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1、下载可编辑实验六微型实验与手持技术实验6-1利用微型实验仪器电解水实验设计实验目的】 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。实验原理】用大头针作电极电解水、稀硫酸、氢氧化钠和硫酸钠的原理实际上均是电 解水的原理。电极不参与反应时电解水的电极反应方程式如下：碱性阴极：月二-I-. - - 1 二厂-阳极：-；）-H -二加酸性阴极：圮沪一花厂阳极：鬲/锐实验装置图：.专业.整理.实验仪器与试剂】仪器：多用滴管、井穴板、低压电源、大头针、肥皂水、火柴；试剂：去离子水、Na2SO4 溶液（0.3mol/L ）、NaOH 溶液（2mol/L ）、H2S
2、O4 溶液（1mol/L）实验步骤】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，设 置低压电源电压，观察实验现象；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； 在多用滴管中依次换取 Na2SO4溶液、NaOH溶液和硫酸溶液，接通电 源，设置电解电压，点燃肥皂泡，观察实验现象； 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。实验现象与解释】所用溶液电解电压实验现象实验解释电极溶液肥皂泡阴极的反应：2H4 + 2e*H2T溶液透明一浅阳极的反应：黄绿色一变浅2Hz0-02 T+4H4 +
3、4e正负极均产无肥皂泡纯水20v生少量气泡澄清，溶液产生Fe t F* 2e_上层有绿色混Fe2+ + H + + 0 2Fe3+ +H 2O浊产生的氢气少，不能吹起肥皂泡。溶液现象是由于大头针被腐蚀，铁单质参与了电极反应。阴极的反应：有肥皂泡2H+ + 2e_产牛占/1_K :八 稀硫酸5v阳极的反应：1mol/L两极都有大溶液始终透燃发出尖2Hz0-02 T +4H+ + 4e_量气泡产生明。锐的爆鸣产生氢气较多能吹起肥皂泡，肥皂泡里声。面的氢气不纯，点燃有尖锐爆鸣声氢氧化钠2mol/L5v两极都有大量气泡产生溶液没有明显变化有肥皂泡阴极的反应：2H.O+2e-2OH + HatAdEi阳
4、极的反应：40H_-2H20 + 02T+4e_产生氢气较多能吹起肥皂泡，肥皂泡里面的氢气不纯，点燃有尖锐爆鸣声产生，燃发出 锐的爆 声占八、尖鸣阴极的反应：2H.O + 2e_-2OH + H, tA*两极都有大有肥皂泡量气泡产阳极的反应：硫酸钠生，阳极大无色溶液变为产生，占八、MMT t ZHjO + 0: T0.3mol/10v头针处有淡淡黄色燃发出尖Fe2+ + 20HFe(0H)2L黄色沉淀产锐的爆鸣4Fe(0H)2 + 0: +2H.0 t 4FetOH)a 1声。生沉淀本应为红褐色，但由于量很少，所以为淡黄色。实验分析】1、电解过程中产生氢气与氧气，因此能吹起肥皂泡，并由于氢气不
5、纯，所 以点燃肥皂泡会发生清脆响亮的爆鸣声。2、 电解去离子水，由于其中可自由移动的离子数量少，因此速率很慢，看 不到明显有肥皂泡产生现象。3、加入稀硫酸、硫酸钠、氢氧化钠等强电解质溶液，溶液导电性大大增强，有明显的电解现象。此时溶液中放电的离子仍是 H+、OH-，电解的物质仍 然是水。4、在我们实验中，由于使用的某些大头针镀层破损，铁与电解液直接接 触，在电解水过程中铁质大头针在阳极被氧化为亚铁离子 ，在碱性或中性条件 下，被空气继续氧化成三价铁离子，并结合氢氧根离子，最终变成氢氧化铁红 褐色沉淀，由于量较少，故呈淡黄色。实验拓展】（1）多用滴管实验利用多用滴管作为反应容器，多用滴管用途很多
6、。多用滴管的液滴体积经过标定后，便是小量液体的计量器。通过计量滴加 液滴的滴数，就得知滴加试剂的体积。因此，已知液滴体积的多用滴管，便是 一支简易的滴定管。使用者经过练习，掌握了从多用滴管连续滴出体积均匀的 液滴的操作后，就可进行简易的微型滴定实验。决定滴管液滴体积的主要因素 之一是滴管出口的大小，手工拉细的毛细管滴管管壁薄，温度变化对毛细管口 径的影响颇大，液滴体积要经常标定，比较麻烦。在多用滴管径管出口处，紧 套上一个市售医用塑料微量吸液头（简称微量滴头）就组成一个液滴体积约为 0.02mL的滴液滴管。此时，液滴体积不易变化。将同一微量滴头逐一套到盛有 不同试剂的滴管上，可得到液滴体积划一
7、的不同试剂液滴。这时，液滴滴数之 比即所滴加试剂的体积比。采用微量滴头使滴定操作、反应级数、配合物配位 数测定等实验的精确度提高，操作规范。多用滴管，径管朝上，放入离心机中可进行离心操作。多用滴管还可作滴 液漏斗，它穿过塞子与具支试管组合成气体发生器。总之，多用滴管的用途确 实很多，掌握了它的材料与结构特点、基本功能与操作要领，开动脑筋，勇于 实践，在不同的实验中它还能有不少新的用途。(2)微型实验技术的发展早在1989年我国高等学校化学教育研究中心把微型化学实验课题列入科研 计划，由华东师范大学和杭州师范学院牵头成立微型化学实验研究课题组。杭 州师院承担了原国家教委下达的微型化学实验玻璃仪器
8、和塑料系列仪器等新产 品的研制任务；华东师大与厂家合作研制初中微型化学实验箱 。经过近两年的 努力，前两项新产品通过了国家教委的鉴定，初中微型化学实验箱通过了北京 市教委的鉴定，均已投放市场。在实践中，又开发出多种实验配件和成套仪 器，为微型化学在中国的发展打下了坚实的基础 。无机化学、普通化学实验的微型化带动了有机化学和中学化学实验的微型 化。目前扩展到分析化学、物理化学、医用化学和高分子化学实验的微型化探 索并取得了可喜的成果，形成了中国开展微型化学实验工作的特点：微型仪器 配套比较完整且价格低廉，在国际上具有竞争力。微型化学实验与常规实验相比，具有明显的绿色环保、节约药品和节省时 间的特
9、点。微型化学实验的优势已经在教学中呈现出来 ，受到了广大师生的欢 迎。目前，国内已有800余所大、中院校开始采用微型化学实验。1992年，我国自编的第一本微型化学实验出版。此后，浙江大学李明馨 教授主编的普通化学实验及周宁怀教授主编的微型化学实验、微型无机 化学实验和 微型有机化学实验也相继问世。上世纪90年代以来 化学通报 和 大学化学等杂志发表微型化学实验方面的论文近 50篇。在化学教育、 化学教学和中学化学教学参考上发表论文100余篇。另外，有关微型化学实验的网站也相继出现，女口：中国微型化学实验中心(网址：http : / :202.192.128.41/wxhxsy/ )，湛江师范学
10、院微型化学实验网是专业的微型化学 实验研究的网站。主要包括了微型化学实验、微型仪器、教学课件、资源中 心、实验手册、化学论坛等栏目。实验6-2手持技术在实验教学中的应用研究实验目的】学习利用手持技术分析酸滴定碱的PH变化规律。实验原理】酸碱中和滴定的全过程均在溶液中进行，溶液中pH的变化随着滴定过程的 进行而发生变化，因此，溶液的pH可以表征溶液中离子的浓度。在滴定过程 中，滴定剂与溶液中的被测离子反应生成水使溶液的pH发生变化。因此，可通过滴定曲线上的突跃点来确定滴定终点。本次实验采用手持技术仪器(主要包括数据采集器与pH传感器)，通过计算 机处理数据，为学生深刻理解中和滴定提供了技术条件。
11、实验仪器与试剂】数据采集器、PH传感器、磁力搅拌器、磁力搅拌子、酸式滴定管、100mL 烧杯；0.1mol/L盐酸溶液、0.1mol/L氢氧化钠溶液。实验设备：实验内容】量取20mL氢氧化钠溶液(O.1mol/L )于100mL烧杯中;酸式滴定管用0.1mol/L盐酸润洗，装液，调零；打开磁力搅拌器，设置软件，设置数据采集器：采样速率为10m/s，采样样本 总数为持续；开始记录数据的同时打开酸式滴定管活塞，控制滴加速度稳定；待数据采集完毕，停止数据记录，关闭酸式滴定管活塞、磁力搅拌器，拆除并 清洗仪器。实验操作完毕，读取所消耗的盐酸体积。观察软件中的图像，并分析图像拐占八、实验数据收集与记录】HCI溶液滴定NaO溶液pH变化曲线实验结果分析与讨论】如图所示，在第500秒左右pH发生了突跃，从11降至3，图示曲线平滑， 突跃明显，说明实验很成功。本次实验通过pH传感器，利用手持技术，不仅操作方便简单，在学生保持 对实验的感性认识的同时，还可以让学生观察到溶液在整个滴定过程中具体 pH 数值的变化情况，让学生对化学计量点附近的突跃进行理性认识 。参考文献】1 钱扬义，手持技术在理科实验中的应用研究，北京，高等教育出版社2 肖常磊钱扬义，中学化学实验教学论，华南师范大学化学实验教学中 心，化学工业出版社。
