水的电解
通过电解水，观察两极产生的气体并检验它们，认识水是由氢、氧两种元素组成的。
动手做实验 · Virtual Lab
接通直流电源，读出两管气体的体积，再用带火星和燃着的木条检验：正氧负氢，氢二氧一
正在搭建 3D 实验台
第 1 步
准备水电解器
往水中加入少量硫酸钠，注满水电解器的两根玻璃管，把电极接到直流电源上：a 管接正极，b 管接负极。
第 1 步「加」：往水里加点什么。
- 加往水里加点什么
- 满注满水
- 电接电源
- 两根带刻度的玻璃管，顶端有活塞，底部各有一个电极，中间的长颈漏斗用来注水。
- 刻度从管顶往下数：气体聚在管顶，液面对着的刻度就是气体的体积。
- 用低压直流电源，正、负极不能接错。
文字版：器材、步骤与结论适合备课、打印+
器材
- 水电解器
- 低压直流电源
- 导线
- 水
- 硫酸钠或氢氧化钠（少量）
- 木条
- 火柴
- 01
在水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠，注满水电解器的两根玻璃管，关闭活塞。
要点加硫酸钠是为了增强水的导电性，不能加食盐。
- 02
把电极接到低压直流电源上，接通电源，观察两个电极上和玻璃管内的现象。
- 03
一段时间后，读出两根玻璃管中气体的体积，比较它们的体积比。
要点刻度从管顶往下数。
- 04
用带火星的木条放在与正极相连的玻璃管尖嘴口，慢慢打开活塞，观察现象。
- 05
用燃着的木条放在与负极相连的玻璃管尖嘴口，慢慢打开活塞，观察现象。
要点点燃氢气前要验纯。
现象
两个电极上都有气泡产生；一段时间后，正极与负极产生的气体体积比约为 1 : 2；正极的气体能使带火星的木条复燃，负极的气体能燃烧，产生淡蓝色火焰。
结论
水通电分解生成氢气和氧气：2H₂O══通电2H₂↑ + O₂↑；水是由氢元素和氧元素组成的。
记忆口诀
正氧负氢，氢二氧一
正极产生氧气，负极产生氢气；氢气和氧气的体积比约为 2 : 1。
01 — Principle
实验原理
水在通直流电的条件下分解，与电源负极相连的电极上产生氢气，与正极相连的电极上产生氧气，氢气和氧气的体积比约为 2 : 1。化学反应前后元素的种类不变，由生成的氢气和氧气可以推知：水是由氢元素和氧元素组成的。纯水几乎不导电，实验时要加入少量硫酸钠或氢氧化钠增强导电性。
02 — Pitfalls
易错点
Q1为什么要往水中加少量硫酸钠或氢氧化钠？+
纯水几乎不导电，加入少量硫酸钠或氢氧化钠可以增强水的导电性，加快电解的速率。它们本身不参加反应。不能用食盐，因为食盐溶液通电时正极会产生氯气。
Q2实验测得氢气和氧气的体积比常常大于 2 : 1，为什么？+
相同条件下氧气比氢气更容易溶解在水中；另外电极上也可能消耗少量氧气。所以测得的氧气偏少，体积比大于 2 : 1。
Q3水是由氢气和氧气组成的吗？+
不是。水是纯净物，只含水分子，不含氢气和氧气。正确的说法是：水是由氢元素和氧元素组成的；水分子是由氢原子和氧原子构成的。
Q4为什么不能用 220 V 的交流电？+
家庭电路的电压很高，有触电危险；交流电的方向不断改变，两个电极上都会同时产生氢气和氧气，无法分开收集。
03 — Practice
典型例题
例 1
电解水时，与电源正极相连的玻璃管中产生的气体是（ ）
例 2
电解水时，若负极产生 20 mL 气体，正极产生的气体约为（ ）
例 3
电解水实验说明（ ）
04 — In Life
生活中的应用
电解水制氢
制氢能源
用太阳能、风能发的电来电解水，得到的氢气燃烧后只生成水，是很清洁的能源。
电解水得氧气
空间站制氧
空间站里用电解水的方法为航天员提供氧气，产生的氢气再和二氧化碳反应，回收利用。
05 — Safety
安全提示
- 使用低压直流电源，注意用电安全。
- 点燃氢气前必须检验纯度，防止爆炸。
- 氢氧化钠有腐蚀性，不要沾到皮肤上。