电解饱和食盐水实验改进

电解饱和食盐水实验报告探究饱和食盐水的电解【实验目的】1、巩固、加深对电解原理的理解2、练习电解操作3、培养学生的分析、推理能力和实验能力4、培养学生严谨求实的科学品质5、培养学生的实验室安全意识【实验猜想】以铜丝或铁钉为阴极，碳棒为阳极，饱和食盐水为电解液，最终会生成H和Cl2 2【仪器和试剂】仪器:具支U型管、玻璃棒、铁架台2个、碳棒、粗铁钉或铜丝、导线、直流电源、玻璃导管、试管、酒精灯、橡胶管、烧杯等。

试剂:饱和食盐水、淀粉碘化钾试纸、酚酞试液、NaOH溶液等。

【看现象得结论】现象结论，, 有大量气泡生成; 2H，2e===H? 2,, 阴极附近溶液变红;(2HO，2e===2OH，H?) 22阴极(铜丝/铁钉) 收集的气体，在酒精灯处由于该反应使溶液变为碱点燃，发出爆鸣声。

性，使酚酞变红,, 有大量气泡生成; 2Cl,2e===Cl?(部分Cl22生成的气体有刺激性气溶于水中，水呈现出黄绿色) ,,阳极(碳棒) 味; 2I，Cl===I，2Cl 22生成气体使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝;阳极一端溶液慢慢有黄铜丝是金属，在阳极可失电绿色; 子变为铜离子: 2+ 铜丝断裂，碳棒落入U形Cu,2e=== Cu(蓝色)2+,(实验时用导线捆绑着管底部; Cu + 2OH=== Cu(OH)? 2碳棒，导线中的铜丝与碳切断电源，向阳极滴加几电解后溶液温度升高，则棒相缠绕，碳棒与铜丝都滴NaOH，有蓝色沉淀生Cu(OH)分解为CuO 和HO 2 2 没入电解液中) 成，蓝色沉淀过一会变黑;U形管发热以上说明实验猜想是正确的【实验原理】1、常见阳离子放电顺序: +2++2+3+2+2+2+2++2++2+K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)，Cu、Ag、Au ———————————————————————————?逐渐增强常见阴离子放电顺序: 3-----2-2-SO、NO、OH、Cl、Br、I、S 4————————————————?逐渐增强+ , ， , 饱和食盐水中的离子有Na、Cl、H、OH，按照放电顺序，阳离子应该是H， - 先放电，被还原为H，阴离子应该是Cl先放电，被氧化为Cl。

电解饱和食盐水的微型实验改进作者：林静静来源：《中学生导报·教学研究》2013年第24期摘要：微型化学实验（microsale chemical experiment或microsale laboratory）是指用微量药品，在微型化的仪器里进行的化学实验。

其特点在于：装置微型化和用药量微型化。

一般来说，通常所说的用量都在半微量与微量之间，即固体01克左右，液体01～02ml左右。

对于教学而言，微型实验应具有现象明显、便于操作、效果优良、成本低、易于推广等特点。

本文以电解食盐水实验的微型化改进为例研究微型实验的特点.关键词：微型实验；改进[问题提出]该实验内容在高中化学课本介绍氢氧化钠的工业制法时涉及的。

书中提到要用石棉隔膜避免反应物与离子的混合反应，这容易使学生觉得实验条件苛刻而无法演示。

其实在这方面已有很多的实验改进的例子。

《化学微型实验及教学研究》一书中第360 ～ 390页提到了3种方案。

（《化学微型实验及教学研究》蔡铎昌主编，西南师大出版社）基本思路是用U型管盛装溶液，或用两只导直玻璃管插入盛溶液的烧杯中，电极分别插入两管中电解，再用指示剂或气室检验产物。

但其缺点很明显：其一是用药太多，有30-50毫升。

其二是所用电压高，需用学生电源，很笨重，不便携带。

不符合微型实验的特点和要求。

而本实验的设计完全克服了上述缺点，且不失巧妙。

[实验内容][实验名称]电解饱和食盐水微型实验演示[实验原理]在饱和氯化纳钠溶液中通以直流电，会发生如下反应：阳极：2Cl-_2e ==Cl2（惰性电极）阴极：2H2O+2e==H2+2OH-总反应：2NaCl+2H2O ===2NaOH+Cl2+H2[仪器药品]培养皿擦镜纸导线一号电池自动铅笔笔芯小胶布投影仪食盐淀粉-碘化钾试液酚酞试液蒸馏水[实验装置][实验步骤]1.取01克食盐于培养皿中，加入蒸馏水10滴左右，振荡使之溶解，并将液面展开。

2.将电极平行放入培养皿中，用小胶布固定于培养皿壁。

电解饱和食盐水实验的创新理念分析电解饱和食盐水实验是一种经典的化学实验，主要用于讲解电解的原理以及化学分解反应的机制。

在教学过程中，随着技术的进步和实验方法的不断改进，新的创新理念也逐渐出现，为教学带来了更加生动有趣的方式。

一、实验流程创新传统的电解饱和食盐水实验是将两个电极插入盐水中进行电解，观察气泡的产生以及电极的变化，以此证明电解的存在和化学反应的发生。

但是，这种实验流程较为单一，难以给学生留下深刻的印象。

因此，研究人员在实验流程方面进行了创新，增加了一些可视化和实际操作的环节，以增加实验的趣味性和教学效果。

例如，在实验中加入了一些有色试剂，比如溴酸银，可以观察到电解产生的氯离子和溴离子的交替沉淀，从而更加生动形象地解释了电解和离子反应的原理。

此外，还可以在实验中引入电导仪等电子器件，实时监测电流和电解质的变化，进一步了解电解现象的本质和化学反应的机理。

二、实验室设备创新传统的电解饱和食盐水实验需要使用电池或者电源供电，需要电路连接的各种设备，比较繁琐。

而随着科技的不断发展，现代化的实验室设备也得到了普及和更新换代，为电解实验带来了更多的便利和创新。

例如，现在许多实验室都使用了直流稳压电源和电流表来控制电解实验过程，可以精确控制所需要的电流和电压，减少了人为误差和实验室设备的占用量。

此外，一些新型的电解仪器还具有自动化控制和数据采集的功能，可以自动记录电解产物的生成量和化学反应的速率，为实验研究提供更加准确的结果和分析。

三、实验教学模式创新传统的电解饱和食盐水实验一般是由教师讲解和演示，学生跟随着实验流程进行操作，缺少互动和实时反馈，难以激发学生的学习兴趣和潜力。

而现在，一些创新思维的教学实践也提出了一系列的教学模式改革，通过多种方式引导学生进行自主思考和互动交流，增强实验教学的趣味性和实用性。

例如，可以采用“PBL”探究式教学模式，将学生分成小组进行实验，自主思考和探究电解现象的机理和电解产物的性质，并在组间进行交流讨论和口头汇报。

华师大姓名：学号：一、实验目的1、熟练掌握电解饱和食盐水实验的操作技术。

2、学习并掌握电解饱和食盐水的原理和方法。

二、实验原理用铜电极电解饱和食盐水时，两极发生的电极反应分别为：阳极：2Cu-2e一+2Cl一=2CuCl (氧化反应)阴极：2H20+2e一=20H一+H2✁(还原反应)CuCl为白色沉淀(附着在铜上颜色不明显,主要显示的为铜的红棕色)，当在U形管底部与阴极电解生成的OH—离子相遇时，生成更难溶的橙黄色沉淀CuOH(CuCl、CuOH的溶度积分别为1．2×10—6和1．2×10—14)，反应方程式如下：CuCl+OH一==CuOH+Cl—随后，CuOH部分分解成红色的Cu2O，得到CuOH、Cu20的混合物。

2CuOH(橙黄)=Cu20(红色)+H20(橙黄与红色差别不大不易观察分辨)阳极一侧白色浑浊逐渐变为浅蓝色是由于CuCI被氧化的结果。

4CuCl+O2+4H20==3CuO·CuCl2·3H20+2HCl经查阅资料:Cu2O经H2SO4酸化发生歧化反应，生成Cu2+和Cu：Cu2O+2H+一Cu2++Cu+H2Cu2O、CuOH溶于氨水，形成稳定的无色络合物[Cu(NH3)2]+，[Cu(NH3)2]+在空气中很快被氧化成深蓝色(绛蓝色)的[Cu(NH3)4]2+:Cu2O +4NH3·H2O = 2[Cu(NH3)2]+(无色)+2OH- + 3H2O4[Cu(NH3)2]+ +8NH3·H2O + O2= 4[Cu(NH3)4]2+(绛蓝色)+4OH- + 6H2O三、实验用品仪器:U型管、铜丝、烧杯、试管、胶头滴管、玻璃棒、铁架台、铁夹、直流电源、导线试剂:NaCl固体、稀硫酸、氨水装置图：四、实验步骤1、配制饱和NaCl溶液。

2、按图装好实验装置，往U形管中注入饱和NaCl溶液，将两边的铜丝分别与电源的正、负极相连，将外接电压调至20V左右，进行电解，观察现象。

电解饱和食盐水探究实验创新设计及体会摘要：化学教学要重视实验的改进和创新。

电解饱和食盐水探究实验创新设计，是一个很有创意的探究创新设计，方便、安全、环保。

关键词：实验；创新；探究；设计；体会化学是一门以实验为基础的自然科学，学生对化学知识的获取，能力的提高都是在实验的基础上培养起来的。

实验的改进和创新，不仅可以激发学生学习化学的兴趣，提高实验动手能力，而且还可以培养学生节约能源、节约药品的意识，增强学生的环保观念。

作为一名化学教师，我一直非常注重实验的改进和创新，并于2011年分别参加了市里和省里组织的化学实验创新设计大赛，荣获市特等奖和省一等奖。

2012年我又荣幸的参加了全国第十一届化学实验教学创新研讨会，并获国家二等奖。

一路走来，既收获了满满的荣誉，也积累了沉甸甸的思考。

现将我的参赛实验创新设计展示如下，并谈谈我的创新设计体会。

一、电解饱和食盐水探究实验创新设计（一）教学背景：电解原理是中学化学重要的基本理论之一，电解饱和食盐水，在工业上属于氯碱工业，有着极其重要的价值。

教材中对于电解饱和食盐水，只在电解CuCl2溶液实验的基础上简单的介绍了其电解原理，没有设计具体实验，使学生对该知识的理解和掌握差强人意，对氯碱工业也缺乏感性上的认识。

（二）设计思想：通过实验探究构建电解饱和食盐水的原理理论。

立足新课标，引导学生自主设计电解饱和食盐水的实验方案和装置，激发兴趣、体验科学研究的过程、形成科学的学习方法和严谨治学的态度。

（三）三维目标知识与技能： 1、全面认识电解原理。

2、掌握饱和食盐水电解产物的性质及检验方法。

过程与方法：通过对实验方案的设计、实验操作及实验现象的观察、分析和推理，培养学生的实验能力、观察能力、思维能力。

情感态度价值观：通过设计实验方案，观察实验现象，分析实验过程，使学生领悟到科学研究的方法。

（四）实验装置：（五）仪器及药品学生电源（1）、带支管的去底试管（2）、三通管（1）、单孔橡胶塞（2）、双孔橡胶塞（1）、橡胶管（若干）、尖嘴导管（2）、短玻璃管（1）、废弃透明食品罐（1）、透明小饮料瓶（1）、止水夹（2）、导线（若干）、干电池中的石墨棒（2）、洗瓶（1）、酒精灯（1）、小试管（1）、火柴、碘化钾淀粉试纸、饱和氯化钠溶液、酚酞试液、氢氧化钠溶液（带滴管）、小剪刀等。

电解饱和食盐水的实验改进一、使用教材1、教学内容所属模块：选修4《化学反应原理》2、年级：高中二年级3、所用教材：人教版4、所属章节：第四章第三节二、实验器材每小组的实验仪器和试剂：具支U形管，石墨电极、普通的铁电极，学生电源，注射器，酒精灯，带有橡胶管的导管，带双头鳄鱼夹的红黑导线2根，淀粉碘化钾溶液，淀粉碘化钾试纸，火柴，烧杯，酚酞、饱和食盐水自制教具：自制的改进创新装置、阳离子交换膜三、实验改进与创新点1.实验设计原则“人无我有,人有我精”，化学组根据实验要求创新了电解饱和食盐水装置，用透明容器、活性、惰性电极、阳离子选择膜直观展示了电解放出氢气、氯气、生成氢氧化钠的过程。

既避免产生氢气与氯气混合，又防止氯气与氢氧化钠反应，同时防止尾气污染环境。

该装置利用了阳离子交换膜，通过酚酞检验两极产物可以很直观的体现该膜的作用，便于学生理解。

装置轻巧、操作简单。

装置避免了传统电解饱和食盐水的复杂装置，也可以不用学生电源，利用电池也可以进行电解。

2.气体纯净，且实验过程无污染。

整个实验过程都是在密闭的环境中进行，两个气孔被胶帽堵住，气体不会溢出，且胶帽还便于后续检验过程中注射器直接插入吸取气体。

3.实验现象明显，趣味性强。

在电解过程中的气泡非常多，便于教师引导学生观察，思考气体是什么，激发学生兴趣。

由于装置的透明的，可视性非常好，在两极产物检验的过程中，氯气使淀粉碘化钾溶液变色、氢气的点燃都非常明显、最后酚酞检验溶液的酸碱性可以将本次实验推向高潮，学生会惊讶为什么红色不会扩散到另一边。

4.本装置还适合其他电解实验的使用。

四、实验改进设计的出发点氯碱工业是教材详细介绍的化学工业之一，电解饱和食盐水是氯碱工业中的重要反应,也是高中化学课堂中一个非常重要的实验。

不同版本教材中对于电解饱和食盐水实验的呈现也有不同，见表1。

表1 三种版本教材电解饱和食盐水实验对比电解饱和食盐水的实验主要涉及两极产物的检验以及氯气的处理，在人教版和苏教版教材中既没有该实验的图示，也没有安排实验，在教学过程中教师通常会按照鲁科版教材所示装置进行实验，即利用带有支管的U型管。

对“自制简易饱和食盐水电解装置”的改进创新无止境！实验装置也可不断改进完善。

正如江苏无锡市锡山高中的陆余平[1]先生所说：“电解饱和食盐水是氯碱工业的一个重要反应，也是中学阶段重要的基本理论之一。

不论是老教材，还是新课程标准课本上的电解食盐水装置，都有以下不足……”。

为克服不足，他设计制作了一套简易饱和食盐水电解装置，如图所示。

装置制作与操作（略）。

思维应开拓！改进后的装置如欠理想的应继续改进，这才符合不断创新、不断总结和不断完善的科学原则。

此装置尽管比较完美，但笔者详细研究、试验和反复推敲后在此基础上又做了一些改进，使其变得更为理想和科学。

1三点改进①用两支塑料注射器（20ml较理想）代替原装置的两支玻璃注射器，出液嘴内孔用φ3钻头钻大；用自行车辐条及学生用HB铅笔芯（外径均为φ2左右）作阴、阳电极。

②两电极先插在用铁钉烫开细孔的小橡胶塞上，再将胶塞塞入割断的汽水瓶底部烫（或钻）开的两个孔内。

③插在胶塞上的两根电极，上部长约4cm，其根部约1cm烫裹蜡层包封；下部露出0.5cm，用于夹接导线。

另外，装置安装好后还应采用一项以防万一的措施：将两个插着电极的胶塞，轻轻旋入汽水瓶底的孔内后，横拿割断的汽水瓶并用火柴（或打火机）火焰在外露处烧烤一会（谨防将瓶底烤变形），使电极发热后将胶塞根部有可能破损的蜡层重新融化封裹如初。

2装置实验方法（略）3实验注意事项①实验前两注射器均吸入饱和食盐水10—15ml，等量更好一些。

②给两电极上倒立套插注射器管时，必须小心谨慎，以防出水嘴孔壁刮损电极根部的涂蜡层。

③待电解生成的气体达10ml左右时停止电解，然后轻轻将两注射器逐一从汽水瓶内抽出，套上针头（针头扎一小块胶皮块以密封）后再将两注射器针头朝上、双手并拢竖拿，让同学们对比并观察两种气体体积（依据电解反应方程式，两种气体应等量）。

最后，取掉针头换上胶管，将两种气体导出胶管分别进行检验。

4改进的装置优点①电极安装在胶塞上再塞入汽水瓶底孔中后封闭良好，只要孔径大小合适，不存在漏液问题。