手持技术及微型实验

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1、实验六新型实验技术的应用实验6-1利用微型实验仪器电解水实验设计周四下午小组成员：吴健华（20102401046）刘启梧（20102401144）陈汉翔（20102401132）布瑞昌（20102401023）【实验目的】1.理解在不同电解质溶液环境中电解水的原理规律。2.探究微型实验仪器电解水过程中电极变化原因。3.通过微型实验操作，体会新型的课堂教学及实验理念。【实验原理】微型化学实验，是指以尽可能少的化学试剂在微型化学仪器装置中进行实验来获取化学信息的实验方法与技术。微型化学实验具有“实验仪

2、器微型化”和“试剂用量节约化”两个基本特征，具有环保、安全、反应时间短、节省开支等优点。微型化学实验有利于激发学生学习化学的兴趣，培养学生的动手能力及观察能力，并有利于促进学生的创造性思维能力与探究能力，而且能培养学生的环保意识和绿色化学观念。本次实验利用大头针作为电极来电解水，并加入稀硫酸，氢氧化钠，硫酸钠等电解质进行实验，其原理实际上也是电解水的原理，因在溶液中放电的离子仍是H+、OH-。则电极不参与反应时电解水的电极反应方程式如下：在酸性溶液中，阴极反应：2H++2e-→H2↑阳极反应：2H

3、2O→O2↑+4H++4e-若在碱性溶液中，阴极反应：2H2O+2e-→2OH-+H2↑阳极反应：4OH-→2H2O+O2↑+4e-由于大头针是铁质的，若大头针外部的镀层破损，电极变成铁电极，则阳极反应变为：Fe→Fe2++2e-而在碱性或者中性条件下，亚铁离子不稳定，于是发生：Fe2++2OH-→Fe（OH）24Fe(OH）2+2H2O+O2→4Fe(OH）3↓【实验仪器与试剂】仪器：多用滴管、井穴板、低压电源（9V—20V）、大头针（表面镀镍）、肥皂水、火柴等试剂：纯水、Na2SO4溶液、Na

4、OH溶液、稀H2SO4溶液【实验装置】【实验步骤】②多用滴管中吸取纯水，插入两根大头针作为电极，连接低压电源，观察现象；②在多用滴管中换取Na2SO4溶液（盐）、NaOH溶液（碱）及稀硫酸（酸）或其它弱酸强碱盐溶液或强碱溶液，接通电源，观察现象并比较现象；③当多用滴管中产生较多气泡时，将滴管尖嘴插入井穴板中盛放的肥皂水中，用火柴点燃吹起的肥皂泡，观察实验现象；④实验一段时间后，观察电极（大头针）的变化，解释其变化原因，说明该如何解决问题。【实验记录及现象分析】电解溶液实验现象实验解释电极溶液肥皂泡

5、纯水实验初始时，两极都有微小的气泡生成，随着反应的进行阴极附近的溶液变成浅绿色，后逐渐变成浅黄色.由导气管所吹出的肥皂泡较少，将其点燃后没有明显的爆鸣声。由于纯水中可自由移动的离子数量少，则电解纯水的速率很慢。因此观察到在电极上所产生的气泡很小，且点燃肥皂泡没有明显的爆鸣声。电解溶液时，溶液变为浅绿色说明大头针的铁放电溶解，生成亚铁离子而显浅绿色，后因亚铁离子被氧化变为浅黄色硫酸钠Na2SO4阴、阳两极都有气泡生成，且其生成气泡的速度比电解纯水快无色溶液变为浅绿色后变为浅黄色由导气管所吹出的肥皂泡

6、较多，点燃时有较尖锐的爆鸣声。加入的Na2SO4是强电解质，增加了水的导电性，有利于水的电解，因此在实验中可以观察到其放出气泡的速度较纯水快。点燃肥皂泡时，发生较尖锐的爆鸣声。同理电解时由于大头针的铁放电溶解，生成亚铁离子而显浅绿色，后因亚铁离子被氧化变为浅黄色氢氧化钠NaOH在两极上大量快速产生气泡，伴有明显的发热现象，放出气泡的速率比纯水及加入硫酸钠快溶液由无色变成绿色，且在阴极上生成红褐色的沉淀产生的肥皂泡量很多，点燃时有尖锐的爆鸣声。加入的NaOH为强电解质，大大增加了水的导电性，使得电解

7、水的速率加快，在两极产生大量气泡，且伴有热量放出，点燃肥皂泡时有尖锐的爆鸣声，说明生成的氢气较多。而因大头针的铁放电溶解，在碱性溶液中生成氢氧化亚铁后氧化为氢氧化铁为红褐色沉淀稀硫酸H2SO4在两极上快速产生气泡，伴有热放出，产生气泡的速率与碱差不多，较纯水与盐溶液快溶液由无色变成绿色产生的肥皂泡量很多，点燃时有尖锐的爆鸣声。加入的稀硫酸为强电解质，增加了水的导电性，加快电解水速率，在两极产生大量气泡，且伴有热量放出，点燃肥皂泡时有尖锐的爆鸣声。而因大头针的铁放电，且在酸性溶液中溶解为亚铁离子，为

8、绿色溶液【实验结果及讨论】本次实验探究了不同电解质对水的电解速率的影响。而电解质分别选取了具有代表性的酸、碱、盐，即H2SO4、NaOH、Na2SO4。通过对实验现象的分析，我们总结了以下几点：1.电解去离子水，由于其中可自由移动的离子数量少，因此电解速率非常慢，短时间内很难看到明显的气泡生成。2.加入稀硫酸、硫酸钠、氢氧化钠等强电解质溶液，溶液导电性大大增强，电解速率有明显的加快，电解现象十分明显。加入稀硫酸后的电解速度和加入氢氧化钠的电解速率相差不大，但要比加入硫酸钠的电解速率