电离平衡原理演示器

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  一、项目背景
  
  本教具主要应用于人教版高二《化学》第三章第一节《电离平衡》。该节教材对于“电离平衡”概念直接给出,没有相关的实验辅助理解,内容理论性强,较抽象。电离平衡原理演示器主要用来演示并说明弱电解质溶液中存在电离乎衡,有助于学生直观地理解“电离平衡”概念。
  
  二、材料及制作方法
  
  主要材料
  PVC板、水泵、塑料水槽、玻璃杯、导管、电极、灯泡、灯座、开关等。
  制作方法
  1 选取两个10厘米高的玻璃杯,底部钻两个6毫米小孔,安装两根电极,杯侧6厘米高处开一个1厘米孔,粘上一根外径1厘米直角弯管,作为酸的稀释杯。
  2 PVC板裁割尺寸为长42厘米、宽35厘米、高20厘米的长方形7块,拼接成直角梯形立方盒。
  3 在梯形面开两个直径为5.5厘米的孔,作为灯泡开孔。
  4 在上平面分两边各开直径为1.8厘米的孔4个,2个一组,装上电极触片,作为稀释杯的插座,再在两组孔间钻一个直径为5厘米的孔。作为出水口。
  5 上平面从中分一半,作为稀释杯的背板,上装U型进水管。
  6 装上水泵和电灯开关,连接电路,水泵接水管,仪器内放置两个塑料水槽。
  
  三、使用方法
  
  将本教具放置在水平桌面上,把仪器的演示背板竖立起来固定好,在仪器的塑料水槽中加入蒸馏水并将电源接通。分别取8摩尔/升的盐酸溶液10毫升和8摩尔/升醋酸溶液10毫升倒人相应的玻璃杯中。
  打开灯泡的电源开关,观察盐酸和醋酸对应的灯泡亮度情况。
  打开水泵开关,同时向两个玻璃杯中注入一定量的蒸馏水后关闭水泵开关,观察两灯泡的亮度发现醋酸溶液相对应的灯泡亮度由暗变亮,证明醋酸溶液中的离子浓度大大增加了。
  继续打开水泵开关。向两个玻璃杯中连续注入蒸馏水,观察到盐酸溶液和醋酸溶液相对应的灯泡亮度均由亮变暗,说明这两种溶液的离子浓度都在减少了。
  当两个灯泡的亮度情况几乎一致的时候,关闭水泵电源开关和灯泡电源开关,演示实验结束。
  
  四、创新点
  
  本实验装置是在同浓度的盐酸溶液和醋酸溶液中同时加蒸馏水并接通电源。通过观察对比稀释过程灯泡亮度的变化(盐酸溶液对应的灯泡由亮变暗,醋酸溶液对应的灯泡由暗变亮再变暗)来说明稀释过程中离子浓度的变化,从而得出醋酸溶液在稀释初期的离子溶液浓度是由小变大的结论,证明醋酸溶液中存在电离平衡。
  人教版高中《化学》二年级教材中無电离平衡演示实验,本仪器是创新作品,通过采用同浓度的盐酸和醋酸,使用水泵自动注水进行稀释。观察比较这两种溶液的离子导电能力的变化来证明醋酸溶液存在电离平衡。该装置外观简洁,携带方便,使用简便,演示现象明显。
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