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。