張軍　李曉萍

摘 要：為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的電解飽和食鹽水微型實(shí)驗(yàn)，裝置簡(jiǎn)單、操作方便、現(xiàn)象明顯、安全環(huán)保，成功率高。實(shí)驗(yàn)只需要2-3分鐘就能完成，適合于學(xué)生實(shí)驗(yàn)或家庭實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：電解飽和食鹽水； 微型實(shí)驗(yàn)； 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-3315（2013）07-032-001

電解原理及其應(yīng)用是人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書選修四《化學(xué)反應(yīng)原理》中的重要化學(xué)理論，教材介紹了電解原理在氯堿工業(yè)中的應(yīng)用，但沒(méi)有演示實(shí)驗(yàn)，也無(wú)學(xué)生實(shí)驗(yàn)。為此，我們積極開(kāi)發(fā)課程資源，為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了電解飽和食鹽水的微型裝置，實(shí)驗(yàn)2-3分鐘完成，適合于學(xué)生實(shí)驗(yàn)或家庭實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)理論聯(lián)系實(shí)際，不僅為學(xué)生理解氯堿工業(yè)化工生產(chǎn)原理提供感性材料，并且對(duì)于學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)電解原理具有重要意義。

一、實(shí)驗(yàn)裝置圖如下

二、實(shí)驗(yàn)裝置說(shuō)明

電源和電極制作：用細(xì)導(dǎo)線去掉外皮后的一束銅絲將四節(jié)1.5V的七號(hào)電池串聯(lián)，用膠布固定銅絲與電池間的連接；然后在第一塊電池正極上粘結(jié)一根細(xì)導(dǎo)線，在最后一塊電池負(fù)極上粘結(jié)一根細(xì)導(dǎo)線，再用膠布固定電池組（6V）。電源正極引出的導(dǎo)線接碳棒做陽(yáng)極；電源負(fù)極引出的導(dǎo)線接帶有自行車氣門芯膠管的粗銅絲做陰極，膠管作用是絕緣，以保證與電解液接觸的銅絲上產(chǎn)生的氣體全部收集到小試管中。粗銅絲在溶液中裸露的一端被砸扁并折疊。取廢棄的七號(hào)電池中的碳棒洗凈后在電爐上灼燒而得到碳棒電極。

三、實(shí)驗(yàn)步驟與現(xiàn)象、結(jié)論

1.向100mm×15mm的試管中盛三分之一體積的飽和食鹽水待用；向直徑120mm、高24mm的培養(yǎng)皿中加入飽和食鹽水（溶液高度約13mm），滴入幾滴酚酞試液，混勻。

2.將接好電源的兩電極插入飽和食鹽水中，電極上均有氣泡產(chǎn)生，2秒鐘后可見(jiàn)陰極銅片附近溶液迅速變紅而碳棒附近溶液沒(méi)有變紅，說(shuō)明陰極有堿生成。從溶液中取出電極，分別將其放在干燥的淀粉碘化鉀試紙上，可見(jiàn)與陽(yáng)極碳棒接觸的試紙迅速變藍(lán)，而與陰極銅片接觸的試紙沒(méi)有變化。說(shuō)明陽(yáng)極放出的氣體是氯氣。

3.如上圖所示安裝裝置；將三根細(xì)玻棒放于溶液中，將連接碳棒的細(xì)導(dǎo)線穿過(guò)漏斗與電池組正極相連，用棉花塞住漏斗管口把碳棒電極固定在漏斗內(nèi)。漏斗倒置于細(xì)玻璃棒上，電極底端與漏斗口齊平。再向棉花上滴加少量飽和氫氧化鈉溶液，防止氯氣逸出，（注意不能使氫氧化鈉溶液流下去），電解之后觀察漏斗中氣體顏色。將裝有飽和食鹽水的試管倒置于溶液中，液面下把銅電極裸露部分迅速伸進(jìn)試管中，收集氣體?？梢?jiàn)銅片電極上有大量氣泡產(chǎn)生，不到一分鐘試管中液體被排完；漏斗內(nèi)氣體呈黃綠色。

4.在液面下用拇指堵住試管口取出試管，管口向上停留5秒鐘，氣體混勻后將試管口靠近酒精燈火焰，聽(tīng)見(jiàn)尖銳的爆鳴聲，氣體具有可燃性，說(shuō)明陰極放出氣體是氫氣。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后取下棉花，從漏斗口滴加飽和氫氧化鈉溶液，處理漏斗中的氯氣。

四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.用小電池組作電源、培養(yǎng)皿為反應(yīng)器組成微型裝置，裝置簡(jiǎn)單，操作方便

在飽和食鹽水中先滴入酚酞試液，能清晰準(zhǔn)確地觀察陰極附近溶液變紅，直觀地判斷出陰極有堿生成。只收集約三分之一試管體積的氫氣不僅縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，而且點(diǎn)燃混有空氣的氫氣，爆鳴聲明顯。

2.使用尖端呈片狀并折疊的銅電極的作用

將粗銅絲電極尖端制成表面積大的銅片并對(duì)折，銅片表面變得粗糙，加大了銅片與溶液接觸面積，產(chǎn)生氫氣的速度快。

3.將收集氯氣的漏斗放在三根細(xì)玻璃棒上（漏斗口置于液面下）

目的是避免因漏斗隔離了漏斗內(nèi)外的溶液，離子不能定向移動(dòng)而形不成閉合回路，致使電極上無(wú)現(xiàn)象。

五、注意事項(xiàng)

溶液中電極間的距離越近電解越快；測(cè)定氯氣時(shí)兩電極間距應(yīng)大于3cm，以防止氯氣擴(kuò)散造成現(xiàn)象異常；連接碳棒電極的銅導(dǎo)線不能接觸溶液，避免副反應(yīng)發(fā)生。

電解飽和食鹽水微型實(shí)驗(yàn)包括兩極產(chǎn)物的檢測(cè)，以及氯氣的處理。漏斗的使用使實(shí)驗(yàn)裝置變得簡(jiǎn)單、選用培養(yǎng)皿使操作更加方便；利用電極吸附的氣體檢測(cè)氯氣、僅收集三分之一試管體積的氫氣等措施縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間并減少了氯氣產(chǎn)生，整個(gè)實(shí)驗(yàn)只需要2-3分鐘就能完成，現(xiàn)象明顯。將氯氣收集在漏斗中，便于觀察，易于尾氣處理，實(shí)驗(yàn)安全環(huán)保，成功率高。