[发明专利]一种电解食盐水教学实验所产生气体的定量检测装置及其应用

说明书

技术领域

本发明属于电解实验设备技术领域，具体涉及一种电解食盐水教学实验所产生气体的定量检测装置及其应用。

背景技术

“电解饱和食盐水”实验是鲁科版高二化学选修4第一章第二节第二课时《电能转化为化学能——电解》的探究实验教学内容。教材中使用的装置如图1所示。该装置虽然经典，但仍诸多缺点：1、此装置在U型管两侧均设有支管，所制取的Cl₂和H₂中不可避免的混有空气，得到的气体均不纯，且阴极产生H₂量少，进行点燃或爆鸣实验不易成功，学生往往对这种检验H₂的方法存在畏惧感；2、在实验过程中及实验结束时氯气外逸，对教师、学生健康有害，也会造成环境污染；3、此装置只能定性的检验到两极产生的气体，不能定量的测出Cl₂和H₂的体积；4、此装置也不能模拟工业上有阳离子交换膜的方式进行电解，在教学中老师只是口头描述隔膜的作用，学生并没有亲眼看到，感觉很陌生。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种电解食盐水教学实验所产生气体的定量检测装置。

本发明的另一目的在于提供上述应用该装置对电解食盐水教学实验所产生气体的进行定量检测的方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种电解食盐水教学实验所产生气体的定量检测装置，包括

一缸体，用以盛放食盐水；

一阳极电解气体采集机构，包括一具有刻度的透明的第一筒体和一第一活塞，第一筒体的底面设有一可用橡胶塞封闭的第一通孔和一可连通针管的第二通孔，第一通孔的孔径大于第二通孔的孔径，第一筒体的顶面设有供第一活塞伸入的开口，第一活塞包括从上至下依次相连的第一手柄、第一连接杆、第一安装座和第一密封垫，第一密封垫的周缘与第一筒体的内壁紧密贴合，第一安装座上设有连接外部电源的正极的阳极导线，第一密封垫朝向第一筒体的底面上设有与该阳极导线传导连接的第一电极；

和一阴极电解气体采集机构，包括一具有刻度的透明的第二筒体和一第二活塞，第二筒体的底面设有一可用橡胶塞封闭第三通孔和一可连通针管的第四通孔，第三通孔的孔径大于第四通孔的孔径，第二筒体的顶面设有供第二活塞伸入的开口，第二活塞包括从上至下依次相连的第二手柄、第二连接杆、第二安装座和第二密封垫，第二密封垫的周缘与第二筒体的内壁紧密贴合，第二安装座上设有连接外部电源的负极的阴极导线，第二密封垫朝向第二筒体的底面上设有与该阴极导线传导连接的第二电极；

该阳极电解气体采集机构和阴极电解气体采集机构置于该缸体中，使得其中的第一电极和第二电极被食盐水浸没。

在本发明的一个优选实施方案中，所述缸体内设有一阳离子交换膜，将缸体内的空间区隔为第一区域和第二区域，阳极电解气体采集机构置于第一区域中，阴极电解气体采集机构置于第二区域中。

在本发明的一个优选实施方案中，所述食盐水中含有适量酚酞。

在本发明的一个优选实施方案中，所述第一电极为一6B铅笔芯。

在本发明的一个优选实施方案中，所述第二电极为一6B铅笔芯。

一种电解食盐水教学实验所产生气体的定量检测方法，该方法所使用的装置包括：

一缸体，用以盛放食盐水；

一阳极电解气体采集机构，包括一第一筒体和一第一活塞，第一筒体的底面设有一可用橡胶塞封闭的第一通孔和一可连通针管的第二通孔，第一通孔的孔径大于第二通孔的孔径，第一筒体的顶面设有供第一活塞伸入的开口，第一活塞包括从上至下依次相连的第一手柄、第一连接杆、第一安装座和第一密封垫，第一密封垫的周缘与第一筒体的内壁紧密贴合，第一安装座上设有连接外部电源的正极的阳极导线，第一密封垫朝向第一筒体的底面上设有与该阳极导线传导连接的第一电极；

和一阴极电解气体采集机构，包括一透明的第二筒体和一第二活塞，第二筒体的底面设有一可用橡胶塞封闭第三通孔和一可连通针管的第四通孔，第三通孔的孔径大于第四通孔的孔径，第二筒体的顶面设有供第二活塞伸入的开口，第二活塞包括从上至下依次相连的第二手柄、第二连接杆、第二安装座和第二密封垫，第二密封垫的周缘与第二筒体的内壁紧密贴合，第二安装座上设有连接外部电源的负极的阴极导线，第二密封垫朝向第二筒体的底面上设有与该阴极导线传导连接的第二电极；

具体包括如下步骤：