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化學實驗報告 簡易電解實驗

普一忠 44號 張乃剛

原理:

  將電極和直流電源或電池連接構成通路,利用外界提供足夠的電壓以迫使電解池中的物質發生氧化反應而分解,在反應中將電能轉變成化學能儲存於物質中,這種過程稱作電解。
 A.電解質在水溶液中或熔融時會解離產生離子;離子數未必相等,離子
所帶電荷亦未必相等,但總電量必相等,而呈電中性
 B.通入直流電時,陽離子或水游向陰極而被還原;陰離子或水游向陽極
而被氧化


器材:每組
電池組(9~12V乾電池及附鱷魚夾之連接導線)1組
細長電極(迴紋針或鉛筆芯)2支
水彩畫用調色盤1個
濾紙(或衛生紙)1張
滴管2支
水果(頻果、柳丁、檸檬)各1顆
電流產生器1台

試藥:
飽和食鹽水少許
碘化鉀溶液(0.5M)少許
石蕊試紙(紅色)(藍色)2片
澱粉溶液1毫升
硫酸銅水溶液
少許





特性:


氯化鉀:
成分:為一種化學物質,注射到體內時會分離為鉀離子及氯離子
用途:常用於腹潟、嘔吐等造成的脫水、電解質不平衡患者
危害:體內鉀離子過高會導致心臟麻痺、停止跳動而死亡

碘化鉀:
性質:白色晶體 粒狀或粉末 強苦鹼味 溶於水 乙醇 丙酮及甘油
   比重3.123 熔點686度 沸點1330度 低毒性
用途:析試劑 攝影乳化劑{沉澱銀} 食品添加劑 紅外線透射 閃爍劑 營養補充品 在食鹽中最多0.01%

硫酸銅:
1.硫酸銅是銅鹽中最重要的,也是應用最廣的一種。含5個結晶水的是深藍
 色的大結晶或藍色的顆粒狀粉末,無結晶水的係白色粉末。
2.含水硫酸銅露置於乾燥空氣中慢慢風化,表面變為無水的白色粉狀物。如
 果把它投入普通酒精,即吸收水分而回復藍色的晶體。無水硫酸銅具有極強
 的吸水性。
3.硫酸銅容易溶解於水,1份可溶於3份冷水,水溶液呈微酸性反應。
4.硫酸銅像其它銅鹽一樣,是有毒性的。這種毒性的作用,在對待低等生物
 表現得更為顯著。例如:加極微量的硫酸銅到含綠色池藻的水中,藻即死。
 所以農業上用作果樹、蔬菜、瓜類等的殺蟲劑。

食鹽水:
食鹽溶在水中所形成的溶液











步驟:

(一)食鹽水的電解
 1.在水彩調色盤相鄰的兩小格滴入飽和食鹽水約1毫升。另取一小段濾紙或衛生紙作成小紙捲跨置兩小隔間,並滴兩滴食鹽水潤濕,以連接兩格溶液如同鹽橋構成通路。
2. 取夾有電極的鱷魚夾(紅色)連接電池的正極。另一電極以鱷魚夾(黑色)夾住。接通電源後,將兩支電極輕插於電解溶液中,開始電解。
【注意】連接導線通路時,宜注意電池上所標示的(+)(-)極。市售的現成
    電極帽扣的導線,紅色的通常都接電池的(+)極,所以紅色鱷魚夾所
    夾的電極是正極,但實驗前仍應再作確認。
 3. 觀察兩電極有何現象發生,將所觀察到的結果紀錄下來。並將鼻子移近電解液,輕輕嗅聞有何氣味。電解約一分鐘後,卸下電極與電池(注意兩支電極不可相碰)。電解後,用藍色石蕊試紙檢驗陽極端(正極)溶液,用紅色石蕊試紙檢驗陰極端(負極)溶液,判斷其酸鹼性。
【注意】嗅聞氣體時,正確的操作方式應以手揮引氣體嗅之,以避免中毒的危險
    。但本實驗中,產生的氣體量較少,可將鼻子移近電解液,輕輕嗅聞即
    可,氯氣有毒,應避免大量吸入。
(二)碘化鉀溶液的電解
 1. 同實驗(一)之步驟1與2的操作,但將食鹽水改成碘化鉀溶液。
 2. 觀察兩電極有何現象發生,將所觀察到的結果紀錄下來。電解約一分鐘後,卸下電極與電池。用藍色石蕊試紙檢驗陽極端(正極)溶液,用紅色石蕊試紙檢驗陰極端(負極)溶液,判斷其酸鹼性。
 3. 將兩極之水溶液,各加入數滴澱粉試液,觀察其顏色變化。
(三)實驗注意事項
 1. 裝置時,應注意電路的接通,並確認所接的電極為正、負極或陽、陰極。
 2. 電解使用前先擦拭乾淨,連通電源後應避免兩電極碰觸而短路。
 3. 嗅聞氣體時,正確的操作方式應以手揮引氣體嗅之,以避免中毒的危險。但本實驗中產生的氣體量較少,可將鼻子移近電解液,輕輕嗅聞。
(四)廢棄物處理
    電解液使用後可置入無機鹽纇的廢液桶。或以水稀釋沖掉。

實驗結果:

水電解
電極的現象氣泡的味道酸鹼性
正極(陽極)產生氧氣無味酸
負極(陰極)產生氫氣無味鹼

食鹽水電解
電極的現象氣泡的味道酸鹼性
正極(陽極)產生氧氣無味酸
負極(陰極)產生氫氣無味鹼

濃食鹽水電解
電極的現象氣泡的味道酸鹼性
正極(陽極)出現藍綠色斑點刺激性臭味酸
負極(陰極)產生氫氣無味鹼

碘化鉀溶液電解
電極的現象酸鹼性澱粉液試驗
正極(陽極)溶液程黃褐色酸藍褐色
負極(陰極)產生氣泡鹼不變

硫酸銅水溶液電解
電極的現象氣泡的味道酸鹼性
正極(陽極)產生氧氣無味酸
負極(陰極)電極被紅色覆蓋無味酸
問題與討論:
電池中兩電極,正負、陰陽有何不同?
 正負:和電池正接正負接負 
 陰陽:陰還原反應陽氧化反應
電解食鹽水時,陰陽各有何種產物?
 陽:Cl2(g) 陰:H2(g) OH¯(aq)
兩實驗中,其陰極產物是否相同?
 是 皆為H2(g) OH¯(aq)
澱粉液適合用以檢驗何0種物質?
 碘分子

心得感想:
  在國中時,早已接觸「電解」一章節,對其反應試、結果,背得滾瓜爛熟,可就是沒機會實際操演。
  這次總算如願以償,進行了電解的實驗,也使用了電流產生器(原本應用乾電池),對實驗室的物品又多認識了一樣。照著預報的步驟,仔細觀察被當作電極的迴紋針,放入加了液體和濾紙的調色盤中,有時看到氣泡的產生,有時看到物質的出現(似乎多做了予預定實驗不同的溶液),還一度想抓住變色的瞬間,可反應太快,還沒來得及注意,已是藍綠點點斑斑。
  還有水果電池的實驗,水果能發電,再各類初級科學書刊都有介紹,但跟電解一樣,誰都知道,但誰也沒真的做過。在這實驗中,水果該是扮演著「鹽橋」的角色,各種鋅、銅片的插入方法,都會影響電流電壓的大小,所以,插入的位置成了關鍵,各類稀奇古怪的方法都出現了,水果的結果卻只有一種--爛掉!
  一面做實驗,一面驗證先前所學,學以致用,格外有意義!雖然在過程中,有時因為太心急於操作,因而忘了根本的原理,鬧了不少笑話,好在冷靜並重新整理思緒後,依然順利進行,最後順利完成實驗。
  和上(上)篇結報一樣,再次由衷感謝帶著我們做實驗的老師們!



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  • 小明
  • 厲害喔!!