如何用电解法从水中制取氧气和氢气(make oxygen and hydrogen from water using electrolysis)

用电将水(H2O)分解成其原子成分(氢和氧)的过程称为电解。这项实验对这两种气体本身的用途有着重要的意义,氢是我们能够获得的最清洁的能源之一。虽然听起来可能很复杂,但如果你有正确的设备、正确的知识和一点诀窍,这实际上比你想象的要容易。...

第1部分第1部分,共2部分:设置设备

  1. 1在350毫升(12液盎司)玻璃杯中注入温水。你不需要把它填满,所以要留一点空间。如果水是热的,它将更有效地传导电流,但它也可以在冷水中正常工作。你可以用自来水,也可以用瓶装水,不管是哪种。温度较高的水具有较低的粘度,并允许导电离子更自由地移动。
  2. Image titled Make Oxygen and Hydrogen from Water Using Electrolysis Step 1.jpeg
  3. 2在水中溶解1汤匙(17克)食盐。你所需要做的就是把它倒进去,然后稍微搅拌一下,帮助它溶解。这会把它变成盐水溶液。氯化钠(食盐)是一种电解质,有助于提高水的导电性,因为水本身并不特别导电。通过使水更具导电性,来自电池的电流更容易流过,从而使水更有效地分解为氢和氧。你也可以用小苏打(NaHCO3)代替食盐。这不会产生氯气。
  4. Image titled Make Oxygen and Hydrogen from Water Using Electrolysis Step 2.jpeg
  5. 削铅笔的两端,使石墨暴露出来。确保取下铅笔顶部的橡皮擦。你需要把铅笔磨得足够锋利,使石墨两端完全暴露出来。这些包裹在铅笔内的石墨轴是你的电极,将传导来自电池的电流。石墨的工作原理非常好,因为在你进行实验时,它不会在水中溶解或损坏。为了提高电解速度,用刀片或砂纸使石墨变得粗糙。考虑使用铅笔笔从机械铅笔,大大增加表面积。但要小心处理,因为它们易碎。
  6. Image titled Make Oxygen and Hydrogen from Water Using Electrolysis Step 3.jpeg
  7. 4切一块足够大的正方形硬纸板盖住玻璃。使用足够厚的硬纸板,当它有一些穿孔时,可以保持其结构完整性。试着从鞋盒或其他厚盒子里切下一块正方形。硬纸板的用途是将铅笔石墨悬浮在水中,而不让它接触到玻璃的壁。因为纸板没有金属属性,所以它可以放在玻璃上,而不会影响实验结果。
  8. Image titled Make Oxygen and Hydrogen from Water Using Electrolysis Step 4.jpeg
  9. 5用2支铅笔在纸板上打2个孔。使用真正的铅笔来做这件事,因为你需要将铅笔紧密地装入孔中,这样铅笔就不会四处移动或滑动。如果石墨接触到玻璃的壁或底部,就会中断实验。
  10. Image titled Make Oxygen and Hydrogen from Water Using Electrolysis Step 5.jpeg

第二部分第二部分:进行实验

  1. 1将每个鳄鱼夹的一端连接到蓄电池的端子上。电池实际上产生电流,因此鳄鱼夹提供了将电流传输到水中的路径。您需要将一个夹子连接到正极端子,将一个夹子连接到负极端子。使用6伏电池,但如果找不到,请使用9伏电池。你几乎可以在任何一家便利店或超市找到这种尺寸的电池。
  2. Image titled Make Oxygen and Hydrogen from Water Using Electrolysis Step 6.jpeg
  3. 2将每个鳄鱼夹的另一端连接到每支铅笔上。确保鳄鱼夹的金属部分连接到铅笔的石墨上。为了确保鳄鱼夹完全连接到石墨上,你可能需要从铅笔上再削一点木头。这样就完成了与电池的连接,并允许电流从电池一直传输到水中。
  4. Image titled Make Oxygen and Hydrogen from Water Using Electrolysis Step 7.jpeg
  5. 3.将硬纸板放在玻璃上,使铅笔浸入水中。你之前切纸板的方式意味着它应该很好地放在玻璃上。试着轻轻地这样做,这样穿过硬纸板的铅笔就不会从它们的位置受到干扰。为了让这个实验起作用,铅笔的石墨不需要接触到玻璃的侧面,所以只要在这里仔细检查一下,如果需要的话,调整铅笔。
  6. Image titled Make Oxygen and Hydrogen from Water Using Electrolysis Step 8.jpeg
  7. 4观察氢和氧的分离情况。此时,气泡开始从石墨的浸没点上升。这是氢气和氧气被分离。氢气将从连接到负极端子的铅笔冒泡,氧气将从连接到正极端子的铅笔冒泡。一旦你将鳄鱼夹连接到电池和石墨上,电流立即开始流动。因为每个水分子中氢的含量是氧的两倍,所以氢铅笔会产生更多的气泡。
  8. Image titled Make Oxygen and Hydrogen from Water Using Electrolysis Step 9.jpeg

推荐人

  1. ↑ https://learning-center.homesciencetools.com/article/electrolysis-science-project/
  2. ↑ http://www.terrificscience.org/lessonpdfs/PencilElectrolysis.pdf
  3. ↑ https://learning-center.homesciencetools.com/article/electrolysis-science-project/
  4. ↑ http://www.terrificscience.org/lessonpdfs/PencilElectrolysis.pdf
  5. ↑ https://orbitingfrog.com/2014/11/02/electrolysis-of-water-with-pencils-and-a-9v-battery/
  6. ↑ https://learning-center.homesciencetools.com/article/electrolysis-science-project/
  7. ↑ https://orbitingfrog.com/2014/11/02/electrolysis-of-water-with-pencils-and-a-9v-battery/
  • 如果你找不到石墨铅笔,你可以用一些小金属丝代替,只需把它们包在电池的一端,另一端放在水中。这和铅笔的效果一样。
  • 尝试使用不同大小的电池。这将影响流经水的电流大小,进而影响水分子分裂的速度。
  • 发表于 2022-04-12 08:12
  • 阅读 ( 67 )
  • 分类:教育

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