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化學電解水實驗,電解水的簡易裝置實驗

  • 化學
  • 2023-06-09
目錄
  • 電解水實驗的現象和結論
  • 電解水實驗過程
  • 電解水的簡易裝置實驗
  • 化學電解水實驗正負極圖
  • 初中化學電解水實驗現象

  • 電解水實驗的現象和結論

    根據電解時生成物的情況,電解可分以下幾種類型:

    1.電解水型:含氧酸、強堿、活潑金屬的含氧酸鹽溶液的電解;

    2.分解電解質型:無氧酸(如HC1)、不活潑金屬的無氧酸鹽(如CuCl2)溶液的電解;

    3.放氫生堿型:活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl、MgBr2等)溶液的電解;

    4.放氧生酸型:不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4、AgNO3等)溶液的電解.電解過程中的能量轉化(裝置特點)

    陰極:一定不參與反應 不一定惰性電極 陽極:不一定參與反應 也不一定是惰性電極

    發生電解反應的條件

    ①連接直流電源 ②陰陽電極 陰極:與電源負極相連為陰極 陽極:與電源正極相連為陽極 ③兩極處于電解質溶液或熔融電解質中 ④兩電極形帆蠢游成閉合回路

    電極反應

    電極反應 與電源的正極相連的電極稱為陽極.物質在陽極上失去電子,發生氧化反應.如上圖裝置中,Cl-在陽極上失去電子轉化為Cl2,陽極反應式:2Cl--2e=Cl2↑ 與電源的負極相連的電極成為陰極.物質在陰極上得到電子,發生還原反應.如上圖裝置中,Cu2+在陰極是得到電子轉化為Cu,陰極反應式:Cu2++2e=Cu

    電解結果

    在兩極上有新物質生成

    電解池電極反應方程式的書寫

    陽極:活潑金屬—電極極失電子(Au,Pt 除外);惰性電極—溶液中陰離子失電子 失電子能力:活潑金屬(Mg~Ag)>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根(NO3 ->SO4 2-)>F- 陰極:溶液中陽離子得電子 得電子能力:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+(即活潑型金屬順序表的逆向) 規律:鋁前(含鋁)離子不放電,氫(酸)后離子先放電,氫(酸)前鋁后的離子看條件

    四類電解型的電解規律

    ①電解水型(強堿,含氧酸,活潑金屬的含氧酸鹽),pH由溶液的酸堿性決定,溶液呈堿性則pH增大,溶液呈酸性則pH減小,溶液呈中性則pH不變.電解質溶液復原—加適量水 ②電解電解質型(無氧酸,不活潑金屬的無氧酸鹽,),無氧酸pH變大,不活潑金屬的無氧酸鹽PH不變.電解質溶液復原—加適量電解質. ③放氫生堿型(活潑金屬的無氧酸鹽),pH變大.電解質溶液復原—加陰離子相同的酸 ④放氧生酸型(不活潑金屬的含氧酸鹽),pH變小.電解質 溶液復原—加陽離子相同的堿或氧化物

    意義

    使在通常情況下不發生變化的物質發生氧化還原反應,得到所需的化工產品、進行電鍍以及冶煉活潑的金屬.在金屬的保護方面也有一定的用處.

    編輯本段電解原理的應用

    氯堿工業(電解飽和食鹽水)

    制取氯氣、氫氣、燒堿. 飽和食鹽水溶液中存在Na+和Cl-以及水電離產生的H+和OH-.其中氧化性H+>Na+,還原性Cl->OH-.所以H+和Cl-先放電(即發生還原或氧化反應). 陰極:2H+態銷2e—=H2↑ (還原反應) 陽極:2Cl-2e-=Cl2↑ (氧化反應) 總反應的化學方程式:2NaCl+2H2O=(等號上為通電)2NaOH+H2↑+Cl2↑ 用離子方程式表示:2Cl-+2H2O=(等號上為通電)2OH-+H2↑+Cl2↑.

    電鍍和電解精煉銅

    電鍍:應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或者合金的過程 條件:①鍍件做陰極②鍍層金屬做陽極③電鍍液中含鍍層金屬離子 電鍍時,把待鍍的金屬制品(即鍍件)作陰極,鍍層金屬作陽極,用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液. 陽極:Mn-e-=Mn+ 陰極:Mn++e-=Mn 這樣,在直流電的作用下,鍍層金屬就均勻地覆蓋到鍍件的表面. 同樣的道理,用純銅作陰極,用粗銅作陽極,用CuSO4溶液作電解液.通入直流電,作為陽極的粗銅逐漸溶解,在陰極上析出純銅,從而達到提純銅的目的.

    電解法冶煉金屬

    鈉、鈣、鎂、鋁等活潑金屬,很難用還原劑從它們的化合物中還原得到單質,因此必須通過電解熔融檔尺的化合物的方法得到.如電解熔融的氯化鈉可以得到金屬鈉: 陰極:2Na++2e-=2Na 陽極:2Cl――2e-=Cl2↑

    編輯本段電解時,物質在電極上的放電順序

    (1)陽極:與電源的正極相連. 當陽極的電極材料為金屬(Pt或Au除外)時,通電后作電極的金屬失去電子變成金屬離子,溶解到電解質溶液中. 當陽極的電極材料是惰性物質(如Au、Pt或石墨)時,通電后溶液中的陰離子在陽極上失去電子,當溶液中同時存在多種陰離子時,還原性強的離子先失去電子發生氧化反應.常見陰離子的還原性由強到弱的順序是:活性電極〉S2-> I- > Br-> Cl->OH->含氧酸根離子(如SO4 2-、NO3-等)>F-.Cl-和OH-在電解時的電極反應式分別是: 2Cl- ―2e-=Cl2↑ 4OH- ―4e-=2H2O+O2↑ 因為水電離能夠產生OH-,所以電解含氧酸鹽溶液時,在陽極上是OH-放電生成氧氣,而含氧酸根離子不發生變化.(當陽極為惰性金屬常用的為C 鉑 金 時 自身放電) (2)陰極:與電源的負極相連. 在陰極上發生還原反應的是溶液中的陽離子.當溶液中存在多種陽離子時,按金屬活動性順序,越不活潑的金屬,其陽離子的氧化性越強,越容易被還原.在水溶液中,鋁之前的金屬的陽離子不可能被還原.

    編輯本段酸、堿、鹽溶液電解規律

    (1)無氧酸是其本身的電解 (2)含氧酸是水的電解 (3)可溶性堿是水的電解 (4)活潑性金屬的含氧酸鹽也是水的電解 (5)活潑金屬的無氧鹽陰極析出氫氣并伴隨溶液顯堿性,陽極析出非金屬單質 (6)不活潑金屬的無氧鹽是該鹽的電解 (7)中等活動性金屬的含氧酸鹽陰極析出金屬,陽極得到氧氣同時酸性提高

    電解水實驗過程

    水電離產生氫離子和氫氧根離子盯瞎

    在外接電源作用下

    氫離子得電子生成氫氣

    氫氧根離子失電子生成水和氧氣

    合起來就是水生成氫氣和氧氣

    ——————————————

    高中化學中相關方程式如下:

    水的電離:H2O=可逆=H++慧卜OH-

    陰極:2H++2e-=H2↑

    陽極:2OH-+2e-=H2O+O2↑

    電池反應:2H2O凱碧空=2H2↑+O2↑

    電解水的簡易裝置實驗

    一、電解水實驗裝置

    水分子 H2O 氧分子 O2 氫分子 H2A試管里為氫氣,B試管里為氧氣。

    【為增強水的導電性,可在水中加入少量稀硫酸(H2SO4)或氫氧化鈉(NaOH)溶液】 裝置:水槽 試管 直流電 金屬電極 電源:通常為6-12V的直流電,稀硫酸(H2SO4)或氫氧化鈉(NaOH)的濃度濃電壓調低,稀就調高。

    二、實驗現象

    試管內有氣泡,吵脊罩與電源正(氧氣),負極(氫氣)相連的試管產生的氣體比值:1:2 ρO2=1.429g/mL , ρH2=0.089g/mL(其中氫,氧兩種分子數比值:2:1;氫氣,氧氣的質量比值:1:8) 有六個字簡單概括是:正氧一;負氫二。

    三、反應文字表達式

    水(通電)→氫氣+氧氣 H2O(通電)→H2↑+O2↑

    四、結論

    水由氫、氧兩種元素組成。 水(分子)中,氫、氧兩種元素的原子個數比為2:1。 水通電生成氫氣、氧氣。 正極產生的是氧氣,負極產生的是氫氣。 化學反應前后,元素種類不變。

    五、野辯如何驗證氫氣是純正的

    如用排氣法收集,則要用拇指堵住試管口一會兒,使試管內可能尚未熄滅的火焰熄滅,然后才能再收集氫氣(或另取一試管收集)。收集好后,用大拇指 堵住試管口移近火焰再移開,看是否有“噗”聲,直到升鬧試驗表明氫氣純凈為止。如果聽到尖銳的爆鳴聲,表明氫氣不純。這時需要重新收集和檢驗。

    六、如何區分兩種氣體

    能使帶火星的木條復燃則是氧氣,能燃燒的則是氫氣。

    化學電解水實驗正負極圖

    電解水實驗是一個測試水的組成的實驗。電解水實驗的現象:試管內有氣泡,與電源正極,負極相連的試管產生的氣體比值:1:2。電解水實驗的結論:水由氫和氧兩種元素組成。

    電解水實驗現象:試管內有氣泡,與電源正極(氧氣),負極(氫氣)相連的試管產生的氣體比值:1:2。

    但在一般情況下,氫氣與氧氣的體積比值一般大于2:1,原因有下面畢閉兩種:①氫氣和氧氣的溶解性的差別,氫氣難溶于水,氧氣不易溶于水仿祥(1L水30mL的氧氣)但一小部分氧氣溶于水,比值大于2:1。②電極氧化消耗了一部分氧氣。

    電解水實驗結論:水由氫、氧兩種元素組成。上述實驗中發生的化學反應屬于備數搏分解反應。有八個字簡單概括是:正氧負氫。氫二氧一。水(分子)中,氫、氧兩種元素的原子個數比為2:1,分子個數比2:1,體積比為2:1,質量之比為1:8。

    初中化學電解水實驗現象

    1、電解水實驗是一個測試水的組成的實驗。實驗現象為試管內有氣泡,與電源正極(氧氣),負極(氫氣)相連的試管產生的氣體比值為1:2(熟記口訣:氫二氧一,陽氧陰氫)。

    2、根據電解時生成物的情況,電解可分為電解水型、分解電解質型、放氫生堿型、放氧生酸型等幾種春清類型。水由氫、氧兩種元素組成。水通電生成氫氣、氧氣。正極產生的是氧氣,負極產生的是氫氣。化學反應前后,元素種類不變。在化學變化中,分子可分成原子,譽迅而原子不可分,可慶森此構成新的分子。

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