電解水收集氣體設備

A. 如何製作電解水的裝置

實驗名稱：電解水

實驗類別：演示或學生實驗

改進目的：通直流電分角水的實驗對研究水的組成至關重要。九年義務教育三年制初中教科書化學48頁所示簡易裝置水槽中需電解液量大，同時收集氣體的試管放入或取出電解液時手被溶液沾污而受腐蝕，為克服上述不足之處，特自製電解水實驗器。

製作電解水實驗器所需原材料：見附頁圖中所示。

電解水實驗器的製作過程：

1.將上底半徑為6厘米的圓台形的橡膠塞打上與注射器管和長頸漏斗管相匹配的三個孔。

2.將兩只相同的注射器管和一個長頸漏斗管旋轉插進橡膠塞的孔內，管的下沿不要超過塞子的下底面，以免裝電解液時杯內留下氣泡。

3.截取一小段帶孔的傘骨子（鍍鉻不銹鋼）將外附橡膠的細鋼絲一端裸露部分穿入傘骨於孔內並夾緊，再將傘骨手插入已用過的一次性注射器管內的膠塞中心（此塞剪有幾個孔），最後將制好的電極插入注射器管內，導線的另一端從漏斗管內穿出來，在導線上作好正負極的記號，與注射器管記號一一對應。

此步須注意以下兩點：

①電極既不能露出管底，又不能插入管內太深。電極露出管底則產生的氫氣和氧氣混合；插入管內太深則產生氣體的速度慢。

②電解器內部的細鋼絲除與電極接觸部分能裸露外，其餘部分不能裸露。

4.將與注射器管相匹配的注射針尖截斷且夾扁密封，留下針帽。

5.將制好的塞子塞到與之匹配的茶杯口內，把針帽扭到注射器管的上端。

操作步驟及現象：

1.扭下針帽，檢查裝置的氣密性。

2.向漏斗內倒入5％至10％純凈的氫氧化鈉水溶液，當電解液升到注射器管內後，加液體的速度放慢，待三個管的注段達到頂點不再改變時，將針帽扭上（不要扭得太緊）。

3，通直流電源12伏至6伏，電解液濃度小則電壓調大，電解液濃度大則電壓調小。不到半分鍾，負極（陰極）產生5毫升氣體，正極（陽極）產生約2.5毫升氣體。

4.切斷電源，點燃木條，扭下與負極相連的針帽，迅速在管尖處點火，氣體燃燒，呈淡藍色火焰——氫氣。

5.為使實驗現象明顯，再通電源，扭下與正極相邊的針帽，迅速把帶火星的木條放到管尖處，木條復燃——氧氣。

改進後的效果：

自製電解水實驗器所需的原材料易得，製作不難。實驗操作安全方便，便於觀察。電解的速度快，所得氫氣和氧氣體積很接近2∶1；檢驗生成氣體的現象十分明顯。實驗所需電解液的量不多，同時可避免手被溶液沾污而受腐蝕。實驗器可長久使用，必須時更換電極也十分方便。演示實驗可改為學生實驗。

附：自製電解水實驗器平面圖。

如圖所示：

1.直徑為6厘米圓台形橡膠塞。

2.口徑為6厘米的透明玻璃杯。

3.5毫升或10毫升注射器玻璃管。

4.長頸漏斗。

5.電極（鍍鉻不銹鋼——帶孔一小節傘骨子）。

6.外絕級導電線（細鋼絲）。

7.與注射器管相配套的針帽（針尖切斷且夾扁密封）。

8.帶孔小膠塞。

B. 氫氧機和制氧機的區別

制氧機和氫氧機區別在於製成品不一樣，制氧機是制氧的，而氫氧機是制氫的。

氫氣機和氧氣機都是和正通過電解水，分別得到氫氣和氧氣。

氫氧機是採用電解水技術，通電從水中提取氫氧氣體的能源設備，其中氫氣作為燃料，氧氣用於助燃，可以取代乙炔、煤氣、液化氣等含碳氣體，具有熱值高、火焰集中、零污染，生芹鍵產效率高，節能方便等優點。

制氧機是製取氧氣的一類機器，它的原理是利用空氣分離技術。首先將空氣以高密度壓縮再利用空氣中各成分的冷凝點的不同使之在一定的溫度下進行氣液分離，然後進行精餾將其分離成氧和氮。

在一般情況下由於它多用於生產氧氣所以人們習慣稱它為制氧機。由於氧和氮用途很廣，因此制氧機在國民經濟中也得到廣泛的應用。特別是在冶金、化工、石油、國防等工業用得最多。

氫氧機的優勢

1、操作安全

氫氧機氫氧氣體即產即用不存儲氣體、低壓供氣，沒有爆燃風險，另外設有多道阻火裝置，全方位保障使用人員的安全。氫氣和氧氣本身都屬於無毒無味的氣體，無中毒風險。

2、節能環保

成本只有水和電，比氧乙炔、丙烷氣節省57％左右。打開電源開關10秒供氣，氣體即產即用。只用水和電即可產生氫氧氣體，使用氫氧焰製造過程中無黑煙廢氣產生，無熱輻射，可循環，水產生火，火燃燒又還原於水。

3、高效智能

火焰溫度高達2800度，氧氧火焰的火力集中不發散，溫度高加熱速度快，操作效率高。一鍵啟動，操作簡單。開機設備系統自動檢測有無問題。

4、多重保障

無氣體儲存可杜絕回火引發的安全隱患。低壓供氣，喚首悔有安全泄壓裝置。機器內置多重保護裝置；漏電保護、過流保護、超溫保護、缺水保護、過壓保護等。

5、操作方便

無需氣瓶，只要有水和電即可供氣。隨時隨地都可供氣，不受時間和空間限制。

C. 電解水制氫裝置是怎麼樣的

電解水制氫法裝置是通過對水電解槽中的電解液進行直流電電解，分別在陰極和陽極產生出含液氫氣和氧氣，而後分兩路送往氫分離器和氧分離器進行重力分離，氫氣和氧氣向上送往用氣點，而電解液向下，經迴流匯集到循環泵中，再次被壓送至電解槽中電解，如此往復生成氫氣和氧氣。

在此過程中，需要保證氫分離器和氧分離器中的液位的平衡，避免氣液互串而造成噴發危險，通常，液位的平衡是通過調節兩個分離器中氣體的壓力實現的。

電解水制氫的裝置，包括壓電懸臂梁和整流電路，壓電懸臂梁連接到整流電路，整流電路連接電解槽，壓電懸臂梁包括懸臂梁基座，壓電材料，塗覆在材料上的電極，不銹鋼板，不銹鋼板和懸臂梁基座相連。壓電材料在不銹鋼板和懸臂梁基座的交接處，上下各一層，每一層的兩面都塗覆電極。

電解水制氫的方法，壓電懸臂樑上的不銹鋼板連接低頻機械振動，將振動能轉化為電能，整流電路向電解槽導電，開始電解水，分別用氫氣收集裝置以及氧氣收集裝置進行收集。

它與傳統的電解水制氫相比，提高了能量轉化效率，節約了成本，保證了製得的氫氣和氧氣的純度，提高了收集過程的安全性，且沒有溫室氣體排放。

D. 怎樣用電解水的方法制氧氣

1. 首先准備儀器：電源，兩個石墨電極，導線，蒸餾水（裡面加點硫酸鈉更好，提高導電能力），兩個試管（或集氣瓶）

2. 通電後，用收裝置收集氣體，與電源正極相連，收集氣體氣積少些的是氧氣。

   通電後，用收裝置收集氣體，與電源負極相連，收集氣體多些的是氫氣。

   注意：氧氣是可以導火的，收集的時候廳返薯注意安全，遠離火源！
   

• 現有的工業化電解制氫方法主要有兩種：

  1、鹼性電解水制氫。

  2、聚合物電解質電解水制氫。

• 電解水工業化還處於發展階段，仍有許多問題需要處理。比如，通常電解槽需要高純度的淡水資源，直接用海水會導致電極腐蝕和效率降低，而電解海水的氯鹼工業需要更高的電壓來實現氫氣的制備，如何實現電扮者解海水將極大地推動電解水工業化的步伐。世掘
  

E. 水電解制氫裝置

水電解制氫裝置：以水為原料，由水電解槽、氫（氧）氣液分離器、氫（氧）氣冷卻器、氫（氧）氣洗滌器等設備組合的統稱。

電解水制氫的原理：2H2O=(通電） 2H2+O2(兩種氣體都該標氣體符號），氫氧化鈉在其中起作用是：增強導電性，因為純水是弱電解質，導電性不好，氫氧化鈉是強電解質，增加導電性。

相關內容解釋：

電解槽，框架（含附屬設備）；控制箱；整流櫃；整變壓器；補水泵；原料水箱；鹼液箱；分析儀表。水電解制氫是一種較為方便的方法。在充滿氫氧化鉀或氫氧化鈉的電解槽中通入直流電，水分子在電極上發生電化學反應，分解成氫氣和氧氣。

其化學反應式如下：陰極：2H2O+2eH2↑+2OH 陽極：2OH—2eH2O+1/2O2↑ 總反應式：2H2O2H2↑+O2↑ 根據法拉第電解定律，氣體產量與電流成正比，與其它因素無關。

F. 電解水的收集裝置

（1）由電解水的裝置可知，a管收集到的氣體較多，是氫氣；b管收集到的氣體較少，是氧氣，氧氣能支持燃燒，可以用帶火星的木條檢驗．
（2）電解水生成了氫氣和氧氣，得出的結論是：水由氫元素、氧元素組成．
故答為：（1）氫，氧，帶火星的木條；（2）氫元素、氧元素．