论文部分内容阅读
摘 要：文章对现行人教版高中化学教材中电解氯化铜溶液的演示实验进行了改进，制成了电解氯化铜溶液的绿色化、便捷化实验演示装置，体现低碳、绿色环保理念。
关键词：实验，电解氯化铜溶液，绿色化，便捷化，改进
电解氯化铜溶液是人教版化学选修4“化学反应原理”第四章第3节“电解池”中电解原理的一个演示实验，装置如图1所示。笔者在上该节课时，发现教材的实验存在以下不足：一是实验过程产生的氯气污染环境，危害师生的健康；二是在U形管中做电解实验，两极间的距离相距较远，离子定向迁移的距离长，导致电极反应速率慢，产生的铜也比较少。并且还要有铁架台对U形管进行固定，导致装置繁琐；三是要使用25%的氯化铜溶液，这样的溶液呈亮绿色，颜色太深，还会导致通电后阴极区溶液往往出现黑色，不利于实验现象的观察；四是电解的电压要求是6V～12 V，一般使用的是学生电源，不便于走动演示，也无法开展学生分组实验。于是，笔者对该实驗做了如下设计。
一、实验用品
实验仪器：9V柱状电池、烧杯、石墨棒、导线若干、果冻壳、剪刀、镊子、棉花、旧盒子
实验试剂：20%的氯化铜溶液、氢氧化钠溶液、酚酞试液、淀粉碘化钾试纸
二、实验装置：
如图2所示：
三、实验原理
CuCl2C=u+Cl2↑
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O
四、实验步骤
（1）用剪刀裁剪废弃的果冻壳，如图3所示，
石墨棒刚好可以卡在果冻壳的瓶口，并在瓶口塞棉花团，棉花上滴酚酞和氢氧化钠溶液，用来监测氯气是否泄漏。用镊子在果冻壳的支管口处放上湿润的淀粉碘化钾试纸，用来检验氯气。用另一种果冻壳盛装氢氧化钠溶液。按图2所示装置组装，使两电极相距1cm～2cm，向烧杯中注入20%的氯化铜溶液至石墨棒的一半处，接通电源，使反应开始。
（2）湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，说明有氯气生成，另一极的石墨棒上有红色物质生成，棉花团还是红色，说明氯气未泄漏。整个过程约一分钟。
（3）当试纸变蓝后立即停止实验，否则通电时间过长，蓝色反而会消失（因会发生下列反应：5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl）。
五、实验改进的优点
（1）用到了生活中废弃的材料，低碳、环保。
（2）整个阳极在封闭的体系中，避免了有害气体氯气可能造成的污染。
（3）操作简单，实验现象明显，实验成功率高。
（4）整个装置小巧玲珑，可以走动演示实验，也可开展学生分组实验。
（5）本实验改进有利于激发学生的学习兴趣和培养学生的创新能力。
参考文献：
[1]化学选修4化学反应原理教师教学用书.2007：91
[2]朱赛. 氯化铜溶液电解实验装置的探究与改进.实验教学与仪器.2013：27-28.
[3]魏崇启.电解氯化铜溶液实验改进.实验教学研究.2012：97
关键词：实验，电解氯化铜溶液，绿色化，便捷化，改进
电解氯化铜溶液是人教版化学选修4“化学反应原理”第四章第3节“电解池”中电解原理的一个演示实验，装置如图1所示。笔者在上该节课时，发现教材的实验存在以下不足：一是实验过程产生的氯气污染环境，危害师生的健康；二是在U形管中做电解实验，两极间的距离相距较远，离子定向迁移的距离长，导致电极反应速率慢，产生的铜也比较少。并且还要有铁架台对U形管进行固定，导致装置繁琐；三是要使用25%的氯化铜溶液，这样的溶液呈亮绿色，颜色太深，还会导致通电后阴极区溶液往往出现黑色，不利于实验现象的观察；四是电解的电压要求是6V～12 V，一般使用的是学生电源，不便于走动演示，也无法开展学生分组实验。于是，笔者对该实驗做了如下设计。
一、实验用品
实验仪器：9V柱状电池、烧杯、石墨棒、导线若干、果冻壳、剪刀、镊子、棉花、旧盒子
实验试剂：20%的氯化铜溶液、氢氧化钠溶液、酚酞试液、淀粉碘化钾试纸
二、实验装置：
如图2所示：
三、实验原理
CuCl2C=u+Cl2↑
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O
四、实验步骤
（1）用剪刀裁剪废弃的果冻壳，如图3所示，
石墨棒刚好可以卡在果冻壳的瓶口，并在瓶口塞棉花团，棉花上滴酚酞和氢氧化钠溶液，用来监测氯气是否泄漏。用镊子在果冻壳的支管口处放上湿润的淀粉碘化钾试纸，用来检验氯气。用另一种果冻壳盛装氢氧化钠溶液。按图2所示装置组装，使两电极相距1cm～2cm，向烧杯中注入20%的氯化铜溶液至石墨棒的一半处，接通电源，使反应开始。
（2）湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，说明有氯气生成，另一极的石墨棒上有红色物质生成，棉花团还是红色，说明氯气未泄漏。整个过程约一分钟。
（3）当试纸变蓝后立即停止实验，否则通电时间过长，蓝色反而会消失（因会发生下列反应：5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl）。
五、实验改进的优点
（1）用到了生活中废弃的材料，低碳、环保。
（2）整个阳极在封闭的体系中，避免了有害气体氯气可能造成的污染。
（3）操作简单，实验现象明显，实验成功率高。
（4）整个装置小巧玲珑，可以走动演示实验，也可开展学生分组实验。
（5）本实验改进有利于激发学生的学习兴趣和培养学生的创新能力。
参考文献：
[1]化学选修4化学反应原理教师教学用书.2007：91
[2]朱赛. 氯化铜溶液电解实验装置的探究与改进.实验教学与仪器.2013：27-28.
[3]魏崇启.电解氯化铜溶液实验改进.实验教学研究.2012：97