1、做好实验 理解反应实质电解水实验不仅为探讨水的组成、水分子的构成提供丰富的感性材料,而且有利于同学们认识构成物质的微粒分子和原子之间的关系,进而理解化学反应的实质。因此,做好电解水实验,深刻理解实验的目的和结论非常重要。一、实验准备1、实验用品:水电解器、直流电源、1015的氢氧化钠水溶液(注:氢氧化钠是一种工业用碱在水中加入的目的是为了增强水的导电性,氢氧化钠不参与化学反应)。2、注意事项:电解装置要足够洁净;氢氧化钠要纯净;测气管的直径不要太细。以上原因是防止在测气管的液面上产生泡沫。二、实验现象及结论实验开始后,可以观察到两个电极上有气泡冒出,两侧的玻璃管内水面下降,且与电源负极相连的玻
2、璃管内水面下降较快,而中间的玻璃管内水面上升。这些现象说明水通电后有气体生成,那么生成的是什么气体呢?1、用一根点燃的火柴接近液面下降较多的玻璃管尖嘴处,慢慢打开活塞,发现管内的气体在管口被点燃,火焰为淡蓝色。如果将一干冷的烧杯罩在火焰上方,则烧杯壁很快发烫且有水珠出现,证明该气体是氢气(H 2)。2、用一根带火星的木条接近液面下降较少的玻璃管尖嘴处,慢慢打开活塞,会发现带火星的木条复燃,证明该气体是氧气(O 2)。但如果气体的量很少,则看不到复燃现象,因此应注意点燃的时机。该实验证明与电源负极相连的玻璃管内产生的气体是氢气,体积大;与电源正极相连的玻璃管内产生的气体是氧气,体积小,两者体积比
3、约为 2:1。为了容易识记,可概括为:负大氢,正小氧,体积之比约为 2:l。三、实验误差及分析该实验中产生的氢气和氧气的体积比理论上应是 2:1,但实际上氢气的体积往往大于氧气的体积的 2 倍。原因是多方面的。1、氢气和氧气在水中的溶解性不同,同种条件下,氧气比氢气易溶于水。因此,可以预先在电解所用的水里通入氧气,可减小误差。2、正极产生的氧与电极发生了反应或电极本身发生副反应等。四、反应类型和反应实质水通电生成两种新的物质氢气和氧气,因此水通电发生的是化学变化。反应的文字表达式为: 氧 气氢 气水 通 电 该反应中反应物为一种,而生成物不止一种,我们把具有这样特点的化学反应称为分解反应。分解
4、反应是化学反应的基本类型之一,可用符号通式表示为: CBA例如: ,该反应也属于分解反应。水二 氧 化 碳氨 气碳 酸 氢 铵 加 热 在电解水实验中,我们将负极产生的气体(氢气)进行了点燃,实际上发生了以下化学反应: 水氧 气氢 气 点 燃该反应中反应物不止一种,而生成物只有一种,我们把具有这样特点的化学反应称为化合反应。化合反应也是化学反应的基本类型之一,可用符号通式表示为:。ACB例如:碳酸钙+水十二氧化碳 碳酸氢钙,该反应也属于化合反应。水是由水分子构成的,水分子又是由氢原子和氧原子构成的,水通电后,水分子被破坏,氢原子和氧原子进行了重新组合。每两个氢原子结合成一个氢分子,每两个氧原子
5、结合成一个氧分子。大量的氢分子聚集组成氢气,大量的氧分子聚集组成氧气。该微观变化过程可用文字表示为:、 、 、氢 原 子水 分 子 分 解 成 氢 分 子氧 原 子 构 成重 新 组 合 , 氢 气氧 分 子 聚 集 成 氧气也可用微观示意图表示为:因此,化学反应的实质就是反应物的分子被破坏,分解成原子,原子重新组合构成新的分子。五、实验结论1、水在直流电的作用下可发生分解反应,生成氢气和氧气。2、水是由氢元素和氧元素组成的。3、在化学变化中,分子可分而原子不可分。这是分子和原子的根本区别。4、原子是化学变化中的最小粒子。这可作为原子的定义。5、化学反应前后,原子的种类和数目不变,因此反应前后元素的种类也不变。6、化学反应前后,分子的种类一定改变,分子的数目可能改变(视具体反应)。