一种新型的电解饱和盐类及其产品性能测试装置_氯气论文

电解饱和食盐水及产物性质检验的创新装置，本文主要内容关键词为：产物论文,装置论文,性质论文,食盐水论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。

      普通高中化学苏教版（必修1）的专题2的第一单元中氯气的工业生产原理电解饱和食盐水实验，对引导学生探究工业上制取氯气的原理有着重要作用。课本从工业制备入手，引入氯气性质的学习，通过所学知识去解决生活、生产中的实际问题，让学生体会到化学学习的价值，实现学以致用、学而可用、学而能用的魅力。本文就电解饱和食盐水及产物性质检验的不足进行装置上的创新设计。

      一、教材实验存在的问题

      作为演示实验应具备操作简便、现象明显、绿色环保、安全可靠、成功率高等特点。课本中电解饱和食盐水实验在U型管中进行，两极均有少量气泡冒出，但要收集一试管的

，耗时较长（至少要5min），与课本阐述2min不符。氯气性质检验不直观，尾气没有处理，不密闭，有刺激性气味的氯气逸出，使人恶心、呕吐、胸口疼痛，不符合绿色环保的新理念，师生均无法自主探究实验。而且两极之间离子迁移距离过长，同时用铁棒作电极，表面积太小，造成整个电路的电阻较大，使阴、阳两极产生的气泡较少，很难收集到足够量的氢气和氯气。

      二、实验创新装置图（见图1至图3）

      三、改进装置制作

      1.制作材料及工具

      

      

      

      原电池演示器、丁达尔现象实验器中带塞有机试管、有机玻璃、注射器、输液器、玻璃管、乳胶管、导线、铜电极、石墨电极、止水夹、强力胶、玻璃胶、砂纸、电烙铁、切割刀。

      2.电解实验创新装置制作

      ①取一8cm×5cm×7cm原电池演示器，在隔板底部用电烙铁打一1cm×1cm孔，使之左右相通。在下端边上打一Φ0.4cm小孔，用强力胶接上玻璃导管，在玻璃导管上接乳胶管和止水夹（排水）。

      ②用切割刀裁取一块7.6cm×4.6cm有机玻璃板，用电烙铁打合适大小的五个孔，分别用于连接两个电极，即5cm×1.5cm×0.2cm铜片和打磨的石墨电极（一号干电池芯），两个出气孔和注射器（连有4cm输液器软管）。用导线连接电极并用强力胶把电极、输液器硬管、注射器固定在有机玻璃板对应孔中。用强力胶把有机玻璃板固定在原电池演示器内，并在上方填充玻璃胶（如图1电解实验创新装置）。

      ③裁取另一块8cm×5cm有机玻璃板，打一与注射器大小相似的孔套在注射器上，出气孔对应位置再打两个小孔。把有机玻璃板也固定在充满玻璃胶的原电池演示器上，干燥后电解实验创新装置就制作完成了。

      3.氯气性质检验创新装置制作

      ①取五个2cm×1.5cm×6.5cm有机试管，在中间位置用电烙铁打孔，用砂纸打磨，用强力胶连接固定成一排，在外端两个孔中用强力胶接入输液器硬管。

      ②取一有机试管，截弃上半部分2cm×1.5cm×5cm，在上端打一孔用导管连接输液器硬管至试管底部。

      ③如图2氯气性质检验创新装置，把有机试管连接胶管固定在15cm×5cm有机玻璃板，再用有机玻璃板制作一个10.5cm×1.8cm×2.5cm盖子，贴上试剂标签，氯气性质检验创新装置就制作完成了。

      四、实验器材和药品

      学生电源、电解实验创新装置、氯气性质检验创新装置、烧杯、镊子、火柴、滤纸条；饱和食盐水、酚酞试液、蓝色石蕊试液、品红溶液、KBr溶液、

和KSCN混合溶液、淀粉KI溶液、NaOH溶液。

      五、实验步骤及现象

      ①按图3实验创新装置实物图所示组装好实验装置。在注射器内注入适量饱和食盐水，迅速关闭电解实验创新装置输液器开关。若液面高度差不再变化，说明气密性良好。

      ②打开两极输液器开关，继续向针筒内注入饱和食盐水，排净电解实验创新装置内空气，关闭输液开关。

      ③在氯气性质检验创新装置中依次放入湿润蓝色石蕊滤纸条、湿润品红滤纸条、浸有KBr溶液滤纸条、浸有

和KSCN混合溶液滤纸条、湿润淀粉KI滤纸条，塞紧塞子，盖好盖子，并在尾气吸收装置中倒入NaOH溶液。

      ④接通电源，电解开始，两端都有气体生成，阴极产生无色气体，阳极产生黄绿色气体。2min后关闭电源开关。由于气压作用（根据连通器原理）电极两端液面下降，注射器内液面上升约60mL。

      ⑤往注射器内滴加酚酞试液，可观察到注射器内液体变红，说明阴极生成NaOH。打开阴极端输液器开关，点燃针尖上的气体，罩上干冷小烧杯，有小水珠产生，说明产生了氢气。

      ⑥关闭阴极端输液器开关，打开阳极端输液器开关，由于液面高度有差距，注射器内液面下降把氯气压入氯气性质检验装置，依次使湿润蓝色石蕊滤纸条先变红后褪色、使湿润品红滤纸条褪色、使浸有KBr溶液滤纸条变黄、使浸有

和KSCN混合溶液滤纸条变红、使湿润淀粉KI滤纸条变蓝，剩余氯气导入NaOH溶液吸收，较完整地揭示了氯气的性质。

      ⑦再次接通电源，生成的NaOH被压入氯气检验装置中，残留氯气与NaOH反应，消除了污染，NaOH循环利用使之更加绿色化。

      六、改进装置的创新之处

      ①本实验改进装置集电解饱和食盐水及产物性质检验于一体，且气体的制取速率可控制，无需单独收集产物，尾气处理完全，对大气无污染，实验现象明显，有较强的视觉效果，易激发学生实验兴趣，使其享受学习化学的乐趣。

      ②制作材料方便易得，实验操作简单而且节约药品。且在密闭环境中完成实验，目前尚未发现类似改进，具有极高的推广价值。

      ③装置适用范围广，电解装置可用于电解水及产物检验。氯气检验装置，设计美观，整体性强，还可检验其他有毒有害气体。

      ④改进装置适合师生探究电解原理及产物性质实验，突显简单便携、直观化、微型化、高效化、轻量化、绿色化。培养了学生严谨的科学态度和正确的价值观，增强了学生的环保意识，为实现课堂教学的探究提供了方便。

      实验教学中优化实验方案创新设计的研究，需要教师平时多动脑研究课本实验，并利用各种教学资源，去寻找简单便携、直观化、微型化、高效化、轻量化、绿色化的实验创新装置。真正使学生体验科学探究过程，促进学习方式的转变，强化科学探究意识，培养学生的实践能力和创新精神。让教师更好达成三维教学目标，提高教育教学质量，培养更多具有综合实力的创新型人才。

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