“电解饱和食盐水”实验中酚酞红色褪去原因探究

2026/4/25 23:01:08

“电解饱和食盐水”实验中酚酞红色褪去原因探究

相信大家对于“电解饱和食盐水”这个实验都不陌生,其现象是通电之后两极上产生气体,且阳极上的气体有刺激性气味并能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝,同时,在事先滴入酚酞的情况下,由于阴极附近H+ 被消耗,使得OH- 浓度增大,阴极区域显示红色。但是在基础实验中,我们还观察到了一个奇怪的现象酚酞显出的红色不会保持很久,一会儿就会褪去。那么,是什么原因导致酚酞的红色褪去呢?我们推测可能的原因有一下几点:①电解生成的氯气与电解生成的氢氧化钠反应使溶液变为酸性。②氢氧化钠浓度过大是酚酞褪色。③酚酞自身在电解中失效褪色。④电解生成的氯气将红色酚酞氧化至无色。在下面的实验中,我们将应用隔膜电解槽(以下简称槽)来进行探究,首先我们进行了槽自身性能的研究。

1 隔膜电解槽性能研究

1.1 酚酞能否通过隔膜

实验Ⅰ:在槽的阴极、阳极区分别加入浓度为1M氢氧化钠溶液,在阴极区滴入两滴酚酞。此时的现象为阴极区溶液由无色变为红色,阳极溶液为无色。保持10min阴阳两区没有现象变化。接通30V电压下的电源开始电解,电解时间为10min。实验结束时的现象为阴极仍是红色,阳极仍为无色。上述现象证明酚酞不能通过隔膜。

1.2 氯气能否通过隔膜

实验Ⅱ:在槽的阴极、阳极区分别加入浓度为6M盐酸溶液,接通30V电压下的电源开始电解,电解时间为1min。实验现象为阳极区溶液由无色变为黄色,阴极区现象变化不是很明显,实验过程中可以问到刺激性气味儿气体。

实验Ⅲ:取实验Ⅱ中阴极区溶液适量加入到试管中,同时取等体积6M盐酸溶液加入到另一支试管中。在两试管中分别加入4dNa2S溶液,振荡发现在加有阴极区溶液的试管中明显的产生了黄色沉淀,而加有盐酸的试管中该黄色沉淀没有出现。

上述两个实验说明了电解产生的氯气能通过隔膜。 2 电解至酚酞褪色时溶液的浓度

实验Ⅳ:在槽的阴极、阳极区分别加入饱和食盐水,再各自滴加两滴酚酞,接通30V电压下的电源开始电解,电解至酚酞变红再褪色,电解一共花费时间为20s。实验现象为阴极区溶液由无色变为红色最终变为无色,阳极区溶液变黄绿色。阴阳两区都有大量气泡产生。

实验Ⅴ:用洁净的移液管取出10ml阴极液,加入到洁净的锥形瓶中,加入几滴酚酞,用0.1M的HCl标准液进行滴定,共消耗HCl4.70ml,计算得溶液中含NaOH的浓度为0.047mol/L。

实验Ⅵ:取出阳极液少许加入到滴有两滴品红的试管中,品红的红色褪去。 上述三个实验说明了阴极仍为碱性,且该碱性在酚酞正常变色范围内,并没有强到使酚酞褪色。故排除了电解生成的氯气与电解生成的氢氧化钠反应使溶液变为酸性与氢氧化钠浓度过大使酚酞褪色这两个可能原因。其中的实验Ⅵ告诉我们目前的阳极具有氧化性。这与电解生成的氯气溶于水生成具有氧化性的次氯酸的理论相吻合。

3 酚酞能否在电解中失效

在实验Ⅳ反应停止后,往阴极区滴加两滴酚酞,上层溶液变红,搅拌,溶液变为无色。在实验Ⅰ的基础上多通电电解10min,阴极区溶液仍为红色。上述两个实验说明酚酞不会因为电解而失效,是其褪色的原因另有隐情。 4 氯气将酚酞氧化

取实验Ⅱ中的阴极液10ml至于锥形瓶中,滴入两滴酚酞,用标准NaOH溶液进行滴定,当用PH试纸测试溶液的PH=9时,溶液一直为无色。此实验证明氯气将酚酞氧化从而导致酚酞失效。

总结;通过这次实验探究我们找到了“电解饱和食盐水”实验中酚酞红色褪去原因,即是电解所产生的氯气的氧化作用使酚酞氧化失效而褪色。该探究启示我们在实验中碰到“异常”现在不能得过且过,要透过现象寻找到它背后的本质。


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