電解飽和食鹽水的創新裝置

竇卓

摘要：對教材中電解飽和食鹽水裝置進行改進，設計價格低廉的儀器，使實驗現象更明顯、檢驗氣體方法更綠色環保、實驗更容易成功。將陽離子交換膜引進高中課堂，使定性實驗提升到定量實驗，電解后生成的H2、Cl2吸附在電極上，構成氫、氯燃料電池，啟動二極管發光。該裝置還能用于電解其他溶液。

關鍵詞：電解；飽和食鹽水；電解裝置；陽離子交換膜；燃料電池

文章編號：1005–6629（2016）7–0050–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 問題的提出

電解飽和食鹽水實驗是高中電化學部分一個非常重要的實驗，其在魯科版教材[1]中使用的裝置如圖1所示，筆者通過多次教學實踐發現此套裝置有一些欠妥之處。

第一，此裝置在U型管兩側均設有支管，產生的H2中會混入空氣，進行點燃或爆鳴時不易成功；第二，實驗時有Cl2外逸，對環境有污染；第三，此裝置只能定性檢驗兩極產生的氣體，不能定量測試H2、Cl2氣體的體積；第四，電極間的距離較大，影響電解速率；第五，由于陰極產生的NaOH會擴散到陽極區域與Cl2反應，導致部分產物發生變化；第六，學生沒有親眼看到教材上提及的隔膜的作用，導致學生對此缺少感性認識，也不利于學生對該部分內容的理解和掌握。綜上所述，有不少教師對該實驗進行了大膽改進。

陳達[2]老師的改進裝置選用了排水法收集氣體（如圖2）。此法便于收集氣體、有效減少了污染；在試管底部戳一個直徑約為3mm的小孔，便于檢驗操作時，H2從試管底部小孔集中擴散出來，容易點燃；……