中学化学实验-新型实验技术的应用.docx

中学化学实验-新型实验技术的应用-------------------------------------------------------------------------- 作者:_____________-------------------------------------------------------------------------- 日期:_____________实验日期5月2日单周周三下午组 姓名林国英 学号成绩实验六 新型实验技术的应用组员:李桂珠、魏晶晶、黎季璋、陈福弟、董若婷、任竞昕微型实验技术的应用:水的电解【问题提出】水的电解实验既可以揭示水的元素组成,引导出单质、化合物的概念,还可以比较分子原子在化学反应中的不同变化。教材装置简单,但是实际操作并不简单。比如在水槽中进行,耗费药品量非常大,所用溶液无论是稀硫酸还是氢氧化钠溶液,均有腐蚀性,而在取放试管过程中,手不可避免地要接触到溶液,药液被手污染,手被药液腐蚀,因此本实验并不安全。此外,水电解时生成的气体验证,尤其是氢气的验证,按照教材装置,实验现象转瞬即逝,学生没有观察时间,实验现象还是要靠老师描述,实验的意义没有体现出来。【问题解决思路】微型化学实验与常规实验相比,具有以下显著优点:①仪器简单,功能多,操作方便,不易损坏仪器。②节省药品,,减少污染.③充分发挥学生主动性、动手能力及创造性,有利于激发了学生学****化学的热情。综上,水的电解实验可采用微型实验仪器进行,不仅药品用量少,而且能方便地验证生成的气体。实验过程中手接触不到腐蚀性的溶液,比教材装置的安全性要高,所用材料多为塑料制品,容易加工。【实验设计】0(1)实验目的理解在不同电解质溶液环境中电解水的原理规律。探究微型实验仪器电解水过程中电极变化原因。通过设计实验,培养设计能力和探究能力,学会知识的综合运用。通过查阅文献,提取有用信息,提高处理信息的能力。通过实验操作,提高实验技能及解决问题的能力。(2)实验原理用大头针(镀镍)做电极电解水、亚硫酸钠溶液、氢氧化钠溶液的原理实际上是电解水的原理。电极不参与反应时电解水的方程式如下:碱性阴极:--↑O﹢2e→2OH﹢22H2H阳极:--2OH→1/2O2↑﹢H2O﹢2e总反应:电解2H2O2H2↑+2↑O若大头针外部的镀层破损,电极变成铁电极,则阳极反应变为 :2+ -Fe →Fe +2e在碱性或中性条件下,亚铁离子不稳定,于是发生:2+Fe+2OH-→Fe(OH)24Fe(OH)+O2+2→4Fe(OH)↓22HO3(3)实验用品1多用滴管、井穴板、低压电源( 9~20V)、大头针、肥皂水、水、 、2mol/LNaOH溶液等弱酸强碱盐溶液或强碱溶液。(4)实验步骤①在多用滴管中吸取纯水,插入两根大头针作为电极,连接低压电源,观察现象;②在多用滴管中换取 Na2SO3溶液、NaOH溶液或其它弱酸强碱盐溶液或强碱溶液,接通电源,观察现象并比较现象;③当多用滴管中产生较多气泡时,将滴管尖嘴插入井穴板中盛放的肥皂水中,用火柴点燃吹起的肥皂泡,观察实验现象;④实验一段时间后,观察电极(大头针)的变化,解释其变化原因,说明该如何解决问题。【实验装置】2【实验现象记录及分析】被电解 实验现象物质电极 溶液 肥皂泡开始初,负极附近溶由导气管吹正负极均液变浅绿出的肥皂泡纯水 有少量微色,后变为量少,点燃小气泡产浅黄色,并无明显的爆生,随着有灰绿色沉鸣声。反 应 进 淀生成。行,正极逐渐无气泡产生。现象分析1、由于纯水中可自由移动离子数量少,因此电解纯水的速率很慢,产生气泡较少。2、电解纯水、Na2SO3、NaOH均有气泡产生,点燃被所产生的气体吹出来的肥皂泡有爆鸣声,说明生成的气体为H2;3、电解后溶液变为浅绿色说明大头针内的铁放电溶解,生成亚铁离子(呈浅绿色);4、溶液中有灰绿色沉淀生成,说明大头针放电溶解,有 Fe(OH)23Na2SO3溶液NaOH溶液负极有大溶液颜色变由导气管吹量气泡产浅绿,有灰出的肥皂泡生,正极绿色絮状沉量较多,点无气泡产淀产生,后燃有较尖锐生,装置渐变为暗红的爆鸣声发热。 色。现象最剧溶液颜色无由导气管吹烈,正负变化出的肥皂泡极均有大量多,点燃量气泡产有尖锐的爆生,负极鸣声更剧烈,装置发热明显。生成,Fe(OH)2又易被氧化为Fe(OH)3,此为沉淀变为暗红色的原因。5、在不同的电解质中,电解的速率不同,其中NaOH溶液最剧烈,纯净水最平缓,可能的原因是不同的溶液的离子导电能力不同,可能是OH-的导电能力最强,也可能因为NaOH溶液的浓度比较大;【实验过程图示】图一:电解纯水4溶液变为浅绿图二:用导气管吹肥皂泡图三:电解氢氧化钠溶液5反应剧烈,产生大量【实验总结】(1