专利名称：多用电化学实验器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电化教学仪器，既是教师教学时的演示器又是学生做实验时的实验器。
为了配合电化学等课程的教学，电化学实验器是必不可少的教学辅助设备。长期以来在显示电化学反应过程的教学试验中，所用实验器大都为试管形式的装置，由于试管装置使离子的活动范围受到极大限制，故存在显示不明显、反应时间长，反应的准确率低、可见度小、且操作复杂等缺点。虽然人们通过多年的教学实验，总结并改进了一些实验器，如《化学教育》(中国化学汇编.1986、1、P34－35)公开的“对电解食盐水实验的改进”；《化学教学》(上海华东师大编、1986、3、P26)公开的“对铜锌原电池实验的改进”；《中学化学演示实验》(南京师大孙公望编P207～208)提供的各种电化学实验器等等，但都超不出试管形式的装置。因此，仍不能取得良好的实验效果。在《化学教学》(上海华东师大编、1987.3.P24)中揭示了一种“电化学实验的组合装置”，虽用该装置也能做各种电化学实验(如电解、电镀、原电池、离子定向移动等)，但由于该装置仅为一块有机玻璃板，各种溶液只能用浸取过该溶液的粗滤纸代替，这样反应只为平面反应，因此均存在反应的可靠、真实性、完善性的不足，且反应过程不明显，可见度极小，故仍不能取得良好的效果。
本实用新型的目的在于提供一种能真实反映各种电化学反应过程，且显示明显、直观，可见度大、结构简单、操作方便、省时的电化学实验器，以补充现有技术之不足；同时该实验器还应具备一器多用的功能，即在同一仪器中，用改变不同的电极、电解质溶液及操作方法来切实可靠地显示所有电化学反应过程。
本实用新型所提供的多用电化学实验器全部用透明材料制成，它包括槽体1、盖板2和底座3。在槽体1中设有一层活动隔膜板，此板能使槽体1分为两个反应槽(室)，即阴极室和阳极室，另外根据需要还可将该隔膜板抽出，使之又成为一个反应槽，该隔膜板由2块多孔板和多块微孔塑料板构成，增减微孔塑料板的块数还可调节电流强度和反应速度，故多孔板中间需夹入几块微孔塑料板可按所需定出，同时在槽体1的侧面底部还设有排液孔10，以及与该孔配套的塞13，盖板2分为固定式和滑动式两种，在固定式盖板上设有2个收集气体的排气孔9，和可分别插入正负两电极的套管6及固定两电极的螺丝7，以及连接正负两导线的接线柱8；而滑动式盖板的长度仅为固定式盖板的1／4，除未设排气孔外，其余均与固定式盖板相同，两盖板的使用可按所需选择，当需要收集、验证反应气体成份时，选用固定式盖板且盖板与槽体的密封采用凡士林双保险或用橡皮塑料等；当无需收集气体或是用调整两电极间的距离来改变反应速度时，选用滑动式盖板。
本实用新型提供的多用电化学实验器，与现有电化学实验器相比，具有以下优点它集各种电化学实验装置于一体，实验效果准确、全面，达到教材要求，它结构简单，可见度很大，能清楚、完整地观察到整个反应步骤的全过程；操作简单、方便，在做不同的电化学实验时，只需对电极溶液配方及操作方法稍加改动便能取得最佳的实验效果。由于该实验器设置了活动隔板，将一个大反应槽又分为两个反应室，便于做各种不同的化学试验，还可用改变反应条件的手段来得到不同的反应结果。将各种电化学试验十分形象直观的反应出来，大大加深了学生的印象。因此该实验器是较为理想的化学实验教具。
图1.为该实验器的结构示意图图2为活动隔膜板的多孔板结构示意图图3为滑动式盖板的结构示意图；实施例1“铜锌原电池”实验用塞13塞住排液孔10，在两块多孔板中间夹入一块微孔塑料板，并使之插入槽体1中部的固定位置，注入13的H2SO4溶液至侧壁标线，将锌片和铜片槽(内二束铜丝以增大电板反应的表面积)分别插入固定式盖板上的套管(带红帽为正极，带黑帽为负极)中，并用紧固螺丝锁紧，用一根中间串有1.5伏电珠的导线连接于两接线柱，再用棉花或沙线浸取饱和HgCl2溶液将锌片涂至灰黑色，盖上此盖板，两极同时放入盛酸的槽体中，即可明显看到铜片槽中有大量汽泡产生，而锌片槽内无任何气泡产生，同时小电珠发光，这是由于锌片失电子而溶解，该电子通过导线流向铜片。溶液中H＋从铜片上得到电子后变成氢气的缘故，将气体收集并用爆鸣法检验后证明是H2。若将导线上串接的1.5伏电珠换成1.5伏晶体管收音机，并将固定式盖板改用滑动式盖板时，移动盖板改变两电极间的距离，则收音机发出强或弱的声响。上述实验就是用电流的声、光效应来证明原电池的化学能转变为电能的装置。
实施例2电解水实验将检验氧气和氢气的部件分别与排气孔(9)相连，并关闭检验气体的活塞；将铂电极(作阳极)与炭电极(作阴极)分别安排在验氧和验氢的电极孔一边；同带胶管的三通管分别与两个排液孔(10)和漏斗相连、再将漏斗固定在铁架台的铁圈中、调整铁圈的位置，使漏斗底部与验气管的活塞成水平。将15的H2SO4溶液(滴入几滴甲基橙溶液后呈红色，以增强对比的可见效果)倾入漏斗，分别开启一边验气管的活塞，使酸液充满至活塞下方，即行关闭。接通24V直流电半分钟后断电，此时，在阴阳极室分别得到约30毫升气体。用带火星的火柴移到阳极验气管中并开启活塞、见火柴复燃，用燃着的火柴移到阴极验气管口并开启活塞，见排出的气体燃烧，略带淡兰色，分别证明阴阳极的产物是氢气和氧气，其体积比约21。(在相同条件下它的反应速度比霍夫曼电解水器快10倍以上)。
此法适于电解饱和食盐水和电解CuCl2溶液。
实施例3“电镀锌”实验抽去中间隔板(即多孔板的微孔塑料板)，注入电镀液至槽体侧壁标线处，将光洁的铜片和锌片分别固定于滑动盖板上(红为阳极、黑为阴极)，插入电镀液槽中，调整两电极间距离为12cm，用导线将锌极和铜极分别与24伏直流电源的正、负极相联，接通电源后半分钟，在阴极铜片上均匀地镀有一层灰白色的锌镀层，且电镀液中无气泡产生，若断开电源，将原来的阴、阳两极接线柱对换，则接通电源半分钟内，阳极铜片上的锌镀层由边缘向中心处逐渐消失溶去，这体现了教材中无法用实验证明的电镀的实质是阳极本身参加反应即失电子而溶解。
实施例4“离子定向移动”实验在2块多孔块间夹入包有少量高锰酸钾细粉的滤纸待用，注入10％Na2SO4溶液至槽体侧壁标线。固定两个炭电极于滑动式盖板的套管中，插入液体槽中，调节两电极间距约6cm，并使之与中间部位对称，用导线将两炭极分别与24伏直流电源之正、负极相联，接通电源，将夹有KMnO4的隔膜板插入通电溶液中，则紫红色的液体(含MnO4＝的液体)逐渐由隔膜板中流向阳极，最终使阳极室变为紫红色区，这是因为中间隔膜板既缩短了离子移动距离，又增大了离子移动的表面积，从而大大提高了反应速度。
注气密性的检验法上述装置全部安装完毕后，关闭验气管活塞，向漏斗内倾入水，水面不会下降，即气密，若水不下降，可让水充满容器，见有漏水部位，即是漏气。此时将“反应器”位置提高于漏斗，在漏水(即漏气)部位涂凡士林，再试验至气密。
权利要求1.一种多用电化学实验器，属于电化学教学用实验装置。其特征在于它由槽体(1)、盖板(2)、底座(3)构成，且在槽体(1)中设有可活动的隔膜板(4)。
2.根据权利要求1所述的多用电化学实验器，其特征在于上述盖板为1个固定式盖板和多个滑动式盖板。
3.根据权利要求1或2所述的多用电化学实验器，其特征在于上述活动隔膜板由至少两块多孔板和若干块塑料微孔板构成，且大小形状与槽体(1)的截面相吻合。
4.根据权利要求3所述的多用电化学实验器，其特征在于在上述槽体1的侧面留有至少2个排液孔和与排液孔配套的塞13。
5.根据权利要求1所述的多用电化学实验器，其特征在于在上述固定式盖板上有2个分别装有紧固螺丝7和接线柱8的套管以及2个排气孔9，而滑动式盖板的长度为固定式盖板的1／4，除无排气孔外，其余与固定式相同。
6.根据权利要求1或5所述的多用电化学实验器，其特征在于该实验器全部采用透明材料制成。
7.根据权利要求1、5或6所述的多用电化学实验器，其特征在于槽体1与固定式盖板的密封采用凡士林或橡皮或塑料。
8.根据权利要求7所述的多用化学实验器，其特征在于与该实验器配套的电极为多个铜板、锌板、炭棒、铁网、铁钉、铂电极等。
专利摘要本实用新型属于电化学仪器，既是老师教学时的演示仪器又是学生做实验时的实验器。它包括槽体(1)、盖板(2)和底座(3)，且在槽体中设有活动隔膜板。用该实验器不仅能做电解、电镀、原电池、离子定向移动等各种电化学实验，还能做平行对比实验及溶解、结晶、萃取、碱金属与水反应、铝毛的生成等多种化学实验的投影。具有显示明显，反应速度快可见度大，准确性高等优点。
文档编号G09B23/24GK2031554SQ88202739
公开日1989年1月25日 申请日期1988年4月1日 优先权日1988年4月1日
发明者陈世文, 陈亚坚 申请人:陈世文, 陈亚坚