电解饱和食盐水创新装置

1、电解饱和食盐水创新装置窦卓厦门双十中学，福建厦门361009一、实验目的其在现行教材中使用装置电解饱和食盐水实验是高中电化学局部一个非常重要的实验,如图1所示：然而，此套装置有诸多缺点：图1电解饱和食盐水装置1此装置在U型管两侧均设有支管，所制取的Cl2、H2中不可防止的混有空气，得到的气体均不纯；2021年省质检的一道实验题，用的就是这个装置进行电解，收集气体，实 际上是收集不到纯洁的气体的。且阴极产生H2的量少，进行点燃或爆鸣实验不易成功，学生往往对这种检验 H 2的方法存在畏惧感。2. 在检验Cl2及实验结束时气体外逸，对人体健康有害，也会造成环境污染。Cl2尾气吸收容易引起倒吸，进一步

2、实验无法进行。3. 由于反响在U型管里进行，使得离子在两极之间迁移距离过长，使得整个电路的电 阻较大，耗时较长，不利于课堂演示。此装置也不能很好的模拟工业上阳离子交换膜的方式 对食盐水进行电解。为解决这个问题，特设计了一套装置简单、价格廉价、操作方便、检验 气体用量少、无污染、成功率高的电解装置，解决了以上装置存在的问题。二、实验仪器及试剂20 mL注射器2支、6B铅笔芯2个、导线2根带鳄鱼夹、学生直流电源0-30 V 、自 加工容器用亚克力板、阳离子交换膜、自制展示台白色背景、酒精灯、火柴、玻璃棒、 外表皿、发光二极管。饱和食盐水、酚酞试剂、淀粉碘化钾试纸。三、实验仪器装置图及仪器的组装说明

3、图2电解食盐水创新装置如图2所示，用针头将注射器的活塞及胶塞各钻个孔，6B铅笔芯通过胶塞孔，导线通过活塞孔，再将二者连接。再用亚克力板组装成长方体容器， 并将阳离子交换膜嵌在容器中部。 这样就很容易的构成电解装置。四、实验操作1. 实验准备。向自制容器中注入适量滴有酚酞的饱和食盐水。用上述改装后的注射器抽取饱和食盐 水，排尽空气，直至吸取到一定量的溶液。将两支注射器放在支架上，底部浸入容器中，两 根导线分别连接学生电源的正负极，和正极相连的电极称为阳极，和负极相连的电极为阴极。 翻开开关，实验开始。2. 实验现象。很快观察到，两极上同时产生大量气体。阴极附近溶液逐渐变为红色，说明阴极产生了OH

4、-。阳极也有大量气体生成，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 极分别可能分别产生了 H2和CI2。阴极红色溶液逐渐扩散到阳极区，说明阴离子0H-向阳极移动。一段儿时间后，将容器换成有隔膜装置，继续电解。阳离子交换膜只允许阳离子通 过，因此，阳极区溶液不会变成红色。通过实验比照，使学生对离子交换膜的作用有了深刻 的印象。3. 关闭电源，检验气体。将电源关闭，此时注射器内仍留有溶液。检验H2时，只要将带针头的注射器靠近燃着的酒精灯如图3，推动活塞，将气体赶出，听到明显的“噗噗声，证明有 出生成。说明发生的电极反响是 2H+ +2e- =H 2 ，放电顺序：Na+ < H+。

5、阴极附近溶液变红，说 明碱性增强，生成了 0H-。图3检验出图4检验CI2检验CI2时，也将注射器带上针头，如图 4稍稍推动注射器活塞，仅使少许阳极产生的气体靠近湿润的淀粉碘化钾试纸， 发现变蓝，证明阳极有CI2生成。发生的电极反响是 2CI- - 2e =Cl2，放电顺序：Cl- > OH-。检验完毕，立即将注射器倒立， 这样可以使产生的 CI2一直 保持密闭。我们发现，H2的体积比CI2的体积大，引导学生分析其原因：CI2可溶于水，大量生成的CI2溶解于水中溶液呈黄绿色就是证明。五、改良的意义1. 生成的气体纯洁且一直处于密闭状态，氯气自始至终不泄漏，无污染，不会伤害老师和学生的身体

6、健康。检验氢气时，用量少，且大大增加检验H2的成功率，降低学生对检验H2的恐惧感。检验氯气时，用量极少，不会产生污染，而且收集完的氯气可以与阴极产生的NaOH溶液反响，制取消毒液NaCIO,进一步利用产品，消除污染。2. 实验现象明显，实验操作方便，灵活。可以随时将注射器沉着器中取出观察现象。不受时间限制，不存在来不及检验气体导致实验失败的问题。既适用于教师上课给学生展示，又适用于学生 分组实验观察，而且适合多班连续授课使用。3. 实验不需要试管，橡胶塞，碳棒等，设置装置到达最简，注射器，铅笔芯价格低廉， 降低本钱。4. 完全到达了教学目标的要求。不仅很容易检验到两极产物，而且能很好观察到电极 附近溶液的变化，以及使用阳离子交换膜的效果。使学生有了更多的收获。5该装置还可以用于：1电解HCI溶液