“新老搭配”是改進化學實驗的新思路

汪習雄

1.問題提出

在蘇教版普通高中課程標準實驗教科書《化學必修1》中，電解飽和食鹽水制取氯氣的實驗，存在以下不足：一是由于電解產生的氫氣較少，而且逸出很慢，因此用向下排空氣法收集和檢驗氫氣比較困難，大多數教師只好放棄檢驗氫氣；二是當實驗結束后，向陰極區滴加酚酞溶液，酚酞溶液顯紅色，只能說明溶液呈堿性，卻不能顯示堿性變化過程，為此，對該實驗進行重新設計。

2.實驗改進

（1）實驗儀器與用品：低壓電源（24V），鐵釘用長鐵絲（20cm）替代，碳棒用鉛筆芯（10cm）替代，U型管（兩邊帶支管），電線，小燒杯，蒸發皿，威尼爾（Vernier）數據采集器，pH傳感器，計算機（電腦），單、雙孔橡皮塞，乳膠管，玻璃直角彎管，飽和食鹽水，氫氧化鈉溶液，泡泡液，淀粉碘化鉀試紙，火柴，酒精燈，木條。

（2）實驗裝置如圖1所示（其中低壓電源、數據采集器、電腦等省去）。

（3）實驗步驟及現象：打開電源開關，當兩級出現氣泡時，打開電腦中數據采集器開始按鈕（實驗前對pH傳感器進行校對），時間為1 min?？吹揭好嬉韵碌蔫F絲和鉛筆芯上產生大量的氣泡。大約1 min，淀粉碘化鉀試紙變藍，泡泡液慢慢出現氣泡，由小變大。電腦上pH曲線逐漸上升（可連接白板顯示），然后，用燃著的木條點氣泡，可聽到爆鳴聲，說明鐵絲電極上產生的氣體是氫氣。

（4）實驗優點：

將鐵釘改為長鐵絲，碳棒改為鉛筆芯，可以增大電極與電解液接觸面積，增加離子放電幾率，提高反應速度，同時有利于氣體逸出，便于收集氫氣，用吹氣泡的方式也容易操作，檢驗氫氣成功率高，增加實驗的趣味性，有利于調動學生的學習積極性。

用數字化傳感器，測得溶液的pH的變化，有利于學生從微粒層面上來認識化學反應。加深對對電極方程式的理解。不難得出陰極反應的兩種反應式之間的聯系：2H++2e-H2↑，2H2O-2e-H2↑+2OH-。為學生在選修《化學反應原理》書寫電極方程式打下一個良好的基礎。

另外，淀粉碘化鉀試紙固定在鉛筆芯上，在檢驗氯氣時不用打開塞子，減少有害氣體的污染。

（5）實驗注意事項：U型管內的液面不能超過支管，以防止液體流出。塞子要多插入管內，減少空間面積，以便收集氫氣。等吹出的氣泡較大時，再用燃著的木條來檢驗氫氣。pH傳感器不能接觸鐵絲電極，防止影響實驗結果。

（收稿日期：2014-11-24）