电解原理演示
电解水实验演示
第六组： 电解水
实验教学研究：
九年级化学上《探究水的组成》一节是通过水 的电解实验的事实，分析推导水是由氢元素和氧 元素组成及其化学式，从而认识科学客观世界的 科学过程与方法。 电解水实验是初中化学教学中的一个重要演示 实验，也是中学化学实验教学研究中一个训练学 生分析问题、解决问题能力的重要实验。成功地 演示此实验，才能给学生学习水的组成提供直观 的感性认识，从而揭开水的秘密，确证水的组成。
实验用品：
仪器与试剂： 霍夫曼水电解器、电极（铂、 铅、铁等） 试管、铁夹、酒精灯、火柴、 低压直流 电源、10%硫酸溶液、
实验过程：
首先、将测气管的活塞薄薄的涂上一 层凡士林油，将测气管刷干净后固定在 电解器架上或滴定管架上，如图所示
检查气密性：从漏斗中加入一定量的 水，记下测气管中（或漏斗中）的液面 位置，关上导气活塞。继续加一些水， 静置几分钟，观察液面位置有无变化， 若没有变化，则说明电解器气密性良好。 然后打开电解器下口塞将水排出。
实验现象：
电极上均有气泡产生。阴阳 极气体比接近2:1 阳极生成的气体使余烬火柴 复燃，证明是氧气。 阴极气体点燃有爆鸣声，证明 是氢气。
注意事项：
为保证正确读取电解产生的气体体积： 1、要将两个测气管的内壁洗干净，以防电 解出的气体附着在管壁上；
2、加入电解液后应注意检查并赶走连接两 测气管橡皮管处的空气泡； 3、电解结束时，可用手指轻敲测气管，以 使附着在电极表面和管壁上的气泡脱离。
参考文献：
电解原理应用(共25张PPT)
２、活泼金属的制备
能否用置换反应来制备单质铝？为什么？
Al
熔融的AL2O3
石墨 阳极： 2O2——4e— == O2↑
阴极： Al3++ 3e— == Al
总反应方程式：
通电
2Al2O3
==
熔融
4Al + 3O2↑
MgCl2 2NaCl
通电
== Mg + Cl2 ↑
熔融
通电 == 2Na + Cl2 ↑
2NaCl == 2Na + Cl2 ↑ Na+、 Ba2+、 Ca2+ 、 Cl- 、 OH-
Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型
2Cl- -2e- = Cl2↑ 以石墨为电极，电解NaCl水溶液，两极上又分别发生什么变化？ 成次氯酸钠影响氢氧化钠的 以石墨为电极，电解熔融的NaCl，两极上分别发生什么变化？
金属腐蚀的快慢程度：
第24页，共25页。
第25页，共25页。
电解原理应用
第二节 氯碱工业
第1页，共25页。
复习: 当用石墨做电极，电解不同的
电解质时有什么规律？
第2页，共25页。
S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-
Ⅰ
Ⅱ
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg
2+>Na+
Ⅲ
Ⅳ
Ⅱ与Ⅳ区：电解水型 Ⅰ与Ⅲ区：电解电解质型
（少量）、Cu2+、H+（少量）
实验六水.饱和食盐水的电解食盐电解
实验六水.饱和食盐水的电解食盐电解班级：化学二班学号：41107074 姓名：曹文婧实验六水、沼泽化氯化钠水溶液的电解一、目的和要求1、掌握演示电解水和电解饱和食盐水实验操作技能；2、初步熟练掌握这个两个实验的讲解方法；3、探索、设计电解水器的待用装置；二、实验原理水的电解：阳极反应：2H+ + 2e-→ H2↑阴极反应：4OH- - 4e-→ 2H2O + O2↑总反应：2H2O === H2↑ + O2↑饱和氢氧化钾溶液的电解：(1) 正接：阴极（Fe）：2H+ + 2e-→ H2↑阳极（C）：2Cl- - 2e-→ Cl2↑总反应：2NaCl + 2H2O === 2NaOH + H2↑ + Cl2↑(2) 反接（不换液）阴极（C）：2H+ + 2e-→ H2↑阳极（Fe）：Fe - 2e-→ Fe2+→ Fe（OH）2→Fe（OH）3总反应：Fe + 2H2O === H2 ↑+ Fe（OH）2↓(3) 直接反接（更换NaCl溶液）阴极（C）：2H+ + 2e-→ H2↑阳极（Fe）：Fe - 2e-→ Fe2+总反应：Fe + 2H+ === H2 + Fe2+三、主要仪器、材料和药品霍夫曼电解水器、直流低压电源、具支U形管、带刻度试管、石墨电极、铁电极、导线、石蜡、线香固体NaOH、酚酞试剂、淀粉KI试纸、氯化钠溶液四、实验内容1、用霍夫曼电解水仪电解水打开霍夫曼离子水器(如下图)上部两个旋钮，由贮液器加5%的NaOH溶液到刻度中最高刻度处，赶尽气泡后关闭旋钮，连接起来导线与直流低压电源。
接通电源，恒定电压为最大时，可看到刻度管内有大量气泡，约10min，可看到阴极产生的气体的体积为阳极的2倍。
打开阴极旋钮，直接在尖嘴处点燃，燃烧产生淡蓝色水晶，证明是H2。
再打开阳极旋钮，在尖嘴处用带火星的线香，线香复燃，说明是O2。
氢气燃烧：氧气使带火星的线香捷伊：2、饱和NaCl溶液的电解如下图，向具支U形管中滴加饱和NaCl混合物至支管以下约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。
电解质及其电离PPT教学课件
2.电解池:借助于电流引起氧化还原反应的装置， 即把 电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽
3.电极名称和电极反应 与电源负极相连的电极叫阴极，阴极上发生还原反应。 与电源正极相连的电极叫阳极，阳极上发生氧化反应。
4. 电极的判断
（4）在上述电解反应中，被氧化的物质是＿C＿uC＿l2＿， 被还原的物质是＿＿＿C＿uC。l2
（5）比较电解饱和氯化钠溶液与电解饱和氯化铜溶液，
有什么不同？为什么？ 因参与电解的微粒不同。
构成电解池有什么条件？
构成条件: ➢与外加电源相连的两个电极 ➢有电解质溶液 ➢形成闭合回路
一.电解原理及电解池
电解质------碱的电离
(2)用电离方程式表示NaOH 、 KOH和Ba(OH)2的电离： ①NaOH == Na+ + OH— ②Ba(OH)2 == Ba2+ + 2OH—
结论
碱的定义： 电离时，生成的阴离子全部是OH-的化合物
(二)、电解质的电离
电解质------盐的电离
(3)用电离方程式表Na2SO4和BaCl2、(NH4)2CO3的电离： ① Na2SO4 ==2Na+ + SO42— ② BaCl2 ==Ba2+ + 2Cl— ③ (NH4)2CO3 ==2NH4+ + CO32—
【质疑】:固体氯化钠不导电,而氯化钠溶液和熔融态的氯化钠都有导电 能力是什么原因? 课本P41图 2-2-5
结论
电解质的导电是 需要(填“需要”或“不需要”)条件的
(二)、电解质的电离
1、电离定义： 电解质溶解于水(在水分子的作用下)或受热熔化(在热能作用 下)时,离解成能够自由移动的离子的过程称为电离
电解水-霍夫曼电解器
一、电解水电解水之一[原理]电解水就是通电使水分解成氢气与氧气的实验，为了增加水的导电性一般使用氢氧化钠或硫酸溶液，简单分述如下。
（一）以氢氧化钠溶液为电解液当电流通过时溶液中的H +和Na +离子都移向阴极，但因为Na +离子获得电子的倾向小，故在阴极上析出的是氢气而不是钠。
在阳极上，OH -离子放电析出氧气。
（二）以硫酸溶液为电解液，通电时，溶液中离子与离SO OH 42--子都移向阳极，由于离子的电位较高，因而离子先放电在阳SO OH 42--极上析出氧气。
故电解化学方程式应写成，22222H O H O 电解↑↑+[用品]霍夫曼电解器、15%硫酸溶液、木条、火柴、直流电源[操作]1．霍夫曼电解器实验装置如图(A)所示。
2．检查水电解器各部件，要求玻璃活塞不漏气，装电极的橡皮塞不漏液。
3．打开活塞，从球形漏斗中加入用蒸馏水配制的15%硫酸，使整个管子充满溶液没有气泡，关闭活塞。
4．接上12～18V 直流电源，两根电极上就有气泡产生。
2～3min 后停止通电，阴极生成气体的体积大约是阳极生成气体体积的两倍。
5．检验阴极生成的氢气。
取一纸条，放在点燃的氢气焰上，从纸条燃烧可以说明氢气在燃烧。
检验阳极生成的氧气，它能使带火星的木条复燃。
[备注]如果没有霍夫曼电解器，可以用两支酸式滴定管、T 形管、橡皮管、漏斗自制，如图(B)所示。
电极用电热丝（镍铬丝）制成。
电解液用15%的硫酸溶液。
图(B)[备注]（一）、成败关键本实验只要电路接通就有气体产生，但要获得接近理论比例的氢气和氧气，并不是很容易的，主要起作用的因素很多，兹提出以下几个方面。
1．电解液的选用，与电极材料必须适应。
2．电极材料的选择。
（二）、说明1．电解液的浓度不可太稀，用硫酸或氢氧化钠其溶液浓度均要达10%以上。
2．电解液与电极材料要配套，一般使用氢氧化钠溶液时电极可以用曲别针和钢笔尖或镍板。
使用硫酸时电极应使用保险丝。
对电解速率、气体比例似乎都有影响。
电解原理及其应用 新高考化学 考点详细分析 深入讲解 提升解题能力 化学高考必看 最新版
中性的pH不变;②电解过程中,无H2和O2产生,pH几乎不变;③电解过程 中,只产生H2,溶液中OH-浓度增大,pH变大;④电解过程中,只产生O2,溶 液中H+浓度增大,pH变小。
解题能力提升
命题角度3 “活泼阳极”电解池电解产物的判断 示例3 [2017全国卷Ⅱ,11,6分]用电解氧化法可以在铝制品表面形成 致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。 下列叙述错误的是 A.待加工铝质工件为阳极 B.可选用不锈钢网作为阴极 C.阴极的电极反应式为Al3++3e- Al D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
必备知识通关
2.惰性电极电解电解质溶液的规律
必备知识通关
深度学习·分析解释 电解后电解质溶液的恢复 解决电解质溶液恢复原状的问题,应遵循“缺什么加什么,缺多少加多少” 的原则。一般加入由阴极产物所含元素与阳极产物所含元素组成的化合 物。如用惰性电极电解CuSO4溶液(不考虑电解水),要恢复电解质溶液,可 向电解后的溶液中加入CuO。但不能加入Cu(OH)2,因Cu(OH)2能与生成 的H2SO4反应使溶液中水的量增加。加入物质的物质的量需根据电路中 的得失电子守恒进行计算。
反应式为2H++2e-
H2↑,选项C错误。电解时,电解池中的阴离子向阳
极移动,选项D正确。
答案 C
解题能力提升
考法归纳·迁移创新
“活泼阳极”产物的判断
用金属活动性顺序表中Ag或Ag以前的金属(如Cu、Fe、Al等)作电解池
电解反应的反应原理
电解反应的反应原理电解反应是指在电解质溶液中，通过外加电压，使正负电荷离子在电场力作用下向电极移动，从而在电极上发生氧化还原反应的过程。
电解反应是电化学的重要基础，也是许多工业生产和实验室研究中不可或缺的一部分。
在电解反应中，正极发生还原反应，负极发生氧化反应。
在电解质溶液中，正离子向负极移动，负离子向正极移动。
正极上发生还原反应，负极上发生氧化反应。
电解反应的反应原理可以用下面的实验来说明，将两个电极（通常是铂电极）插入电解质溶液中，然后加上外加电压。
在外加电压的作用下，电解质溶液中的离子开始向电极移动。
正极上的离子接受电子，发生还原反应；负极上的离子失去电子，发生氧化反应。
这样，电解质溶液中的离子就发生了氧化还原反应。
电解反应的反应原理可以用化学方程式来表示。
以电解水为例，电解水的化学方程式为：2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)。
在这个化学方程式中，电解水在外加电压的作用下，发生了氧化还原反应，最终生成了氢气和氧气。
除了电解水，许多其他物质也可以发生电解反应。
例如，氯化钠在电解质溶液中可以发生以下反应：2NaCl(l) → 2Na(s) + Cl2(g)。
这个反应是工业上生产氯气和金属钠的重要方法之一。
在实际应用中，电解反应被广泛应用于金属的电镀、电解制氢、电解制氧、电解制氯等工业生产过程中。
此外，电解反应也在实验室研究中发挥着重要作用，例如用电解法制备金属、制备氧气、氢气等。
总之，电解反应是通过外加电压使电解质溶液中的离子发生氧化还原反应的过程。
电解反应的反应原理可以用化学方程式来表示，也可以通过实验来加以证实。
电解反应在工业生产和实验室研究中具有重要的应用价值，对于推动化学工业的发展和促进科学研究具有重要意义。
电解水实验的准备和演示
电解水实验的准备和演示电解水实验是高中化学实验课的一部分，或许是最具有趣味性的实验之一。
它是通过电解将水分解成氧气和氢气的过程，让学生亲身体验到电解现象和反应的实际效果。
实验仪器和材料：1. 电解池2. 塞有氧化铜的碗3. 12V 电源与电线4. 水5. 导线实验的步骤：1. 在电解池内加入足够的水，水面要稍高于电解池。
2. 向电池的两个极（阳极和阴极）分别连接电线。
3. 将两个电线的另一端分别插入到盛有水的碗中。
4. 将电解池的两个电极分别放到碗中，并观察水的变化。
实验现象及分析：当电流通过水中时，水分子会被分解成氢气和氧气。
电解池的负极（阴极）会吸引环绕在水分子中的正离子，并将其还原为氢气的分子，即H2。
电解池的正极（阳极）则会吸引阴离子，并将其氧化为氧气的分子，即O2。
水分子的分解所需的能量来自于通过电解池的直流电源。
实验注意事项：1. 实验人员进行实验时要保持充分的注意力，并在操作时小心谨慎。
要避免任何形式的身体接触，以免发生电击或火灾等危险。
2. 氧化铜在被电解的过程中会产生黑色物质，要及时清理。
3. 实验室中应当保证足够的通风条件，以免大量的氧气和氢气积聚在实验室空间内，产生爆炸或火灾的风险。
总结：电解水实验是高中化学课程中最具有趣味性的实验之一。
它通过电解将水分解成氧气和氢气的过程，让学生亲身体验到电解现象和反应的实际效果。
在进行实验的过程中，要确保实验人员的身体安全，并且要在通风良好的实验环境中进行。
这项实验是化学教育中的重要内容，可以帮助学生更好地了解化学原理。
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电解原理演示—电解氯化铜溶液
[原理]
氯化铜水溶液中存在着以下的电离。
CuCl2=Cu2++2Cl-
当通直流电时，带正电荷的Cu2+离子游向阴极、带负电荷的Cl-离子游向阳极，于是在两极上发生了如下电极反应。
阴极Cu2++2e=Cu
阳极2Cl--2e=2Cl 2Cl=Cl2↑
在阴极板上铜被还原，可看到红色的铜析出，在阳极板上，氯发生氧化反应，析出了氯气，可以嗅到特有的气味。
[用品]
氯化铜溶液、淀粉碘化钾试纸、盐酸
U形管、石墨电极、导线、直流电源、烧杯、玻璃棒、铁架台、铁夹
[操作]
1．在烧杯里溶解氯化铜晶体，加少量盐酸酸化。
2．将配好的电解液转移到U形管中，使充满U形管的2/3容积，使两臂管上面各空2cm左右。
3．将U形管固定在铁架台的铁夹上。
4．将两支石墨电极放入U形管两臂管中。
5．连接电路，接通直流电源，电压在12到24V之间为宜。
6．观察两极发生的现象：
(1)阳极有气泡，以润湿的淀粉碘化钾试纸检验，可见到试纸变蓝。
(2)阴极棒上有铜析出，可看到红色的铜附在石墨四周。
[备注]
1．电压不能过小：12V以上；
2．电极距不可过大；
3．电解液氯化铜的浓度应在20%左右。
做到以上三方面则实验成功率很高，现象也很明显。
4．U形管进行上面的实验有一个先天性缺点，就是电极距偏大。
电解氯化铜溶液实验中应注意的问题
（1）绿化铜溶液以呈亮绿色为宜（约为25%）。
如果浓度太大，通电后阴极区溶液往往出现黑色，这是由于被还原出来的微小铜粒没有沉积在碳棒上而是悬浮在溶液里的缘故。
（2）建议用小烧杯代替U行管作实验，这样演示时间可以缩短，而且两极的现象明显。
将两根石墨棒平行插入盛氯化铜的小烧杯里，相距2~3cm，通电1min 后，阳极就有气泡逸出。
3min后取出阴极，便可看到阴极上覆盖着的红色的铜。
如果用U行管，铜往往只沉积在阴极碳棒末端一小部分面积里。
（3）阳极碳棒的下端磨得稍尖一点，便于气体逸出。
（4）湿润的碘化钾淀粉试纸显蓝色后就应拿开，不宜通气太久，否则由于Cl2继续与碘作用，反而使蓝色消失(5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl).
（5）用6~12V低压直流电源或四个铅蓄电池串联起来使用。
如果实验在U形管中进行，一般通电5min后就有明显的现象产生。