電解氯化銅溶液實驗的改進

唐玉芳

摘 要：文章對現行人教版高中化學教材中電解氯化銅溶液的演示實驗進行了改進，制成了電解氯化銅溶液的綠色化、便捷化實驗演示裝置，體現低碳、綠色環保理念。

關鍵詞：實驗，電解氯化銅溶液，綠色化，便捷化，改進

電解氯化銅溶液是人教版化學選修4“化學反應原理”第四章第3節“電解池”中電解原理的一個演示實驗，裝置如圖1所示。筆者在上該節課時，發現教材的實驗存在以下不足：一是實驗過程產生的氯氣污染環境，危害師生的健康；二是在U形管中做電解實驗，兩極間的距離相距較遠，離子定向遷移的距離長，導致電極反應速率慢，產生的銅也比較少。并且還要有鐵架臺對U形管進行固定，導致裝置繁瑣；三是要使用25%的氯化銅溶液，這樣的溶液呈亮綠色，顏色太深，還會導致通電后陰極區溶液往往出現黑色，不利于實驗現象的觀察；四是電解的電壓要求是6V～12 V，一般使用的是學生電源，不便于走動演示，也無法開展學生分組實驗。于是，筆者對該實驗做了如下設計。

一、實驗用品

實驗儀器：9V柱狀電池、燒杯、石墨棒、導線若干、果凍殼、剪刀、鑷子、棉花、舊盒子

實驗試劑：20%的氯化銅溶液、氫氧化鈉溶液、酚酞試液、淀粉碘化鉀試紙

二、實驗裝置：

如圖2所示：

三、實驗原理

CuCl2C=u+Cl2↑

2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O

四、實驗步驟

（1）用剪刀裁剪廢棄的果凍殼，如圖3所示，

石墨棒剛好可以卡在果凍殼的瓶口，并在瓶口塞棉花團，棉花上滴酚酞和氫氧化鈉溶液，用來監測氯氣是否泄漏。用鑷子在果凍殼的支管口處放上濕潤的淀粉碘化鉀試紙，用來檢驗氯氣。用另一種果凍殼盛裝氫氧化鈉溶液。按圖2所示裝置組裝，使兩電極相距1cm～2cm，向燒杯中注入20%的氯化銅溶液至石墨棒的一半處，接通電源，使反應開始。

（2）濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍，說明有氯氣生成，另一極的石墨棒上有紅色物質生成，棉花團還是紅色，說明氯氣未泄漏。整個過程約一分鐘。

（3）當試紙變藍后立即停止實驗，否則通電時間過長，藍色反而會消失（因會發生下列反應：5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl）。

五、實驗改進的優點

（1）用到了生活中廢棄的材料，低碳、環保。

（2）整個陽極在封閉的體系中，避免了有害氣體氯氣可能造成的污染。

（3）操作簡單，實驗現象明顯，實驗成功率高。

（4）整個裝置小巧玲瓏，可以走動演示實驗，也可開展學生分組實驗。

（5）本實驗改進有利于激發學生的學習興趣和培養學生的創新能力。

參考文獻：

[1]化學選修4化學反應原理教師教學用書.2007：91

[2]朱賽. 氯化銅溶液電解實驗裝置的探究與改進.實驗教學與儀器.2013：27-28.

[3]魏崇啟.電解氯化銅溶液實驗改進.實驗教學研究.2012：97