电解饱和食盐水自制简易装置

江志付

（东兴市东兴中学 广西防城港 538100）

一、自制实验装置的背景

电解饱和食盐水是高中化学人教版选修四电解池中一个非常重要的应用，其在人教版教材中只有简单的图文介绍。为了帮助学生理解电解原理，我们多用普通的电解装置来做电解饱和食盐水实验，但这些装置多有以下这些缺点：

1.两极所制取的Cl2、H2中不可避免地混有空气，得到的气体均不纯净。

2.阴极产生H2的量太少，进行爆鸣实验或点燃不易成功导致学生对氢气检验存在畏惧感。

3.阳极产生的Cl2容易外溢污染空气，进行尾气处理时也困难。

4.不能很好地模拟工业上利用阳离子交换膜对食盐水进行电解。

为解决这些问题，特设计了一套制作简单、操作方便、无污染、成功率高的自制装置。

二、实验仪器及试剂

20 mL 注射器2 支、150 mL 注射器1 支、5 mL 注射器2 支、废弃普通干电池碳棒电极2 个、导线2 根（带鳄鱼夹）、9 V 方形干电池3 个、学生电源一个、酒精灯、火柴、木条、20 mL水管活接一个、20 mL 水管三通管接头两个、注射器胶帽两个、输液延长线一条。饱和食盐水、酚酞指示剂、淀粉碘化钾试纸、氢氧化钠溶液。

三、实验仪器装置图及仪器的组装说明

电解食盐水自制简易装置

四、实验操作

（一）实验准备

在20 mL 水管活接管中间装入阳离子交换膜后分别和两个20 mL 三通管对接，水管活接管可随时打开取出阳离子交换膜，方便做有无阳离子交换膜的对比实验。然后在两个三通管上孔分别接入两个20 mL 注射器针筒，再用胶水密封防止漏气。取两个普通干电池中的碳棒电极连接导线后穿过橡胶塞制成简易装置的电极。两个注射器针头分别穿过两个橡胶塞后连接Y 形导管。

将简易装置放在试管架上固定，用150 ml 注射器吸入饱和食盐水100 mL。将注射器内的饱和食盐水通过Y 形导管推入简易装置中，利用饱和食盐水排尽装置内的空气，用胶帽堵住两个针筒上口。两根导线分别连接9 V 干电池的正负极开始电解实验。

（二）实验现象

很快就能观察到两极针筒内同时产生大量气体。阳极针筒内溶液逐渐变成浅黄绿色。这些实验现象可以引导学生分析两极可能分别产生了H2和Cl2。

我们发现，H2的体积比Cl2的体积大，从而引导学生分析其中原因：Cl2可溶于水，大量生成的Cl2溶解于水中，所以导致阳极区溶液呈黄绿色。

（三）检验两极产物

当两极聚集一定量气体后断开电源停止电解实验。将湿润淀粉碘化钾试纸装入5 mL 注射器针筒，将阳极黄绿色气体吸入注射器。发现针筒内湿润淀粉碘化钾试纸变蓝，证明阳极产生的气体是氯气。发生的电极反应是 2Cl-→2e-=Cl2↑ 放电顺序：Cl-> OH-检验完毕，立即将注射器内多余气体注入装有氢氧化钠溶液的封闭试管中处理多余氯气[1-2]。

取出阴极注射器胶帽插输液延长线，推动活塞将气体赶出，利用肥皂水验纯、点燃，听到明显的“噗噗”声后尝试点燃，观察到气体安静地燃烧，同时烧杯内壁产生水，证明有生成的气体是H2。将酚酞指示剂注入阴极针筒内，观察到阴极区溶液使酚酞指示剂变红，且红色没有向阳极区扩散，说明阴极生成了氢氧化钠，阳离子交换膜阻止了OH-向阳极扩散。发生的电极反应是 2H++2e-=H2↑放电顺序：Na+< H+。

（四）尾气处理

回拉150 mL 注射器活塞将阳极剩余氯气和阴极产生的氢氧化钠回收入针筒内处理，制取得到消毒液（NaClO），进一步利用产品，同时还可以消除污染[3-5]。

四、改进的意义

1.简易自制工具利用都是生活中常见物品，干电池碳棒做电极还做到了废物再利用，制作简单、操作方便、降低了实验成本。

2.生成的气体纯净且处于密闭状态，氯气不泄漏无污染，可以与阴极产生的NaOH 溶液反应，制取消毒液（NaClO），进一步利用初产品，消除污染。

3.该装置增加了检验H2的成功率，降低学生对检验H2的恐惧感。

4.该实验可用电池作电源，方便课堂演示实验和学生分组实验，让学生观察得更仔细，感悟更深刻。

5.该装置可装入阳离子交换膜，可以让通过学生对比实验感受工业应用中阳离子交换膜的作用。

6.可利用该装置做其他物质的电解实验。