实验仪器及药品(包括浓度): 实验仪器:绿色食盐水电解器、小试管、酒精灯、脱脂棉、镊子。 实验药品:饱和食盐水、酚酞试液、淀粉碘化钾试纸、氢氧化钠溶液。 实验装置图: 图(一).绿色食盐水电解器装置图 图(二).H型电解管 图(三).污染处理管 注:1、图(一)中a、b、c、d、e为旋钮(或玻璃球)活门。 2、图(二)为H型电解管:负极管上方的两通玻璃管,可用于取出产生的H2进行检验;正极管上方的分液漏斗,用于控制检验Cl2。 3、图(三)为污染处理管:可将负极产生的NaOH溶液和正极产生的Cl2分别引入污染处理管内,用实验自身产物的相互反应,消除污染。 4、污染处理管使用喷泉管导入氯气,有利于氯气充分、快速与NaOH溶液反应,提高反应速率。 实验步骤: 1、按图(一)所示连接好装置及电源。 2、开a.b活门,从漏斗中注入混有无色酚酞试液的饱和食盐水到H管胶塞下沿,管内不留空气泡。 3、打开电源开关,负极管中有无色气体产生,溶液逐渐变红,证明有碱液产生。正极管中有黄绿色气体产生。 4、关闭电源,取一小试管倒扣在负极两通玻璃管上,慢慢打开旋钮活塞a,放出适量无色气体,并立即关闭a,用拇指堵住小试管口移到酒精灯火焰上检验产生的氢气;在正极管分液漏斗中放入一小块润湿的淀粉碘化钾试纸,并盖好塞子,再略旋开正极分液漏斗旋纽b,放出少量氯气,并立即关闭b,可观察到试纸变蓝,说明管内气体是氯气。 5、在污染处理管双孔塞的短玻璃管口放置适量沾有碱液的脱脂棉后,打开止水夹e,挤压玻璃球活门d,将适量呈红色的氢氧化钠溶液引入污染处理管中;再挤压玻璃球活门c,正极产生的氯气从喷泉管均匀喷出,与污染处理管中的氢氧化钠溶液充分反应,溶液红色逐渐消失,氯气消除。 实验注意事项: 1、食盐水应饱和,使产生的氯气增多。 2、电极最好选用碳棒(石墨电极),防止铁电极与实验产生的氯气反应,生成氯化铁使溶液变黄。 教法说明: 1、电解食盐水是高中化学必做的演示实验,但实验产生的氯气对室内空气有污染,不符合环保要求,不利于对学生进行环保教育。因此,设计和制作了“绿色食盐水电解器”来进行实验,力图将产生有害物质的实验从源头或反应过程中进行无害化处理,实现在充分展示化学科学事实的同时,消除实验给环境造成的不利影响,让学生得到潜移默化的环保教育的同时,培养学生综合探究的能力。 “绿色食盐水电解器”,对教材中电解食盐水的实验装置进行了较大的改进,将开放型实验装置设计成了可控式封闭型的实验器。更重要的是我们利用电解过程中,自身产生的氢氧化钠溶液和氯气进行反应,突出解决了电解过程中产生的氯气对空气环境的污染,做到了零排放的要求。 2、改进后的“绿色”食盐水电解实验,实验现象更加明显,更易于学生逐一观察。如果引导学生从以下四个阶段重点观察实验现象,更能提高学生对电解食盐水的深刻认识。 ⑴、通电前:混有无色酚酞试液的饱和食盐水没有变化。 ⑵、通电时:可观察溶液颜色的变化和气体产生过程的实验现象。 ⑶、关闭电源后:检验气体产物氢气和氯气。 ⑷、最后进行自身污染处理:将反应自身产生的氢氧化钠溶液和氯气分别用软管和喷泉管引入污染处理管中进行反应,消除氯气污染。 教师若采用这种教法,学生不仅懂得了食盐水电解的原理与过程,同时还巩固了酸、碱、盐的有关知识和应用,使过去一个单独实验,变成了一个综合知识的实验,极大地提高了学生的知识面。 绿色食盐水电解器