“电解法制备Cu2O及量气法测定阿伏加德罗常数”一体化实验及其实施结果与讨论——向全国不同层次高校的大一学生推荐一个微实验

doi:10.3866/PKU.DXHX202308095

大学化学 >> 2024, Vol. 39 >> Issue (3): 302-307.doi: 10.3866/PKU.DXHX202308095

“电解法制备Cu₂O及量气法测定阿伏加德罗常数”一体化实验及其实施结果与讨论——向全国不同层次高校的大一学生推荐一个微实验

霍宣竹, 刘乙熹, 吴其宇, 董志强, 阮婵姿(), 任艳平()

厦门大学化学化工学院, 化学国家级实验教学示范中心(厦门大学), 福建厦门 361005

收稿日期:2023-08-25 录用日期:2023-10-25 发布日期:2023-11-14
通讯作者: 阮婵姿,任艳平 E-mail:ruanchanzi@xmu.edu.cn;ypren@xmu.edu.cn
作者简介:第一联系人：
^†2020级本科生
基金资助:
2021年度教育部“基础学科拔尖学生培养计划2.0”研究课题(20212058);2022年福建省课程思政示范课项目;2021年厦门大学本科课程思政教学研究项目;厦门大学教学改革研究项目(教材研究专项, JG20210904);首批国家级线下一流课程建设项目

Integrated Experiment of "Electrolytic Preparation of Cu₂O and Gasometric Determination of Avogadro's Constant: Implementation, Results, and Discussion: A Micro-Experiment Recommended for Freshmen in Higher Education at Various Levels Across the Nation

Xuanzhu Huo, Yixi Liu, Qiyu Wu, Zhiqiang Dong, Chanzi Ruan(), Yanping Ren()

National Demonstration Center for Experimental Chemistry Education (Xiamen University), College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, Fujian Province, China

Received:2023-08-25 Accepted:2023-10-25 Published:2023-11-14
Contact: Chanzi Ruan, Yanping Ren E-mail:ruanchanzi@xmu.edu.cn;ypren@xmu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

基于向大一学生开设的“电解-量气法测定阿伏加德罗常数”实验，设计了Cu₂O的电化学合成及量气法测定阿伏加德罗常数一体化实验，该实验巧妙地融合了元素化学实验中有关Cu₂O的制备及性质实验内容。一次电解完成两个实验，节约电能，节省时间。Cu₂O的电化学合成及量气法测定阿伏加德罗常数一体化实验可作为一个微实验灵活穿插于大学基础化学实验教学中，对于培养大一学生的全方位思考的意识和多角度分析问题的能力以及经济、环保的理念有重要意义。

关键词: Cu₂O, 电解合成, 阿伏加德罗常数测定

Abstract:

Based on the "Electrolysis-Gasometric Determination of Avogadro's Constant" experiment offered to freshmen, an integrated experiment was designed for the electrochemical synthesis of Cu₂O and determination of Avogadro's constant by aerometry. This experiment ingeniously integrates the preparation and property study of Cu₂O from elemental chemistry experiments. A single electrolytic process accomplishes two experiments, save both electricity and time. The integrated experiment can be flexibly interspersed within the foundational chemistry experiment curriculum in universities. It holds great significance for cultivating students' holistic thinking, multi-faced problem-solving abilities, as well as the concepts of economic and environmental conservation.

Key words: Cuprous oxide, Electrolytic synthesis, Determination of Avogadro's constant

霍宣竹, 刘乙熹, 吴其宇, 董志强, 阮婵姿, 任艳平. “电解法制备Cu₂O及量气法测定阿伏加德罗常数”一体化实验及其实施结果与讨论——向全国不同层次高校的大一学生推荐一个微实验[J]. 大学化学, 2024, 39(3): 302-307.

Xuanzhu Huo, Yixi Liu, Qiyu Wu, Zhiqiang Dong, Chanzi Ruan, Yanping Ren. Integrated Experiment of "Electrolytic Preparation of Cu₂O and Gasometric Determination of Avogadro's Constant: Implementation, Results, and Discussion: A Micro-Experiment Recommended for Freshmen in Higher Education at Various Levels Across the Nation[J]. University Chemistry, 2024, 39(3): 302-307.

链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202308095

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2024/V39/I3/302

图/表 7

图1

图2

图3

图4

表1

图5

图6

物理量	组1	组2
电流I/mA	100.0	100.0
电解时间t/s	708	722
电解前量气管内液面位置V₁/mL	42.58	43.50
电解后量气管内液面位置V₂/mL	33.20	33.65
H₂体积V_H₂/mL	9.38	9.85
水柱高度h/cm	44.60	45.20
室温t/℃	26.0	26.0
大气压p_大气压/kPa	101.11	101.11
室温T时饱和水蒸气压p_H₂O/Pa	3360.9	3360.9
水柱的压强p_水柱/Pa	4370.8	4429.6
H₂的分压p_H₂/Pa	93378.3	93319.5
H₂的摩尔数n_H₂/mol	3.52 × 10⁻⁴	3.70 × 10⁻⁴
阿伏伽德罗常数N_A	6.28 × 10²³	6.09 × 10²³
相对误差/%	4.3	1.2

1	张树永; 范楼珍; 淳远; 刘永梅; 田福平; 白云山; 宋淑娥. 大学化学, 2022, 37 (6),2108061.
2	陆根土; 王中庸. 无机化学实验教学指导书, 第1版北京: 高等教育出版社, 1988.
3	蔡维平. 基础化学实验(一), 北京: 科学出版社, 2015, 125-358.
4	沈建中, 马林, 赵滨, 卫景德. 上海: 复旦大学出版社, 2007: 80–81.

“电解法制备Cu₂O及量气法测定阿伏加德罗常数”一体化实验及其实施结果与讨论——向全国不同层次高校的大一学生推荐一个微实验

Integrated Experiment of "Electrolytic Preparation of Cu₂O and Gasometric Determination of Avogadro's Constant: Implementation, Results, and Discussion: A Micro-Experiment Recommended for Freshmen in Higher Education at Various Levels Across the Nation

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