[科普中国]-电解水实验

电解水实验是一个测试水的组成的实验。根据电解时生成物的情况，电解可分为电解水型、分解电解质型、放氢生碱型、放氧生酸型等几种类型。水由氢、氧两种元素组成。水通电生成氢气、氧气。正极产生的是氧气，负极产生的是氢气。化学反应前后，元素种类不变。在化学变化中，分子可分成原子，而原子不可分，可构成新的分子。

实验装置水分子 H2O

氧分子 O2

【为增强水的电解性，可在水中加入少量稀硫酸、氢氧化钠溶液(一般不加氢氧化钠溶液，容易起泡沫)、硫酸钠溶液、硝酸钾溶液等】二氧化碳可以用来灭火。

电极（阳极必须为惰性电极，否则电极溶解而收集不到氧气，可以用铅电极）1。

实验现象试管内有气泡，与电源正极(氧气），负极（氢气）相连的试管产生的气体比值：1:2（熟记口诀：氢二氧一，阳氧阴氢）

但在一般情况下，氢气与氧气的体积比值一般大于2:1，原因有下面两种 ：

1、氢气和氧气的溶解性的差别，氢气难溶于水，氧气不易溶于水（1L水30mL的氧气）但一小部分氧气溶于水，比值大于2:1。

2、电极氧化消耗了一部分氧气

ρO2=1.429g/L ， ρH2=0.089g/L

（其中氢，氧两种分子数比值：2:1；氢气，氧气的质量比值：1:8；氢元素和氧元素的体积比：2:1）

有八个字简单概括是：正氧负氢。氢二氧一。

上述实验中发生的化学反应属于分解反应。

水由氢、氧两种元素组成。（注意：电解水实验产生的是氢气和氧气，不能说水由氢气和氧气组成（水是由氢元素和氧元素组成的），两者是不能相互交换的

水（分子）中，氢、氧两种元素的原子个数比为2:1，分子个数比2:1 体积比为2:1 质量之比为1:8

水通电生成氢气、氧气。

正极产生的是氧气，负极产生的是氢气。

化学反应前后，元素种类不变。

在化学变化中，分子可分成原子，而原子不可分，可构成新的分子。

有时实验结果不准确，原因如下：

1、氢气与氧气在水中的溶解度不同；

2、气体在电解器壁上的附着程度不同；

3、有副反应发生，消耗氧气2。

注意事项⒈纯水不导电，可在水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠或稀硫酸增强导电性。

⒉在实验进程刚开始时，氧气和氢气的体积比与1:2不符，是因为氧气不易溶于水，但会溶解一小部分；氢气难溶，反应速率较慢，所以氧气较少。

3.一定要将电解槽中的空气排尽，关闭活塞。

如何验证如用排气法收集，则要用拇指堵住试管口一会儿，（试管口朝下）使试管内可能尚未熄灭的火焰熄灭，收集好后，用大拇指堵住试管口移近火焰再移开，声音很小则表明氢气很纯。如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯。这时需要重新收集和检验。氢气能够燃烧，可用燃烧着的小木条检验氢气，氢气燃烧时发出淡蓝色火焰，可能你会看见是黄色火焰，是因为装有氢气的容器中含有其他的化学物质，一般是元素钠的黄色。

如何区分能使带火星的木条复燃的是氧气，氢气可用燃着的木条。氢气燃烧会产生淡蓝色的火焰。（如果氢气太少可能只会有“嘭”一声，不会燃烧）

口诀正氧、负氢（正氧负氢） 正氧体小能助燃；负氢体大能燃烧。

对电极材料、电解液的选用对于电解质的选用和电解液的浓度，课本上是向水中加入硫酸或氢氧化钠，对于强电解质而言，在一定浓度范围内，电解质的浓度越大，导电能力越强。以氢氧化钠溶液为例，当氢氧化钠物质的量浓度为5mol/l（折合成质量分数约为20%）时电导率最大，导电能力最强，但溶液浓度太大，腐蚀性也强，结合实际应用，用10%左右的氢氧化钠溶液即可，硫酸溶液为5%即可3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学