电解氯化铜溶液的微型改进实验

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文章编号：1008-0546（2012）11-0096-01 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2012.11.041

电解原理上承原电池原理及其应用，下启电解饱和食盐水、电镀、铜的电解精炼、电冶金和外加电流的阴极保护法防止金属腐蚀等电解原理的具体应用。所以电解原理是电化学的重要基础理论，在工业生产中有着重要应用。苏教版《化学必修2》P42图2-14电解氯化铜溶液的实验装置与苏教版《化学反应原理》P19图1-21电解氯化铜溶液示意图基本相似，均为用U型管电解氯化铜溶液，见图1。但是我们认为有几点不足：①装置不轻便，药品用量多浪费大，每次至少要20mL，不符合“绿色化学”理念；②该方法要观察到明显红色的金属Cu，就需要较长时间（约10min），由于氯气有毒，没有尾气处理装置，所以空气污染性重，影响师生身体健康；③该方法所用CuCl2溶液未注明，如果较浓可能没有明显红色的金属Cu，因为产生的CuCl与溶液中的Cl-生成CuCl2-、CuCl32-、CuCl43-等配离子溶解在CuCl2溶液中，生成深棕黑色的溶液。下面介绍一种课本实验改进的微型实验装置（图2），用量少，效果好，该原创实验改进曾获得2011年镇江市化学创新实验一等奖。

一、实验器材准备

稳压电源（或电池盒）1只、带鳄鱼夹导线2根、碳棒2根、10cm×10cm薄木板1一块、玻璃片1块、1×2cm滤纸1片、盛感冒胶囊的塑料底板穴剪成“c”型1个；小铁钉8根（每根碳棒两边各钉两根小铁钉固定）

二、实验过程

（1）把滤纸衬在“c”型塑料片内，放上两根碳棒，碳棒相距2～3mm；

（2）两根导线分别接在电源的正负接线柱上，用鳄鱼夹分别压住碳棒夹在碳棒两边的两根小铁钉上；

（3）再往滤纸上滴2～3滴0.8mol·L-1氯化铜溶液；

（4）接通电源，1分钟后，用镊子取一片用蒸馏水湿润的碘化钾淀粉试纸靠近在与电源正极相连的碳棒，碘化钾淀粉试纸变蓝并能闻到刺激性气味；

（5）关闭电源，取下另一支碳棒，碳棒上有红色物质出现。

三、实验创新优点

（1）实验装置简单新颖，用盛感冒胶囊的塑料底板穴剪成“c”型电解池，送入或抽取滤纸就能随用随停，可以多次重复使用；用感冒胶囊的微型实验成本低，避免了药品浪费，用感冒胶囊盛放3-4滴氯化铜溶液，产生的现象明显，产生氯气较少（少量氯气可杀菌，并能让学生感受氯气的刺激性气味增加感性知识）；实验操作简便、快速，无需洗涤烧杯等仪器，每次实验最多只需更换滤纸，滤纸实验无废水排放，有利于环保，符合绿色化学要求。

（2）微型实验能人人参与实验，非常适合电化学学生实验。同学们连接好装置后，既真切感受通电条件，直流电源内部电子会通过导线和石墨棒向U型管内输送电能，发生化学反应，又清楚观察到碳棒上有红色物质出现，与电源正极相连的碳棒周围能闻到刺激性气味，气体能使碘化钾淀粉试纸变蓝。化学反应原理比较抽象，通过实验创设学习情境让学生近距离观察现象，符合学生由表及里的认知规律，培养学生“动态观”“微粒观”，使学生参与交流的范围更大，激发学生参与的热情，有助于学生初步形成关于物质变化的正确观念，发展逻辑推理能力和正确迁移运用知识的能力，提高科学素养，教师也达到了授人以渔、使学生对电解知识过“脑”难忘的目的。