例谈电解水实验试题

水是我们日常生活中最常见的物质之一，有关它的组成历史上许多科学家都进行了不懈的探索，直到18世纪末，法国的拉瓦锡通过对水的生成和分解实验的研究，确认了水是由氢氧两种元素组成的.今天我们已经能很轻松的完成这个实验，而且电解水实验是中学化学研究水的组成的重要实验，有关该实验的测试题也是时有考查.为了加深同学们对电解水实验的认识和理解，现将与电解水实验有关的测试题整理如下和同学们共同分享.

一、立足教材，培养探究与应用能力

例1用右图所示装置电解水，反应一段时间后，对有关现象和结论描述不正确的是

A.乙试管中收集到的气体能燃烧

B.甲、乙两试管中收集到的气体质量比为2∶1

C.实验时可在水中加入氢氧化钠溶液或稀硫酸增强水的导电性

D.水是由氢元素、氧元素组成的

解析通过观察右图会发现，甲试管与电源的负极相连，反应一段时间后，甲试管内收集的气体是氢气，氢气具有可燃性.乙试管与电源的正极相连，反应一段时间后，乙试管内收集的气体是氧气，氧气具有助燃性.通过电解水的化学方程式

2H2O通电2H2+O2

可知，甲、乙两试管中收集到的气体质量比为1∶8，气体的体积比约为2∶1.在电解水实验的具体操作中，为了增强水的导电性，可在实验时向水中加入少量的稀硫酸或氢氧化钠溶液.通过检验反应的生成物，可以充分说明水是由氢元素和氧元素组成的.

答案A、B

二、抓住主旨，提升归纳总结能力

例2如图是某同学自己设计的一套电解水简易装置：将大塑料饮料瓶截去瓶底，留瓶口一段约8cm～10cm，瓶口配一个胶塞，由里向外塞紧.A、B两极是用镀铬曲别针伸直做成，由塞子露头处连接导线.试回答：

（1）由图可知：A端为极__________，B端为__________极.图中气体的收集方法是__________.

（2）填写下表：

试管产生气体检验方法现象结论ab（3）实验前，小兰向水中加入少量的稀硫酸或氢氧化钠溶液，其目的是__________.

（4）电解水过程中，发生变化的微粒是__________，不发生变化的微粒是__________和__________.（均填名称）

解析本题借助学生设计的一套简易电解水实验装置，考查学生对电解水实验理解和掌握的程度.解题时，同学们只要联系所学知识，从正负极气体的多少来熟练地判断是什么气体，并会对其进行检验，就能顺利完成本题.通过观察可以发现，试管a中产生的气体较少，是氧气，A为正极；试管b中产生的气体较多，是氢气，B为负极.电解水实验发生的是化学变化，在化学变化中分子发生改变而原子不发生改变，因此在电解水过程中发生变化的微粒是水分子，不发生变化的微粒是氢原子和氧原子.通过图示可以看出，采用的是排水集气法.氢气具有可燃烧性且燃烧的火焰为淡蓝色，可用燃着的木条来检验.但在点燃前，要先检验氢气的纯度，以免引起爆炸.氧气具有助燃性，可使带火星的木条复燃，因此可用带火星的木条来检验.通过检验生成物，可以充分说明水是由氢、氧两种元素组成的.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、负两极所收集气体的体积比约为1∶2.在电解水实验的具体操作中，为了增强水的导电性，可在实验前向水中加入少量的稀硫酸或氢氧化钠溶液.

答案（1）正、负、排水集气法

（2）

（3）增加溶液的导电性

（4）水分子氢原子氧原子

例3没有水，就没有生机勃勃的地球.小华与同学们为了探究水的组成，他们用如右图所示电解水的装置进行实验，通电后两电极都有气体放出，一段时间后，A量筒中气体体积是B量筒气体体积的两倍.经检验A量筒里的气体能燃烧，B量筒里的气体能使带火星的木条复燃.

你认为上述实验现象可以说明的事实有：

（1）____________________；

（2）____________________；

（3）____________________.

解析本题是一道电解水实验信息给予题，信息所提供的内容非常丰富，只要同学们能够认真读题、审题，将语言叙述和图示很好结合就不难解答.通电一段时间后A量筒中收集气体能燃烧说明是氢气，B量筒中收集气体能使带火星的木条复燃说明是氧气.从而说明水在通电的情况条件被分解成氢气和氧气，也说明水是由氢、氧两种元素组成.A量筒中气体体积是B量筒气体体积的两倍，说明电解水生成的H2和O2的体积比是2∶1.电解水实验中水分子发生了改变，变成了氢分子和氧分子，但变化过程中氢原子和氧原子并没发生改变，说明在化学反应中分子可以再分而原子不可分，化学反应前后元素的种类不发生改变等.

答案（1）水在通电的情况条件被分解成H2和O2

（2）水是由氢元素和氧元素组成的

（3）在化学反应中分子可以再分

（4）电解水生成的H2和O2的体积比是2∶1

（5）氢气可以燃烧

（6）氧气可以帮助燃烧

（7）……

三、实验对比中，加强应用提升能力

例4下图中甲、乙两图都是电解水的简易装置.回答下列问题：

（1）装置甲比装置乙有一个明显的优点，这个优点是__________.

（2）装置乙比装置甲有一个明显的优点，这个优点是__________.

（3）在水中加入少量硫酸或氢氧化钠的目的是__________.

（4）图中显示表明，实验是未开始、刚开始还是已进行一段时间了？

（5）开始电解后，A管收集到气__________，B管收集到气__________.

（6）在D处，用燃烧着的木条还是带火星的木条进行检验？

解析本题是由两套电解水实验装置进行对比实验所设计的一道题，只要我们仔细观察，认真审题就不难发现两套装置各自优点及隐含的信息.仔细观察发现甲装置比乙装置简单且便于操作但不便于气体的检验，而乙装置虽然比甲装置复杂但便于气体的检验.电解水实验时为了增加水的导电性，通常向水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液.两套装置均已收集了一定量的气体，说明实验已进行了一段时间，且甲乙两装置中A、C管中气体的体积均小于B、D两管，说明A、C管中收集的气体是氧气，B、D管中收集的气体是氢气.检验氧气用带火星的木条，检验氢气用燃着的木条.

答案（1）装置简单，便于操作

（2）便于检验气体

（3）增加溶液的导电性

（4）已进行一段时间了

（5）氧气氢气

（6）用燃着的木条检验

希望通过几道例题的解析，能和大家对电解水的实验及实验的改进有一个更加清晰地认识，更能将我们所学的实验进行再创新、再改进，从而使我们化学教育向着资源节约型，环境友好型方向发展.

【作者单位：（161332）黑龙江省讷河市同心中心学校】