电解水简易装置的设计（教具设计与实验研究）

1、关于水电解的演示实验。水电解的速度，与下列几个因素有关：
　　
　　（1）外加电压：外加电压愈高，水电解的速度愈快，生成的气泡较小，不易观察，一般演示实验在6-12伏较好，产生的气泡较大，便于学生观察。
　　
　　（2）电解液浓度：电解液的浓度愈大，水电解的速度也愈快，但产生的气泡同样较小，易形成一股气流上升，学生不易观察，所以，一般浓度氢氧化钠在6-15%之间，稀硫酸在10-20%之间，演示效果较佳。
　　
　　（3）电极距：就是两根电极之间的距离，电极距愈小，在同样条件下，电解速度愈快。若要求同样的电解速度，电极距愈小，就可以大大降低外加电压，根据以上原理，就可以设计出最理想的水电解器。
　　
　　2、简易水电解器的制作与演示
　　

　　（1）简易水电解器的制作：取两支内径相同的小试管，用小胶塞将试管口塞紧，在距试管底1-1.5cm的试管壁上的某一点，用喷灯加热，由于试管内的空气受热膨胀，将软化了的试管壁胀破，再继续加热，使破口处烧成一个光滑的小圆孔。
　　
　　（2）给小试管配带粗一点的保险丝的胶塞，作为电极。保险丝的长度，应达到试管的小孔处。
　　

　　（3）演示：在两支小试管内注满10%的稀硫酸电解液，并插入电极，放入装稀硫酸的小烧杯内，使两支试管上的小孔相对，外接3-6伏的直流电源，让学生观察两支试管内所发生的现象。他们会立即看到，两个试管中都产生气泡，并且是一快，一慢，几分钟后，切断电源，再叫学生观察，他们又会发现产生气体快的约是慢的体积的二倍。这时再叫学生观察快、慢各与哪个电极相连？如图所示。
　　

　　（4）生成气体的检验：将气体体积较少的试管从烧杯中取出，点燃线香翻转小试管，使试管壁上的小孔向上，并将带火星的线香从试管小孔处，插入试管内，让学生观察现象，根据实验现象分析是什么气体？如图所示。
　　
　　用胶头滴管从小圆孔给另一支试管内鼓入空气，点燃火柴，并将小试管从烧杯中取出，翻转使小圆孔对着火苗，学生会立即听到一声爆鸣。如图所示。
　　
　　3、实验说明
　　
　　（1）实验所用的两根保险丝电极，在第一次做实验前，必须事先进行处理，使阳极进行氧化，在阳极上的铅丝或保险丝形成氧气膜之后，才能演示实验，不处理会消耗生成的氧气，在演示前，将两根电极放入电解液，注意两根电极不接触，通电约5分钟即可。这时阳极的保险丝变成棕色，阴极不变。在以后的演示实验中，棕色保险丝永远作阳极。不然就会影响氧气的产出量。
　　
　　（2）此实验只要两支试管的小圆孔对好，电极距很小，所须外加电压较低，只要两节一号电池即可进行演示。
　　
　　（3）由于所须电压较低，教师可以让学生每人带两节一号电池，每两人发一套电解水装置。将这个演示实验，改为并进实验，效果会更好，更易激发学生的兴趣。
　　
　　（4）关于水电解的演示实验，若原学校有霍夫曼水电解器，建议教师还是用它来演示为好。因为它具有较准确的容积刻度和质量较好的电极。