“新老搭配”是改进化学实验的新思路

汪习雄

1.问题提出

在苏教版普通高中课程标准实验教科书《化学必修1》中，电解饱和食盐水制取氯气的实验，存在以下不足：一是由于电解产生的氢气较少，而且逸出很慢，因此用向下排空气法收集和检验氢气比较困难，大多数教师只好放弃检验氢气；二是当实验结束后，向阴极区滴加酚酞溶液，酚酞溶液显红色，只能说明溶液呈碱性，却不能显示碱性变化过程，为此，对该实验进行重新设计。

2.实验改进

（1）实验仪器与用品：低压电源（24V），铁钉用长铁丝（20cm）替代，碳棒用铅笔芯（10cm）替代，U型管（两边带支管），电线，小烧杯，蒸发皿，威尼尔（Vernier）数据采集器，pH传感器，计算机（电脑），单、双孔橡皮塞，乳胶管，玻璃直角弯管，饱和食盐水，氢氧化钠溶液，泡泡液，淀粉碘化钾试纸，火柴，酒精灯，木条。

（2）实验装置如图1所示（其中低压电源、数据采集器、电脑等省去）。

（3）实验步骤及现象：打开电源开关，当两级出现气泡时，打开电脑中数据采集器开始按钮（实验前对pH传感器进行校对），时间为1 min。看到液面以下的铁丝和铅笔芯上产生大量的气泡。大约1 min，淀粉碘化钾试纸变蓝，泡泡液慢慢出现气泡，由小变大。电脑上pH曲线逐渐上升（可连接白板显示），然后，用燃着的木条点气泡，可听到爆鸣声，说明铁丝电极上产生的气体是氢气。

（4）实验优点：

将铁钉改为长铁丝，碳棒改为铅笔芯，可以增大电极与电解液接触面积，增加离子放电几率，提高反应速度，同时有利于气体逸出，便于收集氢气，用吹气泡的方式也容易操作，检验氢气成功率高，增加实验的趣味性，有利于调动学生的学习积极性。

用数字化传感器，测得溶液的pH的变化，有利于学生从微粒层面上来认识化学反应。加深对对电极方程式的理解。不难得出阴极反应的两种反应式之间的联系：2H++2e-H2↑，2H2O-2e-H2↑+2OH-。为学生在选修《化学反应原理》书写电极方程式打下一个良好的基础。

另外，淀粉碘化钾试纸固定在铅笔芯上，在检验氯气时不用打开塞子，减少有害气体的污染。

（5）实验注意事项：U型管内的液面不能超过支管，以防止液体流出。塞子要多插入管内，减少空间面积，以便收集氢气。等吹出的气泡较大时，再用燃着的木条来检验氢气。pH传感器不能接触铁丝电极，防止影响实验结果。

（收稿日期：2014-11-24）