电解饱和食盐水实验的优化设计

电解饱和食盐水实验的优化设计
作者：李静娴陈迪妹元立亭
来源：《化学教学》2012年第01期
摘要：用J型管对电解饱和食盐水实验进行了优化设计。

新设计具有实验现象明显、绿色、操作简单且安全、时间短、可反复操作等优点。

关键词：J型管；电解饱和食盐水；优化设计；化学教学
文章编号：1005－6629(2012)1－0045－02中图分类号：G633.8文献标识码：B
电解饱和食盐水实验，是苏教版普通高中课程标准教科书《化学1》中的一个重要演示实验。

但课本中的实验操作存在以下不足：一、两极看到少量气泡虽然较快，但要收集一试管的氢气，需要较长一段时间。

书上的2 min会不够，既使用最小的试管(5ml)，电压20V，也至少要5min。

二、检验氯气的过程不够简便也不环保。

由于采用一支U型管，U型管上端已存在部分空气，会对气体的收集有所影响，尤其氯气的黄绿色很浅，且在验证过程中难免有部分氯气泄漏。

我们通过多次探究对该实验做了如下的优化设计。

1实验用品
仪器材料：直流电源、J型管、注射器、石墨棒、铁片、表面皿、导线、导管与橡胶管若干。

药品试剂：精制饱和食盐水、氢氧化钠溶液、淀粉碘化钾试纸、肥皂水、酚酞试剂。

2实验装置
如图1所示：
(1)J型管中装入已精制的饱和食盐水，其中低端要装满液体，排尽空气，高端加入几滴酚酞试剂。

(2)J型管低端塞上单孔橡皮塞，石墨碳棒作为阳极，插入注射器。

插入液体中的碳棒长度最好等于J型管两端的高度差。

若碳棒长度过短反应不够充允过长会则会引起溶液溢出J型管高端。

注射器排尽空气，内壁预先粘有湿润的淀粉碘化钾试纸，注射器的针头露出橡皮塞即可。

(3)J型管高端塞上单孔橡皮塞，铁片作为阴极，并且插入导管，外导管连接如图1。

铁片宜剪成细条状，加大与溶液的接触面积。

导管接触肥皂水的一端最好使用尖嘴，能够更好地吹出气泡。

3实验步骤
(1)按图1所示搭建好装置，接通电源，调节电压约为20V，反应开始。

(2)观察J型管两端产生气体，J型管高端液面变成红色，说明有氢氧化钠生成。

表面皿上的肥皂水有气泡吹出。

待低端产生的气体，将液面压到电极末端以下时，反应自动停止，整个过程需时不到2分钟。

(3)用点燃的火柴靠近表面皿上的气泡，若发出尖锐的爆鸣声，可验证为氢气。

(4)用注射器抽取阳极产生的黄绿色气体，若注射器内壁湿润的淀粉碘化钾试纸从无色变成蓝色，可验证为氯气。

(5)当用注射器抽气之后，J型管低端的液体又上升与石墨电极接触，反应继续进行。

(6)最后，将注射器中多余的氯气缓慢注入碱液中(处理尾气)。

4优点
(1)实验现象明显。

由于J型管低端预先是装满液体的，排尽了空气，所以产生的气体为较纯净的氯气，遇到注射器中的湿润淀粉碘化钾试纸的变色反应十分明显。

(2)反应时间短。

不用收集一试管的氢气来检验氢气，只要有少量就可以吹出肥皂泡，且验证氢气安全，具有趣味性。

(3)实验可循环进行，实验现象再现性好。

只要控制注射器对氯气的抽放就可以了，免去了很多步骤。

若要反复验证实验，操作也是很方便的。

(4)体现绿色化的思想。

实验过程中，氯气没有与空气接触，实现零污染。

参考文献：
[1]王良民，电解饱和食盐水的实验改进[J]，实验教学与仪器，2007，(11)：23。