初中化学水的电解,初中化学电解水技巧

上课视频（点击链接播放）

一、为什么要电解水？

因为水是生命之源，是我们最常见的物质，人们就喜欢研究它，想看看它有什么组成的。

二、谁第一个想到电解水？

电解水的先驱者—尼科尔森

W.William Nicholson (1753～1815)英国化学家。1753年生于伦敦,1815年5月21日卒于伦敦。曾任朴茨茅斯自来水厂工程师。尼科尔森1790年发明了自来水表(尼科尔森水表)和印刷亚麻布的机器。其最重要的贡献为最早进行电化学反应。1800年他得知发明了伏打电池后，同年5月2日同解剖学家A.卡莱尔用银币和锌片各36枚重叠起来制成电池。他们发现，当将两根分别连接银币和锌片的导线放在水中时，与锌(负极)连接的金属丝上发生氢气泡，而与银(正极)连接的金属丝上产生氧气。这样,他们成为电解水的先驱者。1797年他创办了《自然哲学、化学和技术》杂志。著有《自然哲学导论》(1781)和《理论与应用化学字典》(1808)。

三、电化学简史

目前，电池的发展历史在当代的应用可谓是越来越广泛，电池的发展历史是值得我们好好学习的，现在我们就深入了解电池的发展历史。

1771年，意大利生理学家、解剖学家伽伐尼(Luigi Galvani，1737~1798)发现蛙腿肌肉接触金属刀片时候会发生痉挛。他于1791年发表了实验结果，这标志着电化学(和电生理学)的诞生。

1799年，意大利物理学家伏特(alessandro volta)把一块锌板和一块银板浸在盐水里，发现有电流通过金属板间的导线。据此他制成了世界上第一个电池──“伏特电堆”。

1800年，英国化学家安东尼·卡莱尔和威廉·尼科尔森通过电解的方式成功将水分解为氢气和氧气。但是最早水的电解实验由1789年由两名荷兰科学家完成的，当时的电力来自摩擦生电。

1805年，意大利化学家Luigi V.Brugnatelli进行了第一次电沉积，电沉积是在外加电流作用下溶液的金属离子在阴极上还原沉积为金属，即金属从其化合物水溶液中沉积到阴极表面。这个发现奠定了电镀的理论基础。

1806年，英国化学家戴维(Humphry Davy，1778~1829)再一次进行了电解水实验。他发现在电解以后，正极的水可以使石蕊试纸变红，说明产生了酸性物质；而负极可以使石蕊试纸变蓝，说明产生了碱性物质。

1807年，英国化学家戴维用电解氢氧化钾和氢氧化钠的方法得到了钾和钠金属单质。随后，他又制出了钙、钡、镁、锶等金属物质。

1832年，英国科学家法拉第(Michael Faraday 1791~1867)基于其电解实验阐述了法拉第电解定律，这个定律适用于一切电极反应的氧化还原过程，是电化学反应中的基本定量定律。

1836年，英国的约翰·费德里克·丹尼尔改良“伏特电堆”，他将锌置于硫酸锌溶液中，将铜置于硫酸铜溶液中，并用盐桥或离子膜等方法将两电解质溶液连接的一种原电池。这种电池解决了电池极化问题，使电池电压趋于稳定。因此这种电池又称丹尼尔电池。

1837年，俄国的雅可比和英国的司本沙等人在进行原电池实验时，不约而同地发现了镀铜现象。

1839年，英国科学家威廉·罗伯特·格罗夫提出出了燃料电池的设计原理，该燃料电池利用氢和氧的化合反应。

1840年，英国人Elkington获得了氰化镀银的第一个专利，并用于工业生产，这是电镀工业的开始。

1843年，酸性硫酸铜镀铜用于工业生产。

1843年，德国工程学家西门子(Ernst Werner von Siemens，1816-1892)发明了电镀镍技术，对后世印刷技术的发展起了非常重要的作用。

1852年，德国化学家本生(Robert Wilhelm Bunsen,1811~1899)研究金属的电解制法，最后找到电解熔融金属氯化物的方法。开始时是由氯化镁制镁，接着连续地制出了钠、钙、钡、锂、铬和锰等。

1860年，法国的普朗泰(raymond)发明出铅酸电池。后来这种电池发展成为目前广泛使用的“铅酸蓄电池”。

1866年，法国人雷克兰士发明新电池。它的负极是锌和汞的合金棒，而它的正极盛装着碾碎的二氧化锰和碳的混合物。这一电池后来成为世界上第一种被广泛使用的碳锌电池。

1866年，德国西门子提出了发电机的工作原理，同年，该公司发明了第一台直流电动机。电解技术开始大规模应用于工业领域。

1884年，瑞典化学家斯凡特·奥古斯特·阿伦尼乌斯提出了溶质电离理论。1887年，他完善了该理论，并逐步得到了公众认可。

1886年，法国人保罗·埃鲁和美国人查尔斯·霍尔分别独立的提出了电解氧化铝制备纯铝的霍尔-埃鲁法。

1887年，英国人赫勒森(Wilhelm Hellesen)发明了最早的干电池，干电池的电解液为糊状，不会溢漏，便于携带，最后该种电池发展成电池的一大家族。

1888年，德国科学家瓦尔特·能斯特(Walther Hermann Nernst,1864～1941)提出了原电池的电动势的理论，随后他提出了能斯特方程。

1890年，美国发明家爱迪生(Thomas Edison)发明可充电的铁镍电池。

1894年，德国化学家威廉·奥斯特瓦尔德通过测定有机酸的电导率，进一步证明了阿伦尼乌斯的电离理论。

1898年，德国化学家弗里茨·哈伯发现电解池中阴极电位决定还原产物的化学组成，同年他解释了硝基苯的电解还原过程。

1899年，瑞典科学家Waldmar Jungner发明开口型镍镉电池。

1914年，美国发明家爱迪生发明碱性电池。

1937年，瑞典化学家阿尔内·蒂塞利乌斯(Arne Wilhelm Kaurin Tiselius，1902~1971)制作了第一套精细的电泳装置。他因对蛋白质电泳的研究获得1948年诺贝尔化学奖。

1976年，Philips Research的科学家发明镍氢电池。

1991年，日本Sony公司可充电锂离子电池商业化生产

1999年，可充电锂聚合物电池商业化生产

四、初中学科如何做电解水？

1.实验报告

「链接」

2.实验视频

3.考点

水的组成

一、水(H2O)的组成：

1.电解水的实验: (加入硫酸或氢氧化钠的目的----增强水的导电性)

(1)实验现象：正、负电极上都有气泡产生，一段时间后正、负两极所收集气体的体积比约为1∶2。而且将负极试管所收集的气体移近火焰时，气体能燃烧呈淡蓝色火焰；用带火星的木条伸入正极试管中的气体，能使带火星的木条复燃。

(2)化学反应

(3)检验：

O2---出气口置一根带火星的木条----木条复燃

H2---出气口置一根燃着的木条------气体燃烧，产生淡蓝色的火焰

(4)O2和H2的体积比小于1/2的原因：氧气相对氢气更易溶于水；氧气与电极反应。

(5)实验结论：

①水是由氢、氧元素组成的。（化学反应前后，原子、元素种类不变）；

②水在通电的条件下，发生分解反应产生氢气和氧气。

③一个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的。

④化学变化中，分子可分而原子不可分。

二、 氢气(H2)

1.物理性质：无色无味的气体；密度最小的气体（向下排空气法）；难溶于水（排水法）

2.化学性质：

可燃性：（化合反应）

〔可燃性气体（如H2、CO）点燃前，要验纯〕

3.现象：发出淡蓝色火焰，放出热量，有无色液滴产生

4.用途：高能燃料；氢氧焰焊接切割金属，冶炼金属

三、 物质的分类

基本概念：

单质：由同种元素组成的纯净物叫单质。

化合物：由不同种元素组成的纯净物叫化合物。

氧化物：由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素的叫做氧化物

4.经典训练

「链接」

五、两个霍夫曼

1.奥格斯特·威廉·冯·霍夫曼

霍夫曼（德国柏林大学教授）_百度百科 (baidu.com)

实验探究 实验室鼓捣霍夫曼水电解器_六安市级名师工作室-高俊工作室_新浪博客

2.费利克斯·霍夫曼

发明阿司匹林 和 海洛因

谁给我讲一下初中化学电解水的知识

化学反应
　　水是弱电解质，内部存在电离平衡
　　①H2O=H(+)+OH(-)
　　②H(+)+OH(-)=H2O
　　v①=v②
　　在直流电作用下，放出氢气与氧气，氢离子与氢氧根离子不 电解水机断减少，打破平衡体系，使水不停地电离，且v①>v②，所以反应不断进行
　　阳极反应：4OH（-）-4e（-）=2H2O+O2↑
　　阴极反应：2H（+）+2e（-）=H2↑
　　总反应：2H2O=（通电）2H2↑+O2↑
　　解释：水分子由氢原子和氧原子组成（构成）
　　通电后水分子被破坏，分解为氢原子、氧原子（分解）
　　两个氢原子组成一个氢分子；两个氧原子组成一个氧分子（重组）
　　许多氢分子聚集在一起为氢气；许多氧分子聚集在一起为氧气（聚集）

电解水的实验步骤

实验名称：电解水
实验类别：演示或学生实验
改进目的：通直流电分角水的实验对研究水的组成至关重要。九年义务教育三年制初中教科书化学48页所示简易装置水槽中需电解液量大，同时收集气体的试管放入或取出电解液时手被溶液沾污而受腐蚀，为克服上述不足之处，特自制电解水实验器。
制作电解水实验器所需原材料：见附页图中所示。
电解水实验器的制作过程：
1.将上底半径为6厘米的圆台形的橡胶塞打上与注射器管和长颈漏斗管相匹配的三个孔。
2.将两只相同的注射器管和一个长颈漏斗管旋转插进橡胶塞的孔内，管的下沿不要超过塞子的下底面，以免装电解液时杯内留下气泡。
3.截取一小段带孔的伞骨子（镀铬不锈钢）将外附橡胶的细钢丝一端裸露部分穿入伞骨于孔内并夹紧，再将伞骨手插入已用过的一次性注射器管内的胶塞中心（此塞剪有几个孔），最后将制好的电极插入注射器管内，导线的另一端从漏斗管内穿出来，在导线上作好正负极的记号，与注射器管记号一一对应。
此步须注意以下两点：
①电极既不能露出管底，又不能插入管内太深。电极露出管底则产生的氢气和氧气混合；插入管内太深则产生气体的速度慢。
②电解器内部的细钢丝除与电极接触部分能裸露外，其余部分不能裸露。
4.将与注射器管相匹配的注射针尖截断且夹扁密封，留下针帽。
5.将制好的塞子塞到与之匹配的茶杯口内，把针帽扭到注射器管的上端。
操作步骤及现象：
1.扭下针帽，检查装置的气密性。
2.向漏斗内倒入5％至10％纯净的氢氧化钠水溶液，当电解液升到注射器管内后，加液体的速度放慢，待三个管的注段达到顶点不再改变时，将针帽扭上（不要扭得太紧）。
3，通直流电源12伏至6伏，电解液浓度小则电压调大，电解液浓度大则电压调小。不到半分钟，负极（阴极）产生5毫升气体，正极（阳极）产生约2.5毫升气体。
4.切断电源，点燃木条，扭下与负极相连的针帽，迅速在管尖处点火，气体燃烧，呈淡蓝色火焰——氢气。
5.为使实验现象明显，再通电源，扭下与正极相边的针帽，迅速把带火星的木条放到管尖处，木条复燃——氧气。
改进后的效果：
自制电解水实验器所需的原材料易得，制作不难。实验操作安全方便，便于观察。电解的速度快，所得氢气和氧气体积很接近2∶1；检验生成气体的现象十分明显。实验所需电解液的量不多，同时可避免手被溶液沾污而受腐蚀。实验器可长久使用，必须时更换电极也十分方便。演示实验可改为学生实验。