
一、情景导入
我国空间站有太阳能发电,电力充足,航天员呼吸需要氧气,可以用电解水的方法获得氧气。你知道电解水实验怎样操作吗?
二、合作探究
水的分解
【实验用品】水电解器、烧杯、带尖嘴的玻璃导管、直流电源、铁架台(带滴定夹)、酒精灯、弹簧夹、导线、木条、火柴。硫酸钠溶液(或氢氧化钠溶液)。
【提问】注意观察,接通电源后,电极上发生什么现象?两支玻璃管内的液面有什么变化?片刻后,比较两支玻璃管中产生气体的体积。
【回答】 接通电源后,电极上有气泡产生。两支玻璃管里汇集了气体,液面降低,其中正极产生的气体比负极产生的气体少。
【实验现象】一段时间后电极上有气泡产生,正极与负极气体体积比约为1∶2。
【讲述】水电解后两支玻璃管中得到的气体是同一物质还是不同物质?电解得到的物质究竟是什么?我们通过实验来鉴定。
【实验现象】用燃着的木条检验正极端玻璃管中的气体,发现木条燃烧得更旺;用燃着的木条检验负极端玻璃管中的气体,发现气体能够燃烧,火焰呈淡蓝色。
【实验结论】水在直流电的作用下,发生化学反应生成氢气和氧气。水是由氢元素和氧元素组成的。电解水反应的文字表达式为:水通电(―――→)氢气+氧气。
水的生成
【实验步骤】点燃纯净的氢气,氢气在空气里安静地燃烧,在火焰上方罩一个干燥的小烧杯,可观察到烧杯内壁上出现大量小水珠,说明氢气燃烧有水生成。
【补充】在点燃的条件下,纯净的氢气可以在空气里安静地燃烧,产生淡蓝色火焰,燃烧产物是水,所以被认为是最清洁的燃料。如果氢气不纯,混有空气(或氧气),点燃时就有可能会发生爆炸。氢气可以燃烧,所以氢气可以用点燃法来检验。
【提问】混有空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸,那么在你使用氢气,尤其是点燃氢气时应注意什么问题?具体应怎样做?
【讲解】使用氢气时,要注意安全。由于氢气具有可燃性,若氢气中混有氧气,点燃时可能发生爆炸,因而点燃氢气前一定要检验氢气的纯度。氢气的验纯方法:收集一试管氢气,用拇指堵住,移近火焰,若听到尖锐爆鸣声,说明氢气不纯,需要再收集,再检验;若听到很小的“噗”的一声,说明氢气较纯。
【注意】凡是可燃性气体在点燃时都要验纯,以防爆炸。
实验活动2 水的组成及变化的探究
一、水的分解
1.电解水的实验:
(1)现象:出现大量气泡,V正极∶V负极=1∶2(体积比)。
(2)产物检验:
a.正极气体:能使带火星的木条复燃→氧气;
b.负极气体:能够燃烧,火焰呈淡蓝色→氢气。
2.水是由氢元素和氧元素组成的。
二、水的生成
点燃氢气,有大量小水珠生成,说明氢气燃烧有水生成。