耿文林　楊學(xué)剛

1 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置的目的

教材中的電解水裝置有如下缺點(diǎn)：重心太高，不穩(wěn)定；玻璃制品，易損壞；價(jià)格高，不適合普遍使用；反應(yīng)慢，實(shí)驗(yàn)用時(shí)長。研制新的電解水裝置，能夠快速安全準(zhǔn)確地完成實(shí)驗(yàn)，是教學(xué)所需。

2 實(shí)驗(yàn)用品

學(xué)生電源、導(dǎo)線、止水夾、3套自制的電解水發(fā)生器（浮沉式電解水發(fā)生器、壓水式電解水發(fā)生器、壓氣式電解水發(fā)生器）。

3 實(shí)驗(yàn)裝置

4 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的原理說明

4.1 浮沉式電解水發(fā)生器

由燒杯、碳棒電極、帶刻度的塑料管（電極固定在可浮動的帶有刻度的塑料管上）構(gòu)成。當(dāng)進(jìn)行電解水時(shí)，先將電極上的塑料管按壓至液面以下，使塑料管內(nèi)沒有氣體，用止水夾夾住塑料管上端的導(dǎo)管。連接電源正負(fù)極的電極會產(chǎn)生氣體，讀氣體的體積時(shí)，應(yīng)使塑料管內(nèi)的液面相平，這樣可以保證兩塑料管內(nèi)氣體壓強(qiáng)相等，讀數(shù)準(zhǔn)確。需要收集氣體時(shí)，只要輕輕下按塑料管，打開止水夾即可。

該改進(jìn)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)：取材方便，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，反應(yīng)速度快，讀數(shù)更準(zhǔn)確；但是由于電極上的塑料管長度限制，收集氣體的體積只能在15ml之內(nèi)。在電極的選擇上，最好使用鉑電極，但是鉑電極在生活中不常見，所以采用了生活中易得的碳棒做電極。為了提高實(shí)驗(yàn)的精確度，筆者對碳棒電極進(jìn)行了加工，負(fù)極為碳棒，正極為碳棒纏繞鍍鎳的回形針，這樣使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論上完全吻合。

4.2 壓水式電解水發(fā)生器

由燒杯、水袋、碳棒電極、帶刻度的透明塑料管構(gòu)成（塑料管上端有導(dǎo)管）。實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)保證水袋的密閉性。進(jìn)行電解水實(shí)驗(yàn)時(shí)，輕輕擠壓水袋，當(dāng)水柱上升至完全充滿塑料管時(shí)夾上止水夾，接通電源正負(fù)極，開始電解水實(shí)驗(yàn)。讀取氣體的體積時(shí)，先使兩塑料管內(nèi)液面相平，這樣可以使兩塑料筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)相等，再根據(jù)塑料管上的刻度讀取氣體體積。需要收集氣體時(shí)，打開止水夾，輕輕擠壓水袋即可。

該改進(jìn)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)：取材方便，現(xiàn)象明顯，精確度高，反應(yīng)速度快；但是由于帶刻度塑料管長度限制，收集氣體的體積只能在15 ml之內(nèi)。

4.3 壓氣式電解水發(fā)生器

由玻璃瓶、透明塑料管、手動壓氣泵、碳棒電極構(gòu)成。進(jìn)行電解水實(shí)驗(yàn)之前，輕輕擠壓氣泵，水柱上升，當(dāng)塑料管內(nèi)充滿水柱時(shí)夾上止水夾，接通電源正負(fù)極，開始電解水實(shí)驗(yàn)?？梢允褂每潭瘸邷y量氣體長度，了解氣體體積之比。需要收集氣體時(shí)，打開止水夾，輕輕擠壓氣泵即可。

該改進(jìn)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)：取材方便，現(xiàn)象明顯；但是由于透明塑料管沒有刻度，實(shí)驗(yàn)中需要懸掛刻度尺，精確度不高。

5 實(shí)驗(yàn)方法步驟說明

5.1 浮沉式電解水發(fā)生器

進(jìn)行電解水時(shí)，先將電極上套的塑料管按壓至液面以下，使塑料管內(nèi)沒有氣體，用止水夾夾上塑料管上端的導(dǎo)管。連接電源正負(fù)極的電極后產(chǎn)生氣體，讀數(shù)時(shí)使塑料管內(nèi)液面和燒杯內(nèi)液面相平，根據(jù)管上的刻度讀取氣體的體積。進(jìn)行氣體的收集和驗(yàn)證。

5.2 壓水式電解水發(fā)生器

進(jìn)行電解水實(shí)驗(yàn)時(shí)，輕輕擠壓水袋，當(dāng)水柱上升完全充滿塑料管時(shí)夾上止水夾，接通電源正負(fù)極，開始電解水。讀取氣體的體積時(shí)，先使兩塑料管內(nèi)液面相平，再根據(jù)塑料管上的刻度讀氣體體積。進(jìn)行氣體的收集和驗(yàn)證。

5.3 壓氣式電解水發(fā)生器

進(jìn)行電解水實(shí)驗(yàn)之前，輕輕擠壓氣泵，水柱上升，當(dāng)塑料管內(nèi)充滿水柱時(shí)夾上止水夾，接通電源正負(fù)極，開始電解水實(shí)驗(yàn)。使用刻度尺測量氣體長度，了解氣體體積之比。進(jìn)行氣體的收集和驗(yàn)證。

6 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)和意義

3套自制的電解水實(shí)驗(yàn)發(fā)生器，從3種不同角度制作。操作簡單、安全，現(xiàn)象明顯，可以多次重復(fù)操作，適合學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)廣泛使用。

在素質(zhì)教育的今天，實(shí)驗(yàn)應(yīng)面向生活，面向?qū)W生，擺脫傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)思維的束縛，讓制作、探索新型實(shí)驗(yàn)裝置成為師生共同的追求。