§13当今最先进的《快速自动水电解器》简介
原创作者：江苏省徐州市科技中学 李 敏
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在初中化学教学中，《水电解》是个很重要的实验，通过该实验使学生认识水的元素组成和水分子的原子构
成，以及分子式（化学式）不是人们主观臆造的，而是科学家们通过实验得出的。人教社出版的教材里绘制的装置图是用水槽、试管等组合而成（图1），试管要用手在电解液（碱液或酸液）里放入、取出，因此教师们望而却步。现有的霍夫曼式水电解器（图2）也因电解速度 太慢，操作不便、易损坏等原因而被弃之不用调查发现近半数教师放弃该实验。
《快速自动水电解器》是江苏省徐州市科技中学李敏老师从1988年开始研制，2002年定型创新仪器（如图3所示），相关知识产权由江苏省徐州市淮海教学仪器研究所独家享有。2002年通过国家技术部门鉴定，并批量生产，现已经在全国二十多个城市的中学、大学化学教学中应用。被仪器专家誉为当今电解速度最快、使用最安全的教学用水电解器。
1 主要构造：由容器、气泵、橡胶塞、电极片和导线、电解管、乳胶管和阀门球等部件组合而成。
2 使用方法：
2.1 准备：将 NaOH溶液注入容器中，容器上部尚留 1/3的空间，而后虎口向下手握电解管上的橡皮塞用力转动，检查无漏气，即可正式使用。
2.2 电解水实验步骤：
2.2.1 顺时针关闭气泵螺丝，挤压气泵2~3下，容器内压强增大，捏上部乳胶管内阀门球一侧，电解液自动上升到电解管的顶部；
2.2.2 逆时针打开气泵螺丝，容器内恢复常压；
2.2.3 把学生用直流电源上的正、负导线分别连在橡皮塞上的两根导线上，调好电压值，接通电源。当两根电解管内H2和O2高度分别达到20 cm和10 cm时停止通电，电解完毕。
2.2.4 检验氢气和氧气：关闭气泵螺丝，挤压气泵2~3下，捏上部乳胶管里的阀门球一侧，电解液自动上升，氢气和氧气排出，检验之（建议：检验氢气用爆鸣法；检验氧气用带火星的木条立即复燃）。
附：
① 检验氢气用爆鸣法：取一只胖肚滴管（大些的），去掉胶头，指头堵住滴管尖嘴，用向下排空气法收集新电解出的氢气，点燃滴管尖嘴处，开始时氢气安静燃烧，随即一声爆鸣，火光从滴管下部喷出，没有任何危险，尽管大胆做，效果特好，您不妨多试几次，找出最佳成功规律。
②利用氧气的助燃性检验氧气：用带余烬的一次性筷子或报纸卷检验，效果特好。
3 电压与电解时间的关系：（电解液温度在5℃~40℃）
12V -55s ， 16V - 45s。
4 与国内、外同类仪器的比较：
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霍 夫 曼 式 水 电 解 器（图2） |
快速自动水电解器（图3） |
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①电解速度太慢。 |
①电解速度快。 |
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②连通漏斗里的液面太低,不能自如升、降。 |
②实验者可以控制电解液自如升、降。 |
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③连通漏斗高悬，仪器头重脚轻极不稳定。 |
③仪器重心较低，底盘大，十分稳定。 |
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④电解液开放暴露，操作时不够安全。 |
④电解液被密封在仪器内，绝不会外溢。 |
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⑤主体是用玻璃制作，极易破碎。 |
⑤用透明工程塑料制作，坚固耐用。 |
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⑥延时通电，氢、氧气通过连通管混合，点燃时会发生爆炸危险。 |
⑥延时通电，电路自动断开，氢、氧气不能混合，点燃绝对安全。 |
▲ 探究实验设想提示
1、 影响电解水速度的因素有哪些？---电压、电流强度、两电极的距离、两电极与电解液的接触面、电解液的种类、浓度、温度等。
2、 影响两极产生的氢气与氧气的体积比不恰好为2：1的因素有哪些？ ---氧气的溶解度比氢气大、电极发生氧化反应要消耗部分氧气、两电解管里的液面高度不同，气体内压强也就不同。
3、 霍夫曼式水电解器必须用稀硫酸作电解液，《快速自动水电解器》必须用稀氢氧化钠溶液作电解液。如果电解液对调会怎样？您会发现霍夫曼式水电解器的活塞开关被粘结，《快速自动水电解器》上的橡胶部件被腐蚀。
4、《快速自动水电解器》会给教学带来那些好处？
5、《快速自动水电解器》是做氢-氧燃料电池实验最理想的仪器（见§22《燃料电池》H2-O2电池）。
上篇：§12《沉浮式气体发生器》简介
下篇：§14关于《氢气皂泡》的连续实验
推荐：“实验误区”应细细研读。
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