电解饱和食盐水的微型实验

张军　李晓萍

摘 要：为学生分组实验设计的电解饱和食盐水微型实验，装置简单、操作方便、现象明显、安全环保，成功率高。实验只需要2-3分钟就能完成，适合于学生实验或家庭实验。

关键词：电解饱和食盐水； 微型实验； 学生分组实验

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2013）07-032-001

电解原理及其应用是人教版普通高中课程标准实验教科书选修四《化学反应原理》中的重要化学理论，教材介绍了电解原理在氯碱工业中的应用，但没有演示实验，也无学生实验。为此，我们积极开发课程资源，为学生分组实验设计了电解饱和食盐水的微型装置，实验2-3分钟完成，适合于学生实验或家庭实验，该实验理论联系实际，不仅为学生理解氯碱工业化工生产原理提供感性材料，并且对于学生深刻认识电解原理具有重要意义。

一、实验装置图如下

二、实验装置说明

电源和电极制作：用细导线去掉外皮后的一束铜丝将四节1.5V的七号电池串联，用胶布固定铜丝与电池间的连接；然后在第一块电池正极上粘结一根细导线，在最后一块电池负极上粘结一根细导线，再用胶布固定电池组（6V）。电源正极引出的导线接碳棒做阳极；电源负极引出的导线接带有自行车气门芯胶管的粗铜丝做阴极，胶管作用是绝缘，以保证与电解液接触的铜丝上产生的气体全部收集到小试管中。粗铜丝在溶液中裸露的一端被砸扁并折叠。取废弃的七号电池中的碳棒洗净后在电炉上灼烧而得到碳棒电极。

三、实验步骤与现象、结论

1.向100mm×15mm的试管中盛三分之一体积的饱和食盐水待用；向直径120mm、高24mm的培养皿中加入饱和食盐水（溶液高度约13mm），滴入几滴酚酞试液，混匀。

2.将接好电源的两电极插入饱和食盐水中，电极上均有气泡产生，2秒钟后可见阴极铜片附近溶液迅速变红而碳棒附近溶液没有变红，说明阴极有碱生成。从溶液中取出电极，分别将其放在干燥的淀粉碘化钾试纸上，可见与阳极碳棒接触的试纸迅速变蓝，而与阴极铜片接触的试纸没有变化。说明阳极放出的气体是氯气。

3.如上图所示安装装置；将三根细玻棒放于溶液中，将连接碳棒的细导线穿过漏斗与电池组正极相连，用棉花塞住漏斗管口把碳棒电极固定在漏斗内。漏斗倒置于细玻璃棒上，电极底端与漏斗口齐平。再向棉花上滴加少量饱和氢氧化钠溶液，防止氯气逸出，（注意不能使氢氧化钠溶液流下去），电解之后观察漏斗中气体颜色。将装有饱和食盐水的试管倒置于溶液中，液面下把铜电极裸露部分迅速伸进试管中，收集气体。可见铜片电极上有大量气泡产生，不到一分钟试管中液体被排完；漏斗内气体呈黄绿色。

4.在液面下用拇指堵住试管口取出试管，管口向上停留5秒钟，气体混匀后将试管口靠近酒精灯火焰，听见尖锐的爆鸣声，气体具有可燃性，说明阴极放出气体是氢气。实验结束后取下棉花，从漏斗口滴加饱和氢氧化钠溶液，处理漏斗中的氯气。

四、实验设计特点

1.用小电池组作电源、培养皿为反应器组成微型装置，装置简单，操作方便

在饱和食盐水中先滴入酚酞试液，能清晰准确地观察阴极附近溶液变红，直观地判断出阴极有碱生成。只收集约三分之一试管体积的氢气不仅缩短了实验时间，而且点燃混有空气的氢气，爆鸣声明显。

2.使用尖端呈片状并折叠的铜电极的作用

将粗铜丝电极尖端制成表面积大的铜片并对折，铜片表面变得粗糙，加大了铜片与溶液接触面积，产生氢气的速度快。

3.将收集氯气的漏斗放在三根细玻璃棒上（漏斗口置于液面下）

目的是避免因漏斗隔离了漏斗内外的溶液，离子不能定向移动而形不成闭合回路，致使电极上无现象。

五、注意事项

溶液中电极间的距离越近电解越快；测定氯气时两电极间距应大于3cm，以防止氯气扩散造成现象异常；连接碳棒电极的铜导线不能接触溶液，避免副反应发生。

电解饱和食盐水微型实验包括两极产物的检测，以及氯气的处理。漏斗的使用使实验装置变得简单、选用培养皿使操作更加方便；利用电极吸附的气体检测氯气、仅收集三分之一试管体积的氢气等措施缩短了实验时间并减少了氯气产生，整个实验只需要2-3分钟就能完成，现象明显。将氯气收集在漏斗中，便于观察，易于尾气处理，实验安全环保，成功率高。