实验四电解水实验研究(1)
实验四 “电解水”演示实验的研究
一、实验目的
1、掌握“电解水”实验的操作技能
2、探索电解液浓度及电解质的种类、电压对水电解效果的影响
3、探究电解水的最佳方案，培养学生研究和改进实验的能力
二、实验教学要求
分别以1︰10、1︰20的硫酸，5%、10%氢氧化钠为电解液，用霍夫曼电解装置，4~12V直流电源，进行电解水实验。探究到电解得氢气与氧气的体积比为2︰1的最佳方案。
三、实验原理
电解水就是在通电的作用下使水分解的实验，为了增加水的导电性一般向水中加入氢氧化钠和硫酸溶液，简单分述如下：
1. 以氢氧化钠为电解液
当电流通过时，溶液中的H+和Na+都向阴极移动，但因Na+离子获电子能力倾向小，故在阴极析出的 是氢气而不钠。阴极：2H+ + 2e ＝H2 -
2. 以硫酸为电解液
当电流通过时，溶液中的OH-和SO42-都向阳极移动，由于SO42的电势较高，因而OH-先放电在阳极 上产生氧气。阳极：2OH- - 2e ＝H2O + 1/2 O2 -
所以电解反应为： 电解
2H2O=====2H2↑＋O2↑
四、实验用品
霍夫曼电解器、低压直流电源、大烧杯、导线，6%、12%的氢氧化钠溶液，1︰10、1︰20的硫酸溶液。
五、实验操作
1、 检查水电解器各部件，要求玻璃活塞不漏气，装置电极部位不漏液。
2、 打开活塞从球形漏斗中添加配制好的溶液，使整个管子充满溶液没有气泡，关闭活塞。
3、 接上直流电源，测出四种溶液在不同时段和不同电压时产生氢气和氧气的体积，以寻求电解水的最佳 方案。
六、思考题 1、电解水时，为什么要加入电解质？用于电解水实验的电解质应符合什么要求？
2、电解水所收集的氢气和氧气的体积比等于2︰1，这是本实验成功的标志之一，你的实验结果如何?如果不是，试分析失败的原因?
3、 课堂上完成电解水实验需要一定时间，你打算怎样做到实验与讲解有机地结合？
4、 总结自己的实验记录，你认为做好电解水的实验的最佳条件和应注意的问题是什么？