“磁场中的电化学反应”实验报告（通用3篇）
一、教学目标
（一）掌握Cl2、Br2、I2的氧化性及Cl-、Br-、I-还原性。
（二）掌握卤素的歧化反应
（三）掌握次氯酸盐、氯酸盐强氧化性
（四）了解氯化氢HCl气体的实验室制备方法
（五）了解卤素的鉴定及混合物分离方法
二、教学的方法及教学手段
讲解法，学生实验法，巡回指导法
三、教学重点
1、区别Cl2、Br2、I2的氧化性及Cl-、Br-、I-还原性。
2、卤素的歧化反应
3、次氯酸盐、氯酸盐强氧化性
四、教学难点
区别Cl2、Br2、I2的氧化性及Cl-、Br-、I-还原性；卤素的歧化反应；次氯酸盐、氯酸盐的强氧化性
五、实验原理
卤素系ⅦA族元素，包括氟、氯、溴、碘、砹，其价电子构型ns2np5，因此元素的氧化数通常是—1，但在一定条件下，也可以形成氧化数为+1、+3、+5、+7的化合物。卤素单质在化学性质上表现为强氧化性，其氧化性顺序为：F2 > Cl2 > Br2 > I2。所以，Br-能被Cl2氧化为Br2，在CCl4中呈棕黄色。I2能被Cl2、Br2氧化为I2，在CCl4中呈紫色。
卤素单质溶于水，在水中存在下列平衡：
X2 + H2O === HX + HXO
这就是卤素单质的歧化反应。卤素的歧化反应易在碱性溶液中进行，且反应产物随着温度和碱液浓度的不同而变化。
卤素的含氧酸有多种形式：HXO、HXO2、HXO3、HXO4。随着卤素氧化数的升高，
其热稳定性增大，酸性增强，氧化性减弱。如氯酸盐在中性溶液中没有明显的强氧化性，但在酸性介质中表现出强氧化性，其次序为：BrO3- > ClO3- > IO3-。次氯酸及其盐具有强氧化性。
HCl的还原性较弱，制备Cl2，必须使用氧化性强的KMnO4、MnO2来氧化Cl-。若使用MnO2，则需要加热才能使反应进行，且可控制反应的速度。
六、仪器与药品
试管及试管夹、量筒（1mL）、酒精灯、滴瓶（125mL）、试剂瓶（500mL）、烧杯（250mL）
KBr、KCl、KI、CCl4、H2SO4（浓）、NaOH、NaClO、MnSO4、HCl（浓）、KClO3、AgNO3、溴水、品红、酒精、浓氨水、碘伏水、pH试纸、KI-淀粉试纸、醋酸铅试纸、蓝色石蕊试纸。
七、实验内容
（一）卤素单质的氧化性
① 取几滴KBr溶液于试管中，再加入少量CCl4，滴加氯水，振荡，仔细观察CCl4层颜色的变化；
② 取几滴KI溶液于试管中，再加入少量CCl4，滴加氯水，振荡，仔细观察CCl4层颜色的变化；
③ 取几滴KI溶液于试管中，再加入少量CCl4，滴加溴水，振荡，仔细观察CCl4层颜色的变化；
结 论：
1、反应现象：
2、反应方程式包括：
3、卤素单质的氧化性顺序：__________________________________ 。
（二）Cl-、Br-、I-的还原性
① 往干燥试管中加入绿豆粒大小的KCl晶体，再加入0.5mL浓硫酸（浓硫酸不要沾到瓶口处），微热。观察试管中颜色变化，并用湿润的pH试纸检验试管放出的气体。
② 往干燥试管中加入绿豆粒大小的KBr晶体，再加入0.5mL浓硫酸（浓硫酸不要
沾到瓶口处），微热。观察试管中颜色变化，并用KI-淀粉试纸检验试管口。
③ 往干燥试管中加入绿豆粒大小的KI晶体，再加入0.5mL浓硫酸（浓硫酸不要沾到瓶口处），微热。观察试管中颜色变化，并用醋酸铅试纸检验试管口。
结 论：
1、反应现象：
2、反应方程式包括：
3、卤素阴离子的还原性顺序：__________________________________ 。
（三）溴、碘的歧化反应
① 溴的歧化反应取少量溴水和CCl4于是试管中，滴加2mol/LNaOH溶液使其呈强碱性，观察CCl4层颜色变化；再滴加3mol/LH2SO4溶液使其呈强酸性，观察CCl4层颜色变化。写出反应方程式，并用电极电势加以说明。
结 论：
1、反应现象：
2、反应方程式包括：
3、说明
② 碘的歧化反应 取少量碘水和CCl4于是试管中，滴加2mol/LNaOH溶液使其呈强碱性，观察CCl4层颜色变化；再滴加3mol/LH2SO4溶液使其呈强酸性，观察CCl4层颜色变化。写出反应方程式，并用电极电势加以说明。
结 论：
1、反应现象：
2、反应方程式包括：
3、说明
(四) 卤素合氧酸盐的氧化性
（1） 次氯酸钠的氧化性
取四支管，均加入0.5mLNaClO溶液，其中1号试管中滴加4 ~ 5滴0.2mol/L的KI溶液，2号试管中滴加4 ~ 5滴0.2mol/LMnSO4溶液，3号试管中滴加4 ~ 5滴浓盐酸，4号试管中滴加2滴品红溶液。
观察各试管中发生的现象，写出反应方程式。
结 论：
1、反应现象：
2、反应方程式：
3、说明
（2）KClO3的氧化性
① 取两支管，均加入少量KClO3晶体，其中1号试管中滴加4 ~ 5滴0.2mol/LMnSO4溶液，2号试管中滴加2滴品红溶液。搅拌，观察现象，比较次氯酸盐和氯酸盐氧化性的强弱。
结 论：
1、反应现象：
2、反应方程式：
3、次氯酸盐和氯酸盐氧化性的强弱：__________________________________ 。 ② 取一支试管，加入少量KClO3晶体，加水溶解，再加入0.5mL0.2mol/LKI溶液和CCl4，观察现象；然后再加入少量3mol/L的H2SO4溶液，观察CCl4层现象变化；继续加入KClO3晶体，观察现象变化。用电极电势说明CCl4层颜色变化的原因。 结 论：
1、反应现象：
2、反应方程式：
3、说明
(五) 氯化氢HCl气体的制备和性质
① HCl的制备取15 ~ 20g食盐，放入500mL圆底烧瓶中，按图1-1将仪器装配好（在通风橱中进行）。从分液漏斗中逐次注入30 ~ 40mL浓硫酸。微热，就有气体发生。用向上排空气法收集生成的氯化氢气体。
② HCl的水溶性 用手指堵住收集HCl气体的试管口，并将试管倒插入盛水的水槽中，轻轻地把堵住试管口的手指掀开一道小缝，观察有什么现象发生？再用手指堵住试管口，将试管自水中取出，用蓝色石蕊试纸检验试管中的溶液的酸碱性，并用pH试纸测试HCl的pH。
③ HCl的鉴定 在上述盛有HCl的试管中，滴加几滴0.1mol/LAgNO3溶液，观察有什么现象发生？写出反应方程式。
④ 白烟实验 把滴入几滴浓氨水的广口瓶与充有HCl气体的广口瓶口对口靠近，抽去瓶口的玻璃片，观察反应现象并加以解释。
结 论：
1、反应现象：
2、反应方程式：
3、说明
一、前言
现有制造电池、蓄电池的原理是电化学反应。电极是不同种元素、不同种化合物构成，产生电流不需要磁场的参与。
目前有磁性材料作电极的铁镍蓄电池（注1），但铁镍蓄电池放电时没有外加磁场的参与。
通过数次实验证明，在磁场中是可以发生电化学反应的。本实验报告是研究电化学反应发生在磁场中，电极是用同种元素、同种化合物。
《磁场中的电化学反应》不同于燃料电池、磁流体发电。
二、实验方法和观察结果
1、所用器材及材料
（1）：长方形塑料容器一个。约长100毫米、宽40毫米、高50毫米。
（2）：磁体一块，上面有一根棉线，棉线是作为挂在墙上的钉子上用。还有铁氧体磁体Φ30x23毫米二块、稀土磁体Φ12x5毫米二块、稀土磁体Φ18x5毫米一块。
（3）：塑料瓶一个，内装硫酸亚铁，分析纯。
（4）：铁片两片。（对铁片要进行除锈处理，用砂纸除锈、或用刀片除锈、或用酸清洗。）用的罐头铁皮，长110毫米、宽20毫米。表面用砂纸处理。
2、电流表，0至200微安。
用微安表，由于要让指针能向左右移动，用表头上的调0螺丝将指针向右的方向调节一定位置。即通电前指针在50微安的位置作为0，或者不调节。
3、"磁场中的电化学反应"装置是直流电源，本实验由于要使用电流表，一般的电流表指针的偏转方向是按照电流流动方向来设计的，（也有随电流流动方向改变，电流表指针可以左右偏转的电流表。本实验报告示意图就是画的随电流流动方向改变，电流表指针可以向左或向右偏转的电流表）。因此本演示所讲的是电流流动方向，电流由"磁场中的电化学反应"装置的正极流向"磁场中的电化学反应"装置的负极，通过电流表指针的偏转方向，可以判断出"磁场中的电化学反应"装置的正极、负极。
4、手拿磁体，靠近塑料瓶，明显感到有吸引力，这是由于塑料瓶中装了硫酸亚铁，说明硫酸亚铁是铁磁性物质。
5、将塑料瓶中的硫酸亚铁倒一些在纸上，压碎硫酸亚铁晶体，用磁体靠近硫酸亚铁，这时有一部分硫酸亚铁被吸引在磁体上，进一步说明硫酸亚铁是铁磁性物质。
6、将磁体用棉线挂在墙上一个钉子上让磁体悬空垂直不动，用装有硫酸亚铁的塑料瓶靠近磁体，当还未接触到悬空磁体时，可以看到悬空磁体已开始运动，此事更进一步说明硫酸亚铁是铁磁性物质。（注：用另一个塑料瓶装入硫酸亚铁饱和溶液产生的现象同样）
7、通过步骤4、5、6我们得到这样的共识，硫酸亚铁是铁磁性物质。
8、将塑料瓶中的硫酸亚铁适量倒在烧杯中，加入蒸溜水溶解硫酸亚铁。可以用饱和的硫酸亚铁溶液，然后倒入一个长方形的塑料容器中。实验是用的饱和硫酸亚铁溶液。装入长方形容器中的液面高度为40毫米。
9、将铁片分别放在塑料容器中的硫酸亚铁溶液两端中，但要留大部分在溶液之上，以便用电流表测量电流。由于两个电极是用的同种金属铁，没有电流的产生。
10、然后，在塑料容器的外面，将铁氧体磁体放在某一片铁片的附近，让此铁片处在磁埸中。用电流表测量两片铁片之间的电流，可以看到有电流的产生。（如果用单方向移动的电流表，注意电流表的正极应接在放磁体的那一端），测量出电流强度为70微安。为什么同种金属作电极在酸、碱、盐溶液中有电流的产生？电位差是怎样形成的？我是这样看这个问题的：由于某一片铁片处在磁埸中，此铁片也就成为磁体，因此，在此铁片的表面吸引了大量的带正电荷的铁离子，而在另一片铁片的表面的带正电荷的铁离子的数量少于处在磁埸中的铁片的带正电荷的铁离子数量，这两片铁片之间有电位差的存在，当用导线接通时，电流由铁离子多的这一端流向铁离子少的那一端，（电子由铁离子少的那一端铁片即电源的负极流向铁离子多的那一端铁片即电源的正极）这样就有电流产生。可以用化学上氧化－还原反应定律来看这个问题。处在磁埸这一端的铁片的表面由于有大量带正电荷的铁离子聚集在表面，而没有处在磁埸的那一端的铁片的表面的带正电荷的铁离子数量没有处在磁埸中的一端多，当接通电路后，处在磁埸这一端的铁片表面上的铁离子得到电子（还原）变为铁原子沉淀在铁片表面，而没有处在磁埸那一端的铁片失去电子（氧化）变为铁离子进入硫酸亚铁溶液中。因为在外接的电流表显示，有电流的流动，可以证明有电子的转移，而电子流动方向是由电源的负极流向电源的正极，负极铁片上铁原子失去电子后，就变成了铁离子，进入了硫酸亚铁溶液中。下图所示。
11、确定"磁场中的电化学反应"的正、负极，确认正极是处在磁体的位置这一端。这是通过电流表指针移动方向来确定的。
12、改变电流表指针移动方向的实验，移动铁氧体磁体实验，将第10步骤中的磁体从某一片上移开（某一片铁片可以退磁处理，如放在交变磁埸中退磁，产生的电流要大一些）然后放到另一片铁片附近，同样有电流的产生，注意这时正极的位置发生了变化，电流表的指针移动方向产生了变化。
如果用稀土磁体，由于产生的电流强度较大，电流表就没有必要调整0为50毫安处。而用改变接线的方式来让电流表移动。
改变磁体位置：如果用磁体直接吸引铁片电极没有浸在液体中的部份的方式来改变磁体位置，铁片电极不退磁处理也行。
下图所示磁体位置改变，电流表指针偏转方向改变。证明电流流动方向改变，《磁场中电化学反应》成立。电流流动方向说明了磁体在电极的正极位置。
三、实验结果讨论
此演示实验产生的电流是微不足道的，我认为此演示的重点不在于产生电流的强度的大小，而重点是演示出产生电流流动的方向随磁体的位置变动而发生方向性的改变，这就是说此电源的正极是随磁体在电源的那一极而正极就在磁体的那一极。因此，可以证明，"磁场中的电化学反应"是成立的，此电化学反应是随磁体位置发生变化而产生的可逆的电化学反应。请特别注意"可逆"二字，这是本物理现象的重点所在。
通过磁场中的电化学反应证实：物理学上原电池的定律在恒定磁场中是不适用的（原电池两极是用不同种金属，而本实验两极是用相同的金属）。
通过磁场中的电化学反应证实：物理学上的洛仑兹力（洛伦兹力）定律应修正，洛仑兹力对磁性运动电荷是吸引力，而不是偏转力。并且洛仑兹力要做功。
通过实验证实，产生电流与磁场有关，电流流流动的方向与磁体的位置有关。电极的两极是用的同种金属，当负极消耗后又补充到正极，由于两极是同种金属，所以总体来说，电极没有发生消耗。这是与以往的电池的区别所在。而且，正极与负极可以随磁体位置的改变而改变，这也是与以往的电池区别所在。
《磁场中电化学反应》电源的正极与负极可以循环使用。
产生的电能大小所用的计算公式应是法拉弟电解定律，法拉第电解第一定律指出，在电解过程中，电极上析出产物的质量，和电解中通入电流的量成正比，法拉第电解第二定律指出：各电极上析出产物的量，与各该物质的当量成正比。法拉第常数是1克当量的任何物质产生（或所需）的电量为96493库仑。而移动磁体或移动电极所消耗的功应等于移动磁体或移动电极所用的力乘以移动磁体或移动电极的距离。
四、进一步实验的方向
1、在多大的铁片面积下，产生多大的电流？具体数字还要进一步实验，从目前实验来看，铁片面积及磁场强度大的条件下，产生的电流强度大。如铁片浸入硫酸亚铁溶液20毫米时要比浸入10毫米时的电流强度大。
2、产生电流与磁场有关，还要作进一步的定量实验及进一步的理论分析。如用稀土磁体比铁氧体磁体的电流强度大，在实验中，最大电流强度为200微安。可以超过200微安，由于电流表有限，没有让实验电流超过200微安。
3、产生的电流值随时间变化的曲线图A-T(电流-时间)，还要通过进一步实验画出。
4、电解液的浓度及用什么样电解液较好？还需进一步实验。
五、新学科
由于《磁场中的电化学反应》在书本及因特网上查不到现成的资料，可以说是一门新学科，因此，还需要进一步的实验验证。此文起抛砖引玉之用。我希望与有识之士共同进行进一步的实验。
我的观点是，一项新实验，需要不同的时间、不同的人、不同的地点重复实验成功才行。
参考文献
《蓄电池的使用和维护》一书中讲到碱性铁镍蓄电池的内容。
20xx年，实验室的安全生产工作，在XX公司安监部的正确领导和实验室全体职工的共同努力下，深入贯彻落实安全标准化、班组安全建设活动，坚持“以人为本”思想，牢固树立科学发展观，大力传播“安全发展”的管理理念，广泛开展了实验室应急救援预案演练和安全隐患排查等活动，进一步落实了各级人员安全生产责任制，坚定不移的坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，推进安全管理制度化、规范化建设，形成了齐抓共管的安全生产管理格局，实验室安全生产工作卓有成效。具体工作汇报如下：
一、贯彻执行安全生产法规和上级文件精神
实验室成立并完善了安全管理机构，齐抓共管，通过安全讲课等宣传手段，积极贯彻执行国家法律法规，认真落实公司安全生产和其它安全生产文件精神，并利用安全活动记录和安全例会记录、交接班，及时传达学习，全面宣传当前安全形势和要求，进一步强化过程管理，全方位地增强全员的安全意识，并逐一检查落实执行情况。
二、建立健全安全生产责任制，并全面落实
1、落实全员安全生产责任制，签定了安全生产和冬季四防责任状，使每一个人都明确自己的安全职责，加大安全工作执行力度。同时在实验室建立了《开停车安全注意事项》、《安全动火分析注意事项》规定，对各类隐患和违章加大检查、整治、处理的力度，着力解决有章不循、执行不力的问题，如员工劳保的穿戴问题;做样不认真，图省事操作、习惯性违章等进行严肃处理。
2、重新修订了实验室安全操作规程;实验室防事故现场处置预案;建立了实验室班组安全建设体系;安全标准化体系;并有效地运行。
三、加强安全教育工作
加强员工的入职教育和日常教育，做好教育台账、记录。从安全文化的养成、技能的提高等方面入手，增强员工的安全意识、责任意识、法制意识;引导岗位员工做到“只有规定动作”，杜绝“自选动作”，提高全员安全意识。
每月对员工进行气防和消防知识培训，每季度进行《安全生产法》及《职业健康》等知识讲座。使员工和管理人员都牢牢树立起安全意识，严格遵守安全生产责任制和安全操作规程，保证安全。
四、加强事故隐患整治的工作
1、对取样口进行跟踪检查，实验室共有样点180个左右，有高温高压、低温高压、有毒有害、窒息气等样点，要求班组人员取样时必须两人进行，取样同时有人监护，并且要求技术员每周巡检样点两次，发现问题立即组织人员进行维护处理，减少了跑冒滴漏。一年来我们修复取样口渗漏达20余次，改进取样口如SC6606、AM1512、SC7203等，减小了取样口的毒害性。
2、注意实验室现场分析岗位的工作细节，制定了具体的安全注意要点和切实可行的防范措施，如：自行车停放在主干道上;取样开阀时要侧身操作，防止伤人或中毒。
3、实验室还对特殊工种和岗位坚持100%持证上岗，十月份化验员证到期，实验室及时联系呼市技术监督局进行培训，重新取证，从源头上消除隐患，保障安全。全年实验室组织安全检查62次，隐患自检自查自改四次，查出隐患问题三十余项并进行了有效的整改。
五、积极开展“班组安全建设”“安全生产月”和“清剿火患”及“冬季四防”活动
1、做好宣传活动。利用讲座、漫画、等形式，宣传各项活动的意义和目的。
2、做好动员工作。召开专题会议，对安全活动进行了部署，向员工传达活动部署的工作要求和安排。
3、进一步做好安全隐患的处理和安全检查。对安全生产工作情况和生产设施安全状况做全面的检查。
六、保证各项具体活动和措施的有效落实
1、安全技术措施计划的有效实施。每月初实验室召开安全生产例会，布置当月安全生产，明确中心和重点;每周五组织班长以上人员对实验室各岗位进行全面检查发现不足，马上整改;安全员每天参加车间班组交接班，及时传达安全指示精神;每天对实验室所属的`水、电、气、取样口等重点部位进行全面检查;每班次对钢瓶间、氢气发生间等重点岗位进行气体监测，有无易燃气体泄漏。及时发现不安全因素。
2、加大化学危险品、药品管理力度，实验室有上千种化学药品，易燃易爆，有毒有害，高腐蚀性，必须严格管理，实行双人双锁双领出管理制度，同时用适当的方法处理实验废液，保证不污染环境。分析取回的易燃样品及使用的易燃试剂及时回收到指定地点，即避免浪费又保证了安全。
3、安全动火分析和置换气分析是我们工作的重中之重。安全动火分析和置换气分析关系到生产的正常进行和检修人员的人身安全，安全动火分析和置换气分析的准确性，可以有效的防止事故的发生，为此实验室编写了安全动火分析和置换气分析方案，对进行安全动火分析和置换气分析的员工进行了全面培训，在工艺车间对重点部位进行作业，需进行安全动火分析和置换气分析时，我们随叫随到，重点部位除现场分析外，还要取样复核并留样直到工艺车间的作业任务完成，并做好分析数据的原始记录，把好安全工作的最后一道防线。20xx年，实验室安全动火分析和置换气分析共做了一万余次，仅五月份检修，安全动火分析和置换气分析共做了3000次以上，保证了安全检修。
七、建立班组安全建设体系和安全标准化体系
按照公司的要求着力推进班组安全建设。一是继续提高对班组安全建设重要性的认识，把班组安全建设放在更加突出的位置，形成一级抓一级、层层抓落实的工作机制;二是进一步落实班组长、职工岗位安全生产责任制，把事故隐患化解在班组、解决在萌芽状态，有效遏制重特大事故发生;三是强化班组长安全教育培训工作，通过技能培训活动，使一线职工形成牢固的安全意识、过硬的岗位技能和良好的行为规范;四是充分发挥先进典型的示范导向作用，广泛宣传他们的先进事迹，感染和激励员工学赶先进、争创佳绩;五是抓好班组安全生产标准化建设，做到上标准岗、干标准活，切实把企业达标、专业达标建立在岗位达标的基础之上，确保安全生产规章制度和操作规程落到实处。
安全责任，重于泰山，但我们有信心在抓好实验室分析工作的同时，也抓好安全班组建设、安全标准化，力争安全、优质、高效、经济的圆满完成化验分析任务。