譚文生
電解氯化銅溶液實(shí)驗(yàn)
教科書介紹的方法是在U形管中進(jìn)行的,該裝置便于對(duì)氯氣的收集和檢驗(yàn),但還存在下列問題。
(1)由于離子在陰陽兩極間的遷移距離長,導(dǎo)致電阻大,在同樣的電壓下,電解速率慢;
(2)驗(yàn)證氯氣時(shí),氯氣容易泄露
到空氣中而污染環(huán)境。
因此有必要對(duì)課本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn),筆者借用化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常備的啟普發(fā)生器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了新的實(shí)驗(yàn)方案,具體介
紹如下。
一、實(shí)驗(yàn)用品
實(shí)驗(yàn)儀器:直流電源、啟普發(fā)生器(小型)、石墨棒、橡皮塞、自制底部有小孔的試管(用酒精噴燈將試管底部加熱至紅熱后吹成直徑約3 mm的小孔)、導(dǎo)線若干。
實(shí)驗(yàn)試劑:0.8 mol/L氯化銅溶液、氫氧化鈉溶液、淀粉碘化鉀試紙。
二、實(shí)驗(yàn)裝置
如圖1所示。
圖1
三、實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象
1.先將帶有石墨棒的橡皮塞塞緊啟普發(fā)生器的側(cè)面出氣口,再往啟普發(fā)生器內(nèi)注入氯化銅溶液至液面剛好接觸石墨棒時(shí)止。另從試管的底部小孔往試管中加入氯化銅溶液,直至趕盡空氣;再將該試管置于裝有適量氯化銅溶液的啟普發(fā)生器中。按圖1組裝好儀器,試管的底部輕靠在陰極石墨棒不讓其下落,同時(shí)也縮短了兩極的距離。
2.兩根石墨電極分別與直流電源相接,可以觀察到陽極產(chǎn)生氣體,試管內(nèi)液體逐漸被排出試管。陰極浸入溶液部分的石墨棒表面析出紫紅色的銅。
3.當(dāng)陽極試管中的液體下降至液面低于石墨棒時(shí),電解自動(dòng)停止,可看到陽極試管中有略帶黃綠色的氣體。將小試管從啟普發(fā)生器中拿出來,讓學(xué)生觀察(由于大氣壓的作用,試管中殘留的液體不會(huì)滴下來,收集的氣體也不會(huì)逃逸)。
4.檢驗(yàn)氯氣。用手指堵住小孔,試管靠近潤濕淀粉碘化鉀試紙,放開手指,濕潤的淀粉試紙馬上變深藍(lán)色,可證明該氣體是氯氣。
五、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)
1.利用啟普發(fā)生器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)改裝儀器,拓寬了儀器的用途。
裝置穩(wěn)定美觀,不需要夾持裝置,操作簡單,方便學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
2.因縮短了兩電極之間的距離,實(shí)驗(yàn)可在短時(shí)間內(nèi)完成,實(shí)驗(yàn)成功率高。
3.實(shí)驗(yàn)在封閉體系中完成,收集有氯氣的試管待實(shí)驗(yàn)觀察完后,立即放入裝有氫氧化鈉溶液的燒杯中,無氯氣泄露,體現(xiàn)綠色化
學(xué)的理念。
4.裝置可以重復(fù)使用,便于多個(gè)平行教學(xué)班的演示使用,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
(收稿日期:2015-04-07)
③氣體純凈,放心點(diǎn)燃。由于反應(yīng)前將燒瓶內(nèi)的空氣排空,反應(yīng)在隔絕空氣的條件下進(jìn)行,且使用的蒸餾水中沒有溶解氧,保證生成的是純正的氫氣可以放心點(diǎn)燃,避免了發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。
④裝置簡單,操作方便。實(shí)驗(yàn)裝置都是實(shí)驗(yàn)室常見儀器,簡單易得,組裝方便
(2)缺點(diǎn)
由于煤油的存在,生成的氫氣中不可避免會(huì)混有煤油蒸汽,造成點(diǎn)燃的火焰不是純正的淡藍(lán)色,而是有些發(fā)黃。
(收稿日期:2015-03-20)