实验探索

来源 :科学与技术 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sun593792820
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:本文主要为探索将氯化亚铁溶液电解的实验结果,了解不同条件对溶液电解状态的影响。研究结果显示,电压等因素会影响到溶液电解状态,电压越低,溶液反应速率越低;电压越高,溶液反应速率越快,观察到的现象越明显。实验共分为三个阶段,每个阶段对比阴极状态与阳极状态差异性。
  关键词:FeCl2溶液;电解实验;阴极状态,阳极状态
  氢离子在很多惰性电极上都会有很明显的超电势现象,这使得氢离子的氧化性大大减弱,从而使得铁先析出。事实上,在一定条件下,含有同浓度的锌离子和氢离子的溶液中,因为氢离子的超电势,可以使锌先被析出。
  一、实验仪器的准备
  本次试验用到的主要仪器有以下几种:锌电极、dp酸度计、铜电极以及石墨电极。在实验药品方面,电解氯化亚铁溶液需要使用到不同浓度的溶液、淀粉碘化钾试纸、KSCN以及盐酸。
  二、实验过程
  (一)实验一
  石墨阴极/阳极、酸碱度检测为4.91、电压设置在1.5V。本实验电解溶液为FeCl2溶液,剂量为1mol。
  1、阴极状态
  溶液在整个实验过程中未出现气泡,电极上产生了银灰色(偏银白)状态的析出物,析出物具有金属光泽。将析出物浸泡在盐酸溶液中,可发现析出物表面产生气泡。将电极周围溶液吸取少许,滴入KSCN,未出现明显反映;且将其酸化之后也没有发生化学反应。
  2、阳极状态
  与阴极相同,在整个实验中未产生气泡,且将淀粉碘化钾试纸润湿之后,试纸颜色未发生改变。经过长时间的电解处理,可发现电极周围的溶液在颜色上转为黄绿色,且液体相对更为浑浊。将阳极周围溶液吸取稍许,滴入至试管中。再向试管中滴入KSCN,可发现溶液颜色不改变。但若在试管中滴入少量盐酸使其酸化之后,可观察到溶液颜色变为红色。在电解操作结束之后,将石墨电极提起,仔细观察可发现电极上存在少量沉淀物,呈红褐色。
  若将石墨阴极换为铜电极,所产生的现象基本上相似。但由于铜电极属于片状,而石墨电极属于圆柱体状,所以铜电极阴极正对阳极的那一面上产生了完整的镀层,但反面基本上未出现镀层。
  (二)实验二
  取1mol的FeCl2溶液,加入盐酸使其酸化,让其酸碱值发生变化,对比实验现象。取石墨阳极部分,铜片阴极部分,电压设定为1.5V。实验中酸碱值为4.91、2.30。本次研究所使用的电解质溶液均已检测,检测使用盐酸以及KSCN,可证明不含有铁离子。实验对比状态如下:
  1、阴极状态
  当酸碱值处于-0.43时,阴极部分存在数量较少的气泡,但此时铁若想要镀上,难度较大。当酸碱值为4.91与2.30时,阴极不会存在气泡。其中,当酸碱值为4.91时,阴极无法使用KSCN将铁离子检出。当溶液酸碱值为-0.43与2.30时,将阴极周围溶液吸取部分,将KSCN滴入,可发现两项溶液均转变为微红色。
  2、阳极状态
  溶液酸碱值越低,溶液越不易产生浑浊现象,且颜色变化会由于酸碱值的降低而逐渐变得不明显。但在酸碱值偏低情况下,使用KSCN将铁离子检测出的几率就越高。实验发现,即使不在溶液中加入盐酸,仍不会检测中氯气的存在。
  (三)实验三
  本次试验为重点在于了解电压对实验结果的影响。由于实验室对试验电压有限制,因此本次试验将电压设定为1.5V、3V、4.5V以及6V,未设计更高电压。将溶液浓度设定为每升1mol,酸碱值控制在3-4之间。去石墨阳极,铜片阴极。实验发现,设定的电压越大,实验速率越快,其产生的副反应就越多。
  1、阴极状态
  当电压为1.5V时,铜电极周围气泡产生并不明显甚至较难观察到。当电压为3V时,可观察到铜电极周围(水线部分周围)产生了极少量气泡,电镀仍然是主现象。当电压为4.5V时,铜电极周围产生了少量气泡,相对于3V而言数量稍微多一些。当电压为6V时,铜电极周围产生了数量相对更多的气泡,气泡可观察到自行冒出。另外,当电压为6V或是4.5V时,镀铁层基本上可以明显观察到是瞬间形成的;当电压为1.5V时,镀铁的速度极慢,需要至少一分钟才能够形成一层可明显观察到的铁。放进去之后,可立即去除,之后可观察到镀层,镀层呈银白色金属光泽。
  2、阳极状态
  当电压为4.5V时,需要在长时间静置状态下才能够观察到淀粉碘化钾试纸被润湿的部分产生了轻微蓝色。当电压为6V时,能够观察到淀粉碘化钾试纸被润湿的部分明显变蓝。其它现象两者相比均相同,只是在反应速度方面存在差异性,电压越高,反应速率越快。
  三、实验分析
  常规状态下,将浓度为每升0.1-2mol的FeCl2溶液电解,其产生的现象主要有以下两点:阴极状态下,亚铁被还原成了铁;阳极状态下,亚铁经过氧化之后成为了三价状态。在不同电压状态下,若电压偏离(例如电压控制在3V以下时),实验能够观察到的副反应较小。
  酸碱值同样会影响到实验对比情况。当将溶液酸碱值降低时,在阳极状态下三价铁状态会受到影响,反应程度加大时可能对铁离子的迁移产生影响。在阴极状态下,溶液反应中产生氢气的可能性相对更高。使用铂黑电极或是铂电极作为阴极,存在产生氢气的可能性。其它电极的氢超电势相对较大,所以阴极产生的现象主要为亚铁离子放电。
  本次研究中提到了电压变化对溶液化学反应状态产生的影响,但实际上,电压产生的影响仅为存在可能性影响,电流才能够占到主要影响地位。例如,电压设定为3V时,理论分析下能够超过阴极生成氢气的电势,但并非代表一定会产生氢气。若将电极形状加以调整,电流密度提升,超过亚铁放电的极限电流密度才能够保障产生氢气。另外,实验结果还与氢离子超电势情况相关,当FeCl2溶液(浓度为每升1mol)在没有被酸化时进行电解,理论上只有铂黑才能够形成极小的超电势。其它的例如石墨或是铜均为低氢超电势,仍无法产生氢气。
  参考文献:
  [1]李淑梅,丛自范,刘金堂. 从氯化铅和氯化亚铁混合溶液中电解提取铅[J]. 有色金属(冶炼部分),2010,02:21-23+37.
  [2]李俊生,胡志刚,张笑宇. 用U型管电解氯化铜溶液实验的系统研究[J]. 化学教育,2010,07:69-73.
  [3]姜昊,李雨,胡延鹏. 亚铁盐溶液辐射变色剂量学研究[J]. 中国医学物理学杂志,2011,01:2340-2343.
  [4]魏崇启. 电解氯化铜溶液实验改进[J]. 化学教与学,2012,07:97.
  作者简介:宋淑品(1980.11.11),女,汉,山东莱阳人,2004年毕业于烟台师范学院汉语言文学专业,现在在莱阳市文峰学校工作,中学一级教师,初四化学教学工作
其他文献
摘 要:本文对测绘技术发展的实际情况进行简要分析,并且对新测绘技术行业的应用进行分析。因为测绘技术的发展对于大多数行业而言都是很重要的,因此提高测绘技术具有很重大的意义。  关键词:测绘新技术;工程测量;应用  1 项目测量活动的数字化科技  1.1 地图数字化技术  在建库活动中,很多资金以及工作者都会投入到众多的测绘机构中,对之前的地图设置相关的数字化的GIS体系,这样在设置的时候比例比较大,
期刊
摘 要: 通过对影响提高抽油井系统效率主要因素进行逐一分析, 提出应用调整平衡、节能电机、降低冲次等提高抽油井系统效率的主要技术对策, 为油田企业机采系统效率有很好的借鉴意义。  关键词: 抽油井;系统效率;平衡度;降低冲次  油田生产过程中, 机采系统效率是对整个抽油井系统工况的标明, 其实质是采油各环节的技术水平、管理水平和能源利用效率的具体体现。该指标的高低, 直接表明了抽油井采油管理水平的
期刊
【摘要】本文主要针对稀土萃取混合室进料口压力仿真问题进行分析与研究,在FLUENT流体仿真软件基础上,针对不同搅拌桨安装高度与搅拌桨转速下混合室进料口压力值的变化依次加以仿真试验,并最终得到了两者和进料口压力值间存在的关联作用。  【关键词】稀土萃取;进料口;压力值;FLUENT  前言  稀土萃取槽的能耗主要由搅拌桨的转速、形状尺寸和混合液体比重决定。在保证混合室进料口抽力的前提下,尽量降低搅拌
期刊
摘要:在孩子们发展他们的技能和获得新的知识的时候,如果可以让他们接受他们能力所能承受的最大的挑战,他们会主动的去探索、理解和继续学习。通过这种方法,孩子们确定了自己的目标,他们还通过可以实现个人价值的创造,培养了自信。最重要的是,他们有了学习的兴趣!  关键词:开拓思维 激发兴趣 增强意识 培养能力  机器人教学是信息技术发展的前沿领域,是一门具有高度综合渗透性、前瞻性、创新实践性的学科。所有的乐
期刊
摘要:随着经济技术的高速发展,数控技术作为一门新技术得到越来越广泛的应用。本文介绍了数控加工技术实习管理中技术组织措施的涵义、数控加工技术实习中遇到的问题以及如何采取技术组织措施提高数控加工技术实习质量。  关键词:数控加工技术;实习质量;技术组织措施;问题;质量  引言  自从我国加入世界WTO以来,我国的经济技术、人们的生活水平得到飞速发展和翻天覆地的变化。数控技术是现代制造技术的基础,它的广
期刊
【摘要】随着时间的推移,我国经济与技术的快速发展,工业化进程也在不断地加快,而对工业化相关人才的需求量也逐渐提升,怎样结合时代的需求进一步做好高职高专学校机械制造专业教学成为我们面临的严峻挑战。文章对制约高专机械制造专业发展的问题进行简要分析,其次对解决措施进行探讨。  【关键词】机械制造;教学;发展;措施  “要把我国建设成具有国际影响力的创新型国家,要把科技创新作为发展工业的基本战略,加大相关
期刊
摘要:被誉为“中国瓷器上品”的德化白瓷,历史悠久、质地坚硬、工艺精良、色泽莹润、釉面滋润若脂,早在明代就享誉国际,有着“东方艺术”的美誉。宋元时期,在对德化白瓷进行装饰处理时,就采用了刻花、贴花、印花、透雕、衣纹等制作工艺,形成了质朴简约、且极具原生态特色的艺术效果;而明清中晚期时,德化白瓷融入外来风格,借以青花和新彩,使人物塑像形成衣纹装饰的主流特征。“开片釉”的运用,不仅保留了德化白瓷鲜明的特
期刊
摘要:随着科技的发展,煤矿机电普及率也越来越高,由此产生的机电设备故障问题,就成了阻挡煤矿生产的一道屏障。本文笔者简单就煤矿井下机电设备故障检修技术应用谈了自己的一点看法。  关键词:煤矿;机电故障检修  随着煤矿机电普及率越来越高,机电设备维护与检修就成了实现煤矿开采可持续发展的重要技术保障。  一、矿山机电设备故障诊断技术及常见故障  矿山机 电设备故障诊断技术是一种基于信息技术、计算机技术和
期刊
摘要:本文阐述了ISO9000认证对企业的重要意义,并对质量管理体系认证监督管理信息平台的需求进行了分析,在此基础上对ISO9000质量管理体系认证监督管理信息平台进行了系统设计。  关键字:ISO9000;质量管理体系认证监督;平台设计  目前,我国在国际认证认可界的影响不断提高。我国的认可、认证结果已经为国际组织、区域合作组织普遍接受,认证认可监管模式得到大多数认证认可国际组织的认同,并为一些
期刊
【摘要】介绍酒店客房中心智能控制系统的结构、功能特点等,结合智能化、网络化在本系统中的具体应用,阐述酒店客房中心智能控制系统的设计理念。  【关键词】:五星级酒店;智能化;控制系统;设计;分析  【引言】  酒店的运营宗旨就是追求经济效益,管理的核心是创造优质而高效的工作环境。随着人们生活水平的逐步提高,对于酒店的服务和住房环境有了更高的要求,这也使得酒店的管理业务日益复杂化和多样化,为了能够在激
期刊