铜电极电解饱和食盐水.doc

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1、铜电极电解饱和食盐水实验原理：用铜电极电解饱和食盐水时，两极发生的电极反应分别为： 阳极：2Cu一+2e一+2Cl一=2CuCl↓(氧化反应) 阴极：2H20+2e一=20H一+H2  ↑    (还原反应) CuCl为白色沉淀(附着在铜上颜色不明显,主要显示的为铜的红棕色)，当在U形管底部与阴极电解生成的OH—离子相遇时，生成更难溶的橙黄色沉淀CuOH(CuCl、CuOH的溶度积分别为1．2×10—6和1．2×10—14)， 反应方程式如下： CuCl+OH一==CuOH+Cl— 随后，CuOH部

2、分分解成红色的Cu2O，得到CuOH、Cu2O的混合物。 2CuOH(橙黄)=Cu2O(红色)+H2O(橙黄与红色差别不大 不易观察分辨) 阳极一侧白色浑浊逐渐变为浅蓝色是由于CuCI被氧化的结果。 4CuCl+O2+4H20==3CuO·CuCl2·3H20+2HCl 实验过程：1、首先配置氯化钠在一洁净的100mL烧杯中加入大约50mL水，然后加入氯化钠固体并用玻璃棒搅拌，直至烧杯中有不溶解的氯化钠固体。2、将饱和氯化钠溶液倒入U型管中，并插上铜棒，如右图所示。3、打开学生电源开关，将电压调节至

3、20V，进行电解。电解氯化钠饱和溶液的实验现象：1、开始时，阴极铜棒有大量气泡放出，阳极铜棒上有少量白色物质生成。原因：阳极铜棒上开始有CuCl生成。2、随着时间的进行，阴极附近的溶液呈U型管。阳极的白色浑浊逐渐增多，渐渐沉积到试管底部，在U型管底部有少量橙色沉淀生成。原因：开始有CuCl变成氧化铜和氧化亚铜3、U型管内的橙色物质增多，甚至可以看到阳极和试管底部有一条橙色的“带子”，并且在靠近阴极的底部有一个橙色的面。可以看到阳极的铜棒明显变细。4、关闭电源，阴极白色浑浊的现象迅速消失。原因：阴极铜

4、棒附近的浑浊是由于溶液中有大量气泡的原因。将白色沉淀分别加入三支试管，依次编号为A、B、C，A。A中便滴入稀硫酸边振荡，B中边滴入稀盐酸边振荡，C中边滴入稀氨水边振荡。试管中的现象：1、A中的橙色沉淀消失，溶液无色透明。2、B中的橙色沉淀消失，溶液无色透明。3、C中的橙色沉淀消失，溶液颜色逐渐变蓝，最后呈深蓝色。原因：Cu2O、CuOH溶于氨水，形成稳定的无色络合物[Cu(NH3)2]+，[Cu(NH3)2]+在空气中很快被氧化成深蓝色(绛蓝色)[Cu(NH3)4]2+: Cu2O +4NH3·H2

5、O = 2[Cu(NH3)2]+(无色)+2OH- + 3H2O4[Cu(NH3)2]+ +8NH3·H2O + O2 = 4[Cu(NH3)4]2+(绛蓝色)+4OH- + 6H2O实验讨论：试管A中的溶液应变成蓝色才对，因为Cu2O经H2SO4酸化发生歧化反应，生成Cu2+和Cu： Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H20。但是却呈无色。原因可能是取得沉淀的含量太小，以至于溶液中的Cu2+过小，无法肉眼直接观察。实验问题：1、电解饱和食盐水时，有些小组的U形管内，阳极一段溶液变为浅绿色，且有 少

6、量白色沉淀生成，随后出现黑色物质，U形管摸起来发热，这些现象是为什么？答：可能是铜棒中的铜被氧化为铜离子在一定浓度时显示出的颜色。铜离子与氢氧根反应为氢氧化铜后由于受热分解为黑色的氧化铜；白色沉淀可能是Ca2＋ 、Mg2＋ 等杂质离子与OH－ 反应生成的沉淀。2、实验时将阳极的铜棒改成碳棒有什么影响？答：当与阳极相连的是铜棒时，发生的是铜的氧化反应：Cu-2e-=Cu2+。若与阳极相连的是铜棒时发生的是Cl—的氧化：2Cl—-2e—=Cl2阳极附近的溶液变成黄绿色。