逍遥学能 2018-10-03 04:06
不同装置 同一原理
电解水的实验是初中化学实验的重要内容，包括两极产生的气体特征、体积比及检验方法、实验现象、宏观和微观过程分析以及由此得出的结论等。
例题 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 本题考查电解水实验及其实验结论。在电解水的实验中，负极产生氢气（一种可燃性气体），正极产生氧气，所以甲试管中是氢气，乙试管中是氧气；电解水产生氢气与氧气的体 积比 是2?1，质量比是1?8，电解水时加入氢氧化钠或硫酸是为了增强水的导电性；电解水的实验得出的结论是：在化学变化中分子可以再分，原子不能再分；水是由氢元素和氧元素组成的。答案选D。
变式题 某化学兴趣小组的同学设计了左下图所示的简易电解水的实验装置，进 行家庭小实验，并测定两管逸出气体的体积如右下表：
体积／mL＼ 时间／min 1 2 3 4 5 6 7 8
连电源负极的量筒A中气体 6 12 18 24 30 36 42 48
连电源正极的量筒B中气体 2 4 6 9 12 15 18 21
请回答：（1）电解一段时间后，A、B两管水位均下降，其中 管水位下降快，其原因是 。
(2) 装置密闭性良好、读数正确，但电解开始阶段两管气体的体积比不 符合理论比值的原因是 。
(3) 自第 分钟起管B和管A产生气体的体积比与理论比值相一致。
解析 （ 1）电解 一段时间后，A、B两管分别产生氧气、氢气，因为B管产生的氢气体积比A管产生的氧气体积多，所以下降得快。
（2）观察数据可发现产生的氢气和氧气的体积比不是理论上的2?1，而是 开始时氧气少，其原因可考虑氢气和氧气在水中溶解性的差异，或从氧气的化学性质比较活泼这个角度考虑。
(3) 通过分析实验数据可知，第3分钟起管B和管A产生气体的体积比非常接近理论比值。
拓展题 下图1是改进的电解水 实验装置示意图，图2是教材中电解水的实验装置示意图。
（1）写出电解水的文字表达式： 。
（2）用玻璃三通管将图1装置电解水时产生的气体混合在一起，点燃用该混合气吹出的肥皂泡时的实验现象是 。
（3）图1实验装置的优点是 。
（4）与图2装置相 比，用图1装置进行该实验的主要不足之处是 。
解析 图1是利用生活中的一些废弃物，组装成了电解水的实验装置，对相关知识进行考查。因为是电解水实验，从玻璃三通管出来的混合气体是氢气和氧气，体积比约为2?1，达到了氢气的爆炸极限，所以点燃后产生剧烈的爆鸣声；该组装能很好地开拓学生的创新思维，同时也体现了环保和废物利用、节约资源的新理念；从图2的实验装置中，除了定性地得出水是由氢、氧两种元素组成的之外，还能定量地得出产生氢气和氧气的体积比为2?1，而图1装置的缺点就在于硬质塑料管上没有刻度，无法测量两种气体的体积比。我们可以寻找生活中带有刻度的废弃物进行替代 ，如注射器等。
答案 （1）水通电 氢气 +氧气 （2）产生剧烈的爆鸣声
（3）仪器和装置都用生活中废旧物品制成，体现了环保与节约资源的理念
（4）硬质塑料管上没有刻度，无法测量两种气体的体积比