电解水装置的3种改进

耿文林　杨学刚

1 改进实验装置的目的

教材中的电解水装置有如下缺点：重心太高，不稳定；玻璃制品，易损坏；价格高，不适合普遍使用；反应慢，实验用时长。研制新的电解水装置，能够快速安全准确地完成实验，是教学所需。

2 实验用品

学生电源、导线、止水夹、3套自制的电解水发生器（浮沉式电解水发生器、压水式电解水发生器、压气式电解水发生器）。

3 实验装置

4 改进实验的原理说明

4.1 浮沉式电解水发生器

由烧杯、碳棒电极、带刻度的塑料管（电极固定在可浮动的带有刻度的塑料管上）构成。当进行电解水时，先将电极上的塑料管按压至液面以下，使塑料管内没有气体，用止水夹夹住塑料管上端的导管。连接电源正负极的电极会产生气体，读气体的体积时，应使塑料管内的液面相平，这样可以保证两塑料管内气体压强相等，读数准确。需要收集气体时，只要轻轻下按塑料管，打开止水夹即可。

该改进装置的优缺点：取材方便，实验现象明显，反应速度快，读数更准确；但是由于电极上的塑料管长度限制，收集气体的体积只能在15ml之内。在电极的选择上，最好使用铂电极，但是铂电极在生活中不常见，所以采用了生活中易得的碳棒做电极。为了提高实验的精确度，笔者对碳棒电极进行了加工，负极为碳棒，正极为碳棒缠绕镀镍的回形针，这样使得实验结果和理论上完全吻合。

4.2 压水式电解水发生器

由烧杯、水袋、碳棒电极、带刻度的透明塑料管构成（塑料管上端有导管）。实验前，应保证水袋的密闭性。进行电解水实验时，轻轻挤压水袋，当水柱上升至完全充满塑料管时夹上止水夹，接通电源正负极，开始电解水实验。读取气体的体积时，先使两塑料管内液面相平，这样可以使两塑料筒内气体压强相等，再根据塑料管上的刻度读取气体体积。需要收集气体时，打开止水夹，轻轻挤压水袋即可。

该改进装置的优缺点：取材方便，现象明显，精确度高，反应速度快；但是由于带刻度塑料管长度限制，收集气体的体积只能在15 ml之内。

4.3 压气式电解水发生器

由玻璃瓶、透明塑料管、手动压气泵、碳棒电极构成。进行电解水实验之前，轻轻挤压气泵，水柱上升，当塑料管内充满水柱时夹上止水夹，接通电源正负极，开始电解水实验。可以使用刻度尺测量气体长度，了解气体体积之比。需要收集气体时，打开止水夹，轻轻挤压气泵即可。

该改进装置的优缺点：取材方便，现象明显；但是由于透明塑料管没有刻度，实验中需要悬挂刻度尺，精确度不高。

5 实验方法步骤说明

5.1 浮沉式电解水发生器

进行电解水时，先将电极上套的塑料管按压至液面以下，使塑料管内没有气体，用止水夹夹上塑料管上端的导管。连接电源正负极的电极后产生气体，读数时使塑料管内液面和烧杯内液面相平，根据管上的刻度读取气体的体积。进行气体的收集和验证。

5.2 压水式电解水发生器

进行电解水实验时，轻轻挤压水袋，当水柱上升完全充满塑料管时夹上止水夹，接通电源正负极，开始电解水。读取气体的体积时，先使两塑料管内液面相平，再根据塑料管上的刻度读气体体积。进行气体的收集和验证。

5.3 压气式电解水发生器

进行电解水实验之前，轻轻挤压气泵，水柱上升，当塑料管内充满水柱时夹上止水夹，接通电源正负极，开始电解水实验。使用刻度尺测量气体长度，了解气体体积之比。进行气体的收集和验证。

6 实验创新点和意义

3套自制的电解水实验发生器，从3种不同角度制作。操作简单、安全，现象明显，可以多次重复操作，适合学生实验时广泛使用。

在素质教育的今天，实验应面向生活，面向学生，摆脱传统实验教学思维的束缚，让制作、探索新型实验装置成为师生共同的追求。