环境友好型电解饱和食盐水实验仪的研制与应用

环境友好型电解饱和食盐水实验仪的研制与应用 环境友好型电解饱和食盐水实验仪的研制 与应用 环境友好型电解饱和食盐水 实验仪的研制与应用 口王锦化邵文兵马宁刘宇 江苏省徐州师范大学化学系221116 摘要为了有效实现新课标培养学生探究意识,环境意识和树立绿色化学思想的教学目标,解决无环保型电解饱和食盐 水实验仪的问题.同时也为仪器厂商能够生产紧密配合新课标教学需要的环保型仪器提供参考,特研制了一种环境友好型 电解饱和食盐水实验仪.该仪器能够利用电解自身产生的氢氧化钠溶液.吸收电解中生成的多余氯气,并能在密闭状态下. 非常方便地检验反应产物,充分体现了新课标所倡导的绿色化学理念. 关键词新课标电解饱和食盐水演示仪环境友好 新课标非常 强调在实验教学 中让学生"树立绿 色化学思想,形成 环境保护的意 识",也非常重视 学生的实验过程 性体验.为此,我 们研制了一种环 境友好型电解饱 和食盐水实验仪, 见图1所示.其 特点在于:它能充 分利用电解中产 图1环境友好型电解饱和 食盐水实验仪 生的氢氧化钠溶液,吸收电解生成的多余氯气,并 能在密闭条件下,非常便捷地检验反应产物,且电 解速度快,仅数秒钟电解气体便可充满气体发生 管.其最大的优点是操作方便,清洗容易,便于保 管,且实验现象鲜明生动,充分体现了新课标强调 可持续发展的思想. 1实验仪器,药品与材料 18V直流电源,饱和食盐水,0.2%酚酞指示 剂,淀粉碘化钾试纸,0.5mol?LNaOH溶液,导 线,单孔橡皮塞,烧杯,3×50mm碳棒,3× 50mm铁钉,火柴. 2仪器结构 环境友好型电解饱和食盐水实验仪由透明容 器,球形漏斗,氢气检验装置,氯气检验装置和氯 气吸收池5部分组成,见图2所示.氢气检验装 置由氢气发生管,活塞(1)和尖嘴构成.氯气检验 装置由氯气发生管,活塞(2),磨口检验瓶和磨砂 弯嘴乳胶头滴管组成.氯气吸收池由连通管,活 塞(3),通气孔,三通导气管和多孔端头构成. 图2环境友好型电解饱和食盐水实验仪示意图 3工作原理及使用方法 主要化学反应原理如下: 阴极上发生的反应:2H0+2e=H十+ 20H一(酚酞在碱性介质中变为红色) 阳极上发生的反应:2C1一=C1十+2e电解饱 《麓学仪器与实验>第22卷2006年第4期?5l? 和食盐水的总反应:2NaC1+2H20=H2十+C1十 +2NaOH 检验氢气时的燃烧反应:2H2+0=2H20 检验氯气时的部分反应:C1+2KI=2KCI+I2 (I,遇淀粉显蓝色) 氯气被NaOH溶液吸收的反应:Cl24-2NaOH _ =NaC1+NaClO+2H20' 使用时,如图2所示.将插有铁钉(阴极)的 橡皮塞塞在氢气发生管下方的电极插孔上.同样 方法,在氯气发生管下方的电极插孔上塞上插有 碳棒(阳极)的橡皮塞.用导线将铁钉连接在直流 电源输出端的负极上,碳棒连接在正极上.打开 活塞(1),(2),向球形漏斗中加入混有酚酞指示剂 的饱和食盐水,至满,关闭2个活塞.将氯气检验 装置上的弯嘴乳胶头滴管吸满NaOH溶液,擦净 滴管外壁上的残液,在弯嘴上挂1片湿润的淀粉 碘化钾试纸,然后将滴管塞在检验瓶磨口上. 打开直流电源开关,电解反应开始发生,2支 电极表面瞬间释放出大量气泡.铁钉周围的溶液 开始由无色变为红色,由酚酞在碱性介质中的性 质表明,阴极有OH一离子产生.此时,球形漏斗 中的溶液随着气体的不断产生而上升,仅数秒钟, 2支气体发生管中就充满了气体,关闭电源. 打开活塞(1),球形漏斗中的液体在液差作用 下,将气体从氢气发生管中尖嘴口压出,在尖嘴口 (再套上1个铜尖嘴)点燃气体,火焰呈蓝色;在火 焰上方,罩上1只干燥的烧杯,烧杯内壁有水珠生 成,说明阴极产生的气体是氢气.打开活塞(3), 让电解产生的氢氧化钠溶液通过连通管进入氯气 吸收池.打开活塞(2),利用球形漏斗中的液体, 再将氯气压入检验瓶,湿润的淀粉碘化钾试纸立 刻变蓝,证明阳极产生的气体是氯气.关闭活塞 (2),让多余的氯气经三通导气管,多孔端头,分散 成小气泡后,进入氢氧化钠溶液,氯气迅速被吸 收,溶液的红色褪去. 参考文献. 1中华人民共和国教育部.普通课程(实验)(M]. 北京:人民教育出版社,2003 (收稿日期:2005.12-09) 改进小效果好 用番茄做"吞蛋"实验证明大气压存在的体会 口左马杰 河南省新郑市八千乡第一初级中学451100 在九年义务教育三年制初级中学教科书,物 理第一册第十一章大气压强一节中,为了证明大 气压强的存在,教材的提议和我们实际所作的实 验方法是:用煮熟剥了皮的鸡蛋演示瓶子"吞蛋" 现象.实验前选取适当大小的鸡蛋并煮熟剥皮都 需要一定时间,且实验中鸡蛋一旦沾上沙子又不 易取出,不但影响实验,还会造成鸡蛋破裂.特别 是对一人要教几个班的教师来说,既麻烦费时又 浪费材料. 笔者在实践中发现,用珍珠番茄(形状如鹌鹑 蛋)做瓶子"吞蛋"的实验来证明大气压的存在,效 果非常好. 方法是:用烧瓶代替广口瓶,将珍珠番茄稍加 揉搓使其变软.实验时用热水冲洗烧瓶或将烧瓶 在酒精灯上烤一下,然后挑选直径稍大的珍珠番 茄(可将番茄沾一下水,有利密封和润滑)放在瓶 口,待一会儿就会发现番茄被"吞"进烧瓶中的现 象和听到响声.由于有"声"有"色",可视性高,课 堂效果十分明显.若用一些较大的试管代替烧瓶 并分发给学生进行随堂分组实验,则效果更佳. 若要让烧瓶吐出"蛋"来,可将烧瓶或试管倒置,然 后用热毛巾包住烧瓶或试管,也可在烧瓶或试管 上浇热水,就会使其吐出"蛋"来., 这个实验,材料价廉易得,操作简便易做,且 现象直观明显,极大地激发了学生的兴趣和思维, 课堂效果非常好! (收稿日期:2005.12.24) ? 52'EducationMFxluipmemAndExperimentVo1.22,N尊.4,April2006