电解饱和食盐水的微型实验改进

《中学生导报》(教学研究)/2013年/6月/17日/第096版

学科教育

电解饱和食盐水的微型实验改进

浙江省舟山市南海实验学校林静静

摘要：微型化学实验(microsale chemical experiment或microsale laboratory)是指用微量药品，在微型化的仪器里进行的化学实验。其特点在于：装置微型化和用药量微型化。一般来说，通常所说的用量都在半微量与微量之间，即固体0.1克左右，液体0.1～0.2ml左右。对于教学而言，微型实验应具有现象明显、便于操作、效果优良、成本低、易于推广等特点。

本文以电解食盐水实验的微型化改进为例研究微型实验的特点.

关键词：微型实验；改进

［问题提出］

该实验内容在高中化学课本介绍氢氧化钠的工业制法时涉及的。书中提到要用石棉隔膜避免反应物与离子的混合反应，这容易使学生觉得实验条件苛刻而无法演示。其实在这方面已有很多的实验改进的例子。《化学微型实验及教学研究》一书中第360 ～ 390页提到了3种方案。(《化学微型实验及教学研究》蔡铎昌主编，西南师大出版社)基本思路是用U型管盛装溶液，或用两只导直玻璃管插入盛溶液的烧杯中，电极分别插入两管中电解，再用指示剂或气室检验产物。但其缺点很明显：其一是用药太多，有30－50毫升。其二是所用电压高，需用学生电源，很笨重，不便携带。不符合微型实验的特点和要求。而本实验的设计完全克服了上述缺点，且不失巧妙。

［实验内容］

［实验名称］电解饱和食盐水微型实验演示

［实验原理］在饱和氯化纳钠溶液中通以直流电，会发生如下反应：

阳极：2Cl-_2e ==Cl2↑　(惰性电极)

阴极：2H2O＋2e==H2↑+2OH-

总反应：2NaCl+2H2O ===2NaOH+Cl2↑+H2↑　

［仪器药品］培养皿 擦镜纸 导线 一号电池 自动铅笔笔芯 小胶布 投影仪

食盐 淀粉－碘化钾试液 酚酞试液 蒸馏水

［实验装置］

［实验步骤］

1．取0.1克食盐于培养皿中，加入蒸馏水10滴左右，振荡使之溶解，并将液面展开。

2．将电极平行放入培养皿中，用小胶布固定于培养皿壁。

3．将剪成比培养皿略小的擦镜纸平铺覆盖于培养皿中。

4．往阳极区上滴加2滴KI-淀粉溶液，阴极区上滴加1滴酚酞试液。培养皿放道投影

仪上。

5．分别将导线的另一头用小胶布固定在电池的两级，开始电解，投影。(注意不要接反，连接铅笔芯的接在正极)2－3分钟后即可完成。(可观察到明显颜色变化现象：阳极区变蓝，阴极区变红)

6．撤除仪器。

［注意事项］

1．如没有现成的KI-淀粉试液，可自行配置：取0.1克淀粉于50m的烧杯中，加入少许(米粒大小)碘化钾，加水溶解至20毫升，搅匀。

2．电极制作：取两根导线，每端各剥出5cm左右，一端分出两根细丝，拉直做电极(阴极)。阳极需将细铜丝缠于铅笔芯一端，在酒精灯上加热，沾上少许石蜡，加热使之熔融，将接头处铜丝覆盖，还能起到固定铅笔芯的作用。

3．电解完成后为了现象明显可往电极区滴加1－2滴蒸馏水，以使颜色区域扩大。

［实验说明］该实验的设计克服了上述的缺点，很有独到之处。

第一，该实验的用药量少，真正体现了微型的特点。所需药品只需0.1克左右，液体0.2毫升。是普通实验用量的1/20－1/100左右。

第二，现象明显。由于碘和淀粉反应及酚酞和碱反应都是很灵敏的化学显色变化，实验完毕可清楚看到电极附近区域颜色变化。而用投影的办法将结果放大后更方便学生观察。如果条件好用多媒体视频展示仪和液晶投影仪则效果更好。

第三，小巧，便于携带和操作。由于采用干电池作电源，大大减少了装置的体积和重量，整套装置加起来不到80克。

第四，无污染，真正的绿色化学实验。由于所用药品量很少，故产生氯气的量就很少，基本上都与碘化钾反应了。而且湿的擦镜纸覆盖在电极表面可进一步防止过量的氯气扩散。

第五，设计巧妙。选择擦镜纸是因为其透明度较高，在湿了之后更明显，方便投影。电极细小，更能清楚地发现颜色的变化。将擦镜纸放在电极上可起到减缓气体扩散的作用。气体与试液进行交错流动，更能充分反应。培养皿底部较平，便于投影。

总的来说，该实验的设计很好的体现了微型化学实验的特点：用药少，清洁无污染，便于操作，效果明显，易推广。而且装置方便易得，便于携带，学生完全可以在家中自己进行操作，锻炼动手能力。不失为一种好的创意。

参考文献

［1］ 李静娴,陈迪妹,元立亭.电解饱和食盐水实验的优化设计［J］.化学教学.2012(01) ［2］ 王春.电解水实验装置的改进［J］.实验教学与仪器.2009(09)

［3］ 张军,李晓萍.电解饱和食盐水的微型实验［J］.科学大众(科学教育).2013(07)