電解的不是水

2021-02-15 海寧市初中科學

實驗過程中我注意到這個放濃鹽水塑料盒中,原本無色透明的濃鹽水赫然變渾濁了,多了一些綠色的漂浮物(圖4),它會是什麼呢?同時空氣中出現了一種聲音,一直「吱吱吱」得響個不停。聲音很清晰,而且密閉的小塑料盒不斷有液體被排出(說明塑料盒內氣壓很大)。一番尋找下,發現這聲音是從伸入濃鹽水中的兩塊極板那兒傳來,貼近了細看,就發現兩塊極板的下端產生了較多的很細小的氣泡(圖5),聲音似乎就是從此處傳來。

   此時在我腦中即將淡化的電解水實驗現象冒了出來,我立即作出了一個猜想:實驗過程中水可能發生了電解,這些氣泡可能是電解水的產物——氫氣和氧氣。

  於是我用點燃的火柴靠近小塑料盒上方,就看到四周有火花濺開來,而且火柴燃燒的比之前略微劇烈些。於是我初步得出結論,這些氣體中可能含有氫和氧。

  由於材料問題,我沒有辦法通過驗證氣體的方法判斷我的猜想,不過我對此實驗的時間進行的延長,大約過了10分鐘後,我將得到的物質過濾了出來。這是一種白色的粉狀固體(圖6)。

  我沒有辦法判斷它到底是不是食鹽於是我去網際網路上搜索:

2NaCl +2H₂O ==通電== 2NaOH + Cl₂↑+ H₂↑

  從這個反應原理可以看到該實驗過程中確實發生了電解,但比電解水要複雜,得到的物質中沒有氧氣,而多了氯氣和氫氧化鈉。

  所以我們得到的那些氣泡,排除一些雜質的話,應該就是氯氣和氫氣;而得到的粉狀固體則是氫氧化鈉。

  那我們實驗中檢測氣體時,火柴會加劇燃燒是為什麼?通過查找發現氯氣也具有可燃性,於是便可以解釋火柴會加劇燃燒的原因了。

  現在還有一個問題未解決,就是實驗中的綠色漂浮物到底是什麼物質?在該電解實驗中,探入鹽水中的電極的材質為鐵,所以我猜測這種綠色漂浮物應該與鐵有關。通過網際網路的幫助發現確實如此:綠色的是亞鐵離子,由於鐵會被氧化生成鐵離子或亞鐵離子,在有足夠的鐵單質的存在的情況下,可以保證主要存在亞鐵離子。

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