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铜电极电解饱和食盐水
华师大 姓名: 学号:
一、
实验目的
1、 熟练掌握电解饱和食盐水实验的操作技术。 2、 学习并掌握电解饱和食盐水的原理和方法。
二、
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-2e一+2CI一=2CuCI (氧化反应) 阴极:2H20+2e一=20HT+H
(还原反应)
CuCI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OHT离子相遇时,生成更难溶的橙黄色沉淀CuOH(CuCI CuOl的溶度积分别为1. 2X 106和1. 2X 1014),
—
—
反应方程式如下:
CuCI+OI一==CuOH+Cl
随后,CuO部分分解成红色的CuO,得到CuOH Cs0的混合物。
2CuOH橙黄)=Cu£(红色)+甩0(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。 4CuCI+O+4H0==3CuO CuCb - 3H0+2HCI
经查阅资料 :
CuO经HSQ酸化发生歧化反应,生成 CiT和Cu: CuO+2!一 CiT+Cu+H0
CuO CuOH溶于氨水,形成稳定的无色络合物[CU(NHB)2]+, [Cu(NH3)2]+在空气中 很
快被氧化成深蓝色(绛蓝色)的[Cu(NH) 4]2+:
CuO +4NH - HO = 2[CU(NH 3) 2]+(无色)+2OH + 3H 2。
4[CU(NH)2] + +8NI4 - "0 + 02 = 4[Cu(NH 3)4广(绛蓝色)+40H + 6H 2O
三、 实验用品
仪器 :U 型管、铜丝、烧杯、试管、胶头滴管、玻璃棒、铁架台、铁夹、直流电 源、导线 试剂:NaCI固体、稀硫酸、氨水 装置图:
铜丝
I yr
和食盐水
四、
实验步骤
1、 配制饱和NaCI溶液。
2、 按图装好实验装置,往U形管中注入饱和NaC溶液,将两边的铜丝分别与电 源的正、负
极相连,将外接电压调至20V左右,进行电解,观察现象。
五、
结果与分析
1、电解过程U型管中的现象:
(1)开始时,阴极有大量无色气体放出,阳极附近明显观察到铜棒溶解
白色浑浊附着在铜上面。
,且出现
分析:阴极附近水中的氢离子得到电子,被还原,生成大量氢气,反应迅速。稍 后阳极附近逐渐有白色浑浊出现,说明铜失去电子被还原为+1价,得到CuC沉淀。
⑵ 一段时间后,随着阳极白色浑浊逐渐增多,渐渐沉积集中到试管底部,在U形 管底部生成
橙黄色沉淀。 分析:
。此时阴极电解生成的0H—离子逐渐向阳极迁移,在试管底部与 CuCI相遇,生成 更难溶的橙黄色沉淀CuOH(CuCI、CuOl的溶度积分别为1.2X 10—6和1.2X 10—14)
(3)然后阳极一侧溶液逐渐变浅蓝绿色(颜色不是很明显),橙黄色沉淀在U形管 底部和阳极一
侧大量析出
分析:生成的CuCI白色浑浊逐渐被空气中的氧气氧化,得到 Cif+,溶液逐渐变为 浅蓝绿色。随着阴极水的电解,产生了大量OH, 0H逐渐向阳极迁移与CuC相遇, 生成了大量橙黄色的
CuO沉淀。
(5) U形管底部沉积大量橙黄色沉淀,在阳极一侧出现了一条“黄线”连向阴极
一侧。
分析: “黄线”是由于在阳极一侧生成的 CuO橙黄色沉淀向阴极移动而形成。 六、
产物分析
待阳极附近出现较多白色沉淀后,分别取适量阳极附近的溶液于两支试管 中,向两支试管加入2滴氢氧化钠溶液,振荡。然后向一支试管滴加稀硫酸,另 一支试管滴加氨水,振荡后静置,观察现象。
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