高中化学实验用铜电极电解饱和食盐水学案

用铜电极电解饱和食盐水
学习目标:
1.掌握电解和电镀的基本原理,记住离子的放电顺序。
2.了解电解饱和食盐水、冶炼铝及电镀的原理。
情感目标:
压力传感器电路
1.联系生活实际,感受生活中的化学;由现象与本质的关系初步形成辩证唯物主义世界观。
2. 通过对电解和电镀的探索体会科学精神在研究中的作用。
学习重点难点:电解和电镀的原理及其应用。
学习过程:
实验过程和现象:
往U形管中注入饱和食盐水,将两边的铜丝分别与学生电源的正、负极相连,可依次观察到如下现象。
(1)开始时,阳极附近出现,极有无气体放出。
(2)一段时间后,阳极逐渐增多、下沉,在U形管底部与阴极的溶液接触,接触部分逐渐变为,其余部分仍为,可持续很长时间。
(3)约15分钟时,阴极一侧逐渐变。
(4)将阴极的铜丝往下插至接近底部,或用滴管取阳极的白浑浊滴入阴极一侧,可以看到有大量的生成,并混杂有生成,沉积在U 管部。
结论和解释:
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:                            (          反应)
阴极:                            (          反应)
CuCl为白沉淀,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 - = CuOH + Cl -
随后,CuOH 部分分解成红的Cu 2O ,得到 CuOH 、Cu 2O 的混合物。
2CuOH(橙黄)=Cu 2O(红)+H 2O
阳极一侧白浑浊逐渐变为浅蓝是由于CuCl 被氧化的结果。
4CuCl+O 2+4H 2O == 3CuO ·Cu Cl 2·3 H 2O + 2HCl [2]
沉淀物与酸反应的探究:
1.沉淀物溶于酸的实验
用长滴管吸取U 形管底部的沉淀,置于两支试管中,分别用稀盐酸和稀硫酸进行溶解,实验现象如下表。
可以看到,实验中没有出现刘怀乐老师所叙述的蓝溶液和红沉淀,说明并没有发生歧化反应Cu 2O +2H + == Cu 2+ + Cu +H 2O 。
2. 沉淀物溶于酸反应的假设
通过查阅资料,我们对实验1和实验2提出了如下假设。由于吸取的沉淀中含有一定浓度的Cl -离子,滴加盐酸时,溶液中Cl -离子浓度更大, OH -离子浓度减小,平衡CuCl+ OH -  CuOH + Cl -向左移动,重新生成了CuCl 。 继续滴加盐酸时,Cl -离子浓度增大,CuCl 和Cl -
离子反应生成配合物[CuCl 2
]-,白浑浊变为无溶液。
低压有源滤波
3. 验证假设
为了验证上面的假设是否正确,我们设计了4个实验,下表是实验现象和结论。
3.4  理论分析
氧空位查阅资料可得溶液中铜元素的电极电势和CuCl 的溶度积常数。
φ 1257;
A  /V  Cu 2+  0.158  Cu +  0.522  Cu
φ 1257;
Cu 2+/CuCl  = 0.538V ,φ 1257; CuCl / Cu = 0.137V
K sp (CuCl ) = 1.2×10-6
根据上述数据,可求反应2Cu +气相程序升温
1-甲基环戊醇Cu 2+ + Cu 的平衡常数 E 1257; = 0.522-0.158= 0.364V
lgK = n E 1257; / 0.0592 = 0.364/0.0592 = 6.15
K = 10 6.15 = 1.4×106
同理可以计算出反应Cu 2+ + Cu + 2Cl -2CuCl 的平衡常数
E 1257;  =φ 1257;
Cu 2+/CuCl  -φ 1257; CuCl / Cu = 0.538 - 0.137 = 0.4 V热力井
lgK  = 0.4/0.0592  = 6.76
K = 5.76×106
通过计算,从理论上证明了当Cu 2O 、 CuOH 沉淀用稀硫酸溶解时,会发生歧
化反应,生成Cu 和Cu 2+;当加入稀盐酸时,由于生成了稳定的CuCl ,不会发生歧化反应。继续滴加盐酸,CuCl 和Cl -反应生成更稳定的[CuCl 2]-而变澄清,CuCl
+ Cl -== [CuCl 2]-的平衡常数为K 稳1257; =3.16×105[5]。

本文发布于:2024-09-22 11:29:02,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/1/275780.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:反应   实验   电解   生成   溶液   沉淀
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议