电解水实验探究报告.docx

《电解水实验探究报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电解水实验探究报告.docx（6页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、电解水试验教学争论摘要：电解水试验是初中化学教学中的一个重要的试验，本试验从电极材料、 电解液浓度和电压以及电极距进展分析，探究用简易装置在不同的条件下进展“电解水”试验时所产生的 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 的试验条件，找到最正确组合。1 前言：电解水试验是中学化学课本中一个格外重要的试验。该试验主要是验证水是由氢、氧两种元素组成的，试验的理论现象为：通电后，电极上消灭气泡， 一段时间后所收集到的氢、氧气体积比约为 2：1。影响该试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，利用正交试验法探究影响

2、水电解试验的因素以及试验最正确条件。2 试验原理：水在通电状况下会发生水解，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。纯水导电力量不强，电解速度慢，因此为改善这个问题， 加快电解速度，可参加适量电解质来增加水的导电力量，本试验承受硫酸作为电解液，对电解液浓度，电压和电极矩三个因素进展分析比较，以便好中选优。水在通电下总反响方程式为：2H O 电解 2H O 222阴极：2H+ + 2 - =H2阳极：4OH- _ 4 - =2H2O+O23

3、 仪器与试剂：3.1 仪器：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3.2 试剂： 蒸馏水、浓硫酸98%4 试验局部：(1) 依据因素水平表，按正交表 1 L9(34)进展试验。(2) 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。(3) 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。(4)按图 7-1 所示将饮料瓶与电极组装成简易的电解水装置。(5)将直流稳压电源调整到所需电压，关闭。将正、负极与电极接好，翻开开关 并马上计时，当负极收集

4、的氢气为 6ml 时关闭开关，停顿计时，读出正极收集的氧气的体积。图 7-1：电解水简易装置图表7-1 正交表1 L (34)9因素电压 E/V硫酸浓度%电极材料电极距/cm165铁钉42610碳棒63615保险丝84125碳棒851210保险丝461215铁钉67185保险丝681810铁钉891815碳棒4表 7-2 -1反响体积比例评价标准试验结果评价(氢气氧气比例)分数2：11.75:1-2:1 或 2:1-2.25:11.5:1-1.75：1或2.25:1-2.5:11.25:1-1.5：1或2.5:1-2.75:11.0:1-1.25:1或2.75:1-3.0:110090-998

5、0-8970-7960-69表 7-2-2 反响时间评价标准试验结果评价(产生气体时间) 90-12070-90 或 90-11050-70或110-13030-50或130-1501505 结果与争论：分数10090-9980-8970-7960-695.1 数据记录及处理表 7-3 试验数据记录表编号气体体积比分数反 应时间分数总分数12.1:196210628922.9:164222616332:110078949943.0:160157686252.3:18850808661.9:19653819371.9:1961201009782.1:19628689092.9:164236893

6、表 7-4 因素水平分析表电压 E/V电解液浓度电极材料电极距/cm2512482722682412392182532802852822518483918980807384939594841315195K1K2K3k1k2k3R主次挨次电极材料电解液浓度电压电极距优水平A3B3C3D1优组合A B C D33315.2 试验结论本文利用试验正交法探究不同的电极材料、电解液浓度、电压和电极距对试验效果的影响中，电极材料是最主要的影响因素，电极距是最次要影响因素， 本试验到达最好效果的电极材料为保险丝，电解液浓度为 15%的硫酸，电压为18v，电极距为 4cm。5.3 争论试验的理论现象为：通电后

7、，电极上消灭气泡，一段时间后所收集到的氢、氧气体积比约为 2：1。但在一般状况下，氢气与氧气的体积比值一般大于 2:1，缘由有下面两种 ：1.氢气和氧气的溶解性的差异，氢气难溶于水，氧气不易溶于水1L 水 30mL的氧气所以一小局部氧气溶于水，比值大于 2：1.2.电极氧化消耗了一局部氧气， O2=1.429g/mL ， H2=0.089g/mL其中氢，氧两种分子数比值：2:1；氢气，氧气的质量比值：1:86 参考文献1 刘怀乐.中学化学教学实证与求索M.重庆：西南师范大学出版社.2023：2 华彤文,陈景祖等. 一般化学原理第三版 M. 北京：北京大学出版社.2023：3 中学化学教师手册编委会 .中学化学教师手册 M. 北京：科学普及出版社.1981：4 王克勤，逯俊玲 ,左志军.酒精灯加热温度的测定争论 J.化学教学， 2023，11：5 中学化学试验大全中学化学教法中学趣味试验