电解饱和食盐水微型化学实验案例的设计

RhysCannan

工作原理。
二、具体实施
1.实验仪器、药品及装置简介
仪器：10mL注射器2支、充电宝1个、3-4cm铅笔芯1条、硬芯铜导线1截、带USB头数据线一段、输液软管一段、小布条、火柴、点滴板
药品：饱和食盐水、酚酞试剂、淀粉碘化钾试纸、蓝色石蕊试纸、品红溶液、肥皂水
装置简介：去掉注射器的塑料把手-将铅笔芯和铜芯穿过注射器的橡胶塞中-两电极下端用数据线导线连接-将橡胶塞塞入注射器末段-注入滴有酚酞的饱和食盐水-将输液管-端与针筒头部相连-连接充电宝开始通电
2.实验步骤和现象
按照图1安装实验装置。取另一只10mL洁净带针头的注射器，往图1装置中注入10mL滴有酚酞的饱和食盐水，将洁净的输液软管连接到注射器出口处，连接电源观察现象。
（1）氯气的检验
在塑料导管末端轻轻塞入小半段湿润的KT淀粉试纸，30秒后试纸变深蓝色或紫色；取出KT淀粉试纸再塞人小半段湿润的蓝色石蕊试纸，30秒后试纸先变红后褪色。均可证明混合气体中有氯气。
（2）氢气的检验
化学实验中一般用小试管收集氢气然后燃烧来检验氢气，该操作要求氢气气流速度较快，且比较麻烦。可采用吹肥皂泡的方法：将塑料软管末端插入盛放肥皂水的点滴板中，待氢气和氯气的混合气体把肥皂泡胀成黄豆大小后，用火柴点燃。观察实验现象：点燃肥皂泡时有尖锐的爆鸣声，说明氢气和氯气混合气体在点燃条件下发生爆炸。
实验说明：因为混合气体量非常少，点燃时不会产生安全隐患，但笔者操作过程中发现有时候因爆炸时产生向后冲击力会使针筒的橡皮塞炸飞，液体流出导致后续实验无法继续，所以点燃前一定要先将软管中间对折，隔绝针筒与肥皂泡的连通。
（3）阴极颜色变化分析
电解滴有酚酞的饱和食盐水，通电后阴极铜棒周围溶液颜色很快变红，随即颜色扩散整个针筒，测其溶液pH为9-10左右；继续通电30秒左右后颜色变浅至无色，测其溶液pH为13-14左右。此实验充分展现出酚酞的整个变色过程和范围。酚酞变色机理如图2、3所示。
酚酞是一种有机弱酸，它在酸性溶液中，H+浓度较高时，形成无色分子。但随着溶液中OH-浓度的增大，酚酞结构发生改变，并进一步电离成红色离子，如图2所示。