電解飽和食鹽水的微型實驗

張軍　李曉萍

摘 要：為學生分組實驗設計的電解飽和食鹽水微型實驗，裝置簡單、操作方便、現象明顯、安全環保，成功率高。實驗只需要2-3分鐘就能完成，適合于學生實驗或家庭實驗。

關鍵詞：電解飽和食鹽水； 微型實驗； 學生分組實驗

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2013）07-032-001

電解原理及其應用是人教版普通高中課程標準實驗教科書選修四《化學反應原理》中的重要化學理論，教材介紹了電解原理在氯堿工業中的應用，但沒有演示實驗，也無學生實驗。為此，我們積極開發課程資源，為學生分組實驗設計了電解飽和食鹽水的微型裝置，實驗2-3分鐘完成，適合于學生實驗或家庭實驗，該實驗理論聯系實際，不僅為學生理解氯堿工業化工生產原理提供感性材料，并且對于學生深刻認識電解原理具有重要意義。

一、實驗裝置圖如下

二、實驗裝置說明

電源和電極制作：用細導線去掉外皮后的一束銅絲將四節1.5V的七號電池串聯，用膠布固定銅絲與電池間的連接；然后在第一塊電池正極上粘結一根細導線，在最后一塊電池負極上粘結一根細導線，再用膠布固定電池組（6V）。電源正極引出的導線接碳棒做陽極；電源負極引出的導線接帶有自行車氣門芯膠管的粗銅絲做陰極，膠管作用是絕緣，以保證與電解液接觸的銅絲上產生的氣體全部收集到小試管中。粗銅絲在溶液中裸露的一端被砸扁并折疊。取廢棄的七號電池中的碳棒洗凈后在電爐上灼燒而得到碳棒電極。

三、實驗步驟與現象、結論

1.向100mm×15mm的試管中盛三分之一體積的飽和食鹽水待用；向直徑120mm、高24mm的培養皿中加入飽和食鹽水（溶液高度約13mm），滴入幾滴酚酞試液，混勻。

2.將接好電源的兩電極插入飽和食鹽水中，電極上均有氣泡產生，2秒鐘后可見陰極銅片附近溶液迅速變紅而碳棒附近溶液沒有變紅，說明陰極有堿生成。從溶液中取出電極，分別將其放在干燥的淀粉碘化鉀試紙上，可見與陽極碳棒接觸的試紙迅速變藍，而與陰極銅片接觸的試紙沒有變化。說明陽極放出的氣體是氯氣。

3.如上圖所示安裝裝置；將三根細玻棒放于溶液中，將連接碳棒的細導線穿過漏斗與電池組正極相連，用棉花塞住漏斗管口把碳棒電極固定在漏斗內。漏斗倒置于細玻璃棒上，電極底端與漏斗口齊平。再向棉花上滴加少量飽和氫氧化鈉溶液，防止氯氣逸出，（注意不能使氫氧化鈉溶液流下去），電解之后觀察漏斗中氣體顏色。將裝有飽和食鹽水的試管倒置于溶液中，液面下把銅電極裸露部分迅速伸進試管中，收集氣體?？梢娿~片電極上有大量氣泡產生，不到一分鐘試管中液體被排完；漏斗內氣體呈黃綠色。

4.在液面下用拇指堵住試管口取出試管，管口向上停留5秒鐘，氣體混勻后將試管口靠近酒精燈火焰，聽見尖銳的爆鳴聲，氣體具有可燃性，說明陰極放出氣體是氫氣。實驗結束后取下棉花，從漏斗口滴加飽和氫氧化鈉溶液，處理漏斗中的氯氣。

四、實驗設計特點

1.用小電池組作電源、培養皿為反應器組成微型裝置，裝置簡單，操作方便

在飽和食鹽水中先滴入酚酞試液，能清晰準確地觀察陰極附近溶液變紅，直觀地判斷出陰極有堿生成。只收集約三分之一試管體積的氫氣不僅縮短了實驗時間，而且點燃混有空氣的氫氣，爆鳴聲明顯。

2.使用尖端呈片狀并折疊的銅電極的作用

將粗銅絲電極尖端制成表面積大的銅片并對折，銅片表面變得粗糙，加大了銅片與溶液接觸面積，產生氫氣的速度快。

3.將收集氯氣的漏斗放在三根細玻璃棒上（漏斗口置于液面下）

目的是避免因漏斗隔離了漏斗內外的溶液，離子不能定向移動而形不成閉合回路，致使電極上無現象。

五、注意事項

溶液中電極間的距離越近電解越快；測定氯氣時兩電極間距應大于3cm，以防止氯氣擴散造成現象異常；連接碳棒電極的銅導線不能接觸溶液，避免副反應發生。

電解飽和食鹽水微型實驗包括兩極產物的檢測，以及氯氣的處理。漏斗的使用使實驗裝置變得簡單、選用培養皿使操作更加方便；利用電極吸附的氣體檢測氯氣、僅收集三分之一試管體積的氫氣等措施縮短了實驗時間并減少了氯氣產生，整個實驗只需要2-3分鐘就能完成，現象明顯。將氯氣收集在漏斗中，便于觀察，易于尾氣處理，實驗安全環保，成功率高。