电解氯化铜溶液实验

实验目的

认识电解池的组成，理解电解时阴、阳极上发生的反应及电子的流向。

实验原理

通电后，Cu₂+ 向阴极移动，Cl- 向阳极移动。阴极：Cu₂+ + 2e- = Cu（还原反应）；阳极：2Cl- - 2e- = Cl₂↑（氧化反应）。总反应：CuCl₂ =电解= Cu + Cl₂↑。电子由电源负极流向阴极，再由阳极流回电源正极。

实验器材

• U形管
• 石墨电极 2 根
• 直流电源
• 导线
• 氯化铜溶液
• 湿润的淀粉碘化钾试纸
• 镊子
• 氢氧化钠溶液（吸收尾气）

实验步骤

1. 向 U 形管中注入氯化铜溶液，插入两根石墨电极。
2. 用导线将两电极分别接到直流电源的负极和正极。
3. 接通电源，观察两个电极表面的现象。
4. 用镊子夹湿润的淀粉碘化钾试纸，靠近阳极一侧管口，观察颜色变化。
5. 通电一段时间后断开电源，取出阴极，观察其表面物质。
6. 用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，整理器材。

实验现象与结论

阴极表面覆盖一层红色固体（铜）；阳极有黄绿色、有刺激性气味的气体产生，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。说明电解时阴极发生还原反应、阳极发生氧化反应，氯化铜被电解为铜和氯气。

注意事项

• 氯气有毒，实验应在通风处或通风橱中进行
• 尾气要用氢氧化钠溶液吸收
• 通电时间不宜过长，电压不宜过高
• 含铜废液应回收，不要直接倒入下水道

常见问题

为什么阳极上是 Cl- 放电而不是 OH- 放电？

在该溶液中 Cl- 浓度较大，且在石墨阳极上比 OH- 更易失去电子，所以优先放电生成氯气。

为什么阴极上析出的是铜而不是氢气？

Cu₂+ 的氧化性比 H+ 强，更容易得到电子，所以阴极上优先析出铜。