电解水实验的探讨.pdf

维普资讯 第 l8卷 第 3期 商洛师范专科学校学报 Vo1．18 No．3 2004年 9月 JournalofShangluoTeachersCollege Sept．2004 电解水实验的探讨 石启英 (商洛师范专科学校化学系 ，陕西商洛 726000) 摘 要 ：从分析氢氧体积 比误差产生的原因入手 ，探讨 了非铂 电极与 电解液的匹配 以及 影响电解速度的因素等问题． 关键词：水；电解实验 ；氢氧体积 比；电解速度 中图分类号 ：06—3 文献标识码 ：A 文章编号 ：l008—3030(2004)03-0114-03 电解水的演示实验是 中学化学教学 中一个 度 的差距 ． 重要的基础实验 ，其实验教学的 目标就是为了给 2)气体在电极表面的吸附程度是氧气 比氢气 学生学习水的组成提供感性认识．因此 ，做好该实 大． 验对讲授这一知识至关重要．然而因条件所限，大 3)阳极氧化和副反应的发生使氧气量减少．如 多数教师只能用 自制的简易水电解器来完成该 铁做电极时，阳极被氧化而耗氧生成氧化物 ；再 实验．用 自制的水电解器往往存在两点不足：1)生 如用 自来水配制氢氧化钠溶液做 电解液 ，因溶液 成的氢气、氧气的体积比难以达到2：1，氧气体积 中含有 C1-，阳极放 出的氧原子与C1-生成了CIO一， 常常小于理论值；2)电解速度缓慢，演示时间过长． 使放出的氧气量减少． 虽有不少改进方法l1-31，仍然不够理想．为此 ，笔者 4)两极的电流效率不同． 对实验所需的用品和条件进行了探究． 针对 以上原因分析，为减少误差，可采取的 措施为： 1 氢氧体积 比误差产生的原因 1)在临做实验之前，将两 电极 (不装进管 内) 电解水的化学反应原理是： 直接插入即将要用的电解液中，进行数分钟的预 阴极 ：2H +2e_+H2T 先通电处理．一方面可使气体在溶液中先溶解至 阳极：40H一一4e__2H20+02T 饱和，另一方面也使电极上吸附的气体饱和． 总反应是：2H20— 2H2T+02T 21若使用的电解器是霍夫曼电解器或其模拟 从理论上看 H 与 O 的体积比应为 2：1，一 装置，待集气管内的电解液装满并关闭旋塞后，将漏 般实验结果往往大于2：1，其主原因是： 斗(口朝下，连有胶管)置于实验台面上的烧杯中．这 1)在相同温度下，氧气的溶解度 比氢气的大． 样 电解出的气体所承受的压力就会明显减小． 例如，在 1个标准大气压和 20cI=时 ，氧气的溶解 3)注意电极材料与 电解液的匹配 ，并将两极 度 为 3lmL／L，而氢气为 18．2mL／L，从而使收集 固定使用(如阳极套上塑料软管作标记)．新做的 的氧气量减少．实验表明，气体在管 内所承受的 电极 ，一定要在演示之前先进行一次较长时间的 水压越大，氢气和氧气在水里的溶解度差别就越 电解 ，使 电极表面充分氧化而形成保护膜． 显著 ，体积比偏离理论值就越多．降低管内气体 4)配制电解液用蒸馏水，所用的电解质如H2sI)、 的压强 ，可以明显地缩小氢气和氧气在水中溶解 NaOH等也要尽可能纯净，以防止引进杂质离子与 收稿 日期 ：2004—07-0