Question

6．探究課題：水在直流電作用下的分解
探究目標：
①通過實驗，驗證電解水的產物．
②通過電解水實驗，進一步從分子、原子角度理解什么是化學變化．培養科學探究精神．
提出問題：
①水中通以直流電，會有什么現象？
②水通電與水的三態變化是否屬于同一種變化？
收集資料：
①氧氣是一種無色無味不易溶于水的氣體，能使帶火星的木條復燃．
②氫氣是一種無色無味難溶于水的氣體，在空氣中燃燒時，產生淡藍色火焰．
做出假設：水通電后有新物質生成
設計實驗并進行驗證：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①在水電解器的玻璃管中注滿水，接通直流電源，觀察兩個電極和兩支玻璃管內液面的變化	與電源正極相連的玻璃管內液面下降較少，與電源負極相連的玻璃管內液面下降較多．
②用一根點燃的火柴接近液面下降較多的玻璃管尖嘴處，慢慢打開活塞，觀察．	氣體燃燒，并發出淡藍色火焰	該氣體是氫氣
③用一根帶火星的木條接近液面下降較小的玻璃管尖嘴處，慢慢打開活塞，觀察．	帶火星的木條復燃	該氣體是氧氣

分析歸納：
（1）電解水是化學變化．該反應的表達式2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，屬于分解反應；氫氣燃燒的表達式2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O，屬于化合反應（填“化合或分解”）．
（2）水通電分解生成的兩種物質是氫氣和氧氣，二者的體積比為2：1．
說明水是由氫元素和氧元素組成的．
交流與反思：物質發生物理變化時，構成物質的分子沒有（填“有”或“沒有”）發生變化，；物質發生化學變化時，構成反應物分子的原子重新組合成新的分子．

Answer 1

分析 由電解水生成氣體是“負氫正氧”，且氧氣與氫氣的體積比是1：2，結合圖示所示的氣體體積進行分析有關的問題．再根據分子、原子在化學變化中變化，分析在水電解過程中微粒的變化．

解答 解：設計實驗并進行驗證：
②液面下降較多的氣體是體積較大的氣體，即氫氣，氫氣具有可燃性，用一根點燃的火柴接近氫氣，氫氣燃燒并發出淡藍色火焰，
③液面下降較小的氣體是體積較小的氣體，即氧氣，氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復燃．
故答案為：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①在水電解器的玻璃管中注滿水，接通直流電源，觀察兩個電極和兩支玻璃管內液面的變化	與電源正極相連的玻璃管內液面下降較少，與電源負極相連的玻璃管內液面下降較多．
②用一根點燃的火柴接近液面下降較多的玻璃管尖嘴處，慢慢打開活塞，觀察．	氣體燃燒，并發出淡藍色火焰	該氣體是 氫氣
③用一根帶火星的木條接近液面下降較小的玻璃管尖嘴處，慢慢打開活塞，觀察．	帶火星的木條復燃	該氣體是 氧氣

分析歸納：
（1）水在通電的條件下生成氫氣和氧氣，符合“一變多”的特點，屬于分解反應；氫氣與氧氣在點燃的條件下生成水，符合“多變一”的特點，屬于化合反應；
故填：2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；分解；2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O；化合；
（2）水通電分解生成的兩種物質是氫氣和氧氣，二者的體積比為2：1．氫氣中的氫元素和氧氣中的氧元素是從水中產生的，所以水是由氫元素和氧元素組成的．
故答案為：氫氣；氧氣；2：1；氫元素和氧元素；
交流與反思：物質發生物理變化時，構成物質的分子沒有發生變化，；物質發生化學變化時，構成反應物分子的原子重新組合成新的分子．故填：沒有；原子；分子．

點評 要熟記正氧負氫，氫二氧一，電解水實驗得到的結論有：水是由氫元素和氧元素組成等，以上這些常是解決此類題的關鍵．