饱和氯化钠溶液的电解

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1、饱和氯化钠溶液的电解陈妙（2009级4班第二实验小组，13991931585）一、实验目的1.巩固、加深对电解原理的理解；2.掌握工业上利用电解饱和食盐水制取烧碱和氯气的原理。3.掌握演示电解饱和食盐水的实验操作技能；4.初步掌握这两个实验的讲解方法。二、实验原理   　1.反应原理：在食盐水里存在着Na＋、H＋和Clˉ、OHˉ，当接通直流电源后，Clˉ、OHˉ移向阳极，Na＋、H＋移向阴极。根据常见阴离子失去电子次序，可知阳极Cl－较易失电子，失去电子生成Cl2；根据金属活动顺序表，可知阴极H＋较易得电子，得

2、到电子生成H2，所以在阴极附近水的电离平衡被破坏，溶液里的OHˉ数目相对增多，溶液显碱性。由以上分析，可知电解饱和NaCl溶液的反应有：阳极（石墨电极）反应：阴极（铁电极）反应：  总反应：2.检验原理：阳极产物检验：用湿润的淀粉KI试纸检验生成的Cl2，反应方程式为：,反应生成的I2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。阴极产物检验：用点燃的方法检验H2，火焰为淡蓝色；用酚酞试液检验生成的OH-，溶液呈红色。三、主要仪器、材料与药品直流低压电源、具支U形管、石墨电极、铁电极、导线、烧杯、玻璃棒、酚酞试液、淀粉KI试纸、

3、NaCl饱和溶液四、实验操作和步骤  1.检查装置气密性将具支U形管倒插入水槽中，用手握住其上部一会，若有气泡冒出，说明其气密性良好。2.向具支U形管中滴加饱和NaCl溶液至支管以下约2cm处，并从两管口各滴加2滴酚酞试液，装上铁阴极和石墨阳极连接导线与直流低压电源；  3.连接导线与低压直流电源，调节电压为12V，打开电源，开始反应。4.实验现象可观察到电极附近有大量气泡产生。在阴极区，溶液变红，在阳极区上方，放出的气体有刺激性气味，用润湿的KI淀粉试纸试之，变蓝。反应方程式：阳极（石墨电极）反应：阴极（铁电

4、极）反应：  总反应：检验氯气反应：实验装置如下图所示：图一电解饱和NaCl水溶液装置五、注意事项 1.电解用饱和NaCl溶液在使用前一定要精制，这样可除去其中的Ca2+、Mg2+，以避免在阴极附近出现白色混浊现象。方法是：给盛有36gNaCl的烧杯中加入蒸馏水，边加热边搅拌，制成饱和溶液。待稍冷却，滴入2滴酚酞试液，再注入含有NaOH和Na2CO3各2g的混合溶液至碱性。静置数小时，待沉淀形成后过滤，将滤液加热至沸腾，稍冷后滴加盐酸至酚酞刚好变为无色为止（本次实验所使用饱和NaCl溶液已预先精制）。2.在滴入

5、酚酞之前，注意向具支U形管中滴加的饱和NaCl溶液是在支管以下约2cm处，如果太多，会给后续反应造成不必要的影响。3.在滴入酚酞的溶液表面有时会出现一层白色胶体，这是由于酚酞在饱和溶液中溶解度变小之故。4.根据红正黑负的一般规则，一定注意将铁电极连在电源的负极。否则会造成铁电极融解。5.阴极是铁而不是惰性电极的原因，是为了突出金属不能做阳极。6.检验阳极产生的Cl2时，不要直接手持淀粉KI试纸，以免与Cl2直接接触，可以借助镊子或玻璃棒。检验时间不宜过长，否则会看到蓝色褪去，因为Cl2可以和生成的I2进一步反应

6、。反应方程式：。六、文献综述1.题目：《电解饱和食盐水的实验改进》（1）作者：王良民（2）实验内容：作者指出，在新课程苏教版化学一“氯气的生产原理”实验教学中，由于电解产生的氢气量少，导致用爆鸣实验来检验氢气很难成功，并且用淀粉KI试纸检验氯气的操作也不好进行。基于化学演示实验常见易得、操作简单、现象明显的原则，作者进行了如下改进：①用2B铅笔芯代替石墨电极。②阳极支管处增设干燥管。③采用吹肥皂泡的方法检验氢气。原装置与改进后的装置对比图如下所示：（3）实验评价：优点：采用2B铅笔芯代替石墨电极，减少电极的体积

7、和表面积，可以有效减少石墨电极对氯气的吸附，同时可以减少石墨电极对观察黄绿色氯气的颜色的干扰。同时增加了电极长度，可以减小两极间的距离及电解质电阻，可以加速反应进行，提高电解效率；检验氯气在密闭条件下，可以有效减少氯气对环境的污染，更加环保、安全；用点燃肥皂泡的方法检验氢气，效果显著，操作安全方便，同时增加了趣味性。总之，改进后的装置简单合理，安全环保，操作方便。不足：电解时，铅笔芯发热，电解时间稍长，铅笔芯易断。2.题目：《化学非预设性课堂初探——学生实验“电解饱和食盐水”》（1）作者：王赛萍（2）文献内容：

8、作者所报告的课堂改变以教为主的预设性策略，采用以学为主的非预设性策略进行教学。主要解决了学生在课堂上随机提出的以下问题：①用湿润碘化钾淀粉试纸检验时,开始也看到蓝色，但是后来蓝色消失了。②发现变红的溶液后又褪为无色,这是怎么回事？③不小心把电源和电极接反了而造成的奇怪的实验现象。同时作者还进行了课堂反思。（3）评价：非预设性课堂的教学设计往往在课堂教学中生成，随着教学活动的展开，教师、