Cu

20 + 4NH

3

·H

2

O == 2[Cu(NH

3

)

2

]+(无色) + 2OH- + 3H

2

O

4[Cu(NH

3)

2

]+ + 8NH

3

·H

2

0 + O

2

===4[Cu（NH

3

）

4

]2+(绛蓝色) + 40H- + 6H

2