電解氯化銅溶液的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

譚文生

電解氯化銅溶液實(shí)驗(yàn)

教科書介紹的方法是在U形管中進(jìn)行的，該裝置便于對(duì)氯氣的收集和檢驗(yàn)，但還存在下列問(wèn)題。

（1）由于離子在陰陽(yáng)兩極間的遷移距離長(zhǎng)，導(dǎo)致電阻大，在同樣的電壓下，電解速率慢；

（2）驗(yàn)證氯氣時(shí)，氯氣容易泄露

到空氣中而污染環(huán)境。

因此有必要對(duì)課本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，筆者借用化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常備的啟普發(fā)生器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了新的實(shí)驗(yàn)方案，具體介

紹如下。

一、實(shí)驗(yàn)用品

實(shí)驗(yàn)儀器：直流電源、啟普發(fā)生器（小型）、石墨棒、橡皮塞、自制底部有小孔的試管（用酒精噴燈將試管底部加熱至紅熱后吹成直徑約3 mm的小孔）、導(dǎo)線若干。

實(shí)驗(yàn)試劑：0.8 mol/L氯化銅溶液、氫氧化鈉溶液、淀粉碘化鉀試紙。

二、實(shí)驗(yàn)裝置

如圖1所示。

圖1

三、實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象

1.先將帶有石墨棒的橡皮塞塞緊啟普發(fā)生器的側(cè)面出氣口，再往啟普發(fā)生器內(nèi)注入氯化銅溶液至液面剛好接觸石墨棒時(shí)止。另從試管的底部小孔往試管中加入氯化銅溶液，直至趕盡空氣；再將該試管置于裝有適量氯化銅溶液的啟普發(fā)生器中。按圖1組裝好儀器，試管的底部輕靠在陰極石墨棒不讓其下落，同時(shí)也縮短了兩極的距離。

2.兩根石墨電極分別與直流電源相接，可以觀察到陽(yáng)極產(chǎn)生氣體，試管內(nèi)液體逐漸被排出試管。陰極浸入溶液部分的石墨棒表面析出紫紅色的銅。

3.當(dāng)陽(yáng)極試管中的液體下降至液面低于石墨棒時(shí)，電解自動(dòng)停止，可看到陽(yáng)極試管中有略帶黃綠色的氣體。將小試管從啟普發(fā)生器中拿出來(lái)，讓學(xué)生觀察（由于大氣壓的作用，試管中殘留的液體不會(huì)滴下來(lái)，收集的氣體也不會(huì)逃逸）。

4.檢驗(yàn)氯氣。用手指堵住小孔，試管靠近潤(rùn)濕淀粉碘化鉀試紙，放開手指，濕潤(rùn)的淀粉試紙馬上變深藍(lán)色，可證明該氣體是氯氣。

五、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)

1.利用啟普發(fā)生器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)改裝儀器，拓寬了儀器的用途。

裝置穩(wěn)定美觀，不需要夾持裝置，操作簡(jiǎn)單，方便學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

2.因縮短了兩電極之間的距離，實(shí)驗(yàn)可在短時(shí)間內(nèi)完成，實(shí)驗(yàn)成功率高。

3.實(shí)驗(yàn)在封閉體系中完成，收集有氯氣的試管待實(shí)驗(yàn)觀察完后，立即放入裝有氫氧化鈉溶液的燒杯中，無(wú)氯氣泄露，體現(xiàn)綠色化

學(xué)的理念。

4.裝置可以重復(fù)使用，便于多個(gè)平行教學(xué)班的演示使用，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（收稿日期：2015-04-07）

③氣體純凈，放心點(diǎn)燃。由于反應(yīng)前將燒瓶?jī)?nèi)的空氣排空，反應(yīng)在隔絕空氣的條件下進(jìn)行，且使用的蒸餾水中沒有溶解氧，保證生成的是純正的氫氣可以放心點(diǎn)燃，避免了發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。

④裝置簡(jiǎn)單，操作方便。實(shí)驗(yàn)裝置都是實(shí)驗(yàn)室常見儀器，簡(jiǎn)單易得，組裝方便

（2）缺點(diǎn)

由于煤油的存在，生成的氫氣中不可避免會(huì)混有煤油蒸汽，造成點(diǎn)燃的火焰不是純正的淡藍(lán)色，而是有些發(fā)黃。

（收稿日期：2015-03-20）