一种新型电解水实验教学装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种新型电解水实验教学装置及其使用方法，包括底座，所述底座的内部设有用以盛装电解质溶液的容腔，所述容腔的顶面固联有倾斜设置的隔板，所述隔板将容腔分隔成下端相连通的左容腔和右容腔，所述左容腔的顶部连通有竖向设置的注水管，所述右容腔的顶部固联有竖向设置的氢气管和氧气管，所述氢气管与氧气管的底部等高位置分别设置有镀镍电极，氢气管底部的镀镍电极与电源的负极相连接，氧气管底部的镀镍电极与电源的正极相连接。本发明专利技术结构设计合理，操作简单、现象明显，可有效解决当前霍夫曼电解器存在的结构不稳、电解速率慢等问题，便于学生分组实验，具有很大的推广应用价值和市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种新型电解水实验教学装置及其使用方法
：本专利技术涉及一种新型电解水实验教学装置及其使用方法。
技术介绍
：《水的组成》是人教版九年级化学上册第四单元课题三的内容，该课题教学的关键就是通过电解水实验的事实，得出水是由氢元素和氧元素组成的，从而使学生深刻理解水的组成，帮助学生逐步建立认识物质世界的方法，提高他们的学科核心素养。现有教材中的霍夫曼水电解器在使用时存在如下问题：（1）整个装置中心过高，使用时具有较高的安全隐患；（2）电解速率慢，延长教学时间。
技术实现思路
：本专利技术针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本专利技术所要解决的技术问题是提供一种新型电解水实验教学装置及其使用方法，结构设计合理，不仅稳固性好，而且增加电解速率。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种新型电解水实验教学装置及其使用方法，包括底座，所述底座的内部设有用以盛装电解质溶液的容腔，所述容腔的顶面固联有倾斜设置的隔板，所述隔板将容腔分隔成下端相连通的左容腔和右容腔，所述左容腔的顶部连通有竖向设置的注水管，所述右容腔的顶部固联有竖向设置的氢气管和氧气管，所述氢气管与氧气管的底部等高位置分别设置有镀镍电极，氢气管底部的镀镍电极与电源的负极相连接，氧气管底部的镀镍电极与电源的正极相连接。进一步的，所述隔板为左端高、右端低的倾斜状，隔板位于氢气管与氧气管的正下方。进一步的，所述隔板的倾斜角度为45°。进一步的，所述注水管、氢气管以及氧气管的上端口分别可拆设置有橡胶塞。进一步的，所述氢气管上端口的橡胶塞连接有氢气燃烧组件，所述氢气燃烧组件包括一端贯穿橡胶塞后伸入氢气管内的玻璃活塞，所述玻璃活塞的另一端通过橡胶软管连接有注射针头。进一步的，所述氢气管的上端侧壁设置有两根用以与脉冲点火器相连接的导电金属丝。进一步的，所述氢气管与氧气管之间竖设有刻度板。进一步的，所述底座为直角梯形体结构，底座的斜边倾角为76°。本专利技术采用的另一种技术方案是：一种新型电解水实验教学装置的使用方法，包含如下步骤：步骤S1：通过注水管内往容腔注入氢氧化钠溶液，塞紧注水管、氢气管以及氧气管上端口的橡胶塞；步骤S2：将底座向后翻转至注水管、氢气管以及氧气管处于水平状态，接着左右晃动底座，使得氢氧化钠溶液充满氢气管和氧气管，再将底座摆放至初始状态，使注水管、氢气管以及氧气管处于竖直状态；步骤S3：打开电源，氢气管与氧气管底部的镀镍电极通电使水分解，观察到氢气管与氧气管内产生气体；步骤S4：依次打开氢气管与氧气管上端口的橡胶塞，往氢气管伸入燃着的木条、氧气管中伸入带火星的木条，检验电解产生的气体：步骤S5：转动玻璃活塞，控制氢气的流速，并在注射针头处点燃氢气，在火焰的上方罩设干冷的试管，试管内壁产生水珠，证明水是由氢元素和氧元素组成；步骤S6：将底座倾斜，使得氧气管中的氧气进入到氢气管中并与氢气混合，在氢气管中进行氢气爆炸试验：步骤S61：打开氢气管上端口的橡胶塞，往氢气管中伸入燃着的木条，听到尖锐的爆鸣声，则氢气爆炸；步骤S62：将脉冲点火器与氢气管上端侧壁的两根导电金属丝相连接，两根导电金属丝在氢气管中产生火花，直接引爆氢气管中的混合气体，使混合气体爆炸。与现有技术相比，本专利技术具有以下效果：本专利技术结构设计合理，操作简单、现象明显，可有效解决当前霍夫曼电解器存在的问题，还能实现气体的混合和氢气的爆炸实验，便于学生分组实验，具有很大的推广应用价值和市场前景。附图说明：图1是本专利技术实施例的主视构造示意图；图2是本专利技术实施例的俯视构造示意图；图3是本专利技术实施例的右视构造示意图；图4是本专利技术实施例中氢气燃烧组件的构造示意图。图中：1-底座；2-隔板；3-左容腔；4-右容腔；5-注水管；6-氢气管；7-氧气管；8-镀镍电极；9-橡胶塞；10-导电金属丝；11-橡胶软管；12-注射针头；13-玻璃活塞；14-刻度板。具体实施方式:下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明。如图1～3所示，本专利技术一种新型电解水实验教学装置，包括底座1，所述底座1的内部设有用以盛装电解质溶液的容腔，所述容腔的顶面固联有倾斜设置的隔板2，所述隔板2将容腔分隔成下端相连通的左容腔3和右容腔4，所述左容腔3的顶部连通有竖向设置的注水管5，注水管5用于注入电解质溶液，可起到调节压强的作用，所述右容腔4的顶部固联有竖向设置的氢气管6和氧气管7，氢气管6位于注水管5与氧气管7之间，所述氢气管6与氧气管7的底部等高位置分别设置有L形镀镍电极8，氢气管6底部的镀镍电极8与电源的负极相连接，氧气管7底部的镀镍电极8与电源的正极相连接。由于镀镍电极导电性强，故电解反应率大大提高，而且镍合金电极不易被电解液氧化，耐用性高。本实施例中，所述注水管、氢气管以及氧气管的上端口分别可拆设置有橡胶塞，通过打开、塞紧橡胶塞可以控制左容腔、氢气管以及氧气管管内的气体压强差，实现控制氢气管、氧气管管内电解质溶液高度的作用。本实施例中，所述隔板2为左端高、右端低的倾斜状，隔板2位于氢气管6与氧气管7的正下方。隔板2可有效将氢气管6与氧气管7内的液体与外部的空气隔绝，保障电解反应顺利进行。往氢气管与氧气管内注入电解质溶液的操作为：通过注水管5往容腔内注入电解质溶液，接着塞紧注水管5、氢气管6以及氧气管7上端口的橡胶塞9，将底座向后翻转至注水管5、氢气管6以及氧气管7处于水平状态，接着左右晃动底座1，使得氢氧化钠溶液充满氢气管6和氧气管7，再将底座摆放至初始状态，此时右容腔以及氢气管和氧气管内均是充满电解质溶液，氢气管与氧气管的下端镀镍电极均是浸没在电解质溶液内，而原先氢气管与氧气管内的气体则被排至注水管及左容腔的上端，即氢气管与氧气管双端相当于抽真空，整个装置内电解质溶液的液压比大气压强小，故氢气管与氧气管内的液位不会下降。本实施例中，所述底座1、隔板2、注水管5、氢气管6以及氧气管7的材质均为亚克力。本实施例中，所述氢气管6上端口的橡胶塞9连接有氢气燃烧组件，如图4所示，所述氢气燃烧组件包括一端贯穿橡胶塞9后伸入氢气管内的玻璃活塞13，所述玻璃活塞13的另一端通过橡胶软11管连接有注射针头12；通过控制玻璃活塞，以便手动控制氢气的流速，实现氢气更加稳定和持续的燃烧。优选的，所述注射针头的材质为不锈钢；不锈钢针头取代现有霍夫曼电解装置中的玻璃尖嘴口，规避了管口变形的问题。本实施例中，所述氢气管6的上端侧壁设置有两根用以与脉冲点火器相连接的导电金属丝10；优选的，两根导电金属丝10的间距为2mm左右，当连接上脉冲点火器后，按下脉冲点火器开关即可在两根金属丝间产生电火花，可引燃氢气管内的混合气体，使其爆炸冲落橡胶塞并发出尖锐的爆鸣声，实现氢气爆炸，爆炸现象十分明显。本实施例中，所述氢气管6与氧气管7之间竖设有刻度板14，用于观察电解时两管中气体的体积比，可直观地反应氢气和氧气电解时的体积比为2:1。本实施例中，所述氢气管6与氧气管7的长度相同，且均大于注水管5的长度。本实施例中，所述底座1为直角梯形体结构，底座1的斜边倾角为76°；底座的上下表面均为矩形状且相平行，底座的前后表面均为梯形状且相平行，左侧面和右侧面也均为矩形状，左侧面与右侧面不平行。优选的，所述底座内容腔的容积约为500ml，以便可以呈装足够的电解质溶液，并且可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型电解水实验教学装置，其特征在于：包括底座，所述底座的内部设有用以盛装电解质溶液的容腔，所述容腔的顶面固联有倾斜设置的隔板，所述隔板将容腔分隔成下端相连通的左容腔和右容腔，所述左容腔的顶部连通有竖向设置的注水管，所述右容腔的顶部固联有竖向设置的氢气管和氧气管，所述氢气管与氧气管的底部等高位置分别设置有镀镍电极，氢气管底部的镀镍电极与电源的负极相连接，氧气管底部的镀镍电极与电源的正极相连接。

【技术特征摘要】
1.一种新型电解水实验教学装置，其特征在于：包括底座，所述底座的内部设有用以盛装电解质溶液的容腔，所述容腔的顶面固联有倾斜设置的隔板，所述隔板将容腔分隔成下端相连通的左容腔和右容腔，所述左容腔的顶部连通有竖向设置的注水管，所述右容腔的顶部固联有竖向设置的氢气管和氧气管，所述氢气管与氧气管的底部等高位置分别设置有镀镍电极，氢气管底部的镀镍电极与电源的负极相连接，氧气管底部的镀镍电极与电源的正极相连接。2.根据权利要求1所述的一种新型电解水实验教学装置，其特征在于：所述隔板为左端高、右端低的倾斜状，隔板位于氢气管与氧气管的正下方。3.根据权利要求2所述的一种新型电解水实验教学装置，其特征在于：所述隔板的倾斜角度为45°。4.根据权利要求1所述的一种新型电解水实验教学装置，其特征在于：所述注水管、氢气管以及氧气管的上端口分别可拆设置有橡胶塞。5.根据权利要求4所述的一种新型电解水实验教学装置，其特征在于：所述氢气管上端口的橡胶塞连接有氢气燃烧组件，所述氢气燃烧组件包括一端贯穿橡胶塞后伸入氢气管内的玻璃活塞，所述玻璃活塞的另一端通过橡胶软管连接有注射针头。6.根据权利要求1所述的一种新型电解水实验教学装置，其特征在于：所述氢气管的上端侧壁设置有两根用以与脉冲点火器相连接的导电金属丝。7.根据权利要求1所述的一种新型电解水实验教学装置，其特征在于：所述氢气管与氧气管之间竖设有刻度板。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：柯志超，黄媛，
申请(专利权)人：福州第三十二中学，仙游县蔡襄中学，
类型：发明
国别省市：福建,35