电解水收集气体设备

A. 如何制作电解水的装置

实验名称：电解水

实验类别：演示或学生实验

改进目的：通直流电分角水的实验对研究水的组成至关重要。九年义务教育三年制初中教科书化学48页所示简易装置水槽中需电解液量大，同时收集气体的试管放入或取出电解液时手被溶液沾污而受腐蚀，为克服上述不足之处，特自制电解水实验器。

制作电解水实验器所需原材料：见附页图中所示。

电解水实验器的制作过程：

1.将上底半径为6厘米的圆台形的橡胶塞打上与注射器管和长颈漏斗管相匹配的三个孔。

2.将两只相同的注射器管和一个长颈漏斗管旋转插进橡胶塞的孔内，管的下沿不要超过塞子的下底面，以免装电解液时杯内留下气泡。

3.截取一小段带孔的伞骨子（镀铬不锈钢）将外附橡胶的细钢丝一端裸露部分穿入伞骨于孔内并夹紧，再将伞骨手插入已用过的一次性注射器管内的胶塞中心（此塞剪有几个孔），最后将制好的电极插入注射器管内，导线的另一端从漏斗管内穿出来，在导线上作好正负极的记号，与注射器管记号一一对应。

此步须注意以下两点：

①电极既不能露出管底，又不能插入管内太深。电极露出管底则产生的氢气和氧气混合；插入管内太深则产生气体的速度慢。

②电解器内部的细钢丝除与电极接触部分能裸露外，其余部分不能裸露。

4.将与注射器管相匹配的注射针尖截断且夹扁密封，留下针帽。

5.将制好的塞子塞到与之匹配的茶杯口内，把针帽扭到注射器管的上端。

操作步骤及现象：

1.扭下针帽，检查装置的气密性。

2.向漏斗内倒入5％至10％纯净的氢氧化钠水溶液，当电解液升到注射器管内后，加液体的速度放慢，待三个管的注段达到顶点不再改变时，将针帽扭上（不要扭得太紧）。

3，通直流电源12伏至6伏，电解液浓度小则电压调大，电解液浓度大则电压调小。不到半分钟，负极（阴极）产生5毫升气体，正极（阳极）产生约2.5毫升气体。

4.切断电源，点燃木条，扭下与负极相连的针帽，迅速在管尖处点火，气体燃烧，呈淡蓝色火焰——氢气。

5.为使实验现象明显，再通电源，扭下与正极相边的针帽，迅速把带火星的木条放到管尖处，木条复燃——氧气。

改进后的效果：

自制电解水实验器所需的原材料易得，制作不难。实验操作安全方便，便于观察。电解的速度快，所得氢气和氧气体积很接近2∶1；检验生成气体的现象十分明显。实验所需电解液的量不多，同时可避免手被溶液沾污而受腐蚀。实验器可长久使用，必须时更换电极也十分方便。演示实验可改为学生实验。

附：自制电解水实验器平面图。

如图所示：

1.直径为6厘米圆台形橡胶塞。

2.口径为6厘米的透明玻璃杯。

3.5毫升或10毫升注射器玻璃管。

4.长颈漏斗。

5.电极（镀铬不锈钢——带孔一小节伞骨子）。

6.外绝级导电线（细钢丝）。

7.与注射器管相配套的针帽（针尖切断且夹扁密封）。

8.带孔小胶塞。

B. 氢氧机和制氧机的区别

制氧机和氢氧机区别在于制成品不一样，制氧机是制氧的，而氢氧机是制氢的。

氢气机和氧气机都是和正通过电解水，分别得到氢气和氧气。

氢氧机是采用电解水技术，通电从水中提取氢氧气体的能源设备，其中氢气作为燃料，氧气用于助燃，可以取代乙炔、煤气、液化气等含碳气体，具有热值高、火焰集中、零污染，生芹键产效率高，节能方便等优点。

制氧机是制取氧气的一类机器，它的原理是利用空气分离技术。首先将空气以高密度压缩再利用空气中各成分的冷凝点的不同使之在一定的温度下进行气液分离，然后进行精馏将其分离成氧和氮。

在一般情况下由于它多用于生产氧气所以人们习惯称它为制氧机。由于氧和氮用途很广，因此制氧机在国民经济中也得到广泛的应用。特别是在冶金、化工、石油、国防等工业用得最多。

氢氧机的优势

1、操作安全

氢氧机氢氧气体即产即用不存储气体、低压供气，没有爆燃风险，另外设有多道阻火装置，全方位保障使用人员的安全。氢气和氧气本身都属于无毒无味的气体，无中毒风险。

2、节能环保

成本只有水和电，比氧乙炔、丙烷气节省57％左右。打开电源开关10秒供气，气体即产即用。只用水和电即可产生氢氧气体，使用氢氧焰制造过程中无黑烟废气产生，无热辐射，可循环，水产生火，火燃烧又还原于水。

3、高效智能

火焰温度高达2800度，氧氧火焰的火力集中不发散，温度高加热速度快，操作效率高。一键启动，操作简单。开机设备系统自动检测有无问题。

4、多重保障

无气体储存可杜绝回火引发的安全隐患。低压供气，唤首悔有安全泄压装置。机器内置多重保护装置；漏电保护、过流保护、超温保护、缺水保护、过压保护等。

5、操作方便

无需气瓶，只要有水和电即可供气。随时随地都可供气，不受时间和空间限制。

C. 电解水制氢装置是怎么样的

电解水制氢法装置是通过对水电解槽中的电解液进行直流电电解，分别在阴极和阳极产生出含液氢气和氧气，而后分两路送往氢分离器和氧分离器进行重力分离，氢气和氧气向上送往用气点，而电解液向下，经回流汇集到循环泵中，再次被压送至电解槽中电解，如此往复生成氢气和氧气。

在此过程中，需要保证氢分离器和氧分离器中的液位的平衡，避免气液互串而造成喷发危险，通常，液位的平衡是通过调节两个分离器中气体的压力实现的。

电解水制氢的装置，包括压电悬臂梁和整流电路，压电悬臂梁连接到整流电路，整流电路连接电解槽，压电悬臂梁包括悬臂梁基座，压电材料，涂覆在材料上的电极，不锈钢板，不锈钢板和悬臂梁基座相连。压电材料在不锈钢板和悬臂梁基座的交接处，上下各一层，每一层的两面都涂覆电极。

电解水制氢的方法，压电悬臂梁上的不锈钢板连接低频机械振动，将振动能转化为电能，整流电路向电解槽导电，开始电解水，分别用氢气收集装置以及氧气收集装置进行收集。

它与传统的电解水制氢相比，提高了能量转化效率，节约了成本，保证了制得的氢气和氧气的纯度，提高了收集过程的安全性，且没有温室气体排放。

D. 怎样用电解水的方法制氧气

1. 首先准备仪器：电源，两个石墨电极，导线，蒸馏水（里面加点硫酸钠更好，提高导电能力），两个试管（或集气瓶）

2. 通电后，用收装置收集气体，与电源正极相连，收集气体气积少些的是氧气。

   通电后，用收装置收集气体，与电源负极相连，收集气体多些的是氢气。

   注意：氧气是可以导火的，收集的时候厅返薯注意安全，远离火源！
   

• 现有的工业化电解制氢方法主要有两种：

  1、碱性电解水制氢。

  2、聚合物电解质电解水制氢。

• 电解水工业化还处于发展阶段，仍有许多问题需要处理。比如，通常电解槽需要高纯度的淡水资源，直接用海水会导致电极腐蚀和效率降低，而电解海水的氯碱工业需要更高的电压来实现氢气的制备，如何实现电扮者解海水将极大地推动电解水工业化的步伐。世掘
  

E. 水电解制氢装置

水电解制氢装置：以水为原料，由水电解槽、氢（氧）气液分离器、氢（氧）气冷却器、氢（氧）气洗涤器等设备组合的统称。

电解水制氢的原理：2H2O=(通电） 2H2+O2(两种气体都该标气体符号），氢氧化钠在其中起作用是：增强导电性，因为纯水是弱电解质，导电性不好，氢氧化钠是强电解质，增加导电性。

相关内容解释：

电解槽，框架（含附属设备）；控制箱；整流柜；整变压器；补水泵；原料水箱；碱液箱；分析仪表。水电解制氢是一种较为方便的方法。在充满氢氧化钾或氢氧化钠的电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气。

其化学反应式如下：阴极：2H2O+2eH2↑+2OH 阳极：2OH—2eH2O+1/2O2↑ 总反应式：2H2O2H2↑+O2↑ 根据法拉第电解定律，气体产量与电流成正比，与其它因素无关。

F. 电解水的收集装置

（1）由电解水的装置可知，a管收集到的气体较多，是氢气；b管收集到的气体较少，是氧气，氧气能支持燃烧，可以用带火星的木条检验．
（2）电解水生成了氢气和氧气，得出的结论是：水由氢元素、氧元素组成．
故答为：（1）氢，氧，带火星的木条；（2）氢元素、氧元素．