Question

【题目】绿色能源需求日益增长，氢能源备受关注。

探究一　实验室电解水

（1）写出电解水反应的化学方程式__________。

（2）如图所示，接通电源，可以观察到两电极有气泡产生，一段时间后，理论上正负电极上产生的气体体积比___________。

（3）该实验说明了___________(填一点即可)。

探究二　不同电解液和电极材料对水电解产生气体体积的影响

（4）实验时，发现反应速率慢，且V（H2）和V（O2）比并不等于理论值。导致这一结果的因素可能有：_______（多选）。

A 氧气的密度比氢气大

B 氧气在水中的溶解性比氢气强

C 部分氧气与电极发生反应而被消耗

［查阅资料］纯净水导电能力差，加入电解液能增强导电性，但不同的电解液和电极材料对产生气体的体积有影响。

［设计并实验］兴趣小组对不同电解液和电极材料进行探究，结果如下：

电解液（浓度0.2kg/L）	不同电极材料产生的V（H2）：V（O2）
	碳棒	铜棒	保险丝	电阻丝	铁丝
氢氧化钠溶液	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	阳极产生的氧气很少	7.6：1.95	7.5：3.45	铁丝溶解

［结论］由上表实验信息可得：

（5）稀硫酸(H2SO4)做电解液时，铁丝不能做电极：铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，请写出该反应的化学方程式____________。

（6）电解水选择最佳的电解液和电极材料分别为__________和____________。

Answer 1

【答案】 1：2 水是由氢元素和氧元素组成 BC 氢氧化钠溶液 铁丝

【解析】

（1）电解水生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：。

（2）如图所示，接通电源，可以观察到两电极有气泡产生，一段时间后，理论上正负极上产生的气体体积比是1：2。

（3）该实验中电解水生成氢气和氧气，由质量守恒定律可知，水是由氢元素和氧元素组成。

（4）实验时，发现反应速率慢，且V（）和V（）比并不等于理论值，导致这一结果的因素可能有氧气在水中的溶解性比氢气强，部分氧气与电极发生反应而被消耗；

故填：BC。

（5）铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，该反应的化学方程式为：。

（6）电解液是氢氧化钠溶液，电极材料是铁丝时，负极和正极产生的气体体积比最接近2：1，因此电解水选择最佳的电解液和电极材料组合分别为氢氧化钠溶液和铁丝。