一种验证牺牲阳极的阴极保护法的实验装置的制作方法

本实用新型属于化学实验装置的技术领域，尤其涉及一种验证牺牲阳极的阴极保护法的实验装置。

背景技术：

在人教版高中选修化学教材《化学反应原理》中有一个验证性实验：用实验验证牺牲阳极的阴极保护法，在教材中的验证牺牲阳极的阴极保护装置如图1所示，一个烧杯，烧杯中盛放经过酸化的3％NaCl溶液作为电解质溶液，在烧杯中放入Zn片作为负极，Fe片作为正极，Zn片与Fe片之间用导线连接电压表，在实验中，Zn片与Fe片发生电极反应，阳极：Zn-2e^-＝Zn²⁺，阴极：2H⁺+2e^-＝H₂↑。H⁺来自于H₂O的电离，为了加大H₂O中H⁺的溶度c(H⁺)，在NaCl溶液中加入少量酸溶液；在实验过程中可以看到电压表指针有偏移，Fe片上有气泡产生，但往Fe片附近滴入K₃[Fe(CN)₆]溶液，溶液不变蓝色，因此说明溶液中不存在Fe²⁺，证明Fe片未被腐蚀。

然而在实际实验中，烧杯中溶液的温度将对实验的精度产生很大的影响，因此希望在实验过程中溶液保持恒温，来提高实验的效率与准确性；在实验过程中，使用烧杯并不能很清楚准确的验证牺牲阳极的阴极保护法，Zn片与Fe片之间的距离无法掌握，离的距离近时无法区分气泡是Zn片或Fe片上产生的，Zn片与Fe片在实验过程中位置关系无法很好的固定，容易发生位置的偏移及晃动，无法保证验证牺牲阳极的阴极保护法实验的准确性。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述问题，提供一种验证牺牲阳极的阴极保护法的实验装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种验证牺牲阳极的阴极保护法的实验装置，包括恒温池、U型管、Zn片、Fe片和电压表；

所述恒温池上设置有固定板，所述固定板包括对称的第一固定孔和第二固定孔，所述第一固定孔与所述第二固定孔之间的距离等于U型管两管壁的距离；

所述U型管通过所述固定板固定于恒温池中，所述U型管包括第一上盖与第二上盖，所述第一上盖中间设置第三固定孔，所述第二上盖中间设置第四固定孔；

所述Zn片通过第三固定孔固定于U型管一端，所述Fe片通过第四固定孔固定于U型管另一端；

所述Zn片通过导线连接电压表的负极一端，所述电压表的正极一端连接所述Fe片。

进一步的，所述恒温池通过管道连接温度控制箱。

进一步的，所述恒温池包括进水口与出水口，所述管道包括第一管道和第二管道，所述温度控制箱包括进水口与出水口，所述恒温池的进水口通过第一管道连接温度控制箱的进水口，所述恒温池的出水口通过第二管道连接温度控制箱的进水口。

进一步的，所述恒温池采用双层透明非金属材料，所述恒温池包括内壁与外壁，所述内壁与外壁之间为恒温水。

进一步的，所述恒温池的内壁上设置温度传感器，所述温度传感器采集恒温池内部温度并传输至温度控制箱。

进一步的，所述温度控制箱包括控制器、水箱与加热装置，所述加热装置设置与水箱下部，所述加热装置连接控制器，所述控制器接收恒温池中的温度传感器传输的温度信号，根据对比前后传来的温度信号，控制加热装置来控制水温的恒定。

进一步的，所述第三固定孔内设置内螺纹，所述第四固定孔内设置内螺纹。

进一步的，所述Zn片上部设置第一固定头，所述第一固定头外部设置外螺纹；所述Fe片上部设置第二固定头，所述第二固定头外部设置外螺纹。

进一步的，所述第一固定孔与所述第二固定孔的直径等于U型管管壁的直径；

所述第三固定孔与第一固定头的直径相等，所述第四固定孔与所述第二固定头的直径相等。

进一步的，所述固定板、所述第一上盖与所述第二上盖采用透明非金属材料，所述管道采用软管。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型设置恒温池与温度控制箱有效的保证了验证牺牲阳极的阴极保护法实验过程中温度的恒定，减少了人为控制程序，提高了控温精确度，保证了验证牺牲阳极的阴极保护法实验的实验效率与实验精度；

2、本实用新型通过带有第一固定孔与第二固定孔的固定板有效的将U型管固定于恒温池中，通过第三固定孔上的内螺纹与Zn片上部第一固定头上的外螺纹，将Zn片牢固的固定于U型管的一个管壁中，通过第四固定孔上的内螺纹与Fe片上部第二固定头上的外螺纹，将Fe片牢固的固定于U型管的另一个管壁中；很好的固定Zn片与Fe片在实验过程中位置关，避免Zn片与Fe片以及U型管的偏移及晃动，保证验证牺牲阳极的阴极保护法实验的准确性；

3、本实用新型用U型管替代现有实验中的烧杯，有效的固定了Zn片与Fe片的距离，且能够清晰准确的观看实验结果，能够明确的判断气泡产生的位置，并且能够准确的验证Fe片片是否被腐蚀；

4、本实用新型结构简单，适合广泛应用于化学教学实验中。

附图说明

图1为本实用新型的整体的结构示意图；

图2为本实用新型的固定板结构示意图；

图3(a)为本实用新型的第一上盖的结构示意图；

图3(b)为本实用新型的第二上盖的结构示意图；

图4(a)为本实用新型的Zn片的结构示意图；

图4(b)为本实用新型的Fe片的结构示意图；

图5为本实用新型实施例2的结构示意图；

其中，1-恒温池，2-U型管，3-Zn片，4-Fe片，5-电压表，6-固定板，7-第一上盖，8-第一上盖，9-导线，10-内壁，11-外壁，12-第一固定孔，13-第二固定孔，14-第三固定孔，15-第三固定孔的内螺旋，16-第四固定孔，17-第四固定孔的内螺旋，18-Zn片的外螺旋，19-Fe片的外螺旋，20-温度控制箱，21-恒温池的进水口，22-恒温池的出水口，23-第一管道，24-第二管道，25-温度传感器，26-控制器，27-水箱，28-加热装置，29-温度控制器的进水口，30-温度控制器的出水口，31-第一水泵，32-第二水泵，33-第一固定头，34-第二固定头。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了一种验证牺牲阳极的阴极保护法的实验装置，包括恒温1、U型管2、Zn片3、Fe片4和电压表5；

所述恒温池1上设置有固定板6，所述固定板6包括对称的第一固定孔12和第二固定孔13，所述第一固定孔12与所述第二固定孔13之间的距离等于U型管2两管壁的距离；

如图2所示，所述U型管2通过所述固定板6固定于恒温池1中，所述U型管2包括第一上盖7与第二上盖8，所述第一上盖1中间设置第三固定孔14，所述第二上盖8中间设置第四固定孔16；

所述Zn片3通过第三固定孔14固定于U型管2一端，所述Fe片4通过第四固定孔16固定于U型管2另一端；

所述Zn片3通过导线9连接电压表5的负极一端，所述电压表5的正极一端连接所述Fe片4。

进一步的，所述恒温池1采用双层透明非金属材料，所述恒温池1包括内壁10与外壁11，所述内壁10与外壁11之间为恒温水。

进一步的，如图3(a)所示，所述第三固定孔14内设置第三固定孔的内螺纹15，如图3(b)所示，所述第四固定孔16内设置第四固定孔的内螺纹17。

进一步的，如图4(a)所示，所述Zn片3上部设置第一固定头33，所述第一固定头33外部设置Zn片的外螺纹18；如图4(b)所示，所述Fe片4上部设置第二固定头34，所述第二固定34头外部设置Fe片的外螺纹19。

进一步的，所述第一固定孔12与所述第二固定孔13的直径等于U型管2管壁的直径；

所述第三固定孔的内螺纹15与Zn片的外螺纹18的直径相等，所述第四固定孔的内螺纹17与所述Fe片的外螺纹19的直径相等。

进一步的，所述固定板6、所述第一上盖7与所述第二上盖8采用透明非金属材料.

实施例2：

如图5所示，实施例2在实施例1的基础上，进一步的，所述恒温池1通过管道连接温度控制箱20。

进一步的，所述恒温池1包括恒温池的进水口21与恒温池的出水口22，所述管道包括第一管道23和第二管道24，所述温度控制箱20包括温度控制箱的进水口29与温度控制箱的出水口30，所述恒温池的进水口21通过第一管道23连接温度控制箱的出水口30，所述恒温池的进水口21侧设置第一水泵31，用来抽水，所述恒温池的出水口22通过第二管道24连接温度控制箱的进水口29，所述温度控制箱的进水口29侧设置第二水泵32，用来抽水。

进一步的，所述恒温池的内壁上设置温度传感器25，所述温度传感器25采集恒温池1内部温度并传输至温度控制箱20。

进一步的，所述温度控制箱20包括控制器26、水箱27与加热装置28，所述加热装置28设置与水箱27下部，所述加热装置28连接控制器26，所述控制器26接收恒温池1中的温度传感器25传输的温度信号，根据对比前后传来的温度信号，控制加热装置28来控制水温的恒定。

进一步的，所述管道采用软管。

本实用新型设置恒温池与温度控制箱有效的保证了验证牺牲阳极的阴极保护法实验过程中温度的恒定，减少了人为控制程序，提高了控温精确度，保证了验证牺牲阳极的阴极保护法实验的实验效率与实验精度；

本实用新型通过带有第一固定孔与第二固定孔的固定板有效的将U型管固定于恒温池中，通过第三固定孔上的内螺纹与Zn片上部第一固定头上的外螺纹，将Zn片牢固的固定于U型管的一个管壁中，通过第四固定孔上的内螺纹与Fe片上部第二固定头上的外螺纹，将Fe片牢固的固定于U型管的另一个管壁中；很好的固定Zn片与Fe片在实验过程中位置关，避免Zn片与Fe片以及U型管的偏移及晃动，保证验证牺牲阳极的阴极保护法实验的准确性；

本实用新型用U型管替代现有实验中的烧杯，有效的固定了Zn片与Fe片的距离，且能够清晰准确的观看实验结果，能够明确的判断气泡产生的位置，并且能够准确的验证Fe片片是否被腐蚀；

本实用新型结构简单，适合广泛应用于化学教学实验中。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。