一、设计意图
氯水中次氯酸见光分解实验由于实验装置敞开、污染重；消耗大量氯水，实验后废液处理困难；反应慢、产生的氧气少做带火星的木条复燃实验很难成功；即使实验能成功证明了有氧气生成，但氧气可能的来源有很多种，也不能得到反应是如何进行的。一部分中学教师的做法是通过比较新制氯水和久置氯水(稀盐酸)的区别来说明次氯酸发生了分解。这样做有几个缺点：一是久置氯水不是当场得到的产物有假实验的嫌疑，二是即使知道氯气发生了反应也不能得到次氯酸分解的事实。所以这种做法无疑是给学生直接灌输了次氯酸分解这个知识点。有不少教师对实验进行改进，他们共同的出发点是在较短的时间里生成足够多的氧气用于检验。所以实验中会用到大量的氯水(不环保)和特殊的光源(难以推广)。光源强度大氯水温度明显升高，氯气挥发、甚至会有水蒸气产生。即使这样实验时间也在10分钟左右。笔者把本实验设计成能快速完成的数字探究实验，通过实验事实分析得到次氯酸分解生成盐酸和氧气。
二、仪器用品
1.实验药品
新制氯水、CuO、NaOH溶液
2.实验仪器
铁架台、LED冷光源、溶解氧传感器、电导率仪、数据采集器、SWR数字系统、2个小的废药瓶、2个注射器针头
三、实验装置图
四、实验原理
实验过程中测定溶解氧的情况，随着反应的进行溶液中溶解氧越来越多最后达到饱和，说明反应中有氧气生成。根据化合价分析氧从-2价升高到0价，必然会有元素化合价的降低。变化情况有四种可能，(1)H从+1价降为0价；(2)Cl从+1价降为0价；(3)从+1价降为-1价；(4)从0价降为-1价。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆也就是说反应有如下四种可能：①2H2O=2H2+O2；②2Cl2+2H2O=4HCl+O2；③2HClO=2HCl+O2；④4HClO=2H2O+2Cl2+O2
实验过程中测得电导率明显增大可排除一、四两种可能。
在氯水中加氧化铜至溶液呈无色，用CuO消耗盐酸使氯气完全反应。将溶液光照仍可以检测到氧气的生成，而且生成氧气速率更快(因为HClO浓度大)可排除第二种可能。
五、操作要点及实验现象
1.取氯水光照测定溶解氧浓度和电导率的变化
2.取氯水加氧化铜至溶液呈无色，测定溶解氧浓度的变化
六、实验反思
实验抛开了传统的制备并收集氧气的思路，实验的准备工作难度大大降低。不需要特殊的光源，反应时间很短就能有需要的实验效果。因此改进后的实验可以推广。实验只需要极少量的氯水，废液的处理变得简单，使实验更绿色环保、充分展现了数字实验的优点。通过数字实验让学生在“宏观-微观-符号-曲线”四重表征下探究反应机理，让课堂更生动，培养了学生严谨的逻辑推理能力。在实际教学中还可以提供必要的实验仪器让学生来设计实验探究反应机理。在设计实验的实践过程中为了有很好的实验效果先后用NaHCO3、CH3COONa、Na2CO3、CaCO3、NaOH、AgNO3、MgO。但生成氧气的速率均没有明显的改变。可能CO2的生成会影响溶解氧的测定，PH的增大不利于HClO的分解。溶解氧的测定如果使用热光源实验时间不能长，因为溶液温度升高氧气的溶解度会降低。
(作者单位：江苏省如皋市搬经中学 226500)
论文作者:丁佐俊
论文发表刊物:《中学课程辅导●教学研究》2017年7月下
论文发表时间:2017/11/3
标签：次氯酸论文; 氧气论文; 溶解氧论文; 溶液论文; 分解论文; 氯气论文; 光源论文; 《中学课程辅导●教学研究》2017年7月下论文;