电解水实验的进一步改进_电解水实验论文

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《中学化学》2011年第七期《几个电化学实验的改进》一文中对电解水装置进行了创新。

笔者对这个实验很感兴趣,按照文章中的设计进行了尝试,在实际操作过程中遇到了如下问题:

(1)原文中“左手食指、大拇指挤压碱式滴定管乳胶管内玻璃球,右手大拇指按住矿泉水瓶小孔,同时挤压矿泉水瓶,分别将NaOH溶液压至2支滴定管乳胶管处”这一操作完成起来十分困难,操作不方便。

(2)原文中导线要从矿泉水瓶口接出与电源相连,再盖上橡胶塞后瓶口难以密封。

(3)完全按照原文章中的描述连接好装置,接通电源后发现:与阳极相连的滴定管中未收集到气体,同时电解液变成了黄色,久置后有红褐色沉淀生成。

分析实验失败的原因,问题出现在石墨电极与导线的连接方式上。在中学实验室中,石墨电极与导线的连接都是通过一个小铁夹来完成的,铁夹的一端连接用橡胶皮包裹的导线,另一端夹住石墨电极。在该实验的装置中,电极、导线和铁夹都浸没在电解质溶液中,接通电源后阳极必将是金属夹放电,而非氢氧根放电,因此阳极未收集到氧气。

为解决上述存在的问题,笔者将实验改进如下。

一、实验仪器和试剂

玻璃管(1个)、碱式滴定管(2个)、注射器(1支)、石墨电极(2个)、电流计(1个)、直流电源(1个)、导线(若干)、带铁夹的铁架台(1个)、氢氧化钠溶液等。

二、试验装置

如图1所示。

三、实验步骤

(1)在橡胶塞打三个孔,分别插入2个碱式滴定管和一支注射器,如图2所示。

(2)在另一个橡胶塞打2个孔。分别插入2个石墨电极。

(3)分别向2个碱式滴定管中注入NaOH溶液,注满后套上玻璃管,并用橡胶塞将玻璃管的一端密封好。

(4)以插有碱式滴定管的橡胶塞为底,将玻璃管竖直,向玻璃管中注入NaOH溶液(注入三分之二即可,无需注满)。将石墨电极分别插入2支滴定管中,同时用插有电极的橡胶塞将玻璃管的另一端密封好。

(5)将玻璃管倒立,石墨电极在下,滴定管在上,用小铁夹夹住电极,接通电源,可观察到两个电极上有明显的气泡产生。

(6)电解一段时间后关闭电源,推压注射器同时挤压碱式滴定管内的玻璃球,将氢气或氧气从尖管口处放出,可观察氢气燃烧或氧气使带火星的木条复燃的现象。

该装置亦可用于电解饱和食盐水等电解实验。

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