电解水装置的改进
电解水的创新实验
对“电解水”实验的改进一、创新实验名称：水电解化学实验设计二、创新实验目的在初中化学中的《电解水》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。
山东鲁教版教材使用的霍夫曼式水电解器，由于生产商提供的电极材料是石墨或钢丝，电解速度太慢，大概一节课快结束时才能验证，并且实验还未完成酸液或碱液就会从长颈漏斗口溢出，操作不便、易损坏等诸多原因，被弃之不用。
于是变成老师讲实验现象，学生硬背实验结论。
为解决这个问题，我在霍夫曼式水电解器做了一些改进，适合于教师演示，整个装置简单，易于操作，实验效果良好，整个实验只需3分钟左右的时间，就可验证两极产生的气体。
三、创新实验仪器及试剂霍夫曼电解器、长颈漏斗、保险丝（较粗）、15%硫酸溶液、木条、火柴、学生用直流电源（12V及以上）、橡皮导管、酒精灯、小砂轮、剪刀。
四、实验仪器装置图及仪器的组装说明首先将原装置的石墨电极（或其它电极）改换成保险丝；其次，在长颈漏斗中部用小砂轮将其切断，用长20厘米的橡皮管连接；最后用细铁丝检查两端活塞处的小孔是否畅通。
五、实验操作部分（1）将霍夫曼电解器固定在铁架台上；（2）打开霍夫曼电解器两边刻度玻璃管上的活塞，往长颈漏斗里倒入浓度为15%硫酸溶液。
待两个刻度管里的液体将升到活塞时，倾倒的速度减慢，使液面稍稍超过两个活塞；（3）关闭活塞，用卷成细卷的滤纸条伸入活塞上的玻璃管中，吸去超过活塞的液体；（4）通入12V直流电，两极冒出大量气泡，为了避免因氧气的溶解度比氢气大造成V（H2）：V（O2）﹥2：1，可电解一会儿后打开活塞放掉两极的气体再关闭活塞进行实验，使氧气在液体中浓度达到饱和；（5）2到3分钟后，当阳极产生的气体10毫升时，打开活塞，用带火星的木条去检验，带火星的木条能复燃；负极产生气体大约有20毫升时，即可打开活塞，用燃着的木条去点燃，产生黄色火焰。
六、装置改进的意义（1）一般生产商使用石墨碳棒作电极，反应虽快，但表面有东西剥落，对溶液造成很严重的污染，影响实验现象的观察，况且做完一次实验必须更换电极，重新制作石墨碳棒又比较麻烦；（2）不锈钢丝(生产商提供)做电极易与酸反应也会不断氧化溶解，用碱液虽较快一点，但电解器的活塞开关易被粘结；（3）用金属铂(白金)做电极效果较好，但价格太贵，学校实验室一般没有；（4）用铜和铝导线做电极，两极产生气泡速率太慢，且铜电极变绿。
《水的组成》实验教学——电解水实验装置改进
悦读授业·论著Family life guide -13-《水的组成》实验教学——电解水实验装置改进杨玉梅（福建省三明市梅列区洋溪中学）教材背景分析《水的组成》是人教版九年级上册化学第四单元的内容，它在初中化学具有特殊的意义，这是学生学习的第一种重要的化合物，这也是第一个看出物质元素组成的实验，它还是学生第一次用微观的视角诠释物质元素的变化。
而笔者认为启蒙阶段的每个第一次都值得每位老师去认真对待，通过这三个第一可以帮助学生在认识物质上由表及里，见微知著，同时为化学式和质量守恒定律的学习埋下伏笔。
本节课每位老师都会在课台上进行电解水的实验，通过许多一线老师的大胆尝试和探索，最终以霍夫曼水电仪器或其简易装置走进我们的课堂。
提出问题传统的电解水实验置是使用霍夫曼水电解器对水进行电解，在装置的正负两极中分别产生气泡，负极处产生的气体体积约为正极处产生气体体积的两倍。
学生通过实验能够比较客观地看见实验现象，能够理解到水不是一种元素，它是可以分解的。
但是在实验过程中，该实验装置也存在如下问题：（1）气体产生的速率较慢，等待时间较长，使教师很难把握课堂的节奏。
（2）装置顶端为漏斗，容量小，重心不稳，在实验过程中极容易倾倒，不利于学生开展实验。
（3）需要铁架台支撑，携带不方便，不易搬用。
（4）该装置在验证气体时，气体流速过快，不利于气体的检验。
已有的实验装置改进高中课本使用的水电解装置，该装置将导线浸没于电解液中，放入和取用试管存在安全隐患，且检验气体时操作十分不便。
市面上还有售卖另外一种电解水装置，相比于初中与高中使用的装置，它改进了传统实验装置的外形，使实验装置重心下移，解决了装置易倾倒的问题，但电极使用寿命较短，无法更换，导致装置常常在使用过几次后，电极氧化，无法再次使用。
装置太小不利于教师实验和学生观察，气体制备量少，不利于后期对于气体的检验。
上述改进方法都没有办法完全遵循实验方便简易绿色安全的原则，对教师演示实验和学生分组实验都带来了一定程度上的困难。
电解水实验的改进与实际操作
2016年3月上旬刊初中化学教材经过多次改版,内容发生了较大的变化。
自从“氢气还原氧化铜”淡出后,课本中吸引人眼球的实验项目似乎已经很少。
因而,“电解水”的演示质量不容忽视。
在教材中,“水的组成”是通过电解水实验来证明的。
这个实验的看点在于,看似单纯的水,经过电解以后,生成了两种截然不同的气体———氧气和氢气,而且它们的体积比为2:1。
实验中可以看到大量气泡从电极上产生并冒出,生成的气体可以检验,一种能够使带火星的木条复燃,另一种则能够燃烧。
观察实验现象,可以使学生获得广泛的想象空间,看似单纯的水,在电流的作用下变成两种单质,有助于学生对分解反应的认识和理解。
也可以帮助学生理解化学反应的本质,理解原子,分子,以及一些物质是由分子构成的等等基本概念和知识。
“电解水”实验的典型装置是“霍夫曼电解器”,电极材料使用昂贵的铂,学校一般没有配置。
虽然上级配给的仪器中也有类似的,但是,制作工艺粗糙,而且损坏以后修理困难,订货的周期又比较漫长,并且跑冒滴漏现象严重,由于电解水的时候,要在水中加入硫酸或者烧碱,因此,这样的瑕疵是无法容忍的。
因此,在实际教学时,往往使用自制简易装置。
不过,实验效果并不理想,主要的缺点包括:手需要多次接触有腐蚀性的电解液,如果使用手套,操作又显笨拙,检验氢气的时候效果不理想,老师对此有改进的要求。
经过查找资料和动手实验,我们对实验中的一些问题有了成套的改进方案。
图一是过去常用的简易电解水装置,图二是现在改进后的电解水装置。
一、改进的实验方案如下:1.电解液:用NaOH 溶液,根据实测经验,质量分数为15%~18%最理想,最好用纯度较高的试剂和蒸馏水配制。
实际用10%NaOH 溶液效果就很好了。
2.电解池:曾经使用1000ml 烧杯。
由于烧杯上有文字和标识刻度,会影响观察,最好用塑料缸,定制。
但是,学校没有这样的条件。
现在改用定制的长方形有机玻璃缸,量身定制,与收集气体的容器(注射器匹配),不浪费药品。
电解水实验的教学反思与装置改进
电解水实验的教学反思与装置改进在中学化学课堂中，电解水实验是一个常见的实践教学环节。
通过电解水，学生可以亲身体验化学反应过程，巩固对离子电解的理解。
然而，在教学过程中，往往存在一些问题，如实验步骤繁杂、设备操作不便等，因此需要对实验进行反思与装置改进。
首先，我们需要反思实验的步骤和操作是否简洁明了。
在进行电解水实验时，学生需要准备的实验器材较多，例如电解槽、电极、电源等。
为了简化实验步骤，我认为可以引入一个电解槽带有夹子的设计，夹子可以固定电极的位置，使学生可以更方便地进行实验操作。
同时，可以将电源的开关与调节按钮进行整合，这样可以减少学生之间频繁调节电源的情况，提高实验效率。
其次，实验装置的安全性也是需要考虑的因素。
在电解水实验中，电极与电源的连接往往较为复杂，容易出现短路的情况。
为了提高实验的安全性，可以设计一个带有断电保护装置的电源。
这样，当电路短路时，电源能够及时自动断开电流，避免学生因触电而受伤。
另外，考虑到实验过程中产生的气体，可以配备一个通风装置，及时排除气体，确保室内空气的清新。
此外，实验的可观性和效果也是需要关注的问题。
在传统的电解水实验中，学生往往难以观察到电解产生的气体。
为了提高实验的可观性，可以设置一个透明的观察窗口在电解槽上方，使学生能够清晰地看到气体的产生过程。
同时，可以将电解槽设计成上窄下宽的形状，以便观察气体的聚集与升腾规律。
此外，可以将电解槽的底部设置成一个斜面，便于释放气体，避免气泡阻塞导致实验效果不理想。
最后，教师在设计电解水实验时，还应注意激发学生的兴趣与思考。
可以引入一些有趣的问题，例如如何判断电解产生的气体、如何增加电解的速度等，让学生主动思考并进行实验探究。
此外，还可以配备一份详细的实验指导书，使学生能够更好地理解实验原理和过程。
综上所述，对于电解水实验的教学反思，我们可以改进实验步骤、装置安全性、实验可观性和效果以及学生的参与度。
通过优化实验装置的设计，简化操作流程，提升实验效果，可以更好地促进学生对化学知识的理解和掌握。
电解水以及氢氧燃料电池的实验改进
电解水以及氢氧燃料电池的实验改进杜娟钱进姚建军（江苏省镇江中学江苏镇江 212001）一、实验目的（一）原装置构造及特点：苏教版必修二（2007年6月第七版）《化学电源》（42页）这一节内容中，在活动与探究部分设计了一个氢氧燃料电池装置。
该装置有两套电路装置。
首先将疏松多孔的碳棒直接插入硫酸钠溶液中，然后打开电源开关，通过电解产生少量氢气和氧气并储存在碳棒中。
然后断开电源，再将碳棒与发光二极管相连接，形成氢氧燃料电池。
（二）优点：该装置将电解池和燃料电池结合起来，较为直观的给学生展示了化学电源中燃料电池的工作原理。
（三）缺点：书本上的实验装置图没有固定，较为模糊。
装置采用了两套电路，操作前必须先向学生分别解释两套电路，在实际操作中也不够清晰和一目了然。
其次碳棒没有固定，很容易相接触。
并且实验中采用的是发光二极管，学生不熟悉，在进行演示时不能较简洁的说明燃料电池的工作原理。
为了使学生更容易掌握燃料电池工作原理以及使整个操作更连贯更简洁，设计了如下的实验改进装置。
二、实验仪器及试剂仪器：烧杯、玻璃棒、铁架台、铁夹、直流电源、带接线柱的小灯泡、导线两根。
试剂：稀硫酸。
三、实验仪器装置图改进后的实验装置说明：①将两根疏松多孔的碳棒绑在玻璃棒上，浸在装有稀硫酸的小烧杯中，并固定在铁架台上；②在铁架台上固定一个带接线柱的小灯泡。
四、实验操作①用导线的接线口将碳棒与直流电源相连，将电压控制在4V。
电解30秒左右。
可以观察到碳棒上出现大量气泡。
②将导线的接线口与电源断开，直接与小灯泡相连。
小灯泡可以持续亮30秒左右。
五、装置改进的意义：化学课堂上的演示实验必须装置易搭建，操作简单，实验现象明显，耗时少，才能作为课堂的辅助教学，让学生更加直观地了解化学知识。
本次实验的改进就做到了以上四点。
整个实验只需通过导线接口的转换，简单明了，用时短，现象明显，却较好的演示了燃料电池的工作原理。
中学实验教学中电解水实验装置的改进
詈
１ ０ ｍｌ 医用 注射 器 ２ 个， 橡胶塞 ２ 个与 １ ０ ｍｌ 注射 器 直径 吻合 ， ５ ０ ｍ ｌ 医用注射 器 １ 个 （ 去掉针 头及 上盖儿 ） ，大橡胶塞 １ 个与 ５ ０ ｍｌ 注射 器直径吻合 ，乳胶管 ２ 根 （ 长１ ０ ｃ ｍ） ，长方形木板 一 块 （ 长３ ０ ｃ ｍ、 宽２ ０ ｃ ｍ、高２ ｃ ｍ） ， 铅 锑保 险丝 ２ 根 （ 相 同规 格 ） 、
教学 方法
课程教 育研 究
中学实验教学 中电解水实验 装置的改进
余建彬
（ 河北省定兴县 第二 中学 河北 定兴 ０ ７ ２ ６ ５ ０ ）
【 摘要 】 电解水实验是中学化学课本中 一个非常重要的实验。新教材用水电解器代替原来的简易装置虽然取得 了 一定的效果，
但 仍然存在不足 。由于 实验 中气体的量 比较少，现象不明显。且氢气检验现 象不准确 。学生不易动手去做 受到条件 的限制。改 进后效果明显 ，氢气检验 方便 ，结果准确 ，极大的提 高了学生的学习兴趣 ，培养了学生 实验技 能和创新能力。
冒
６
说 明是 氧 气 。
学生电源 （ ０ ． ２ ４ Ｖ）一台， 带外皮的导线２ 根 （ 约２ ５ ｃ ｍ） ， 石蜡 ，
胶水，小刀。 ２ ． 选材 工作 电极 的选 取
实验结束后取掉 两个针 头，颠倒仪 器倒 出内部的 电解液， 再倒过来注入清水， 振荡涮洗多次仪 器 内壁 。然后取 下两活塞， 置通风处 凉干 内外水迹后重新塞 上插有 电极的活塞 。
图２ 改进 后 的 电解 水 实验装置
（ ４ ）用导 线将 电源正、 负极分别与仪 器阳、阴级连接 ，打 开 电源开关，用直流 电６ ． ９ Ｖ 开始 电解水。这时 阳、 阴两 电极 均有 气泡产生 ，电压 高低决定产 生气泡的快慢程度 。待 ３ 分钟 左右 阳极储气管 内气体 达２ ｍｌ 时切断 电源，阴极储气管 内气体
电解水实验改进“三部曲”
电解水实验改进“三部曲”作者：陈丽娟来源：《湖北教育·教育教学》2021年第11期电解水实验出自人教版九年级化学上册第四单元《水的组成》。
水是学生学习的第一种重要化合物，电解水是初中化学教学中重要的实验。
它是学生第一次观察到物质元素的组成，并用微观视角诠释物质元素变化的实验。
用常用的实验仪器做实验，实验现象可视化程度低，导致教师借用已有的实验视频代替演示实验，把现象和结论直接教给学生。
鉴于此，改进电解水实验十分必要。
一、在常规实验中发现问题水虽然是学生非常熟悉的物质，但以化学的眼光认识水，对学生来说是陌生的。
电解水实验的常用装置是“26002水电解实验器”，该仪器由塑料机身（注水口、贮水盒、合金电极）、玻璃导气管、乳胶连接管等组成。
笔者根据这种实验仪器的特点构想的教学思路是：通过水的生成的演示实验和水的分解的分组实验，引导学生掌握水是由氢、氧两种元素组成的，初步感知通过分析反應的产物推断物质组成的思想，了解人类认识物质世界的过程和方法。
课上，笔者首先展示视频资料《擦肩而过的真相》，引入水的话题，接着带学生助手做演示实验，观察氢气燃烧的现象，探究氢气的燃烧条件，明确氢气验纯的操作过程，然后组织学生进行小组合作探究，观察、分析电解水的实验过程，得出水的组成的结论，最后引导学生从微观角度认识水的构成，感知化学变化的概念。
课上，师生互动效果好，但10个小组中，只有2个小组的学生把实验做成功了。
如何提高实验的成功率呢？笔者回顾教学过程：在小组合作学习环节，笔者事先按照说明书建议配制了10%的NaOH溶液做电解液，当学生利用“26002水电解实验器”进行探究水的电解实验时，笔者观察到罩住两电极的玻璃管内，气体的收集速率比较快，但其中混有较多气泡，在检验气体时，管内的气泡随气体迅速上升，即使负极端玻璃管内的气体被点燃了，也会马上被气泡熄灭，而且在正极端玻璃管处，带火星的木条并没有如期复燃。
基于此，笔者总结：实验收集到的气体中混有气泡是导致气体检验环节不成功的关键，同时NaOH溶液有腐蚀性，存在一定的安全隐患。
对＂电解水实验原理示意图＂装置的改进
见图ｌ。我们在“ 科 学探 究” 时发现 ： ① 教材装置中收集气体的
试 管 没 有 刻 度 ．电 解 时 产 生 的 氢 气 和 氧 气 只 能 凭 借 肉 眼 粗 略
地 观 察 出 体 积 的 相 对 比值 ； ② 试 管 和 电极 都 无 法 固 定 ， 给 操 作 带 来不便。 所 以， 应 当 在 准确 测定 气体 体 积 和 装 置 的 固 定 这 两 个 环节进 行改进 。于是 ． 笔 者设计 了 “ 高 精 度 低 成 本 水 电解 器” 实验装 置（ 见 图２） ． 它 能 准 确 地 测 量 出 电解 产 生 的 气 体 体 积 ． 不仅使定性实验定量化 ， 而 且 为 本节 “ 气体摩 尔体积” 的教 学 提供 准 确 的 实 验 数 据 。 现 介 绍 如 下 ：
① 在 吊 桶底 部 两 侧 割 挖 两 个 长 形 大 孔 ．使 两 支倒 立 的 试
管（ 或１ ０ｍ ｌ 量简 ） 能竖直插入其中。
② 在 吊桶 盖 适 当 位 置 钻 两 个 塞 橡 胶 塞 的 圆孔 ，将 插 着 大
头针的两个橡胶塞 ， 针 头 朝 里 塞 入 吊 桶 盖 的两 个 圆孔 内 ； 再 给 两个通气嘴套上小橡胶 帽 ， 给 滤气 嘴 上 垫 一 层 塑 料 薄膜 ． 以 防
验 装 置
７ ３ ０ 一 层 凡 士 林 ， 盖上盖子后不漏液。
（ ３ ） 组 装 演 示 器
本 节课 从设 计 和 优 化 化 学 探 究 式 教 学 人 手 ，将 通 用 技 术 内涵的结构 、 系统 、 流程和控制 四大要素运． 【 ＿ ｝ ｊ 于 探 究 性 化 学 课 堂教学 中 ， 把 化 学 探 究 与技 术 实 践 通 过 发 现 问 题 、 研究 问题 、 解 决 问 题 的 创 新 环 节 紧密 结 合 ， 巧 妙 地 使 设 计 与 技 术在 化 学 教学中实现融合 。 使 学 生 在 探 究 过 程 中既 学 会 化 学 知 识 ， 又 掌 握 一定的技术思想 ． 还 提 高 自身 的实 践 、 交流和表达能力。 人教版（ ２ ０ ｏ ４ 年 初 审通 过 ） 普 通 高 巾 课 程 标 准 实 验 教 科 书 ①（ 必修 ） 第ｌ １ 页“ 化学计量 在实验 中的应用 ” 这节 中， 在 探 讨 气体摩尔体积时 ． 教材 安排了这样一个 “ 科学探究” 实验装置 ，
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做好实验，让学生快乐走进化学
--------水电解器的改进
岳麓区莲花镇双枫中学罗海波
水的电解是初中化学中一个重要的实验，能够帮助学生体验学习过程，构建科学观念的重要手段。
在实验的载体作用下使抽像的问题得到具体化，形象化。
初中电解水实验有三个方面的作用：一丶用事实启发学生认识研究物质组成的方法，启发学生了解不断分解物质，直到不能再分解。
二、是人类认识物质组成的一种方法，为学生分析物质组成提供借鉴。
三、在变化中揭示化学反应的实质，通电后电极上出现气泡，收集后进行验证。
这里水在通电时发生的变化，试管中形成了完全不同于水的物质。
但是反应的元素种类并没有改变，从而揭示出化学反应的实质。
但是在做电解水的实验当中存在以下问题：第一、水电解的速度慢，时间长，造成课堂效率低。
往往需电解很长时间，而且因为氧气会导致电极的氧化，会导致电解的速度更慢。
占了一堂课的很长的时间。
第二、电解水产生的氢气和氧气的体积比不准，误差大，不能突出氢气氧气体积比为2：1的结论。
第三、产生的气体检验操作不方便。
打开玻璃嘴处的活塞，常常不能使带火星的木条复燃。
稍有不慎还会有液体喷出使带火星的木条熄灭，影响实验操作。
氢气点燃现象不明显，在玻璃尖嘴处点燃一般只能听到轻微的爆鸣声，检验也是转瞬即逝。
更不用说在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，检测有水雾生成的现象。
我在实验教学的过程中，总结其根本原因在于装置不方
便操作，而且产生的气体量太少。
所以对于电解水装置我做了一些改进。
一、反应开始前注水，使加水漏斗内水的高度与玻璃管内的水相平。
反应结束后要一直保持内外液面高度相平，这样才能保证在验证气体时能形成压强差，便于形成持续气流进行实验。
二、更换正极的电极材料。
用银或铂替代原来的铜或者铁电极，因为银和铂是不活泼的金属，正极上产生的氧气不足以使其氧化至断裂，从而能够保证实验的继续进行。
同时，在使用过程中，加大直流电源的电压，用学生电源代替干电池，将电压调到九伏，这样就能够更快地产生足量的气体进行具体的实验。
节约大量的时间，提高课堂效率！实践证明：10分钟就可以产生大约10毫升的氧气和20毫升的氢气。
因为速度快，所以氧气和氢气的体积比也非常的明显是1：2，还不会出现氧气溶解性大于氢气从而使这个比例不准确。
更重要的是有20毫升以上的氢气，可以很方便地来进行氢气点燃实验，甚至可以点燃以后加盖一个铁嘴，看到淡蓝色火焰和黄色火焰的切换。
三、用球珠阀替代传统的活塞阀。
活塞阀门的张开程度不易控制，操作不当要么导致气体一下全部放完，要么气流太小没有现象。
而用球珠阀可以在手的挤压下轻松控制气流的大小，实验成功率高，现象明显。