自制微型电解水实验装置
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自制微型电解水实验装置
自制微型电解水实验装置
图1
图2
利用废旧打火机改进实验装置的方法
装置结构
完成后的装置见图3。其中，1为废旧打火机，充当电解槽。2为注射器针管，用于收集气体。3为注射器针头，充当电极。每支针头在固定前先用锉刀在中下部锉3个小孔，固定时让最上面的小孔与打火机内部最高处水平，利于导出气体。
使用方法
按图3组装连接装置。
注水。用注射器将整个装置注满电解液(约6 mL水和10%的稀硫酸0.1 mL)。
电解。接通电源(DC 12V,20V)进行电解。
检验气体。取下注射器，用带火星的木条检验与电源正极相连的注射器内的气体;而与电源负极相连的注射器，则先在前端连接针头，再用点燃的方法检验收集到的气体。
表1
改进装置特点
设计科学
改进装置利用打火机内部结构既分为两极又连通的特点，将打火机当作电解槽，利用注射器收集气体，能精确读出气体体积。其设计符合科学原理，能体现科学知识和科学探究相统一的原则，有利于学生通过学习树立科学意识，掌握科学方法和实验操作技能。
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选材经济、环保
制作该实验装置的材料如废旧打火机、注射器等容易获取，造价低廉。用注射器针头作电极，实验效果与铂电极相当，价格却相差较大(10 mL或20 mL注射器及针头每具0.8元，213铂电极每套180.00元)，因此，使用注射器针头作电极能有效地节约铂资源。另外，用废旧打火机作电解槽还有利于废旧塑料品的回收利用，起到控制“白色污染”，节约石油资源的作用，有利于学生的环境保护教育。
容积小，节约药品
从表1比较中可以发现，改进后用打火机作电解槽，总容积较小，能大大节约水和电解质的使用，减少水污染。其设计符合化学实验微型化和绿色化的原则。
操作安全，可控性强
改进后的实验材料无玻璃仪器，不易破碎。实验时手无需与电解液接触，可避免手受到损伤。此外，电解结束时可将收集气体的注射器与打火机分离，检验气体时便于控制气体逸出速度。改进后的实验装置由于设计简洁、美观;体积小，便于携带;取材容易，制作简单，可指导学生进行自制，便于推广应用于学生的活动与探究实验中。
图3
该项目获得第26届全国青少年科技创新大赛科技辅导员创新成果科技发明类二等奖。
专家评语
该项目巧妙利用废弃打火机和注射器组成了电解槽、电极和收集气体的装置，结构简单小巧，实验效果明显，节省电解液且耗电少，具有一定的新颖性和一定的创造性，也具有较好的实用性。
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