电解水的创新实验

对“电解水”实验的改进

一、创新实验名称：水电解化学实验设计

二、创新实验目的

在初中化学中的《电解水》是个很重要的实验，通过该实验使学生认识水的元素组成和水分子的原子构成。山东鲁教版教材使用的霍夫曼式水电解器，由于生产商提供的电极材料是石墨或钢丝，电解速度太慢，大概一节课快结束时才能验证，并且实验还未完成酸液或碱液就会从长颈漏斗口溢出，操作不便、易损坏等诸多原因，被弃之不用。于是变成老师讲实验现象，学生硬背实验结论。为解决这个问题，我在霍夫曼式水电解器做了一些改进，适合于教师演示，整个装置简单，易于操作，实验效果良好，整个实验只需3分钟左右的时间，就可验证两极产生的气体。

三、创新实验仪器及试剂

霍夫曼电解器、长颈漏斗、保险丝（较粗）、15%硫酸溶液、木条、火柴、学生用直流电源（12V及以上）、橡皮导管、酒精灯、小砂轮、剪刀。

四、实验仪器装置图及仪器的组装说明

首先将原装置的石墨电极（或其它电极）改换成保险丝；其次，在长颈漏斗中部用小砂轮将其切断，用长20厘米的橡皮管连接；最后用细铁丝检查两端活塞处的小孔是否畅通。

五、实验操作部分

（1）将霍夫曼电解器固定在铁架台上；

（2）打开霍夫曼电解器两边刻度玻璃管上的活塞，往长颈漏斗里倒入浓度为15%硫酸溶液。待两个刻度管里的液体将升到活塞时，倾倒的速度减慢，使液面稍稍超过两个活塞；

（3）关闭活塞，用卷成细卷的滤纸条伸入活塞上的玻璃管中，吸去超过活塞的液体；（4）通入12V直流电，两极冒出大量气泡，为了避免因氧气的溶解度比氢气大造成V（H2）：V（O2）﹥2：1，可电解一会儿后打开活塞放掉两极的气体再关闭活塞进行实验，使氧气在液体中浓度达到饱和；

（5）2到3分钟后，当阳极产生的气体10毫升时，打开活塞，用带火星的木条去检验，带火星的木条能复燃；负极产生气体大约有20毫升时，即可打开活塞，用燃着的木条去点燃，产生黄色火焰。

六、装置改进的意义

（1）一般生产商使用石墨碳棒作电极，反应虽快，但表面有东西剥落，对溶液造成很严重的污染，影响实验现象的观察，况且做完一次实验必须更换电极，重新制作石墨碳棒又比较麻烦；（2）不锈钢丝(生产商提供)做电极易与酸反应也会不断氧化溶解，用碱液虽较快一点，但电解器的活塞开关易被粘结；（3）用金属铂(白金)做电极效果较好，但价格太贵，学校实验室一般没有；（4）用铜和铝导线做电极，两极产生气泡速率太慢，且铜电极变绿。总之常见物质不是溶解就是被粉碎,要么产生气泡的速率太慢，要么就是很快被钝化不导电了......而电极如果选用价格低、容易取材的保险丝，在长颈漏斗中间加一段橡皮管，用15%

的酸或碱液做电解液解决了以上各方面的不足，短时间内做完水电解实验，给老师上课赢得了时间，避免实验器材长时间放在讲桌上分散学生的注意力，也不会带来装置易跌倒和酸外溢造成的不安全因素。