水的电解实验

水的电解实验

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【优秀范文】水的电解实验

范文一:水的电解实验

水的电解实验

水分子 H2O

氧元素 O2

氢元素H2

【为增强水的导电性,可在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液(一般不加氢氧化钠溶液,容易起泡沫)】

实验装置:水槽、试管、直流电、电极(正极必须为惰性电极,否则电极溶解而收集不到氧气,可以用铅电极)

电源:通常为12V的直流学生电源。

实验现象

试管内有气泡,与电源正(氧气),负极(氢气)相连的试管产生的气体比值:1:2 ρO2=1.429g/mL , ρH2=0.089g/mL

(其中氢,氧两种分子数比值:2:1;氢气,氧气的质量比值:1:8)

有八个字简单概括是:正氧,负氢。氢二,氧一。

上述实验中发生的化学反应属于分解反应。

在上图的装置里,我们可以知道氢气多的是负极,少的则是氧气。氢多氧少

气体检验:等收集较多气体后,设法从水槽中取出试管(应堵住试管口)进行检验:用带火星的木条检验试管1中的气体,发现它能使带火星的木条复燃,说明是氧气。试管2中的气体移近火焰时,气体能燃烧,火焰呈淡蓝色。这是氢气。

反应方程式

水 (通电)→氢气 + 氧气

(H2O) (H2)(O2)

结论

水由氢、氧两种元素组成。

水(分子)中,氢、氧两种元素的原子个数比为2:1,分子个数比2:1 体积比为2:1 质量之比为8:1.

水通电生成氢气、氧气。

正极产生的是氧气,负极产生的是氢气。

化学反应前后,元素种类不变。

在化学变化中,分子可分,而原子不可分。

有时实验结果不准确,原因如下: 1、氢气与氧气在水中的溶解度不同;

2、气体在电解器壁上的附着程度不同;

3、有副反应发生,消耗氧气。

...

如何验证氢气是纯正的

如用排气法收集,则要用拇指堵住试管口一会儿,使试管内可能尚未熄灭的火焰熄灭,收集好后,用大拇指堵住试管口移近火焰再移开,声音很小则表明氢气很纯。如果听到尖锐的爆鸣声,表明氢气不纯。这时需要重新收集和检验。

如何区分两种气体

能使带火星的木条复燃则是氧气,能燃烧且会产生淡蓝色的火焰的则是氢气。(如果氢气太少可能只会有“扑”一声,不会燃烧)

讨论:

1. 在水的电解实验里,有新物质生成吗?水发生了什么变化?

答:生成氢气和氧气 水电质量变小了,温度变高了

2. 参与反应的元素种类有无变化?

答:无变化

应注意的问题:

1 为了增强水的导电性,有时可在水中加入适量的稀硫酸或氢氧化钠溶液 2 电解水所用的电源为直流电

3 有时收集的气体量较少时,当检验氢气时,可能只发出爆鸣声,而看不到蓝色火焰

4使用氢气时一定要注意安全,点燃氢气前,一定要检验氢气的纯度。

水的电解实验

水分子 H2O

氧元素 O2

氢元素H2

【为增强水的导电性,可在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液(一般不加氢氧化钠溶液,容易起泡沫)】

实验装置:水槽、试管、直流电、电极(正极必须为惰性电极,否则电极溶解而收集不到氧气,可以用铅电极)

电源:通常为12V的直流学生电源。

实验现象

试管内有气泡,与电源正(氧气),负极(氢气)相连的试管产生的气体比值:1:2 ρO2=1.429g/mL , ρH2=0.089g/mL

(其中氢,氧两种分子数比值:2:1;氢气,氧气的质量比值:1:8)

有八个字简单概括是:正氧,负氢。氢二,氧一。

上述实验中发生的化学反应属于分解反应。

在上图的装置里,我们可以知道氢气多的是负极,少的则是氧气。氢多氧少

气体检验:等收集较多气体后,设法从水槽中取出试管(应堵住试管口)进行检验:用带火星的木条检验试管1中的气体,发现它能使带火星的木条复燃,说明是氧气。试管2中的气体移近火焰时,气体能燃烧,火焰呈淡蓝色。这是氢气。

反应方程式

水 (通电)→氢气 + 氧气

(H2O) (H2)(O2)

结论

水由氢、氧两种元素组成。

水(分子)中,氢、氧两种元素的原子个数比为2:1,分子个数比2:1 体积比为2:1 质量之比为8:1.

水通电生成氢气、氧气。

正极产生的是氧气,负极产生的是氢气。

化学反应前后,元素种类不变。

在化学变化中,分子可分,而原子不可分。

有时实验结果不准确,原因如下: 1、氢气与氧气在水中的溶解度不同;

2、气体在电解器壁上的附着程度不同;

3、有副反应发生,消耗氧气。

...

如何验证氢气是纯正的

如用排气法收集,则要用拇指堵住试管口一会儿,使试管内可能尚未熄灭的火焰熄灭,收集好后,用大拇指堵住试管口移近火焰再移开,声音很小则表明氢气很纯。如果听到尖锐的爆鸣声,表明氢气不纯。这时需要重新收集和检验。

如何区分两种气体

能使带火星的木条复燃则是氧气,能燃烧且会产生淡蓝色的火焰的则是氢气。(如果氢气太少可能只会有“扑”一声,不会燃烧)

讨论:

1. 在水的电解实验里,有新物质生成吗?水发生了什么变化?

答:生成氢气和氧气 水电质量变小了,温度变高了

2. 参与反应的元素种类有无变化?

答:无变化

应注意的问题:

1 为了增强水的导电性,有时可在水中加入适量的稀硫酸或氢氧化钠溶液 2 电解水所用的电源为直流电

3 有时收集的气体量较少时,当检验氢气时,可能只发出爆鸣声,而看不到蓝色火焰

4使用氢气时一定要注意安全,点燃氢气前,一定要检验氢气的纯度。

范文二:电解水实验

电解水实验

【知识点的认识】电解水实验如图所示

一.实验器材:水槽、试管、直流电、石墨电极(正极不能用铜等金属或与氧气反应的电极)、12V的直流学生电源.

二.该实验结论或推论有:

①水由氢、氧两种元素组成.

②水(分子)中,氢、氧两种元素的原子个数比为2:1,两气体的分子个数比为2:1、体积比为2:1.

③水通电生成氢气、氧气,正极产生的是氧气,负极产生的是氢气.该反应的化学方程式为2H2O通电¯2H2↑+O2↑.

④化学反应前后,原子种类、个数不变,元素种类不变.

⑤在化学变化中,分子可分,而原子不可分.

⑥化学反应的实质是在化学变化中分子分解成原子,原子重新组合成新的分子(或聚集后直接构成物质)

⑦分子是保持物质化学性质的最小粒子.

⑧原子是化学变化中的最小粒子.

⑨氧气是由氧元素组成;氢气是由氢元素组成.

⑩水是由水分子构成的;一个水分子是由二个氢原子和一个氧原子构成;一个氢气分子是由二个氢原子构成;一个氧气分子是由二个氧原子构成.

⑾水是纯净物中的化合物中的氧化物,氧气和氢气是纯净物中的单质.

⑿该实验中发生的化学反应属于分解反应.

三.电解水时的误差分析,即氧气、氢气的体积比小于1:2,其原因主要有如下三个:

(1)氧气、氢气在水中的溶解度不同造成的.由于氧气的溶解度比氢气的稍大些,导致氧气、氢气的体积比小于1:2.

(2)(2)电极的氧化造成的.当使用金属电极进行实验时,由于氧气的化学性质比较活泼,所以有可能有一部分氧气在电极处与电极发生了反应,使氧气损耗了一部分;导致氧气、氢气的体积比小于1:2.

(3)(3)电极产生副反应等造成的.如用稀硫酸溶液作电解液,可能会有下列副反应发生:H2SO4=H++HSO4-,在阴极:2H++2e=H2;在阳极:2HSO4--2e=H2S2O8(过二硫酸),H2S2O8+H2O=H2SO4+H2SO5(过一硫酸),H2SO5+H2O=H2O2+H2SO4;生成的过氧化氢在酸性溶液中较稳定,不易放出氧气.从而使生成的氢气增多了,导致氧气、氢气的体积比小于1:四克服的办法

在电解液中加入碱比加入酸的误差会小些.或者事先将电解液用氧气饱和,可以消除因溶解度不同而产生的误差,或者电极不能是金属或易与氧气、氢气反应的

范文三:电解水实验

设计实验课程论文

题 目:电解水实验教学研究 学生姓名: 导师姓名: 院 别:化学与材料科学学院 系 别:化学 专 业:化学教育 年 级:2009级

学 号: 09060446029 09060447001

09060447002 09060447003

完成日期 2012年 4月 24日

电解水实验教学研究

摘要:目前电解水实验是中学化学一个非常重要的演示实验。该实验不仅为探究水分子的构成提供了有用资料,而且有利于学生认识构成物质的微粒(原子、分子)之间的关系,有利于学生理解化学反应的实质和质量守恒定律。在现行的实际操作中,用纯水电解无论用何种材料做电极,外加电压加大至12V,要收集到一定体积氢气和氧气都需要较长的时间,即实验效果不明显。因此,为使实验效果明显,中学教师往往会加人一定浓度的NaOH或H2SO4溶液。因而影响该实验效果的因素有电极材料、外加电压、温度,还有加入的NaOH或H2SO4的浓度等。

一、前言

理解在不同电解质环境中电解水的原理及其规律;了解水的元素组成及其比例;通过本实验进一步理解电能与化学能之间的关系;了解电解质对电解的作用;探究各因素对电解水实验的影响,寻求最优实验条件;掌握正交实验法探究实验条件的原理及操作;培养学生“以教师姿态”做好实验的准备工作以及进行演示的初步能力;了解人类认识物质世界的过程和方法,培养学生科学探究的精神。

二、实验原理:

1、正交实验设计是安排多因素实验、寻求最有水平组合的一种高效率实验设计方法。通过对部分实验结果的全面分析了解全面实验情况,找出最优水平组合。 2、水可以被直流电源还原和氧化,负极还原为氢气,正极氧化为氧气,理论上氢氧比例为2:1。水中存在氢离子和氢氧根离子,在通电的情况下,氢离子向负极移动,而氢氧根离子向正极移动,氢离子得负极电子而变成氢气,氢氧根在水参与下失去电子而得到氢离子和氧气,得到的氢离子又移向负极,从而接通外部电源成为回路。

电解水方程式:

产生的氧气和氢气体积比为2∶1。纯水导电能力不强,电解速度慢,所以要改善这个问题,加快电解速率,可加适量的稀硫酸等电解质来增强水的电解能力。而电解液浓度、电极材料、两电极间的距离和电压都是影响实验的因素。

三、实验仪器与试剂

实验仪器:低压直流电源、 碳棒、铁丝、保险丝、量筒 试剂:硫酸 5%、10% 、15%

四、实验部分 1、实验装置图

图1 电解水装置图

2、按上图组装仪器。

3、取电解溶液装入水槽并装满试管。 4、连接好电源、导线、开关。

5、闭合开关同时开始计时。观察实验现象并记录收集到6ml H2时所用时间以及收集到的O2的体积。

6、按表5—1进行实验。

7、试验结束后,先打开开关。最后整理台面。 实验水平的确定:

在试验中,由于因素所处的状态和条件不同,可能引起指标的变化,因素的这些态和条件称为水平。

2 3

6 8 10% 15%

铁钉 碳棒 保险丝

12 18

五、实验结果与记录:(以收集H2体积6+-0.3mL为终点记录时间)

实验讨论:

1、得到的氢气:氧气体积之比可能不是2:1,原因有可能是漏气,所以要在实验过程中注意检验装置的气密性。

2、由于氢气、氧气的溶解度不同,可能会引起实验误差。

3、检验氢气时要检验氢气的纯度,方法是收集氢气在试管中,用拇指堵住试管口,管口向下移近酒精灯火焰,松开拇指点火,如果听到尖锐的爆鸣声,表明氢气不纯,需要再收集,再检验,直到听到轻微的响声,才表明氢气已经纯净。

六、参考文献

1.电子工业部第十设计院.氢气生产与纯化.黑龙江科技出版社,1983.

2.中国动力工程学会工业气体专委会,中国通用机械气体分离设备行业协会.94 工业氢气的制取和净化技术交流会论文集,1994. 3.湖南省工业气体专委会.水电解制氢氧,1996.

4中国工业气体专业委员会.氢能技术研讨会论文集,2002. 5.中国动力工程学会工业气体专委会,中国通用机械气体分离设备行业协会.制氢技术交流会论文集,2003.

6.中国工业气体协会氢气专业委员会.氢气生产、技术、经验交流会文件汇编,2004.

7.Teledyne Energy Systems INC.USA.Specifications of Teledyne Titan HM Gencrator Series,2003.

范文四:电解水实验详解

电解水实验是初中化学研究水的组成的重要实验,在各种测试中经常考查。在命题中,有关电解水实验装置不断出新、求变,下面就结合具体例题,帮助同学们加深对该实验的理解。

一、实验详解

1. 准备工作

实验前向水中加入少量的稀硫酸或氢氧化钠溶液。

目的:增强水的导电性。

2. 实验现象

(1)正、负电极上都有气泡产生;

(2)一段时间后正、负两极所收集气体的体积比约为1∶2。

3. 产物判断

(1)从正、负极判断气体:

负极上产生的气体是氢气,正极上产生的气体是氧气。

记忆口诀:负氢(谐音:父亲)正氧。

(2)从体积大小判断气体

体积小的试管里生成的是氧气,与电源正极相连;体积大的试管产生氢气,与电源负极相连,体积比约为1∶2。

记忆口诀:氢二氧一。

4. 气体检验

(1)将负极试管所收集的气体移近火焰,气体能燃烧呈淡蓝色火焰,该气体是氢气;

(2)用带火星的木条伸入正极试管中的气体,带火星的木条复燃,该气体是氧气。

5. 反应原理

2H2O2H2↑+O2↑

6. 实验结论

水是由氢元素和氧元素组成的。

7. 注意事项

在实验中,若产生的氧气和氢气的体积比小于1∶2,对这个现象进行分析、评断,可能的原因:(1)与气体的溶解性有关,氧气在水中的溶解能力比氢气大;(2)也可能与氧气的化学性质有关,氧气能跟电极材料反应等。

二、链接中考

例1 (2010年成都)右图是水的电解实验。该实验的主要目的是( )。

A. 观察水分解的现象

B. 研究水分解产物的性质

C. 探究水分解的条件

D. 验证水由氧元素和氢元素组成

解析:电解水实验的主要目的是探究水的组成,即得出“水是由氢元素和氧元素组成”。

答案:D

例2 (2010年楚雄州)用右图装置电解水,一段时间后的现象如图所示。对该实验的描述错误的是()。

A. 甲试管中收集到的是一种可燃性气体

B. 该实验能证明水是由氢元素和氧元素组成

C. 向水中加入少量硫酸,能增强水的导电性

D. 甲、乙两试管内收集到的气体的质量比约为8∶1

解析:在电解水时,产生的气体,体积大的是氢气,体积小的是氧气,氢气与氧气的体积比是2∶1,氢气与氧气的质量比是1∶8。故甲试管中是氢气,具有可燃性;乙试管中是氧气,具有助燃性。该实验证明了水是由氢元素和氧元素组成的。电解水前向水中加入少量硫酸,目的是增强水的导电性。所以叙述错误的是D。

答案:D

例3 (2010年上海)①科学家用通电的方法使水分解,从而证明了水的组成。

把水注入水电解器装置甲中,接通直流电,可以观察到a管中的电极上_________________________________。

检验b管中产物的方法是_____________________________。

Ⅰ.用点燃的木条接近玻璃管尖嘴部分,慢慢打开活塞

Ⅱ.用带火星的木条接近玻璃管尖嘴部分,慢慢打开活塞

Ⅲ.用内壁沾有澄清石灰水的烧杯罩在尖嘴上方,慢慢打开活塞

②科学家还用点燃氢气,证明燃烧产物的方法,证实了水的组成。

如果将电解水产生的氢气直接缓缓地通过装有足量无水硫酸铜的仪器c,在导管口d处点燃,然后把盛有冷水的烧杯置于如下图所示的位置。

实验过程中可以观察到的现象是_______________________。

解析:电解水时,体积大的是氢气,体积小的是氧气,氢气与氧气的体积比约为2∶1,所以a管中产生的气体为氢气,b管中的产物是氧气。故实验过程中,可以观察到a管中的电极上出现气泡,且产生气体的速率较快,一段时间后,管a和管b中所收集的气体体积比约为2∶1;检验b管中产物(氧气)的方法是:用带火星的木条接近玻璃管尖嘴部分,慢慢打开活塞,若带火星的小木条能够复燃,则是氧气。

电解水产生的氢气直接缓缓地通过装有足量无水硫酸铜,目的是将氢气中的水蒸气除去,防止对实验现象、结论造成干扰。点燃氢气时,会产生淡蓝色火焰,生成的水蒸气遇到盛有冷水的烧杯底会出现水雾。

答案:出现气泡,且产生气体的速率较快,一段时间后,管a和管b中所收集的气体体积比约为2∶1;Ⅱ;产生淡蓝色火焰,盛有冷水的烧杯底会出现水雾。

范文五:解读电解水实验1

解读电解水实验

1. 实验装置

2. 实验现象

通电后,两电极上都有气泡产生,一段时间后,与电源负极相连的试管中产生气体的体积大约是与电源正极相连的试管中产生气体体积的2倍。

3. 气体的检验

将带火星的木条伸入与电源正极相连的试管所收集的气体中,木条复燃,说明该试管中收集到的气体是氧气;将与电源负极相连的试管所收集的气体点燃,试管中的气体能燃烧,火焰呈淡蓝色,说明该试管中收集到的气体是氢气。

4. 实验结论

(1)从宏观角度来看,水通电后分解成氢气和氧气,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,因此,水是由氢、氧两种元素组成的。

(2)从微观角度来看,水是由大量水分子构成的,每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的。

(3)从化学反应的实质来看,水分子分解成氢原子和氧原子,每2个氢原子结合成1个氢分子,大量的氢分子聚集成氢气;每2个氧原子结合成1个氧分子,大量的氧分子聚集成氧气。该反应的文字表达式为:水氢气+氧气。

5. 误差分析 在实验过程中产生氢气的体积往往大于氧气体积的2倍,主要原因是:

(1)实验测得,在通常状况下,1体积水里能溶解0.02体积的氢气,却能溶解0.03体积的氧气,即氧气在水中的溶解能力比氢气大,从而导致试管中收集到的氧气体积偏小。

(2)在电解过程中,产生的氧气会与金属电极发生氧化反应,从而消耗一部分氧气,导致氧气的体积偏小。

6. 注意事项

(1)为了增强水的导电性,实验前应在水中加入适量的稀硫酸或氢氧化钠溶液。

(2)由于在酸性溶液中电极更容易被氧化,因此选用氢氧化钠溶液作电解液更好,其缺点是容易在测气管的液面上产生泡沫,因此要求所用电解装置必须尽量洁净,氢氧化钠也要比较纯净,并且测气管的直径不能太细。

(3)该实验中所用电源为直流电源。

(4)有时试管中收集的气体量较少,当检验与电源负极相连的试管内的气体时,可能只听到爆鸣声,而看不到淡蓝色火焰。

(5)氢气是一种无色、无味,难溶于水,密度非常小的气体,混有空气或氧气的氢气遇到明火可能会发生爆炸,所以实验过程中要注意安全。

范文六:电解水实验详解

电解水 实 验是 初 中化 学研 究水 的组 成 的重 要实 验 ,在 各种 测试  中经 常考 查 。在命 题 中 ,有关 电解水 实验 装 置不 断 出新 、求 变 ,下  面就结 合具 体例 题 ,帮助 同学 们加 深对 该实 验 的理解 。   实验 详解  n   b   1 准备 工作  . /—\  实 验前 向水 中加 入 少 量 的稀 硫 酸 或 氢 氧  —、   化钠 溶液 。   目的 :增强水 的 导 电性 。   2 实验 现象  . =厂   1±一.   ( )正 、负电极 上都有 气 泡产 生 ; 1   ( )一 段时 间后 正 、负两 极所 收集 气体 的体积 比约为 l 。 2 :  2 3 产物 判断  . ( )从 正 、负极 判 断气体 : 1   负极上 产生 的气 体是 氢气 ,正极 上 产生 的气体 是氧 气 。   记忆 口诀 :负氢 ( 谐音 :父亲 )正 氧 。   ( )从体 积大 小判 断气 体  2 体 积小 的试 管里 生 成 的是 氧气 ,与 电 源正极 相 连 ;体积 大 的试  管 产生 氢气 ,与 电源 负极相 连 ,体积 比约 为 1 。 :  2 记忆 口诀 :氢 二 氧一 。   4 气 体检 验  . ( )将 负极 试管 所 收集 的气 体移 近 火焰 ,气 体 能燃烧 呈 淡蓝 色  1 火 焰 .该 气体 是氢 气 ;   ( )用 带火 星 的木 条伸 入 正极 试管 中 的气体 ,带火 星 的木 条复  2 燃 .该气 体 是氧气 。   5 反 应 原理  .

- ’

_

= l

2 2  H0

2 2 +    H  o f T

6 实验结论  . 水 是 由氢 元素 和氧元素组 成 的 。

7 注意事项  .

在 实 验 中 .若 产生 的氧气 和氢 气 的体 积 比小 于 1 ,对 这个 现  : 2 象进 行分 析 、评 断 ,可 能的 原 因 : ( )与气 体 的溶 解性 有 关 ,氧    1 气 在水 中的溶解 能力 比氢 气 大 ; ( )也 可能 与 氧气 的化 学 性质 有    2 关 .氧气 能跟 电极材料 反应等 。   二 、链接 中考  例 1 (00 2 1 年成 都 )右 图是 水 的电解 实验 。该 实验 的 主要 目的

是 (   )  。

A 观察水 分解 的现象  . B 研究 水分解 产物 的性质  . C 探究 水分解 的条件  . D 验证水 由氧元 素和氢元 素组 成  . 解 析 :电解 水 实 验 的 主 要 目的是 探 究 水  的组 成 .即得 出 “ 水是 由氢 元 素 和 氧元 素 组  成 ”  。 答案 :D

例2 ( 0 0 楚 雄 州 ) 用 右 图 装 置 电解  21年 水 ,一段 时间 后 的 现象 如 图所 示 。对 该 实 验  的描 述错误 的是 ( )    。 A 甲试 管 中收集到 的是一种 可燃性 气体  . B 该 实验 能 证

明水 是 由氢元 素 和氧 元 素  .

组 成

广  电 源

C 向水 中加 入少量硫 酸 ,能增强水 的导 电性  .

D 甲、乙两试 管 内收集 到的 气体 的质 量 比约 为81 . :   解析 :在 电解水 时 ,产 生 的气体 .体 积大 的是氢 气 ,体积小 的  是 氧 气 ,氢 气 与 氧气 的体 积 比是 21 :,氢气 与 氧 气 的质 量 比是 18  :。 故 甲试 管 中是 氢 气 ,具 有可 燃性 :乙试 管 中是 氧气 ,具有 助燃 性 。   该实 验证 明了水 是 由氢元素 和氧 元素组 成 的 。电解水前 向水 中加 入  少量 硫酸 ,目的是 增强水 的导 电性 。所 以叙述 错误 的是D。   答案 :D

例3 (0 0 上海 )① 科 学家 用通 电 的方法 使水 分解 ,从 而证  2 1年

明 了水 的组 成 。

把 水 注 入水 电解 器 装置 甲 中 ,接通 直 流 电 ,可 以观 察 到a 中  管

的 电极 上 — — 。

检 验b 中产 物 的方法 是  管 I. 点 燃 的 木条 接 近 玻 璃 管 尖 嘴部 分 ,慢  用 慢 打开 活塞  Ⅱ. 带 火 星 的木 条 接 近 玻 璃 管 尖 嘴 部 分 , 用   慢 慢打 开活 塞  Ⅲ. 内壁 沾 有 澄清 石 灰 水 的烧 杯罩 在 尖 嘴  用 上 方 ,慢 慢 打开活 塞

② 科学家还 用点燃氢 气 ,证明燃烧产物 的

方法 ,证 实 了水 的组成 。

如果 将 电解 水 产 生 的氢 气 直 接缓 缓 地 通 过  装 有 足量 无 水硫 酸铜 的 仪 器C .在 导 管 口d 点  处 燃 ,然 后把 盛有 冷水 的烧 杯 置于 如下 图所示 的位 置 。   实验 过程 中可 以观察 到 的现 象是

电解 水产 生 的 H

冷  水

仪 器均 已省 略 )

解 析 :电解 水 时 ,体积 大 的是 氢气 ,体 积 小 的是氧 气 ,氢 气与  氧气 的体积 比约 为21 :,所 以a 中产 生 的气体 为 氢气 ,6 中 的产物  管 管 是 氧 气 。故 实 验过 程 中 ,可 以观 察 到a 中 的 电极 上 出现 气 泡 ,且  管 产生 气体 的速率 较快 .一段 时 间后 .管a 和管 b 中所收 集 的气体 体 积  比约 为21 :;检 验b 中 产物 ( 管 氧气 )的方 法 是 :用 带火 星 的 木条 接  近玻 璃 管尖 嘴 部分 ,慢 慢 打开 活 塞 ,若 带 火 星 的小 木 条 能 够复 燃 ,   则是 氧气 。   电解水 产 生 的氢气 直 接缓 缓地 通 过装 有足 量无 水 硫 酸铜 . 目的  是将 氢气 中 的水 蒸 气 除去 ,防止对 实 验现 象 、结 论造 成 干扰 。点 燃  氢气 时 ,会 产 生淡 蓝色 火焰 ,生成 的水 蒸 气遇 到盛 有 冷水 的烧 杯底  会 出现 水雾 。   答 案 :出现 气 泡 ,且产 生 气 体 的速 率 较 快 ,一 段 时

间 后 ,管 a   和管b 中所 收 集 的气 体体 积 比约为 21 I :; I;产 生淡 蓝 色 火焰 ,盛有  冷 水 的烧杯底 会 出现水 雾 。・

电解水 实 验是 初 中化 学研 究水 的组 成 的重 要实 验 ,在 各种 测试  中经 常考 查 。在命 题 中 ,有关 电解水 实验 装 置不 断 出新 、求 变 ,下  面就结 合具 体例 题 ,帮助 同学 们加 深对 该实 验 的理解 。   实验 详解  n   b   1 准备 工作  . /—\  实 验前 向水 中加 入 少 量 的稀 硫 酸 或 氢 氧  —、   化钠 溶液 。   目的 :增强水 的 导 电性 。   2 实验 现象  . =厂   1±一.   ( )正 、负电极 上都有 气 泡产 生 ; 1   ( )一 段时 间后 正 、负两 极所 收集 气体 的体积 比约为 l 。 2 :  2 3 产物 判断  . ( )从 正 、负极 判 断气体 : 1   负极上 产生 的气 体是 氢气 ,正极 上 产生 的气体 是氧 气 。   记忆 口诀 :负氢 ( 谐音 :父亲 )正 氧 。   ( )从体 积大 小判 断气 体  2 体 积小 的试 管里 生 成 的是 氧气 ,与 电 源正极 相 连 ;体积 大 的试  管 产生 氢气 ,与 电源 负极相 连 ,体积 比约 为 1 。 :  2 记忆 口诀 :氢 二 氧一 。   4 气 体检 验  . ( )将 负极 试管 所 收集 的气 体移 近 火焰 ,气 体 能燃烧 呈 淡蓝 色  1 火 焰 .该 气体 是氢 气 ;   ( )用 带火 星 的木 条伸 入 正极 试管 中 的气体 ,带火 星 的木 条复  2 燃 .该气 体 是氧气 。   5 反 应 原理  .

- ’

_

= l

2 2  H0

2 2 +    H  o f T

6 实验结论  . 水 是 由氢 元素 和氧元素组 成 的 。

7 注意事项  .

在 实 验 中 .若 产生 的氧气 和氢 气 的体 积 比小 于 1 ,对 这个 现  : 2 象进 行分 析 、评 断 ,可 能的 原 因 : ( )与气 体 的溶 解性 有 关 ,氧    1 气 在水 中的溶解 能力 比氢 气 大 ; ( )也 可能 与 氧气 的化 学 性质 有    2 关 .氧气 能跟 电极材料 反应等 。   二 、链接 中考  例 1 (00 2 1 年成 都 )右 图是 水 的电解 实验 。该 实验 的 主要 目的

是 (   )  。

A 观察水 分解 的现象  . B 研究 水分解 产物 的性质  . C 探究 水分解 的条件  . D 验证水 由氧元 素和氢元 素组 成  . 解 析 :电解 水 实 验 的 主 要 目的是 探 究 水  的组 成 .即得 出 “ 水是 由氢 元 素 和 氧元 素 组  成 ”  。 答案 :D

例2 ( 0 0 楚 雄 州 ) 用 右 图 装 置 电解  21年 水 ,一段 时间 后 的 现象 如 图所 示 。对 该 实 验  的描 述错误 的是 ( )    。 A 甲试 管 中收集到 的是一种 可燃性 气体  . B 该 实验 能 证

明水 是 由氢元 素 和氧 元 素  .

组 成

广  电 源

C 向水 中加 入少量硫 酸 ,能增强水 的导 电性  .

D 甲、乙两试 管 内收集 到的 气体 的质 量 比约 为81 . :   解析 :在 电解水 时 ,产 生 的气体 .体 积大 的是氢 气 ,体积小 的  是 氧 气 ,氢 气 与 氧气 的体 积 比是 21 :,氢气 与 氧 气 的质 量 比是 18  :。 故 甲试 管 中是 氢 气 ,具 有可 燃性 :乙试 管 中是 氧气 ,具有 助燃 性 。   该实 验证 明了水 是 由氢元素 和氧 元素组 成 的 。电解水前 向水 中加 入  少量 硫酸 ,目的是 增强水 的导 电性 。所 以叙述 错误 的是D。   答案 :D

例3 (0 0 上海 )① 科 学家 用通 电 的方法 使水 分解 ,从 而证  2 1年

明 了水 的组 成 。

把 水 注 入水 电解 器 装置 甲 中 ,接通 直 流 电 ,可 以观 察 到a 中  管

的 电极 上 — — 。

检 验b 中产 物 的方法 是  管 I. 点 燃 的 木条 接 近 玻 璃 管 尖 嘴部 分 ,慢  用 慢 打开 活塞  Ⅱ. 带 火 星 的木 条 接 近 玻 璃 管 尖 嘴 部 分 , 用   慢 慢打 开活 塞  Ⅲ. 内壁 沾 有 澄清 石 灰 水 的烧 杯罩 在 尖 嘴  用 上 方 ,慢 慢 打开活 塞

② 科学家还 用点燃氢 气 ,证明燃烧产物 的

方法 ,证 实 了水 的组成 。

如果 将 电解 水 产 生 的氢 气 直 接缓 缓 地 通 过  装 有 足量 无 水硫 酸铜 的 仪 器C .在 导 管 口d 点  处 燃 ,然 后把 盛有 冷水 的烧 杯 置于 如下 图所示 的位 置 。   实验 过程 中可 以观察 到 的现 象是

电解 水产 生 的 H

冷  水

仪 器均 已省 略 )

解 析 :电解 水 时 ,体积 大 的是 氢气 ,体 积 小 的是氧 气 ,氢 气与  氧气 的体积 比约 为21 :,所 以a 中产 生 的气体 为 氢气 ,6 中 的产物  管 管 是 氧 气 。故 实 验过 程 中 ,可 以观 察 到a 中 的 电极 上 出现 气 泡 ,且  管 产生 气体 的速率 较快 .一段 时 间后 .管a 和管 b 中所收 集 的气体 体 积  比约 为21 :;检 验b 中 产物 ( 管 氧气 )的方 法 是 :用 带火 星 的 木条 接  近玻 璃 管尖 嘴 部分 ,慢 慢 打开 活 塞 ,若 带 火 星 的小 木 条 能 够复 燃 ,   则是 氧气 。   电解水 产 生 的氢气 直 接缓 缓地 通 过装 有足 量无 水 硫 酸铜 . 目的  是将 氢气 中 的水 蒸 气 除去 ,防止对 实 验现 象 、结 论造 成 干扰 。点 燃  氢气 时 ,会 产 生淡 蓝色 火焰 ,生成 的水 蒸 气遇 到盛 有 冷水 的烧 杯底  会 出现 水雾 。   答 案 :出现 气 泡 ,且产 生 气 体 的速 率 较 快 ,一 段 时

间 后 ,管 a   和管b 中所 收 集 的气 体体 积 比约为 21 I :; I;产 生淡 蓝 色 火焰 ,盛有  冷 水 的烧杯底 会 出现水 雾 。

范文七:直击电解水实验

电解水实验是初中化学研究水的组成的重要实验,也是初、高中化学的衔接点。掌握好此实验,有助于认识水的组成、构成和性质。因此,在各种测试中它必然是重点和热点,也是中考的“常客”。由于电解水实验装置不断出新、求变,本实验涉及的化学知识点多,定性与定量相结合,宏观与微观相结合,对学生能力要求也较高,所以学生掌握起来有一定的难度。下面就结合考点题型具体分析,相信一定能对同学们学习此知识点有很大的帮助。答实验现象时,要注意图中正、负极连接的情况;(2)综合各方面的性质,解释气体聚集于容器上部的原理,应突出气体不溶或难溶于水;(3)氧气的检验利用的是其能使带火星的木条复燃这一性质。

解答这类题要求学生仔细观察实验图示,细心分析比较,抓住关键点和细节,进行归纳和处理所得信息,最后正确解答。

(1)①闭合开关后,电路接通,水开始被电解放出氢气和氧气,A管连接电源正极产生氧气,B管产生氢气。②水不断被分解而放出氢气和氧气,产生的气体使A、B管内压强增大,把管内液体压至连通器的C管内。(2)分解出的氢气难溶于水、氧气不易溶于水,氢气和氧气的密度比水小,在重力作用下,气体聚集于容器上部。(3)A管与电源正极相连,产生气体氧气,检验氧气通常使用带火星的木条,现象为带火星的木条复燃。

【答案】(1)①电极上出现气泡,一段时间后,管A和管B中所收集的气体体积比约为1:2 ②液面上升水通电分解生成的氢气和氧气使A、B管内压强增大,把水压入C管中(合理即可) (2)氢气和氧气的密度比水小,且氢气难溶于水,氧气不易溶于水 (3)带火星的木条

【方法点津】综观2014年各地中考试题不难看出:命题以电解水实验为依托,紧扣电解水涉及的基础知识,让学生轻松“入题”,消除考试恐惧心理,显示了命题者对学生的人文关怀,真正做到了“源于教材显真情,挖掘教材显真功”。解题时同学们应学会联系所学知识,记住实验现象、实验结论,把握电解水的化学方程式。从正、负极气体的多少来熟练地判断气体种类,并对其进行检验。实验时,可以看到正、负电极上都有气泡产生,且一段时间后正、负两极所收集

范文八:电解水实验探析

实验

教学研 究 ・

水解实验探 析

树 生解

( 市州大 黄山学中 江徐 苏徐 州23) 1 1 2 1

摘要

:电水 实解是验初中化 教学 学中 一的重个要 实的 ,验 该 好验实对探 水究的成 、 分组子子原的 角度认识 解水电   的做从

应原反理都有 大的很助。帮文章从 对电解水验实置装的改 进以及 极电材料、电解 和液 压电的 用选进上分行析 ,电 水解 对

实验 行探析 进。

键词: 实验置 ;装反 应率速 ; 电解; 电液极反 ; 应解 电压电  章文号 :编08 0 4 0(2 0— 0 4 0  10 — 56 21)3 0 9 —2d

i1 . ,6ns01 5- 6 1.2 34 o :0 93 s.. 804 . 20 . 9 4 i ̄0 - 0 0

图分类 号:6 3  3G 8.

献标文识 码  :

B现

行初 中化 学 材 中  教 的 用电 解水装 置 主要有 两

管 ,中闭 定管滴的 旋 塞, 关 止用 夹夹水 住胶 乳管,   接通

. 一 是种霍 夫 曼 水 电解  器 , 图 1 另一种简是水  如 , 电解易置装 , 图 霍2夫曼 水   如 。电器 解造较 价高 。极 电之

避-两   0 1 't

1   图图  2

V流 直源 ,电4 可看到两电 极上速产快生泡气 ,成  实验 时间大约完3 分钟左 ,右负极气体 积 体比 为1 ;时   关 :正 2 此电闭源 , 再用 耳球 洗瓶 往吹气中加 ,压 分别 打开 两 滴定

管 的旋塞, 检验正 负 产 极生的体气, 现 象非常 明显。  [ 置二 ] 装 注射器制作用易简水电解 器 实

验器 及药材 品 :02 mL一次 性料 注塑射器两 支 红  、黑 线导 各一根 、 调可 直流电源 ( —4 ) 两 根 光亮的   铁3 V2 、 钉、 5m2 0 L烧杯 、精酒 、灯 火 、0柴 1% 的N Oa H 溶 。 液

作方法制:

间连

通 水的玻璃 管太 细 ,电极 隔太 相 远, 两反 应速 较率

慢 。简

易水 解电 置反装 应率 速虽比 霍曼水 电解器快 , 夫 但是 实验 操作存在许 多 便不 入,电解 液以 及将试从管  加

电液 中取解出 行进体气 的验检时 都要胶 戴皮手 套, 防 以

止电 液解的腐蚀 性, 且 操作非 常麻烦, 由试 管于 没上 且

有 刻度 产.生 的氢 气与 气氧 的体积 比只 能通 目测过判  断, 实验 不够准确 。

本 人过多 次实践经索摸, 验装置实、 对 电 材料 、 电  极解 、液 电压 进等 了行相应 的进改和 舍取 , 得较好了的

实取效验果 。

、一

装对置改的进

[ 一 置用]实 室 验 中的滴 装 管定进行验实 置如图,3 装 所示

实验 器材 及药 品 : L酸 5 m2

式滴定 管两支 、大 集 气瓶1 、 个

橡 皮 塞 、管 、水夹 、 管 、 导 止胶乳   漆 包 线、钉两 根 ( 镀 回镍 形铁 或针两

)枚 2V流 电直源 、球耳、 、 洗4

的%N O 溶 液 ( 0 a5 或 H的%

O:溶 液酒)灯 精、 a  S 、 火 柴 。

操  方 法 :作装置按 示连 图把

接 好。 把一 支滴 定 管的 塞旋  打先 开。把洗 耳球 套乳 胶 管在上 。

打产

生大量气泡 , 正极负

图3  3 与电 源正极 相 接 连注的器 射离 移 面液 。 把速   把 迅 注. 射器转倒 ,用 根带 火一 星的 条从 木圆插 孔 注射入  器

开水 夹 ,止挤 压 洗耳球 ,电 解液压 人滴 定 管 , 中该闭   关

滴管 定旋塞的。 然后 同样用 方的法 把解电压液人另 一 滴-— —

内,可见 火带的星木复条 ,燃 生成明了氧气 。 与 电把源

证9

・  4 —

—学化教与学2 1 20第 3 年

期・

验教 研 学究・

负 相连极 接的 射注器 移液离面 ,射注器朝 下 圆, 孔对着 点  的燃精酒灯 , 听 到 爆鸣 声, 可孔 处可圆看到火焰 ,  明 证 该气 能体烧燃, 氢 是 气。  述两套上装 的置点 优   : . 实验器材1 易 找寻, 价格 低 廉。 制 方作简 法单 易于 , 广 推  。2 验完成 时间较 短 ( .实 若用2 V 压电 只需 分钟 ) 4 2  , 现 明显象。 注过 射器滴及定管 上的刻度 可 准 比较 确产 通 生 气氢氧气与 的积 体   3 。. 验实程过肤不皮接触电 液解 整,个安 可靠 。全

4 验实 器仪 刷方洗 便 。, 极电更换简 。 单   二、电极材料 、对 电 解的液用 选 对 于电 解质的选 用和解电液 的浓 度 课本 上是 向,水

三验] 实

电 解 电极材料 液正极 象现 负极 现象  气与氧氢  气 体积比

产生

气 泡 石  石. 碳棒 墨粉 从墨碳棒 上  产 大生量 的  近 接2 1 : 脱落 液体,  浑泡  气

的  % N a 0 铁 钉   24 溶液 s

产始生 大量  气泡 .分 钟半  大生量 气  左产右 气 泡停 , 电 极光  泡 止 铁 钉部   .分 亮液溶中最   于1 2 :   大溶解 溶。液中  产 生红 褐  终 产 沉生淀, 最色 淀沉 .

红成褐 色

中加

硫 入酸氢 或化 氧钠 ,对于 强电 质 解而言 , 一在 浓  定度 范围内。 电 质 解浓度的越大 , 电导力能越 强。氢以化氧 钠 溶 液 例 为 ,氢 当化氧钠物质 的 量 浓度为5 o L 合折 o  / lt( 成质 分数约 为量2 %

) 导电率最大 , 电 力 能强 最,0 时 导但  溶 液浓度太大 , 蚀也性强 , 结腐合 实际应用, 1 %右左 用 0  的 氧化钠氢 溶液可 。即 酸硫溶 为液5 可 。本实验 ̄  用1%P 14 2— V2 流直电源进 行验实, 验 装置实 用自装 制一 置,  做

对的比实 结果验见表 下:

回 形 针 产生大 量 气  生 大 量 气产 ( 镍) 泡 , 镀 电 极光 亮 ,.电 极 光    接近 21 :  泡 液体澄   清,亮液体 清澄

实验 对结果 分的析:

通三 过实组 验 发现 ,石用 墨 作极 , 电 正极 的石我墨  是从总 棒碳上 落进入脱 电液 解 ,实响验观察效果 。 具影 体 原还有因待 一步进究 。研用稀硫 做酸电解液 时 生成, 氢气  与气 氧的积 比大体于 2l实验差误大 较这是。 为 因 , 在:酸性 溶液 中, 榷较度 ,导大 致 一 OH H子浓度减 小 ,离  抑制 了O 的 电放 且。 生成氧的气 比气在水 中氢的解溶 度H 一大 。气易 与电极发生 化氧 应反而消 耗, 氧 成造氢 与 气  气氧的体积 比明 大显 于21 : 。所 做以电 水解实验用 硫 酸 稀 电做解 液果不 好效 那么为什。么用 中的性硫酸溶钠液做 电解液 用。铁钉 做电极时会 出 异现 常现 象 ?呢着 带这 个疑问 , 用我p H试分 纸测别 负极正附近 溶 的 液 Hp ,值测

得的结 果是正极 p H 在 3 2间 较强 的酸, , ~性 之 呈极负 的

实验一  ]

电解液 电材料极  极正象 现 极 负象现 氢 气 氧 与气 积 体 比

产 生气泡 , 石  墨碳石 棒 墨 粉 碳棒从上  生 大 的量接 近21 产 :  脱 落液。体 浑  气 泡

浊 1  %的  0

H值在 1 O左 右 ,呈碱性。刚 开正始 极溶液呈 的中性, 反  应正 常, 随着 反应的进行 , 但极 正溶液酸的 性增 强 ,铁 对

O  aH 溶  液 铁钉

生 量 气  大 大生 量  气产 ,泡电极 光 , 亮.电极 光  泡  近 2接1:   液澄 清体  ,亮液体澄 清

较强有腐的作 蚀 ,铁用 发如下反应生 : 2e=e   F  F e一F,e

2+H - O e2 F( H ) ( H), 以F终最产 生褐红 O ' F ()H,e O   e O ,所 色 淀 。沉由铁于极发电生了化学反 应。制抑 了 O一H 的  放电 , 以 过一会儿就 没有 氧 气产 生了 而。镀了镍 的回  形所 针易不酸反与 应。以反应 正 。常在 N而 所Oa 溶液H中 , 正  极的 溶不液 酸性呈 ,在碱 溶 液性中 较 稳 ,定 以 铁对 铁 所

回 形

针 生 大 量 气  生 大

量 气 产 产 镀镍 ( 泡) ,  电 光 极亮, 电. 极   光 泡 近接21 :

体液澄清

。 液体澄清亮

实验二[ ]

电解 液 电 极材料 正极现   象极负现  象氢 气与  氧体积 气

电比极 蚀腐用很小 作 反应,直一正很 常。  通过

述上个对三比实验可 以 看 .出 解水 的实 电  做

产验生 气泡 . 石  石碳棒 墨墨粉从 棒 碳  生上 大 量的  于 12产 :大  5  的% 快 速 脱落 气。  液泡 H 4 20S 体 浑浊   溶

时液, 不宜用 稀硫作 酸电解液 。用1%的 N O0 aH 溶作 液

解电液时 电,材 料用铁 极或钉 回 形 针, 验实效果 好较。  用5 % 硫的钠酸液作溶 电解液时 。极材 电用 料回针或形其他  镀 材镍 料,实 验果较好 效。   、 三电的选用  对压

在上 三个实验 述中, 别分 选用 3一 4V 2 V不 等 电源 的

形针  产 生大量  气生 大量   产气 ( 镍镀) 泡 ,   极电 亮 光 . 电, 极 光 于  12  泡 大 :  液 体澄清  亮. 液澄清体

压做对 实比 验, 以看出可用 V2的电 ( 4下 转第 9 6页)

化学教

与学 12 第年3 02 期

9 — 5

实・教 学验研究 ・

对丁达 尔应效实验 的疑 与补 充义

芦 岳

锋 浙江省宁(波 学中文 章 号编 0 :80 4 0(2 0 — 0 O6  0 1— 5 6 2 1)30 9 一 1

id1.9 9 s . 0 .. 625 1. 43 o :06 i 4n1 084 20 ..5 3s 0 - 0

0浙江

宁波

350

) 101  文标识献 :码

B中

图分类 号 : 68 33G.

问题

提的  出

过 程如下 :证别 用 红色激 光和 笔白 色聚光 电照射 手 分 在放暗处 氢氧 的铁胶 化体硫和 铜溶液 . 酸并在 光射源   的入溶对 面液 一放 张纸 ,白现象 如 表1所示 。

笔者

按苏照版教《 化学 1做 氢 了氧化胶体和铁酸  》硫 铜液溶 的光透过实 后验 , 为该认 验存在一定实的缺 陷 ,

1对照 验现实

源光 液 体 氢氧 化铁胶体  较硫酸浓溶铜 液

色激红光照射笔 从垂 直于 的方光 观察向  从源射光人液溶面对察 观 有浓密的 色红线 光 看到不光  线上有纸光光点  色纸无上点 光

白色聚光 电照手  射 垂从直于 光方的向 察 观 光从 源射 人液溶面对察 观有 明亮 的光路 液 体亮 微。但无 明亮 的光路 纸上 有模糊 光斑的 纸上  明有 显的斑 光

为什

硫 么铜 酸液溶 用不 同 色 颜光 的照 射会出现不

光激笔照

射 ,现非象常 明显 ,直简像 里 看雾“” 学生  花 ,非 惊 讶常。  三、 补充实验的优  ( 点 同一) 时里 ,间 以察 到各观 自立 的独不同 的   在1 可 体胶(液溶 胶、 气溶 胶)的 丁达尔效 应。 更 加深了对 体 胶分

和性质的理类解。

同的 象现呢? 查资阅料 发现后 。原 来 c将红能光 收吸 p , 因此用掉红色光 (了 解多学数 是校红色 用激光 氢 )经 做 化氧铁胶 体和 硫铜酸溶 液有 无丁达尔效 应 的对比 验 实显然 不是妥 的当, 用光 自比合适较。另外 , 建 议笔 特者选

择了 如下验作为实补充 :

、二 充补 实验

) ( 泥于拘 教材 , 改进 于和 新 , 其 贴创 近 生 2不 敢

活使 ,过实 创设 验的情 景 帮学助 联 想 到 : 晨生 树 问叶  通 透过清的道 道霞光 , 晚 日辉落映 出的 道金道 , 傍光 夜雨

实验 :一 气空—— 蒸 气 水 ) ( 雾溶气 胶的达尔效丁  实应验步及现骤 象在 1:0L的小 烧 杯中 加 入5m  m0 0

L沸水 上盖玻 璃后 , 片一过 会儿一用 束分别 光照沸射部  水 分和水气 部 分, 沸 水 部 无分 丁达尔 效应, 水上 水蒸的  沸

驰 的汽车 射 出道的 道 白 光 无一 不是 , 达尔效丁应 ,而   从 达到 系教联材 、活 化教 材、深 化材 教效的 果 。  ()

3具有材 料易 , 得消 低 ,耗污 染小 ,仪器 清 洗方便   等点优 适合学 ,分组生 验 实 学, 自生制备胶己 , 体即自 随  就己看能 到丁达 效尔 , 养应 学了 生的动 手力 , 验能 培  体科学了探 的究过 。程

分有丁达尔部应效 。

实验 二 空气—:— 烟 溶胶气的达丁效应  实尔 验步骤 现 及 : 象点 燃根香 烟 一,用 倒立 的 锥形  瓶 集 收一些 烟 (可 以用浓也盐酸 和浓氨水混 合 生成) 后 然,

(上 第接 9 页5压 )时 ,明显 ,现 象用较时少 , 果最效 好 。

考资参料

[ 胡英主]. 编1   物理化学[ . M] 北: 高等京 教育出版社 9,919  [ 严] 宣 主申编. 通 无 机化学 ] [ 2普M .北 京: 北京 大学 版社出 ,

19  9

[9 ]祖王浩主编 .4义务 教课程标准育 实教科 书( 验学M)]化 [ 上

海 . :海教育 出 版 社.0 59上 2 0 .

[ 胡]美主玲. 编3 义 务教育 课程标 准实教科验书 学)(M北  化][ .

京 : 民 育 教版社 出, 10  人 02.

—96

学化教 与学 2 1 第 期 3 02

范文九:微型实验电解水

华南师范大学实验报告

学生姓名 学 号 专 业 年级、班级 课程名称 实验项目

实验类型 □验证□设计□综合 实验时间2012 年5 月 日 实验指导老师 实验评分 【实验目的】

1.理解在不同电解质溶液环境中电解水的原理规律; ○

2.探究微型实验仪器电解水过程中电极变化原因。 ○

【实验原理】

微型实验是近二十多年来迅速发展的一种化学实验新方法和新技术,是国际化学教育界公认的体现绿色化学思想的一种新举措。其具有“体积小、时间省、反应快、效果好、易操作、较安全、动手操作机会多、趣味性高、用药少、污染低”等特点,其较常规实验更加适合学生探究性学习、研究性学习,然而对于化学教学而言,常规实验具有不可替代的一面,如果将微型实验和常规实验有机地整合,并且应用于化学教学的实践中,可以起到事半功倍的效果。

本次实验我们应用微型技术来探究水的电解实验。

在这个实验中我设计用的微型实验仪器有:大头针做电极,多用滴管代替烧杯和导管,还有井穴板代替小烧杯来收集氢气肥皂泡进行爆鸣实验。

基本原理:用大头针(镀镍)作电极电解水,稀硫酸,氢氧化钠,硫酸钠的原理实际上是电解水的原理。电极不参与反应时电解水的电极反应方程式如下: 酸性 碱性 阴极:

阳极:

若大头针外部的镀层破损,电极变成铁电极,则阳极反应变为:

在碱性或者中性条件下,亚铁离子不稳定,于是发生:

【实验仪器与试剂】

仪器:多用滴管、井穴板、低压电源、大头针(表面镀镍)、肥皂水、火柴、 试剂:去离子水、Na2SO4溶液(约2mol/L)、NaOH溶液(约2mol/L)、H2SO4

溶液(约2mol/L)

【实验装置】

【实验步骤】

1. 用多用滴管中分别吸取去自来水,Na2SO4溶液(约2mol/L)、NaOH溶液(约2mol/L)、H2SO4溶液(约2mol/L),

2. 在多用滴管上插入两根大头针作为电极、连接低压电源,调节电解电压为12V,观察现象;注意避免两电极接触。

3. 当多用滴管中产生较多气泡时,将滴管尖嘴插入井穴板中盛有的肥皂水中,用火柴点燃吹起的肥皂泡;

4. 实验一段时间后,观察电极(大头针)的变化。

【实验现象记录】

【实验分析】

一、实验现象与结果分析:

1.分析上面的实验现象,电解自来水时,因为其中可自由移动的离子数量少,因此速率很慢,看不到明显有气泡产生现象。不过因为用的是自来水,水中还是含有少量的氯离子和金属离子,会影响电解。若要得到更准确的实验效果,应该用去离子水进行实验。

2.加入氢氧化钠、硫酸钠、硫酸等强电解质溶液,溶液导电性大大增强,有明显的电解现象(有大量的气泡生成)。此时溶液中放电的离子仍是H+、OH-,电解的物质仍然是水。

3.在实验中,用水和硫酸钠做电解质时发现:溶液会变成黄绿色,且有少量绿色沉淀生成并变成黄色,这是因为:使用的大头针镀层破损,有铁锈层,铁的氧化物及铁与电解液直接接触,在电解水过程中铁质大头针在阳极被氧化为亚铁

离子,在碱性或中性条件下,被空气继续氧化成三价铁离子,并结合氢氧根离子,最终变成氢氧化铁红褐色沉淀,由于量较少,故呈棕黄色。

4.当电解质为氢氧化钠和硫酸时发现:溶液没有变色也没有产生沉淀,猜想是因为经过前面几次的实验,电极的锈层已经几乎被分解,不会再有铁锈溶解在水中,且电解质中的氢离子或氢氧根离子较多,首先进行电解反应,所以实验中不会出现溶液变色和沉淀。

5.电解过程中产生氢气与氧气,因此能吹起肥皂泡,并由于氢气不纯,所以点燃肥皂泡会发生清脆响亮的爆鸣声。

二、关于微型实验

从上述实验我们可以看到微型化学实验具有“实验仪器微型化”和“试剂用量节约化”两个基本特征,因此仪器价格相对低廉、实验较易于成功,过程较为环保、不会造成危险。所以应用微型化学实验有利于激发学生学习化学的兴趣、培养学生的环保意识和绿色化学观念、培养学生的动手能力和观察能力、培养学生的创造性思维能力和探究能力等。 查找文献资料了解到: 1、实验仪器

1.1一些常用的专业微型实验的仪器(表3)。

1.2 寻找一些代用品用于微型实验:

最常用的代用品是青霉素瓶子,它可以作反应容器(可以加热,但是温度不能超过200℃,而且要预热),也可以用于储存药品,更重要的是它是医疗用品,因此玻璃中不含有重金属,减少了对实验的误差;

其次是注射器,它具有取液、作为反应容器,而它的最大优势在于准确计量和控制反应量,因为每只注射器上都有精确的刻度

在实验实践中,其它常用的代用品还有:

1)酒精灯:可用青霉素药瓶做灯体,在胶盖上打一个小孔,插上一段小瓷管, 用棉线做成灯芯, 灯帽用日光灯的旧起辉器外壳即可。

2)烧杯:可用塑料瓶盖、透明的照相胶卷盒代替。

3)试管:可用无色小药瓶代替(如:正气丸的塑料小瓶)。它无色透明,便于观察反应过程中的颜色变化、气体及沉淀的生成。

4)水槽:可用大小合适的塑料容器或玻璃容器加工制成。

5)集气瓶:可用大小合适的塑料瓶,也可用青霉素瓶代替,收集气体后,用原来的橡胶塞塞住。

6)量筒:可用不同容积的注射器代替。

7)导管:可用废圆珠笔芯、输液管、饮料的吸管或自行车的气门芯代替。 8)胶管的胶头:可自制,也可用眼药瓶做成。

9)试剂瓶:在青霉素药瓶里放入各种固体或液体试剂,贴好标签即即可。 10)药匙:可用硬塑料片、塑料冷饮吸管经过加工制成。 11)漏斗:用输液器截下其圆锥部分即可。 12)水槽:可用肥皂盒代替。

以上我们研究的是微型化学实验仪器,而常规化学实验的仪器在全国范围内基本达到标准化,所以没有研究。对于初中化学实验来说,使用的仪器一般较为简单,在价格上微型化仪器比常规化学实验仪器经济,易于实现学生每人一套,个个动手,所以我校从某些实验开始尝试微型化学实验是可行的。

附:利用微型实验进行银镜反应的实验设计 【探究目标】

掌握银镜反应的基本原理;了解工业上制镜和保温瓶胆的有关知识;学会通过控制实验条件进行银镜反应的实验操作。 【准备材料】

药品:2%的硝酸银溶液、2%稀氨水、2%葡萄糖溶液或乙醛、稀硝酸。

仪器:青霉素瓶、自制酒精灯、多用滴管(50D/mL)、滴管架、铅笔、

自制小夹子。

【探究活动】 提出问题:

我们每天都照镜子,那么它是如何制造的呢?根据先前学习(或通过查阅资料)知道,含有还原性基团醛基物质(如乙醛、葡萄糖),容易被弱氧化剂(如银氨溶液)氧化,生成酸,同时析出银均匀地镀在玻璃上形成银镜。工业上利用这一原理制镜或保温瓶胆(工业上常用葡萄糖作为还原剂)。 【实验探究】

在一只洁净的青霉素瓶中,用多用滴管加入一滴的硝酸银溶液,然后滴入两滴稀氨水(第一滴出现白色沉淀,第二滴沉淀刚好溶解变澄清。),再滴入一滴葡萄糖溶液,按下图固定好,小火加热,约十至十五秒有银镜出现(可用一个空瓶子作比较)。 说明:

该实验要求青霉素瓶洁净;加热析出银时容器必须安稳;加热时温度不能太高,火焰离瓶底约一厘米,且受热均匀;反应完成后滴加两滴稀硝酸,溶解,回收硝酸银。 【案例分析】

本实验现象明显,而药品的用量(硝酸银溶液一滴)仅是常规实验(硝酸银溶液一毫升)的五十分之一,产物方便统一回收,减轻了对环境的污染,反应时间(15s)是常规实验(2min)的八分之一,很适合学生课堂实验,能较好地培养学生实验动手能力、体现绿色化学的意识。

范文十:电解水实验报告(1)

电解水实验报告

实验原理:

水溶液中有氢离子和氢氧根离子,在通电的情况下,氢离子向负极移动,得电子形成氢气,氢氧根离子向正极移动,失电子,形成氧气和氢离子,形成的氢离子又往负极移动,这样就形成了一个闭合回路。

纯水导电能力不强,点解速率慢,原因在于氢离子在阴极的电子形成氢气,在阴极附近氢氧根离子浓度减少,导致水本来的电离平衡受到影响,阴极附近溶液带负电,吸引其他的正离子,影响氢离子在阴极被氧化,阳极原理也是如此。

加适量的电解质可以加快点解速率。本实验用的是10%的硫酸,硫酸浓度过大,实验不安全,过小不会对电解速率有多大的改善。 1电极用粗铁丝制作,套于塑料管内,是两段裸露,用一大烧杯○

做电解槽,电解液用10%碳酸钠溶液或者氢氧化钠溶液。 2用两支口径,长短都一样的事关收集电解形成的氢气和氧气,○

如图(简易水电解器图)

3先将电解液注入烧杯中,○两根电极挂在烧杯壁上,两支试管都灌满电解液倒扣在电极上。

4将电极与电源相连,通以12v的直流电流尽享点解。 ○

5断电后对阴阳极气体进行检验。 ○