自制微型電解水實驗裝置

　　
　　圖1
　　
　　圖2
　　利用廢舊打火機改進實驗裝置的方法
　　裝置結構
　　完成后的裝置見圖3。其中，1為廢舊打火機，充當電解槽。2為注射器針管，用于收集氣體。3為注射器針頭，充當電極。每支針頭在固定前先用銼刀在中下部銼3個小孔，固定時讓最上面的小孔與打火機內部最高處水平，利于導出氣體。
　　使用方法
　　按圖3組裝連接裝置。
　　注水。用注射器將整個裝置注滿電解液（約6 mL水和10%的稀硫酸0.1 mL）。
　　電解。接通電源（DC 12V～20V）進行電解。
　　檢驗氣體。取下注射器，用帶火星的木條檢驗與電源正極相連的注射器內的氣體；而與電源負極相連的注射器，則先在前端連接針頭，再用點燃的方法檢驗收集到的氣體。
　　表1
　　
　　改進裝置特點
　　設計科學
　　改進裝置利用打火機內部結構既分為兩極又連通的特點，將打火機當作電解槽，利用注射器收集氣體，能精確讀出氣體體積。其設計符合科學原理，能體現科學知識和科學探究相統一的原則，有利于學生通過學習樹立科學意識，掌握科學方法和實驗操作技能。
　　選材經濟、環保
　　制作該實驗裝置的材料如廢舊打火機、注射器等容易獲取，造價低廉。用注射器針頭作電極，實驗效果與鉑電極相當，價格卻相差較大（10 mL或20 mL注射器及針頭每具0.8元，213鉑電極每套180.00元），因此，使用注射器針頭作電極能有效地節約鉑資源。另外，用廢舊打火機作電解槽還有利于廢舊塑料品的回收利用，起到控制“白色污染”，節約石油資源的作用，有利于學生的環境保護教育。
　　容積小，節約藥品
　　從表1比較中可以發現，改進后用打火機作電解槽，總容積較小，能大大節約水和電解質的使用，減少水污染。其設計符合化學實驗微型化和綠色化的原則。
　　操作安全，可控性強
　　改進后的實驗材料無玻璃儀器，不易破碎。實驗時手無需與電解液接觸，可避免手受到損傷。此外，電解結束時可將收集氣體的注射器與打火機分離，檢驗氣體時便于控制氣體逸出速度。改進后的實驗裝置由于設計簡潔、美觀；體積小，便于攜帶；取材容易，制作簡單，可指導學生進行自制，便于推廣應用于學生的活動與探究實驗中。
　　
　　圖3
　　該項目獲得第26屆全國青少年科技創新大賽科技輔導員創新成果科技發明類二等獎。
　　專家評語
　　該項目巧妙利用廢棄打火機和注射器組成了電解槽、電極和收集氣體的裝置，結構簡單小巧，實驗效果明顯，節省電解液且耗電少，具有一定的新穎性和一定的創造性，也具有較好的實用性。