2023-01-21 15:47:31
【原创文章】2023-01-21
今天除夕，打算晚上点燃氢气来活跃气氛，想到电解饱和食盐水.
(资料图片仅供参考)
这个实验用的知识：
电化学、铝及其化合物、胶体、氧化还原反应、溶解等
我的步骤：
将口罩划开，取出里面的金属条，再取一节7号电池进行连接；
把吸管弯折，用止水夹夹住充当收集装置（没有试管；用排水法收集负极产生气体）
用蒸馏水和食用盐配置 15ml 饱和食盐水溶液，将导线插入溶液，电解；（如图1）
发现两极均能生成小气泡
一段时间后，氢气产生约5ml，发现溶液显黄色，负极所连接的导线插入水中部分变黑（如图2）
已知
电解时2mol氯化钠和2mol水反应，生成2mol氢氧化钠，1mol氢气（负极）和1mol氯气（正极）
常温下氯气与氢氧化钠以1:2反应，生成氯化钠、次氯酸钠、水为1:1:2
由于以上结果，我提出了以下假设：
变黄可能是金属条的材质为铁，氯气与氢氧化钠生成次氯酸钠将铁氧化为三价离子，从而显示黄色
电解食盐水会生成氯气，氯气使溶液变黄
为了探究溶液变黄与金属条变黑的原因，我进行了如下实验探究
取样，用pH试纸检测，结果为pH=7（图3）
将原溶液分三份，第一份加入少量氢氧化钙，第二份加入过量还原铁粉，第三份不动（做对照）。保证第一份与第二份溶液等量。一段时间后，第一份冒出少量气泡，褪色，且呈现胶状，用灯光检测能出现丁达尔效应；第二份溶液颜色不变（与第三份相同）【图4：三份溶液；图5：第一份溶液近景（胶体效果）】
据此，得出完整的逻辑链：
假设2是正确的。
由于原溶液中氯离子浓度达到饱和，故生成的氯气既不会溶于水，也不会溶于氢氧根（因为这样做都会生成氯离子）
加入氢氧化钙后褪色，是因为补充了氢氧根，使得溶液得以溶解。
查阅资料，口罩金属条的成为为铝，故黑色可能是生成的致密氧化膜。
故第一份中的胶体是氢氧化铝，由于铝离子遇到氢氧化钙而生成（注：偏铝酸根【四羟基合铝酸根】为中间产物，因为氢氧化钙是少量的）
上文提到的图片：
