电解水 —— 探究水的组成
两管气体为什么体积比是 2 : 1
给水通电使其分解,观察两极产生气体的体积比,并用燃着的木条检验氢气和氧气,推断水的组成元素。
配套虚拟仿真:电解水 —— 探究水的组成(虚拟探究)
给水通电使其分解,观察两极产生气体的体积比,并用燃着的木条检验氢气和氧气,推断水的组成元素。
实验目的
- 通过电解水实验认识水的组成。
- 学会检验氢气与氧气的方法。
- 理解化学反应前后元素种类不变。
实验原理
水在通电条件下分解生成氢气和氧气:2H₂O —通电→ 2H₂↑ + O₂↑
两管中气体体积比约为 2 : 1,与化学方程式中系数比一致。
检验方法:负极产生的气体能被点燃并发出淡蓝色火焰,是氢气;正极产生的气体能使带火星的木条复燃,是氧气。
由生成物为氢气和氧气可知,水由氢元素和氧元素组成。
关键公式 / 方程式
2H₂O —通电→ 2H₂↑ + O₂↑
实验器材
水电解器(霍夫曼电解器)
直流电源
水(加少量硫酸钠或氢氧化钠增强导电性)
火柴、木条
实验步骤
1
组装装置
把电解器固定在支架上,加入含有少量硫酸钠的水,打开电源开关。
2
观察气体
通电后观察两玻璃管中液面下降情况,比较两极产生气体的体积。
3
检验氢气
待气体较多时,用燃着的木条靠近与负极相连的管口,打开活塞,观察气体燃烧现象。
4
检验氧气
用带火星的木条靠近与正极相连的管口,打开活塞,观察木条是否复燃。
5
记录分析
记录两管气体体积,计算比值,说明水的组成元素。
实验现象
通电后两极都有气泡产生,与负极相连的管中气体约为正极管的 2 倍。
负极气体被点燃后发出淡蓝色火焰:2H₂ + O₂ —点燃→ 2H₂O。
正极气体使带火星木条复燃。
实验结论
结论
水在通电条件下分解生成氢气和氧气,体积比约为 2 : 1。化学反应前后元素种类不变,说明水由氢元素和氧元素组成。
安全提示
请务必遵守以下安全要求
电解水装置通电时不要触摸电极。
检验氢气时要注意先排出管内空气,防止氢气与空气混合遇明火发生爆鸣。