Question

學(xué)習(xí)水的組成這一課題后，同學(xué)們己經(jīng)知道水在通電的條件下能生成氫氣和氧氣．某研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)對電解水的實(shí)驗(yàn)很感興趣，很想通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一結(jié)論．于是在征得老師同意后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)記錄如下：

電解時(shí)間/min	2	4	6	8	10	12	14	…
負(fù)極生成氣體體積/mL	7	15	23	31	39	47	55	…
正極生成氣體體積/mL	2	5	9	13	17	21	25	…

（1）電解水生成氫氣和氧氣的理論體積比是

 

；
（2）如果你是這次實(shí)驗(yàn)的參與者、請認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)什么問題：

 

；
（3）推測產(chǎn)生這一間題的可能原因：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：電解水實(shí)驗(yàn)

專題：空氣與水

分析：（1）電解水正極上產(chǎn)生的氧氣體積與負(fù)極上產(chǎn)生的氫氣體積之比為1：2；
（2）通過表中實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)可知在4分鐘以前小于1：2；
（3）分析實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的可能原因：氧氣在水中的溶解性比氫氣在水中的溶解性強(qiáng)；氧氣有較強(qiáng)的氧化性，可能氧化電極消耗了部分氧氣．當(dāng)水中溶解氧氣飽和后逐步接近理論值．

解答：解：（1）由題意，可以書寫化學(xué)方程式2H₂O 

通電  .

2H₂↑+O₂↑，則可知電解水生成氫氣和氧氣的理論體積比是2：1；
（2）但從題目中的表格，可發(fā)現(xiàn)問題：氫氣和氧氣實(shí)際的體積比和理論體積比不符，大于2：1，即氧氣較少；
（3）可能原因可答：氧氣比氫氣易溶于水；生成的氧氣與電極反應(yīng)．
故答案為：（1）2：1；
（2）氫氣和氧氣實(shí)際的體積比和理論體積比不符，或電解水負(fù)極與正極產(chǎn)生的氣體體積比與理論體積比不相等，大于2：1，或從第4分鐘起，每分鐘內(nèi)負(fù)極與正極生成氣體的體積比與理論體積比相等；
（3）氧氣在水中的溶解度比氫氣在水中的溶解度大或氧氣與電極反應(yīng)．

點(diǎn)評(píng)：了解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理或者誤差分析的方法及技巧；掌握電解水的實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項(xiàng)．