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刘怀乐 蒯世定
按教材所述的方法—用石墨电极电解饱和食盐水学生已经没有多大的新鲜感了，如果用下述的方法—用铜作电极电解饱和食盐水，学生可以观察到许多趣味现象。
如图，试管里盛有约1/2体积的饱和食盐水，剥开电话用的导线两端，露出一红一蓝塑料包裹的铜丝。导线的一端伸入饱和食盐水中，另一端跟2个1号(或5号)干电池的两极相连接，电解饱和食盐水立即开始，可观察到的趣味现象如下:
(1)液面下跟电池负极相连的铜丝(阴极)变黑，同时伴有大量气泡(H2)产生；跟电池正极相连的铜丝(阳极)的色光泽(紫红色)不变，只是铜丝由粗变细。
(2)溶液导电开始的30秒内，略显白色浑浊，然后开始呈现橙黄色浑浊，进而生成较多的橙黄色沉淀。由于有大量的气泡外逸，不溶性的橙黄色沉淀实际是聚集在液面上。
(3)当黄色沉淀聚集较多时，把沉淀物分在3个小试管里分别做以下实验:
①滴入稀硫酸或稀盐酸，沉淀溶解成为蓝色溶液(Cu2+)。
②滴入氨水，沉淀溶解成为近乎无色的溶液，过一会儿，溶液在空气中氧化成为蓝色、深蓝色、绛蓝色。
③加入浓氨氯化铵溶液，跟滴入氨水所产生的现象相似。
以上实验表明，用石墨作电极电解饱和食盐水跟用铜作电极电解饱和食盐水有着本质的不同。用石墨做电极的电解反应可以用下列反应式表示:
电解：2NaCl +2H2O = 2NaOH +H2 +Cl2
用铜丝做电极电解的反应为:跟电池正极相连接的阳极(Cu)要“溶解”，跟电池负极相连接的阴极(Cu)
附近有大量橙红色CuOH、Cu2O沉淀生成。电极反应表示如下:
在阳极2Cu -2e = 2Cu+(氧化反应)
在阴极2H2O +2e = 2OH- +H2↑(还原反应)
2Cu+ +2OH- = 2CuOH(橙黄)
2CuOH(橙黄)=Cu2O(橙黄)+H2O
Cu2O经H2SO4酸化发生歧化反应，生成Cu2+和Cu
Cu2O +H2SO4 = CuSO4 +H2O + Cu
Cu2O、CuOH溶于氨水，形成稳定的无色络合物[Cu(NH3)2]+，[Cu(NH3)2]+在空气中很快被氧化成深蓝色(绛蓝色)的[Cu(NH3)4]2+:
Cu2O +4NH3·H2O = 2[Cu(NH3)2]+(无色)+2OH- + 3H2O
4[Cu(NH3)2]+ +8NH3·H2O + O2 = 4[Cu(NH3)4]2+(绛蓝色)+4OH- + 6H2O |
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