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如何利用充电宝电解水?迅速制备大量氢气,散发恶臭却可以消毒!

 leafcho 2017-08-25

科学的眼光观世界 富有的思维察明理

读者朋友们大家好!之前为大家介绍了许多前沿科学的发展,很多读者认为离我们的生活太过遥远。今天,我们就来看一看,如何用移动电源对水进行电解?

如何利用充电宝电解水?迅速制备大量氢气,散发恶臭却可以消毒!

首先,我们需要准备的主要材料是充电宝、废旧充电线、小水槽和2B铅笔芯等。将充电线一端胶套剪开,漏出铜质导线,红色连接电源正极,对应电解装置的阳极,反之白色为负极,对应着阴极。

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铅笔芯的主要成分为石墨与黏土,有很好的导电性。分别将两根小碳棒与阴阳两极的铜导线相连并固定,制成一个简易的电极。

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再把数据线连接到移动电源,一套电解装置就完成了。

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为了增强实验效果,我们向水槽中添加一些电解质,比如氯化钠(食盐)。此时电解液中存在大量的氯离子,根据阴离子放电顺序可以知道,在阳极附近氯离子会先于电解液中的氢氧根离子失去电子,并结合成氯气。而阴极区则是溶液中的氢离子源源不断得到电子,结合成氢气。

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打开电源开关,将阴阳两极伸入电解液,氧化还原反应随即开始发生。

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起初碳棒四周立即附着上一些气泡,随着反应的发生,阴极迅速产生大量气泡,并释放到空气中。一段时间后,由于阴极氢离子的大量消耗,电解液碱性增强,这时阳极区产生的氯气会直接与水或氢氧根发生反应,来不及达到液面就被溶解。所以在阳极碳棒只能看到有气泡产生,却没有阴极那么剧烈“沸腾”。

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在实验过程中,一些氯气逸出,会闻到非常浓烈的刺激性气味。同时电解液的成分也从一开始的氯化钠溶液发生了很大的改变,氯气与氢氧根相互作用,通过氧化还原反应生成次氯酸钠。次氯酸钠是84消毒液的有效成分,这时电解液会呈现淡淡的黄绿色。

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向水中添加不同的电解质所发生的反应也不尽相同,具体可以通过查询阴阳离子的放电顺序来作出判断。

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此外,碳棒属于惰性电极,如果把它换成金属电极,电极自身会失去电子,最终溶解在电解液中。比如铜电极会产生蓝色的二价铜离子,铁电极会产生绿色的二价铁离子,但由于空气的氧化,会逐渐变为棕黄色,甚至生成红褐色的氧化物。

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