2022-09-29

电学plusplus：电解水，但是用9V铅电池

在化学老师的强烈建议（指上课讲了两句话）下，我决定尝试电解水。

但是问题（第一个问题）很快就来了。我们都知道家用供电都是交流电，可是电解用的都是直流电。再说即使真的用交流电也可以电解水，我也绝对不能向水里通上220V的交流电，那样水会直接被击穿，接着家里的空气开关就要跳闸抗议了

所幸，我很快意识到手上有一种9V额定电压的铅蓄电池（在生活中就是俗称的方块电池）。这种电池并不是干电池，使用比起锂电池和二氧化锰电池稳定多了的铅使得这种电池成了短路风险较高的电路中使用的蓄电池电源的首选。

如果只用一节这种电池，要电解水可能还有一些困难，一方面由于水的电阻比较大，另一方面产生的气体量也可能比较少。为此我特意搞来了4节这种电池，并将它们串联起来（这种电池有一个非常智慧的设计，它的正极和负极做成了可以彼此相扣的纽扣状。好处是串联它们无需任何导线；问题也很明显：倘若哪个人醉了酒，那么他错误地直接将两块电池正负极相扣连接，就变成了18V单兵炸弹了！），提供了最高36V的电压。可以看到，这个电压已经达到了人体安全电压(36V)，因此实验还是有一定危险性的。

由于我这儿水质好到离谱，自来水甚至都不导电，于是只好想法增加水的导电性。看到书上赫然写着：“应当加入硫酸铜或氢氧化钠增强导电性”，好!我家里是没有氢氧化钠或者硫酸铜的。这时我调动了小学的知识——不错！氯化钠也可以增强导电性——而且它便是措手可得的食盐。于是拿出了家里的盐罐子，一大勺盐全部溶解。接着铜线引出电池组的正极和负极，负极塞到小药瓶里面，小药瓶泡浸水里面，

然后，正极的导线就废掉啦！为啥呢？哦，原来金属对于氧元素的抓取能力更强，那些可悲的氧原子还没有来得及形成氧气，就被贪婪的铜线抓取走了！最终氧化铜滴着绿色的眼泪，从电解池里被我拽了出来。

但是我的野心是很大的，既然氧化后会影响到导电性能，进而带来电解效率的下降，那么不妨干脆一些，直接将电极变成一大块铁不就好了？于是导线被连到了一把铁质剪刀上，剪刀当做电极。开始我以为剪刀的铁会迅速氧化成铁锈（氧化铁），结果是虽然氧化成了铁锈，但铁锈竟然直接脱落到了水里！一时间，电解池里充斥着铁锈的乌漆墨黑。我想着，“权且当做制取氢气和铁锈罢”。不幸的是，一会儿我就闻到了一股难闻的气味，至今也没有明白究竟是什么气体，只好终止电解。等到第二天搞到一根碳棒再试！

第二天很快就到，二话不说，拿起钳子了解了一块碳性1.5V电池的生命。将它的灵魂也就是碳棒给抽取出来，生下来谁都不要的二氧化锰被丢弃进了有害垃圾。这下就好电解了，不信碳棒还能氧化！

一切照常发生，我这次还为了更好的电解导电效果向水中添加了两勺的盐。毕竟多多益善。这时搅拌棒上都因为溶液的过饱和而析出了盐的结晶。

通电。看到碳棒上冒出了小气泡若干，想必就是生命的支撑——那可敬的氧气！我已经迫不及待地将鼻子凑上去去闻了——但这是一股要令人窒息的、直直冲向大脑的气体！我紧急地想着，氯化钠，糟了，这是氯气！

拔了电池，我撒腿就跑。氯气是一种有剧毒的气体。等到味道散尽了，我再回屋子里，打开了风扇换气。实验被迫终止了，我后来后知后觉地查资料，才知道这个时候是电解了氯化钠生成氯气、钠的同时也电解了水生成氢气、氧气。所以书上才不说能用氯化钠来做增强导电性的成分——原来是这种出于安全的考虑——它也不早说执意要用氯化钠的下场！

今天，我打起十二分的精神，查了资料，得知小苏打也可以用于增强导电性后用过饱和的小苏打水溶液进行电解。实验进展一切顺利（除了有一个电池在取出碳棒时候意外失误导致提前报废之外）。结果也成功收集了一整个小药瓶的氢气。现在，它还安然地被水所密封着呢！