Question

【題目】綠色能源需求日益增長，氫能源備受關注。

探究一　實驗室電解水

（1）寫出電解水反應的化學方程式__________。

（2）如圖所示，接通電源，可以觀察到兩電極有氣泡產生，一段時間后，理論上正負電極上產生的氣體體積比___________。

（3）該實驗說明了___________(填一點即可)。

探究二　不同電解液和電極材料對水電解產生氣體體積的影響

（4）實驗時，發現反應速率慢，且V（H2）和V（O2）比并不等于理論值。導致這一結果的因素可能有：_______（多選）。

A 氧氣的密度比氫氣大

B 氧氣在水中的溶解性比氫氣強

C 部分氧氣與電極發生反應而被消耗

［查閱資料］純凈水導電能力差，加入電解液能增強導電性，但不同的電解液和電極材料對產生氣體的體積有影響。

［設計并實驗］興趣小組對不同電解液和電極材料進行探究，結果如下：

電解液（濃度0.2kg/L）	不同電極材料產生的V（H2）：V（O2）
	碳棒	銅棒	保險絲	電阻絲	鐵絲
氫氧化鈉溶液	6.9：1.09	7.7：3.35	6.9：2.95	7.3：3.4	6.51：3.2
稀硫酸	6.9：1.10	陽極產生的氧氣很少	7.6：1.95	7.5：3.45	鐵絲溶解

［結論］由上表實驗信息可得：

（5）稀硫酸(H2SO4)做電解液時，鐵絲不能做電極：鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，請寫出該反應的化學方程式____________。

（6）電解水選擇最佳的電解液和電極材料分別為__________和____________。

Answer 1

【答案】 1：2 水是由氫元素和氧元素組成 BC 氫氧化鈉溶液 鐵絲

【解析】

（1）電解水生成氫氣和氧氣，反應的化學方程式為：。

（2）如圖所示，接通電源，可以觀察到兩電極有氣泡產生，一段時間后，理論上正負極上產生的氣體體積比是1：2。

（3）該實驗中電解水生成氫氣和氧氣，由質量守恒定律可知，水是由氫元素和氧元素組成。

（4）實驗時，發現反應速率慢，且V（）和V（）比并不等于理論值，導致這一結果的因素可能有氧氣在水中的溶解性比氫氣強，部分氧氣與電極發生反應而被消耗；

故填：BC。

（5）鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，該反應的化學方程式為：。

（6）電解液是氫氧化鈉溶液，電極材料是鐵絲時，負極和正極產生的氣體體積比最接近2：1，因此電解水選擇最佳的電解液和電極材料組合分別為氫氧化鈉溶液和鐵絲。