电解水实验探究报告.docx

电解水实验教学研究
摘要：
电解水实验是初中化学教学中的一个重要的实验，本实验从电极材料、 电解液浓度和电压以及电极距进行分析，探索用简易装置在不同的条件下进行 “电解水”实验时所产生的H2、O2对电解速度的影响。同时用正交试验法找 到电解水实验教学研究
摘要：
电解水实验是初中化学教学中的一个重要的实验，本实验从电极材料、 电解液浓度和电压以及电极距进行分析，探索用简易装置在不同的条件下进行 “电解水”实验时所产生的H2、O2对电解速度的影响。同时用正交试验法找 到使氢、氧气体积比接近2： 1的实验条件，找到最佳组合。
1 刖言：
电解水实验是中学化学课本中一个非常重要的实验。该实验主要是验证水 是由氢、氧两种元素组成的，实验的理论现象为：通电后，电极上出现气泡， 一段时间后所收集到的氢、氧气体积比约为2： 1。影响该实验的因素有以下几 个：电解质种类、电解液浓度、电极材料、电极距、外加电压。通过探究的过 程，利用正交实验法探究影响水电解实验的因素以及实验最佳条件。
2实验原理：
水在通电情况下会发生水解，氢离子向负极移动，氢离子得负极电子而变 成氢气，故阴极产物为氢气，而氢氧根离子向正极移动，氢氧根在水的参与下 失去电子而得到氢离子和氧气，故阳极产物为氧气。其体积比为2： 1，以此可 以确定水的组成成分。纯水导电能力不强，电解速度慢，因此为改善这个问题， 加快电解速度，可加入适量电解质来增强水的导电能力，本实验采用硫酸作为 电解液，对电解液浓度，电压和电极矩三个因素进行分析比较，以便好中选优。
水在通电下总反应方程式为：2鸟0土陞2H21+021
阴极：2H++ 2e - ==H2 f 阳极：40H- _ 4e - ==2H20+021
3仪器与试剂:
：
直流稳压电源、电极(铁钉、碳棒、保险丝、饮料瓶、刻度试管(10ml)、导线、 胶塞(一号)、1000ml烧杯、火柴、量筒、尺子、剪刀、秒表、酒精灯
： 蒸馏水、浓硫酸(98%)
4实验部分：
根据因素水平表，按正交表1 L9(34)进行实验。
将饮料瓶剪成水槽状，按电极距要求打孔，装入电极，用蜡封好，检验是否 密封完好。
分别配置质量分数为5%、10%、15%的硫酸溶液，装入广口瓶中备用。
按图7-1所示将饮料瓶与电极组装成简易的电解水装置。
将直流稳压电源调节到所需电压，关闭。将正、负极与电极接好，打开开关 并立刻计时，当负极收集的氢气为6ml时关闭开关，停止计时，读出正极收集 的氧气的体积。
图7-1 :电解水简易装置图
因素
电压E/V
硫酸浓度（%）
电极材料
电极距/cm
1
6
5
铁钉
4
2
6
10
碳棒
6
3
6
15
保险丝
8
4
12
5
碳棒
8
5
12
10
保险丝
4
6
12
15
铁钉
6
7
18
5
保险丝
6
8
18
10
铁钉
8
9
18
15
碳棒
4
表7-2 -1 反应体积比例评价标准
实验结果评价（氢气氧气比例）
分数
2： 1
100
:1-2:1 或 2:1-:1
90-99
:1-: 1 或 :1-