CN211787809U - 一种水电解实验教学装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水电解实验教学装置，包括箱体，所述箱体内部设有隔板，所述隔板将箱体分隔成下端相连通的储液室、第一电解室和第二电解室，所述第一电解室和第二电解室上端设有孔口，所述孔口连接三通管，所述三通管的一端连接气体检验装置、另一端连接气体收集装置；所述第一电解室和第二电解室内设有电极，所述电极为保险丝绕成的螺旋状电极，所述电极表面形成凹凸面；所述电极通过导线与直流电源连接，所述第一电解室和第二电解室底端设有用于固定电极的限位孔。本实用新型整个装置是一个封闭的系统，制作简单、节约材料且重心稳定，可同时实现氢气和氧气的制备、检验和收集。

Description

一种水电解实验教学装置

技术领域

本实用新型属于电解水装置技术领域，涉及一种水电解装置，具体涉及一种水电解实验教学装置。

背景技术

电解水实验是初中化学教学中的重要演示实验。通过此实验学生知道了水由氢、氧两种元素组成，电解水生成氢气和氧气的体积比为2:1。学生能够从分子、原子水平学习水的组成及其性质，形成从微观角度认识和研究物质构成的思路。

但教材中设计的水电解装置或霍夫曼水电解器进行实验操作都存在缺陷。如：水电解器体积大、重心不稳、装置为玻璃材质、装置成本高以及搬运不便、功能单一，不能同时实现气体的收集和制备，只能进行气体的检验且电解速度慢。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种水电解实验教学装置，解决了水电解器体积大、重心不稳、装置为玻璃材质、装置成本高以及搬运不便、功能单一，不能同时实现气体的收集和制备，只能进行气体的检验且电解速度慢的问题。

为此本实用新型采用如下技术方案：

一种水电解实验教学装置，包括箱体，所述箱体内部设有隔板，所述隔板将箱体分隔成下端相连通的储液室、第一电解室和第二电解室，所述第一电解室和第二电解室上端设有孔口，所述孔口在电解开始时用橡胶塞塞住，所述孔口在电解2-3min时，连接三通管，所述三通管的一端连接气体检验装置、另一端连接气体收集装置；所述第一电解室和第二电解室内设有电极，所述电极为保险丝绕成的螺旋状电极，所述电极表面形成凹凸面，避免电解时产生的气泡附着在电极表面，加快电解速度，所述电极通过导线与直流电源连接，所述第一电解室和第二电解室底端设有用于固定电极的限位孔。

进一步地，所述气体检验装置包括针头和橡皮块，所述橡皮块与针头可拆卸连接，所述针头与三通管连接。

进一步地，所述气体收集装置包括导气管和集气试管，所述导气管与三通管连接。

进一步地，所述隔板垂直设于箱体的1/2和3/4处，使得储液室和第一电解室和第二电解室的容积比为2:1:1，所述隔板距离箱体底端2-3cm；所述隔板上设有便于气体体积的测量和观察的刻度线。

进一步地，所述储液室上端设有进液口，所述进液口上可拆设置有橡胶塞，使得电解液注入方便快捷。

进一步地，所述电解室右下侧设有出液口，所述出液口上设有控制液体流出的阀门，使得电解液流出方便快捷。

进一步地，所述电极长为6-7cm，直径为1-2cm。

进一步地，所述箱体、隔板为透明塑料材质，便于观察且不易破碎。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型整个装置是一个封闭的系统，采用隔板隔离的方式，分割为储液室和电解室，节约材料、制作简单且重心稳定。

2、本实用新型可同时实现氢气和氧气的制备、检验和收集。

3、电极选择保险丝，取材方便且成本低，保险丝绕成螺旋状表面形成凹凸面结构，可以防止电解时电极表面产生气泡，提高了电解速度。

4、利用简单易得的透明塑料材料制作水电解装置，生活中容易取材，变废为宝且不易破碎，可重复使用，并且除了能电解水外，还可以电解硫酸钠溶液和氯化钠等溶液。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1-箱体，2-隔板，3-储液室，4-第一电解室，5-第二电解室，6-进液口，7-橡胶塞，8-孔口，9-三通管，10-气体检验装置，101-针头，102-橡皮块，11-气体收集装置，111-导气管，112-集气试管，12-电极，13-导线，14-直流电源，15-限位孔，16-出液口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种水电解实验教学装置，包括箱体1，箱体1内部设有隔板2，隔板2垂直设于箱体1的1/2和3/4处，距离箱体1底端2-3cm，隔板2上设有便于气体体积的测量和观察的刻度线；隔板2将箱体1分隔成下端相连通的储液室3、第一电解室4和第二电解室5，储液室3上端设有进液口6，进液口6上可拆设置有橡胶塞7，电解液从进液口6注入储液室3，注入方便快捷；第一电解室4和第二电解室5上端设有孔口8，孔口8连接三通管9，三通管9的一端连接气体检验装置10、另一端连接气体收集装置11，气体检验装置10包括针头101和橡皮块102，橡皮块102与针头101可拆卸连接，针头101与三通管9连接，气体收集装置11包括导气管111和集气试管112，导气管111与三通管9连接；第一电解室4和第二电解室5内设有电极12，电极12为保险丝绕成的螺旋状电极，长为6-7cm，直径为1-2cm，电极12表面形成凹凸面，避免电解时产生的气泡附着在电极12表面，加快电解速度；电极12通过导线13与直流电源14连接，第一电解室4和第二电解室5底端设有用于固定电极12的限位孔15，电极12通过限位孔15垂直置于第一电解室4和第二电解室5中间位置；第二电解室5右下侧设有出液口16，出液口16上设有控制液体流出的阀门，使得电解液流出方便快捷，箱体1、隔板2为透明塑料材质，便于观察且不易破碎。

水电解实验教学装置的箱体1为透明密闭的长方体形状，将箱体1的边长平均分为4份，用马克笔标记，将隔板2用直尺标上刻度，分别垂直置于箱体1的1/2和3/4处，第一电解室4和第二电解室5的孔口8用凡士林涂抹，保证良好的气密性，实验开始之前，检验装置的气密性是否良好。

本实用新型水电解实验教学装置的使用方法，具体按照以下步骤进行：

（1）在进口液6用注射器注入10%NaOH电解液至储液室3内，电解液由隔板2底端流入第一电解室4和第二电解室5，电解液加入至箱体1的一半时，停止加入，用橡胶塞7塞住进液口6。

（2）顺时针缓慢倾斜装置至水平，使得第一电解室4和第二电解室5内充满电解液，然后正立装置，此时原先第一电解室4和第二电解室5的空气被排出，第一电解室4和第二电解室5相当于抽真空，整个装置内电解液的液压比大气压强小，第一电解室4和第二电解室5内的液位不会下降。

（3）将导线13一端同电极12连接，导线13另一端与10V的直流电源14连接，打开直流电源14开关，水开始电解，第一电解室4和第二电解室5可以观察到气泡且气体体积比为约为1:2。

（4）气体通过三通管9进入气体收集装置10和气体检验装置11，检验气体时，取下针头101处的橡皮块102，将带火星的小木条放在针头101处，木条复燃，证明产生的是氧气；在针头101处点火，气体燃烧，产生淡蓝色火焰，证明产生的气体是氢气。收集气体时，将导气管111伸入到气体收集试管112，分别收集好氢气和氧气，以备使用。

（5）电解结束后，打开出液口16上设有控制液体流出的阀门，电解液从出液口16流出。

电解氯化钠溶液或硫酸钠溶液等电解液可利用上述步骤进行电解操作。

需要说明的是，以上仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种水电解实验教学装置，其特征在于：包括箱体，所述箱体内部设有隔板，所述隔板将箱体分隔成下端相连通的储液室、第一电解室和第二电解室，所述第一电解室和第二电解室上端设有孔口，所述孔口连接三通管，所述三通管的一端连接气体检验装置、另一端连接气体收集装置；所述第一电解室和第二电解室内设有电极，所述电极为保险丝绕成的螺旋状电极，所述电极表面形成凹凸面；所述电极通过导线与直流电源连接，所述第一电解室和第二电解室底端设有用于固定电极的限位孔。

2.根据权利要求1所述的一种水电解实验教学装置，其特征在于：所述气体检验装置包括针头和橡皮块，所述橡皮块与针头可拆卸连接，所述针头与三通管连接。

3.根据权利要求1所述的一种水电解实验教学装置，其特征在于：所述气体收集装置包括导气管和集气试管，所述导气管与三通管连接。

4.根据权利要求1所述的一种水电解实验教学装置，其特征在于：所述隔板垂直设于箱体的1/2和3/4处，距离箱体底端2-3cm；所述隔板上设有便于气体体积的测量和观察的刻度线。

5.根据权利要求1所述的一种水电解实验教学装置，其特征在于：所述储液室上端设有进液口，所述进液口上可拆设置有橡胶塞。

6.根据权利要求1所述的一种水电解实验教学装置，其特征在于：所述电解室右下侧设有出液口，所述出液口上设有控制液体流出的阀门。

7.根据权利要求1所述的一种水电解实验教学装置，其特征在于：所述电极长为6-7cm，直径为1-2cm。

8.根据权利要求1所述的一种水电解实验教学装置，其特征在于：

所述箱体、隔板为透明塑料材质。

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