CN208938471U - 一种新型电解水教学实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型电解水教学实验装置，包括电池、第一电极构件、第二电极构件、电解槽、氢气收集构件和氧气收集构件；所述电池设在所述电解槽外侧且所述电池的正极与所述第一电极构件电连接，所述电池的负极与所述第二电极构件电连接，所述第一电极构件和所述第二电极构件分别设置在所述电解槽内；所述第一电极构件包括第一电极和第一电极基座，所述第一电极基座上板面设有第一导通槽，所述第二电极构件包括第二电极和第二电极基座，所述第二电极基座上板面上设有第二导通槽。本实用新型在验证是否有氧气生成时无需停止氧气收集，不仅可以检验有少量氧气生成，还可在氧气浓度较低时检验出有氧气生成，同时在检验有氧气生成时无需用到明火。

Description

一种新型电解水教学实验装置

技术领域

本实用新型涉及化学实验教学技术领域。具体地说是一种新型电解水教学实验装置。

背景技术

电解水实验是一个测试水的组成的实验。水由氢、氧两种元素组成。水通电生成氢气、氧气。正极产生的是氧气，负极产生的是氢气。化学反应前后，元素种类不变。在化学变化中，分子可分成原子，而原子不可分，可构成新的分子。而现有电解水实验装置中，验证氧气需要将刚熄灭的木条放在收集氧气的试管口，如果木条复燃则证明有氧气生成。如果氧气量较少或者氧气浓度不足，木条无法复燃，则就无法证明是否有氧气生成此外，而且在验证是否有氧气生成的时候需要暂停氧气收集。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种在验证是否有氧气生成时无需停止氧气收集的新型电解水教学实验装置，不仅可以检验有少量氧气生成，而且还可以氧气浓度较低时检验出有氧气的生成，同时在检验有氧气生成时无需用到明火。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种新型电解水教学实验装置，包括电池、第一电极构件、第二电极构件、电解槽、氢气收集构件和氧气收集构件；所述电池设在所述电解槽外侧且所述电池的正极与所述第一电极构件电连接，所述电池的负极与所述第二电极构件电连接，所述第一电极构件和所述第二电极构件分别设置在所述电解槽内；所述第一电极构件包括第一电极和第一电极基座，所述第一电极基座上板面设有第一导通槽，所述第二电极构件包括第二电极和第二电极基座，所述第二电极基座上板面上设有第二导通槽；所述氢气收集构件设置在所述第二电极基座上且所述氢气收集构件的进气端套在所述第二电极上，所述氢气收集构件内部空腔通过所述第二导通槽与所述电解槽流体导通连接；所述氧气收集构件包括氧气收集管、氧气收集用胶塞和盛有苯酚的药匙，所述药匙的上端设置在所述氧气收集管的外侧，所述药匙的下端穿过所述氧气收集用胶塞设置在所述氧气收集管内，所述氧气收集用胶塞设置在所述氧气收集管上端管内，所述氧气收集管的下端设在所述第一电极基座上且套在所述第一电极上，所述氧气收集管通过所述第一导通槽与所述电解槽流体导通连接。

上述新型电解水教学实验装置，所述氧气收集构件还包括密封胶塞和暂存用管，所述暂存用管内充满有氮气或稀有气体；所述药匙的下端穿过所述密封胶塞设置在所述暂存用管内，所述密封胶塞设在所述暂存用管的上端管内，所述暂存用管的下端穿过所述氧气收集用胶塞设置在所述氧气收集管内。

上述新型电解水教学实验装置，所述第一导通槽沿所述第一电极基座的周向等弧度分布，所述第一导通槽的中心轴与所述第一电极基座的径向重合。

上述新型电解水教学实验装置，所述第二导通槽沿所述第二电极基座的周向等弧度分布，所述第二导通槽的中心轴与所述第二电极基座的径向重合。

上述新型电解水教学实验装置，所述氢气收集构件包括氢气收集管和氢气收集用胶塞，所述氢气收集用胶塞设置在所述氢气收集管的上端管内，所述氢气收集管的下端套在所述第二电极上且与所述电解槽通过所述第二导通槽流体导通连接。

上述新型电解水教学实验装置，所述氢气收集构件还包括引流管和密封用胶管，所述密封用胶管的上端设有夹具且通过所述夹具封端，所述密封用胶管的下端套在所述引流管的上端上，所述引流管的下端穿过所述氢气收集用胶塞设置在所述氢气收集管内；在电解水实验开始时，所述引流管内盛装有去离子水。

上述新型电解水教学实验装置，所述引流管的上端管口为锥形管口。

本实用新型的技术方案取得了如下有益的技术效果：

1.利用苯酚氧化变色可以检测微量氧气生成，而在检验氧气可以让熄灭的木条复燃的过程中也无需停止氧气的收集。

2.本实用新型在验证负极有氢气生成的时候也无需停止氢气的收集。

附图说明

图1为本实用新型的新型电解水教学实验装置的结构示意图；

图2为本实用新型的新型电解水教学实验装置的第一电极构件的结构示意图。

图中附图标记表示为：1-电池；2-电解槽；3-第一电极基座；4-第一电极；5-第二电极基座；6-第二电极；7-氧气收集管；8-氧气收集用胶塞；9-药匙；10-暂存用管；11-密封胶塞；12-氢气收集管；13-氢气收集用胶塞；14-引流管；15-夹具；16-密封用胶管；17-第一导通槽。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型的新型电解水教学实验装置，包括电池1、第一电极构件、第二电极构件、电解槽2、氢气收集构件和氧气收集构件；所述电池1设在所述电解槽2外侧且所述电池1的正极与所述第一电极构件电连接，所述电池1的负极与所述第二电极构件电连接，所述第一电极构件和所述第二电极构件分别设置在所述电解槽2内；所述第一电极构件包括第一电极4和第一电极基座3，所述第一电极基座3上板面设有第一导通槽17，所述第二电极构件包括第二电极6和第二电极基座5，所述第二电极基座5上板面上设有第二导通槽，实质上，所述第一电极构件与所述第二电极构件结构相同；所述氢气收集构件设置在所述第二电极基座5上且所述氢气收集构件的进气端套在所述第二电极6上，所述氢气收集构件内部空腔通过所述第二导通槽与所述电解槽2流体导通连接；所述氧气收集构件包括氧气收集管7、氧气收集用胶塞8和盛有苯酚的药匙9，所述药匙9的上端设置在所述氧气收集管7的外侧，所述药匙9的下端穿过所述氧气收集用胶塞8设置在所述氧气收集管7内，所述氧气收集用胶塞8设置在所述氧气收集管7上端管内，所述氧气收集管7的下端设在所述第一电极基座3上且套在所述第一电极4上，所述氧气收集管7通过所述第一导通槽17与所述电解槽2流体导通连接。其中，所述第一导通槽17沿所述第一电极基座3的周向等弧度分布，所述第一导通槽17的中心轴与所述第一电极基座3的径向重合；所述第二导通槽沿所述第二电极基座5的周向等弧度分布，所述第二导通槽的中心轴与所述第二电极基座5的径向重合。

为了避免电解水实验开始阶段生成的氧气让所述药匙9内的苯酚变色，以便更多的学生观察到苯酚变色的过程，本实施例中，所述氧气收集构件还包括密封胶塞11和暂存用管10，所述暂存用管10内充满有氮气；所述药匙9的下端穿过所述密封胶塞11设置在所述暂存用管10内，所述密封胶塞11设在所述暂存用管10的上端管内，所述暂存用管10的下端穿过所述氧气收集用胶塞8设置在所述氧气收集管7内。将所述药匙9放在所述暂存用管10内时，在氮气的保护和隔离作用下，苯酚不会被氧化变色，在氧气收集一段时间后，将所述药匙9向下移动，使得所述药匙9的下端伸入所述氧气收集管7内，此时氧气与苯酚发生反应，生产粉色的醌。

为了在验证所述第二电极6上生成的气体为氢气时不需要暂停电解水实验，本实施例中，所述氢气收集构件包括氢气收集管12和氢气收集用胶塞13，所述氢气收集用胶塞13设置在所述氢气收集管12的上端管内，所述氢气收集管12的下端套在所述第二电极6上且与所述电解槽2通过所述第二导通槽流体导通连接。而为了便于更好的验证氢气的生成，本实施例中，所述氢气收集构件还包括引流管14和密封用胶管16，所述密封用胶管16的上端设有夹具15且通过所述夹具15封端，所述密封用胶管16的下端套在所述引流管14的上端上，所述引流管14的下端穿过所述氢气收集用胶塞13设置在所述氢气收集管12内；在电解水实验开始时，所述引流管14内盛装有去离子水，其中，所述引流管14的上端管口为锥形管口，这样有利于在有少量氢气生成时氢气可以由所述锥形管口的缩口处逸出，便于控制和点燃。鉴于氢气的密度小于空气密度，所以电解水生成的氢气会从所述锥形管口的缩口处逸出。而且在电解水实验开始前，在所述引流管14内装满去离子水，形成液封，在验证有氢气生成时，将去离子水压入所述氢气收集管12内即可。

使用本实用新型时，为了避免空气中氧气的干扰，需将所述氧气收集管7内的氧气排空，可以采用液体排空或者氮气吹扫等方式排出所述氧气收集管7内的氧气，然后再开始电解水实验。待实验进行一段时间后，即可将所述药匙9下端下移出所述暂存用管10的下端，使得所述药匙9内盛放的苯酚暴露在含氧气体中或者纯氧中，此时苯酚会被氧化成粉红色的醌。而将所述引流管14内的去离子水压入所述氢气收集管12内后，将所述密封用胶管16移除，然后用燃烧的火柴放置在所述引流管14的上端所述锥形管口处，此时可以看到所述锥形管口处有蓝色的火焰，此时可以证明有氢气生成。在整个氧气和氢气的验证过程中，均不需要停止电解水实验，而且操作相对现有电解水实验装置的操作简单。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种新型电解水教学实验装置，其特征在于，包括电池(1)、第一电极构件、第二电极构件、电解槽(2)、氢气收集构件和氧气收集构件；所述电池(1)设在所述电解槽(2)外侧且所述电池(1)的正极与所述第一电极构件电连接，所述电池(1)的负极与所述第二电极构件电连接，所述第一电极构件和所述第二电极构件分别设置在所述电解槽(2)内；所述第一电极构件包括第一电极(4)和第一电极基座(3)，所述第一电极基座(3)上板面设有第一导通槽(17)，所述第二电极构件包括第二电极(6)和第二电极基座(5)，所述第二电极基座(5)上板面上设有第二导通槽；所述氢气收集构件设置在所述第二电极基座(5)上且所述氢气收集构件的进气端套在所述第二电极(6)上，所述氢气收集构件内部空腔通过所述第二导通槽与所述电解槽(2)流体导通连接；所述氧气收集构件包括氧气收集管(7)、氧气收集用胶塞(8)和盛有苯酚的药匙(9)，所述药匙(9)的上端设置在所述氧气收集管(7)的外侧，所述药匙(9)的下端穿过所述氧气收集用胶塞(8)设置在所述氧气收集管(7)内，所述氧气收集用胶塞(8)设置在所述氧气收集管(7)上端管内，所述氧气收集管(7)的下端设在所述第一电极基座(3)上且套在所述第一电极(4)上，所述氧气收集管(7)通过所述第一导通槽(17)与所述电解槽(2)流体导通连接。

2.根据权利要求1所述的新型电解水教学实验装置，其特征在于，所述氧气收集构件还包括密封胶塞(11)和暂存用管(10)，所述暂存用管(10)内充满有氮气或稀有气体；所述药匙(9)的下端穿过所述密封胶塞(11)设置在所述暂存用管(10)内，所述密封胶塞(11)设在所述暂存用管(10)的上端管内，所述暂存用管(10)的下端穿过所述氧气收集用胶塞(8)设置在所述氧气收集管(7)内。

3.根据权利要求1所述的新型电解水教学实验装置，其特征在于，所述第一导通槽(17)沿所述第一电极基座(3)的周向等弧度分布，所述第一导通槽(17)的中心轴与所述第一电极基座(3)的径向重合。

4.根据权利要求1所述的新型电解水教学实验装置，其特征在于，所述第二导通槽沿所述第二电极基座(5)的周向等弧度分布，所述第二导通槽的中心轴与所述第二电极基座(5)的径向重合。

5.根据权利要求1～4任一所述的新型电解水教学实验装置，其特征在于，所述氢气收集构件包括氢气收集管(12)和氢气收集用胶塞(13)，所述氢气收集用胶塞(13)设置在所述氢气收集管(12)的上端管内，所述氢气收集管(12)的下端套在所述第二电极(6)上且与所述电解槽(2)通过所述第二导通槽流体导通连接。

6.根据权利要求5所述的新型电解水教学实验装置，其特征在于，所述氢气收集构件还包括引流管(14)和密封用胶管(16)，所述密封用胶管(16)的上端设有夹具(15)且通过所述夹具(15)封端，所述密封用胶管(16)的下端套在所述引流管(14)的上端上，所述引流管(14)的下端穿过所述氢气收集用胶塞(13)设置在所述氢气收集管(12)内；在电解水实验开始时，所述引流管(14)内盛装有去离子水。

7.根据权利要求6所述的新型电解水教学实验装置，其特征在于，所述引流管(14)的上端管口为锥形管口。