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化学电解水实验,电解水的简易装置实验

  • 化学
  • 2023-06-09
目录
  • 电解水实验的现象和结论
  • 电解水实验过程
  • 电解水的简易装置实验
  • 化学电解水实验正负极图
  • 初中化学电解水实验现象

  • 电解水实验的现象和结论

    根据电解时生成物的情况,电解可分以下几种类型:

    1.电解水型:含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐溶液的电解;

    2.分解电解质型:无氧酸(如HC1)、不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)溶液的电解;

    3.放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐(如NaCl、MgBr2等)溶液的电解;

    4.放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4、AgNO3等)溶液的电解.电解过程中的能量转化(装置特点)

    阴极:一定不参与反应 不一定惰性电极 阳极:不一定参与反应 也不一定是惰性电极

    发生电解反应的条件

    ①连接直流电源 ②阴阳电极 阴极:与电源负极相连为阴极 阳极:与电源正极相连为阳极 ③两极处于电解质溶液或熔融电解质中 ④两电极形帆蠢游成闭合回路

    电极反应

    电极反应 与电源的正极相连的电极称为阳极.物质在阳极上失去电子,发生氧化反应.如上图装置中,Cl-在阳极上失去电子转化为Cl2,阳极反应式:2Cl--2e=Cl2↑ 与电源的负极相连的电极成为阴极.物质在阴极上得到电子,发生还原反应.如上图装置中,Cu2+在阴极是得到电子转化为Cu,阴极反应式:Cu2++2e=Cu

    电解结果

    在两极上有新物质生成

    电解池电极反应方程式的书写

    阳极:活泼金属—电极极失电子(Au,Pt 除外);惰性电极—溶液中阴离子失电子 失电子能力:活泼金属(Mg~Ag)>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根(NO3 ->SO4 2-)>F- 阴极:溶液中阳离子得电子 得电子能力:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+(即活泼型金属顺序表的逆向) 规律:铝前(含铝)离子不放电,氢(酸)后离子先放电,氢(酸)前铝后的离子看条件

    四类电解型的电解规律

    ①电解水型(强碱,含氧酸,活泼金属的含氧酸盐),pH由溶液的酸碱性决定,溶液呈碱性则pH增大,溶液呈酸性则pH减小,溶液呈中性则pH不变.电解质溶液复原—加适量水 ②电解电解质型(无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐,),无氧酸pH变大,不活泼金属的无氧酸盐PH不变.电解质溶液复原—加适量电解质. ③放氢生碱型(活泼金属的无氧酸盐),pH变大.电解质溶液复原—加阴离子相同的酸 ④放氧生酸型(不活泼金属的含氧酸盐),pH变小.电解质 溶液复原—加阳离子相同的碱或氧化物

    意义

    使在通常情况下不发生变化的物质发生氧化还原反应,得到所需的化工产品、进行电镀以及冶炼活泼的金属.在金属的保护方面也有一定的用处.

    编辑本段电解原理的应用

    氯碱工业(电解饱和食盐水)

    制取氯气、氢气、烧碱. 饱和食盐水溶液中存在Na+和Cl-以及水电离产生的H+和OH-.其中氧化性H+>Na+,还原性Cl->OH-.所以H+和Cl-先放电(即发生还原或氧化反应). 阴极:2H+态销2e—=H2↑ (还原反应) 阳极:2Cl-2e-=Cl2↑ (氧化反应) 总反应的化学方程式:2NaCl+2H2O=(等号上为通电)2NaOH+H2↑+Cl2↑ 用离子方程式表示:2Cl-+2H2O=(等号上为通电)2OH-+H2↑+Cl2↑.

    电镀和电解精炼铜

    电镀:应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或者合金的过程 条件:①镀件做阴极②镀层金属做阳极③电镀液中含镀层金属离子 电镀时,把待镀的金属制品(即镀件)作阴极,镀层金属作阳极,用含有镀层金属离子的溶液作电镀液. 阳极:Mn-e-=Mn+ 阴极:Mn++e-=Mn 这样,在直流电的作用下,镀层金属就均匀地覆盖到镀件的表面. 同样的道理,用纯铜作阴极,用粗铜作阳极,用CuSO4溶液作电解液.通入直流电,作为阳极的粗铜逐渐溶解,在阴极上析出纯铜,从而达到提纯铜的目的.

    电解法冶炼金属

    钠、钙、镁、铝等活泼金属,很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质,因此必须通过电解熔融档尺的化合物的方法得到.如电解熔融的氯化钠可以得到金属钠: 阴极:2Na++2e-=2Na 阳极:2Cl――2e-=Cl2↑

    编辑本段电解时,物质在电极上的放电顺序

    (1)阳极:与电源的正极相连. 当阳极的电极材料为金属(Pt或Au除外)时,通电后作电极的金属失去电子变成金属离子,溶解到电解质溶液中. 当阳极的电极材料是惰性物质(如Au、Pt或石墨)时,通电后溶液中的阴离子在阳极上失去电子,当溶液中同时存在多种阴离子时,还原性强的离子先失去电子发生氧化反应.常见阴离子的还原性由强到弱的顺序是:活性电极〉S2-> I- > Br-> Cl->OH->含氧酸根离子(如SO4 2-、NO3-等)>F-.Cl-和OH-在电解时的电极反应式分别是: 2Cl- ―2e-=Cl2↑ 4OH- ―4e-=2H2O+O2↑ 因为水电离能够产生OH-,所以电解含氧酸盐溶液时,在阳极上是OH-放电生成氧气,而含氧酸根离子不发生变化.(当阳极为惰性金属常用的为C 铂 金 时 自身放电) (2)阴极:与电源的负极相连. 在阴极上发生还原反应的是溶液中的阳离子.当溶液中存在多种阳离子时,按金属活动性顺序,越不活泼的金属,其阳离子的氧化性越强,越容易被还原.在水溶液中,铝之前的金属的阳离子不可能被还原.

    编辑本段酸、碱、盐溶液电解规律

    (1)无氧酸是其本身的电解 (2)含氧酸是水的电解 (3)可溶性碱是水的电解 (4)活泼性金属的含氧酸盐也是水的电解 (5)活泼金属的无氧盐阴极析出氢气并伴随溶液显碱性,阳极析出非金属单质 (6)不活泼金属的无氧盐是该盐的电解 (7)中等活动性金属的含氧酸盐阴极析出金属,阳极得到氧气同时酸性提高

    电解水实验过程

    水电离产生氢离子和氢氧根离子盯瞎

    在外接电源作用下

    氢离子得电子生成氢气

    氢氧根离子失电子生成水和氧气

    合起来就是水生成氢气和氧气

    ——————————————

    高中化学中相关方程式如下:

    水的电离:H2O=可逆=H++慧卜OH-

    阴极:2H++2e-=H2↑

    阳极:2OH-+2e-=H2O+O2↑

    电池反应:2H2O凯碧空=2H2↑+O2↑

    电解水的简易装置实验

    一、电解水实验装置

    水分子 H2O 氧分子 O2 氢分子 H2A试管里为氢气,B试管里为氧气。

    【为增强水的导电性,可在水中加入少量稀硫酸(H2SO4)或氢氧化钠(NaOH)溶液】 装置:水槽 试管 直流电 金属电极 电源:通常为6-12V的直流电,稀硫酸(H2SO4)或氢氧化钠(NaOH)的浓度浓电压调低,稀就调高。

    二、实验现象

    试管内有气泡,吵脊罩与电源正(氧气),负极(氢气)相连的试管产生的气体比值:1:2 ρO2=1.429g/mL , ρH2=0.089g/mL(其中氢,氧两种分子数比值:2:1;氢气,氧气的质量比值:1:8) 有六个字简单概括是:正氧一;负氢二。

    三、反应文字表达式

    水(通电)→氢气+氧气 H2O(通电)→H2↑+O2↑

    四、结论

    水由氢、氧两种元素组成。 水(分子)中,氢、氧两种元素的原子个数比为2:1。 水通电生成氢气、氧气。 正极产生的是氧气,负极产生的是氢气。 化学反应前后,元素种类不变。

    五、野辩如何验证氢气是纯正的

    如用排气法收集,则要用拇指堵住试管口一会儿,使试管内可能尚未熄灭的火焰熄灭,然后才能再收集氢气(或另取一试管收集)。收集好后,用大拇指 堵住试管口移近火焰再移开,看是否有“噗”声,直到升闹试验表明氢气纯净为止。如果听到尖锐的爆鸣声,表明氢气不纯。这时需要重新收集和检验。

    六、如何区分两种气体

    能使带火星的木条复燃则是氧气,能燃烧的则是氢气。

    化学电解水实验正负极图

    电解水实验是一个测试水的组成的实验。电解水实验的现象:试管内有气泡,与电源正极,负极相连的试管产生的气体比值:1:2。电解水实验的结论:水由氢和氧两种元素组成。

    电解水实验现象:试管内有气泡,与电源正极(氧气),负极(氢气)相连的试管产生的气体比值:1:2。

    但在一般情况下,氢气与氧气的体积比值一般大于2:1,原因有下面毕闭两种:①氢气和氧气的溶解性的差别,氢气难溶于水,氧气不易溶于水仿祥(1L水30mL的氧气)但一小部分氧气溶于水,比值大于2:1。②电极氧化消耗了一部分氧气。

    电解水实验结论:水由氢、氧两种元素组成。上述实验中发生的化学反应属于备数搏分解反应。有八个字简单概括是:正氧负氢。氢二氧一。水(分子)中,氢、氧两种元素的原子个数比为2:1,分子个数比2:1,体积比为2:1,质量之比为1:8。

    初中化学电解水实验现象

    1、电解水实验是一个测试水的组成的实验。实验现象为试管内有气泡,与电源正极(氧气),负极(氢气)相连的试管产生的气体比值为1:2(熟记口诀:氢二氧一,阳氧阴氢)。

    2、根据电解时生成物的情况,电解可分为电解水型、分解电解质型、放氢生碱型、放氧生酸型等几种春清类型。水由氢、氧两种元素组成。水通电生成氢气、氧气。正极产生的是氧气,负极产生的是氢气。化学反应前后,元素种类不变。在化学变化中,分子可分成原子,誉迅而原子不可分,可庆森此构成新的分子。

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