一種多用途的簡易電解裝置

熊娟 周學興

摘要：常見的電解裝置不方便操作且消耗電解液多，實驗現象不明顯。利用9V電池、9V電池扣、2根公頭線、細石墨電極、細銅棒電極、表面皿等改進電解裝置，設計成一種多用途的簡易電解裝置。該裝置能方便地電解氯化鈉溶液、硫酸鈉溶液等，還能探析微觀離子移動方向，自制84消毒棉等等。

關鍵詞：電解；觀察現象；實驗創新

文章編號：1008-0546（ 2022 ）11x-0090-02

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.11x.023

一、提出問題

“電解池”是2019年人教版《化學（選擇性必修1》>第四章第二節內容。[1]在必修教材中沒有出現過“電解”的學習內容，學生對這一節內容的學習非常陌生。通過電解實驗，能讓學生直觀觀察到電解的產物，理解電解的原理，提高學生宏觀辨識與微觀探析、科學探究與創新意識的核心素養。目前在一線教學中，電解的實驗存在幾個不足：（1）學生電源笨重、攜帶不方便、成本高，不利于開展分組實驗（見圖1）；（2）電解液消耗多，產生較多氯氣等有毒氣體污染環境（見圖2）；（3）部分實驗現象不明顯，電解過程中離子移動不直觀。

二、實驗用品及裝置

實驗用品：9V電池、9V電池扣、2根公頭線、細石墨電極、細銅棒電極、培養皿、鑷子。

將9V電池扣分別和2根公頭線組裝，扣在電池上。電池正極紅色公頭線插入石墨電極、電池負極黑色公頭線插入銅電極。多用途簡易電解裝置組合完成（見圖3）。

三、實驗過程

1．電解NaCl溶液

將一張濾紙放人培養皿中，滴入NaCl溶液、酚酞溶液，將簡易電解裝置的兩極放在濾紙兩端，觀察現象。3s后，陰極附近變紫紅色，兩極有細小的氣泡冒出（見圖4、圖5）。

將一張淀粉一碘化鉀試紙放在培養皿中，滴入NaCl溶液，將簡易電解裝置的兩極放在試紙兩端，觀察現象。3s后，陽極附近變藍色，兩極有細小的氣泡冒出（見圖6、圖7）。

將一張pH試紙放在培養皿中，滴入NaCI溶液，將簡易電解裝置的兩極放在試紙兩端，觀察現象。3s后，陰極附近變藍色，陽極附近變紅色且中間出現白色的褪色現象；兩極有細小的氣泡冒出（見圖8、圖9）。

2．電解Na2SO4溶液

將一張淀粉一碘化鉀試紙放在培養皿中，滴入Na2SO4溶液，將簡易電解裝置的兩極放在試紙兩端，觀察現象。3s后，陽極附近變藍色，兩極有細小的氣泡冒出（見圖10、圖11）。

將一張pH試紙放在培養皿中，滴入Na2SO4溶液，將簡易電解裝置的兩極放在試紙兩端，觀察現象。3s后，陰極附近變藍色，陽極附近變紅色，兩極有細小的氣泡冒出（見圖12、圖13）。

3．自制84消毒棉

取一團醫院用棉花放入培養皿中，滴人NaCl溶液、酚酞溶液，將簡易電解裝置的兩極放在棉花兩端，電解一段時間。用鑷子夾棉花，擦拭桌面消毒（見圖14、圖15、圖16）。

4．觀察離子移動

取一張濾紙放人培養皿中，滴入Na2SO4溶液，濾紙中間滴人一滴高錳酸鉀溶液，將簡易電解裝置的兩極放在試紙兩端，觀察現象。電解一段時間后紅色變淡，并且往陽極移動少許。（見圖17、圖18、圖19）

四、改進后的優點

1．裝置簡單，利于分組探究

改進后的多用途簡易電解裝置輕便簡單、所需組裝部件價格便宜，采購方便，可組裝多套用于上課時學生分組實驗探究，以激發學生學習熱情，構建電解池的模型認知，培養學生科學探究能力。

2．現象明顯，培養微觀探析

多用途簡易電解裝置電解時用時短，電解產生的現象明顯，有污染的產物極少，不污染環境。通過觀察現象，結合電池的正負極，學生可以清晰地從微觀視角分析放電離子、離子移動的方向及電解產物，培養學生宏觀辨識和微觀探析的素養。

3．改進裝置，培養創新意識

將傳統的電解裝置進行改進，對學生起到了一個很好的創新示范作用。教師還可以引導學生思考：還有哪些常見的用品可以構成電解裝置？還可以通過更換電解質溶液、更換電極進行哪些電解實驗的探究等等，[2]培養學生的創新意識。

參考文獻

[1]人民教育出版社，課程教材研究所，化學課程教材研究開發中心．普通高中教科書（化學選擇性必修1）[M]．北京：人民教育出版社，2019．

[2] 潘祥泰．自制多用途電解裝置[J]．新課程（教育學術），2011（7）：100．