水电解实验中关于氢气和氧气的体积比探析.docx

水电解实验中关于氢气和氧气的体积水电解实验中关于氢气和氧气的体积 比探析比探析水电解实验中关于氢气和氧气的体积比探析湖北省通山县黄沙中学 王胤琪理论上电解水时产生的 H2 和 O2 的体积比应该是 2:1，但实际上 H2 的体积往往超过两倍产生这一误差的原因是多方面的，主要原因是：两个集气管中水柱压力不相等；氢氧两种气体在电解液中的溶解度不同；在相同温度和压力下，氧气的溶解度比氢气大，还有电极上会发生一些副反应例如，用自来水配置 NaOH 做电解液，因溶液中含有 Cl-，阳极放出氧原子与 Cl-生成 ClO-，消耗部分氧；若使用稀 H2SO4 做电解液，则有下列副反应发生：H2SO4＝H+＋HSO4-在阴极：2 H+＋2e-＝H2；在阳极：2HSO4-－2e-＝H2S2O8 (过二硫酸)H2S2O8＋H2O＝H2SO4＋H2SO5 (过一硫酸)；H2SO5＋H2O＝H2O2＋H2SO4生成的过氧化氢在酸性溶液环境中较稳定，不易分解放出氧气使放出的氧气量减少用稀硫酸做电解液时，可选用铂、钨、钼或铅作电极材料如果用碱液做电解液时，铁钉、保险丝或不锈钢也是较好的电极材料因为在碱性溶液中，这些电极表面可形成难于溶解的保护膜。

这就避免了电极材料在电解过程中不断被氧化、溶解而使生成的氧气的量减少对多次实验所得的数据进行分析，可以发现：电解质溶液的浓度一定时，电压越高，H2 和 O2 的体积比越接近 2:1当电压一定时，电解质溶液的浓度越大，H2 和 O2 的体积比越接近 2:1为降低误差，在使用非铂做电极材料时电极材料时，注意电极材料与电解质溶液匹配非常重要其基本原则是：所选的电极材料应不与所选用的电解液发生化学反应，而且在电解时能在阳极表面形成不溶于该电解液的保护膜还值得注意的是无论采用酸或是碱作电解液，都不宜采用铜或碳棒作电极前者在电解时其阴极会不断被氧化溶解，使生成的氧气量减少而后者的过电位高，产生气体的速率慢，对气体的吸附作用又强，而且部分氧和碳棒作用产生 CO2，使氧气量减少，影响体积比除了以上所述和选择适当的电压与电解液浓度以外，还可以先通电电解一段时间，使电解液中氧气的溶解度达到饱和以后再进行收集水电解实验中关于氢气和氧气的体积比探析湖北省通山县黄沙中学 王胤琪理论上电解水时产生的 H2 和 O2 的体积比应该是 2:1，但实际上 H2 的体积往往超过两倍产生这一误差的原因是多方面的，主要原因是：两个集气管中水柱压力不相等；氢氧两种气体在电解液中的溶解度不同；在相同温度和压力下，氧气的溶解度比氢气大，还有电极上会发生一些副反应。

例如，用自来水配置 NaOH 做电解液，因溶液中含有 Cl-，阳极放出氧原子与 Cl-生成 ClO-，消耗部分氧；若使用稀 H2SO4 做电解液，则有下列副反应发生：H2SO4＝H+＋HSO4-在阴极：2 H+＋2e-＝H2；在阳极：2HSO4-－2e-＝H2S2O8 (过二硫酸)H2S2O8＋H2O＝H2SO4＋H2SO5 (过一硫酸)；H2SO5＋H2O＝H2O2＋H2SO4生成的过氧化氢在酸性溶液环境中较稳定，不易分解放出氧气使放出的氧气量减少用稀硫酸做电解液时，可选用铂、钨、钼或铅作电极材料如果用碱液做电解液时，铁钉、保险丝或不锈钢也是较好的电极材料因为在碱性溶液中，这些电极表面可形成难于溶解的保护膜这就避免了电极材料在电解过程中不断被氧化、溶解而使生成的氧气的量减少对多次实验所得的数据进行分析，可以发现：电解质溶液的浓度一定时，电压越高，H2 和 O2 的体积比越接近 2:1当电压一定时，电解质溶液的浓度越大，H2 和 O2 的体积比越接近 2:1为降低误差，在使用非铂做电极材料时电极材料时，注意电极材料与电解质溶液匹配非常重要其基本原则是：所选的电极材料应不与所选用的电解液发生化学反应，而且在电解时能在阳极表面形成不溶于该电解液的保护膜。

还值得注意的是无论采用酸或是碱作电解液，都不宜采用铜或碳棒作电极前者在电解时其阴极会不断被氧化溶解，使生成的氧气量减少而后者的过电位高，产生气体的速率慢，对气体的吸附作用又强，而且部分氧和碳棒作用产生 CO2，使氧气量减少，影响体积比除了以上所述和选择适当的电压与电解液浓度以外，还可以先通电电解一段时间，使电解液中氧气的溶解度达到饱和以后再进行收集水电解实验中关于氢气和氧气的体积比探析湖北省通山县黄沙中学 王胤琪理论上电解水时产生的 H2 和 O2 的体积比应该是 2:1，但实际上 H2 的体积往往超过两倍产生这一误差的原因是多方面的，主要原因是：两个集气管中水柱压力不相等；氢氧两种气体在电解液中的溶解度不同；在相同温度和压力下，氧气的溶解度比氢气大，还有电极上会发生一些副反应例如，用自来水配置 NaOH 做电解液，因溶液中含有 Cl-，阳极放出氧原子与 Cl-生成 ClO-，消耗部分氧；若使用稀 H2SO4 做电解液，则有下列副反应发生：H2SO4＝H+＋HSO4-在阴极：2 H+＋2e-＝H2；在阳极：2HSO4-－2e-＝H2S2O8 (过二硫酸)H2S2O8＋H2O＝H2SO4＋H2SO5 (过一硫酸)；H2SO5＋H2O＝H2O2＋H2SO4生成的过氧化氢在酸性溶液环境中较稳定，不易分解放出氧气。

使放出的氧气量减少用稀硫酸做电解液时，可选用铂、钨、钼或铅作电极材料如果用碱液做电解液时，铁钉、保险丝或不锈钢也是较好的电极材料因为在碱性溶液中，这些电极表面可形成难于溶解的保护膜这就避免了电极材料在电解过程中不断被氧化、溶解而使生成的氧气的量减少对多次实验所得的数据进行分析，可以发现：电解质溶液的浓度一定时，电压越高，H2 和 O2 的体积比越接近 2:1当电压一定时，电解质溶液的浓度越大，H2 和 O2 的体积比越接近 2:1为降低误差，在使用非铂做电极材料时电极材料时，注意电极材料与电解质溶液匹配非常重要其基本原则是：所选的电极材料应不与所选用的电解液发生化学反应，而且在电解时能在阳极表面形成不溶于该电解液的保护膜还值得注意的是无论采用酸或是碱作电解液，都不宜采用铜或碳棒作电极前者在电解时其阴极会不断被氧化溶解，使生成的氧气量减少而后者的过电位高，产生气体的速率慢，对气体的吸附作用又强，而且部分氧和碳棒作用产生 CO2，使氧气量减少，影响体积比除了以上所述和选择适当的电压与电解液浓度以外，还可以先通电电解一段时间，使电解液中氧气的溶解度达到饱和以后再进行收集。