饱和食盐水电解实验的研究,本文主要内容关键词为: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。
饱和食盐水电解实验是高中化学中一个比较重要的实验,该实验涉及饱和食盐水的电解、氢气()的收集和检验、氯气(
)的检验和尾气处理等方面。教材中的实验存在着一些不足,各地同行从不同的视角对该实验做过一些探讨。在研究各种方案的基础上,简要介绍了笔者探索的两个新方案。
一、教科书实验(见表1)
表1
二、各地同行的实验改进
针对教材实验存在的问题,各地同行从不同的视角对该实验做了表2所列的一些主要改进。
表2
续表
三、两个改进的实验方案
方案一(见图1)
图1
(1)实验仪器
U形管、导线3根、学生电源(直流)、干燥管、碳棒1根、长铜丝(直径为0.78mm)1根、开关1个、铁架台、玻璃弯管(90°)2根、胶木塞3个、乳胶管2段、烧杯1只。
(2)实验药品
饱和食盐水、淀粉-KI试纸、5%NaOH溶液。
(3)实验操作要点
①用直径为0.78mm的长铜丝作阴极,用碳棒作阳极。
②阳极支管处增设干燥管,干燥管内放置湿润的淀粉-KI试纸。
③断开开关,连接整个装置,电压取16 V~24 V。
④闭合开关,实验开始。
(4)优点
①长铜丝缩短了两极间的通路,电解速度快,1min左右即能收集1试管(φ12mm×70mm)的。
②便于在密闭环境下检验,且能观察到淀粉-KI试纸由白色变为蓝色,又由蓝色变为白色。
(5)注意事项
①实验结束,马上切断电源,防止产生过多的危害师生身体健康。
②实验结束,U形管内的液体从阳极一侧支管慢慢地倒出,注入烧杯的NaOH溶液中,以吸收残留的。
方案二(见图2)
图2
(1)实验仪器
导线3根、干电池(1.5V)2节、铅笔芯1根、大头针1枚、开关1个、电池盒1个、毛玻璃1块。
(2)实验药品
饱和食盐水、酚酞试液、淀粉-KI试纸。
(3)实验操作要点
①连接好电解饱和食盐水微型实验装置。
②在淀粉-KI试纸上面加2~3滴饱和食盐水,再加1滴酚酞试液。
③在湿润处压上两个电极,两个电极相距1cm~2cm,外加3V~10V的直流电。
④5s后即可观察到淀粉—Ⅺ试纸上两极处的颜色变化。
⑤断开开关,结束电解。
(4)优点
①实验装置简单,操作较方便。
②实验现象明显,阴极处出现红色带,阳极处出现蓝色带,两带之间间隔明显。
③实验药品用量大大减少。常规实验每组学生需用饱和食盐水约30mL,而微型实验只需2~3滴(1滴约0.05mL),是原来的1/300~1/200。因此,常规实验两组学生所用的饱和食盐水,足够全校1000名学生做一次微型实验。
④大头针、铅笔芯等实验材料容易获取,且价格便宜。
⑤实验产生的极少,对空气污染较少。
(5)注意事项
①在整个试验过程中,必须打开门窗。
②在黑板上写明电解时间5s~10s为宜。
③本实验在敞开的开放环境中进行,根据的性质,电解时间不能超过10s。
(6)学生实验效果
在本校高二理科14个班的学生实验中使用该方案,发现实验产生的数量极少,在只打开门窗,没有开启排风扇的情况下,实验室里闻不到明显的刺激性气味。学生普遍反映实验操作方便,现象明显。
四、小结
①电解饱和食盐水实验的研究可归为常规实验和微型实验两类。不同的研究人员从不同的角度出发,所改进的方案各有其特点。
②常规实验药品用量较多,产生的数量较多,尾气处理的操作烦琐;微型实验药品用量较少,产生的
极少,污染比常规实验少得多,操作更方便。
③常规实验和微型实验的实验现象都较明显。但常规实验更适合做演示实验,而微型实验更适合做学生分组(或独立)实验,通过亲历实验来学习化学。
④以绿色化学、微型化学实验的核心理念为指导的改进方案,充分体现了“资源节约、环境友好”。